1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM
VIỆN LUYỆN KIM ĐEN
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN CẤP BỘ
Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP MÁC Z50CD15 DÙNG ĐỂ
CHẾ TẠO KHUÔN ÉP THỨC ĂN GIA SÚC”
Cơ quan chủ quản: TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM
Cơ quan chủ trì: VIỆN LUYỆN KIM ĐEN
Chủ nhiệm đề tài: Ths. NGUYỄN QUANG DŨNG
6826
28/4/2008
HÀ TÂY, 12/2007
2
BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY THÉP VIỆT NAM
VIỆN LUYỆN KIM ĐEN
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN CẤP BỘ
Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP MÁC Z50CD15 DÙNG ĐỂ
CHẾ TẠO KHUÔN ÉP THỨC ĂN GIA SÚC”
VIỆN LUYỆN KIM ĐEN
VIỆN TRƯỞNG
Nguyễn Văn Sưa
HÀ TÂY, 12/2007
3
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 4
1. TỔNG QUAN 5
1.1. Giới thiệu thép không gỉ máctenxit có chứa Crôm, Molipđen và Vanadi 5
1.2. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim lên cấu trúc và tính chất của
thép không gỉ máctenxit. 6
1.3. Nhiệt luyện thép không gỉ máctenxit 11
1.4. Thép không gỉ máctenxit mác Z50CD15. 12
1.5. Lựa chọn mác thép làm khuôn ép thức ăn gia súc. 13
1.5.1. Công nghệ chế biến thức ăn gia súc. 13
1.5.2. Lựa chọn mác thép làm khuôn ép thức ăn gia súc 15
2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.1. Nội dung nghiên cứu 16
2.2. Phương pháp nghiên cứu 16
3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 17
3.1. Công nghệ sản xuất thép hợp kim mác Z50CD15 17
3.1.1. Công nghệ luyện thép 17
3.1.2. Công nghệ tinh luyện 20
3.1.3. Công nghệ đúc chi tiết 23
3.1.4. Công nghệ rèn 23
3.1.5. Công nghệ nhiệt luyện 25
3.2. Các tính chất của thép Z50CD15 27
3.2.1. Thành phần hoá học 27
3.2.2. Tính chất cơ lý 27
3.2.3. Cấu trúc pha 28
3.2.4. Tính chống gỉ của thép 32
3.3. Chế tạo sản phẩm 33
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36
4.1. Kết luận 36
4.2. Kiến nghị 36
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 37
6. PHỤ LỤC 38
4
MỞ ĐẦU
Trong một đất nước, nền kinh tế bao gồm rất nhiều ngành như công nghiệp,
nông nghiệp, giao thông vận tải,… Trong số các ngành này, ngành chăn nuôi gia
súc, gia cầm cũng đóng một vai trò quan trọng. Trước đây, khi ngành cơ khí còn
kém phát triển, ngành công nghiệp ít có tác dụng hỗ trợ đến sự phát triển của
ngành chăn nuôi. Gần đây, người ta đã phát minh ra các máy chế biến thức ăn
cho ngành chăn nuôi không những giúp giảm nhẹ lao động cho người chăn nuôi
mà còn tăng năng suất và chất lượng của ngành kinh tế này.
Trong số các thiết bị này, thiết bị chế biến thức ăn cho ngành chăn nuôi đã
được nhiều nước tiến hành nghiên cứu, chế tạo. Nguyên lý hoạt động của thiết bị
này như sau: nguyên liệu vụn rời, sau khi được hấp sấy, sẽ được máy này ép
thành viên. Thức ăn này rất tiện lợi cho việc chăn nuôi gia súc, gia cầm ở qui mô
công nghiệp. Nó cũng rất dễ dàng cho việc bảo quản, vận chuyển. Một trong các
bộ phận quan trọng nhất của thiết bị ép thức ăn này là khuôn ép thức ăn. Khuôn
ép này ngoài việc phải chịu được tác động ăn mòn khi tiếp xúc với các thức ăn,
còn phải chịu được sự mài mòn của việc ép thức ăn khi đi qua các lỗ nhỏ trên bề
mặt khuôn.
Thép không gỉ máctenxít đáp ứng tốt các yêu cầu này. Để góp phần phục
vụ nhu cầu trong nước, giảm thiểu nhập khẩu khi các chi tiết này bị hỏng, Viện
Luyện kim đen đã đề xuất và được Bộ Công Thương chấp thuận giao thực hiện
đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép Z50CD15 dùng để chế tạo khuôn ép
thức ăn gia súc”.
Bản báo cáo bao gồm các phần như sau:
- Tổng quan.
- Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
- Kết quả đạt được.
- Kết luận và kiến nghị.
- Tài liệu tham khảo.
- Các tài liệu liên quan đến đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ, tạo
điều kiện của Vụ Khoa học và Công nghệ (Bộ Công Thương), Viện Nghiên cứu
thiết kế chế tạo máy nông nghiệp cùng các cơ quan trong cũng như ngoài Bộ.
Nhân dịp này, chúng tôi xin trân trọng cám ơn về sự giúp đỡ và hợp tác đó.
5
1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu thép không gỉ máctenxit có chứa Crôm, Molipđen và Vanadi.
Để phân biệt các loại thép với nhau, người ta có nhiều cách như theo thành
phần hoá học, công dụng của chúng, cấu trúc tồn tại,…
Đối với thép không gỉ, thông thường người ta hay dùng cách phân loại theo
dạng tồn tại cấu trúc của thép. Trong hệ thép không gỉ có những họ thép như
sau: thép austenit, dạng ferit, dạng máctenxit, dạng bề hoá tiết pha, dạng song
pha. Trong các loại thép này thì thép máctenxit có giá thành thấp trong khi
chúng lại có tính chất tốt của loại thép không gỉ.
Thông thường, đối với thép không gỉ máctenxit chỉ có một nguyên tố hợp
kim là Crôm thì hàm lượng Crôm tối thiểu phải lớn hơn 11,5% còn nếu có thêm
các nguyên tố hợp kim khác như Mo, V, Ni, Ti, W,… thì hàm lượng Cr có thể
nhỏ hơn 11,5% thì thép không gỉ đó mới có cấu trúc máctenxit. Nhờ có các
nguyên tố hợp kim này mà thép có được tính chống gỉ tốt và có độ bền cơ học
cao. Ngoài ra thép máctenxit còn có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như cơ
khí, dụng cụ và các chi tiết sử dụng ở nhiệt độ cao.
Thành phần hoá học của hệ thép không gỉ máctenxit được nêu trong bảng 1.
Bảng 1: Thành phần hóa học của hệ thép không gỉ máctenxit.
TT Mác thép Thành phần hoá học của các nguyên tố (%)
AISI ASTM C Si Mn
P ≤ S ≤ Cr Ni Mo Khác
1 403 403 ≤0,15 ≤0,50 ≤1,00 0,040 0,030 11,5-
13,0
2 410 410 ≤0,15 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 11,5-
13,5
3 410Cb XM-30
≤0,15 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 11,5-
13,5
Nb≤0,25
4 410S - ≤0,06 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 11,5-
13,5 ≤0,6
5 414 414 ≤0,15 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 11,5-
13,5
1,25-
2,50
6 416 416 ≤0,15 ≤1,00 ≤1,25 0,060 0,150 12,0-
14,0
Zr/Mo≤0,60
7 416 plus
X
- ≤0,15 ≤1,00 1,50-
2,50
0,060 0,150 12,0-
14,0
≤0,60
8 416Se 416Se ≤0,15 ≤1,00 ≤1,25 0,060 0,060 12,0-
14,0
Se>0,15
9 420 420 ≤0,15 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 12,0-
14,0
10 420F 420F ≤0,15 ≤1,00 ≤1,25 0,060 0,150 12,0-
14,0
≤0,60
11 420F Se 420F Se 0,30-
0,40 ≤1,00 ≤1,25 0,06 0,06 12,0-
14,0
Se>0,15
12 422 - 0,20-
0,45 ≤0,75 ≤1,00 0,040 0,030 11,5-
13,5
0,50-
1,00
0,75-
1,25
V=0,15-0,3
W=0,75-1,25
13 431 431 ≤0,20 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 15,0-
17,0
1,25-
2,50
14 440A 440A 0,60-
0,75 ≤1,00 ≤1,00 0,040 0,030 16,0-
18,0
≤0,75