zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ram đến độ cứng của thép SKD11 đã tôi chế tạo trục cán thép

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

43
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày tóm tắt một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định ảnh hưởng của chế độ ram đến độ cứng của thép SKD11 đã tôi để chế tạo trục cán thép. Yếu tố ảnh hưởng đã được quan tâm và tiến hành khảo sát là nhiệt độ ram. Các mẫu thí nghiệm sau khi ram đã được xem xét sự thay đổi của tổ chức tế vi bằng kính hiển vi điện tử.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ram đến độ cứng của thép SKD11 đã tôi chế tạo trục cán thép

Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ RAM ĐẾN ĐỘ CỨNG CỦA THÉP SKD11 ĐÃ TÔI CHẾ TẠO TRỤC CÁN THÉP Nguyễn Thị Hiếu Thảo1, Nguyễn Đức Văn1 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội Tóm tắt. Báo cáo trình bày tóm tắt một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định ảnh hưởng của chế độ ram đến độ cứng của thép SKD11 đã tôi để chế tạo trục cán thép. Yếu tố ảnh hưởng đã được quan tâm và tiến hành khảo sát là nhiêt độ ram. Các mẫu thí nghiệm sau khi ram đã được xem xét sự thay đổi của tổ chức tế vi bằng kính hiển vi điện tử. Đề tài đã lựa chọn được chế độ ram hợp lý cho thép SKD11, đảm bảo yêu cầu về độ cứng cao. Kết quả nghiên cứu thu được có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho đào tạo và sản xuất. Từ khóa: công nghệ ram, thép SKD11, độ cứng. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong quá trình làm việc, trục cán của máy cán thép là một trong những chi tiết thường xuyên phải thay thế vì nó phải làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt dẫn đến mài mòn, bong tróc [1]. Để có khả năng làm việc tốt, cơ tính của trục cán phải đảm độ cứng bề mặt yêu cầu từ 58 ÷ 60 HRC [2-3]. Vật liệu để chế tạo trục cán thép thường sử dụng làm thép SKD11 vì vật liệu này có cơ tính tổng hợp tốt và phù hợp với điều kiện làm việc của trục cán [4]. Ở trạng thái cung cấp thép SKD11 có độ cứng bề mặt 18 ÷ 20 HRC. Vì vậy, việc nâng cao độ cứng bề mặt của vật liệu SKD11 khi sử dụng làm trục cán là việc rất cần thiết. Một trong các phương pháp phổ biến để nâng cao độ cứng bề mặt của các chi tiết máy là phương pháp nhiệt luyện [5-7]. Quá trình nhiệt luyện thép SKD11 được thực hiện lần lượt qua 2 công nghệ: công nghệ tôi và công nghệ ram [8]. Công nghệ tôi ảnh hưởng lớn đến độ cứng của thép nhưng sau khi tôi, tổ chức thu được có mức năng lượng tự do cao nên hệ không ổn định, cần thực hiện thêm chuyển biến ram để giảm mức năng lượng tự do của tổ chức và đạt độ cứng theo yêu cầu sử dụng. Nhóm tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tôi và môi trường làm nguội khi tôi đến độ cứng thép SKD11 chế tạo trục cán thép [9], tuy nhiên nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến độ cứng của thép SKD11 sau khi tôi còn chưa được đề cập. -144-
Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.10. Vật liệu nghiên cứu Theo tiêu chuẩn thép SKD11 có thành phần hóa học như sau: (0,4 ÷ 1,6)% C; (0,2 ÷ 0,4)% Si; 0,6% Mn; (11 ÷ 13)% Cr; (0,8 ÷ 1,2)% Mo; (0,2 ÷ 0,3)% V. Nghiên cứu thực hiện trên mẫu thép SKD11 có thành phần hóa học như sau: 0,678% C; 0,32% Si; 0,342% Mn; 11,69% Cr; 0,478% Mo; 0,197% V. Thành phần của mẫu được xác định bằng máy Spectro MAXx tại Viện khoa học công nghệ Giao thông vận tải. 2.11. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu Căn cứ vào điều kiện làm việc và độ cứng yêu cầu của trục cán thép cần đạt là 58 ÷ 60 HRC, các mẫu thép SKD11 sau khi đã tôi ở các nhiệt độ 940 oC; 970 oC; 1000 oC; 1030 oC; 1060 oC được tiến hành ram ở ba nhiệt độ ram TR =200oC (ram thấp); 400 oC (ram trung bình); 600oC (ram cao), thời gian giữ nhiệt 45 phút, môi trường làm nguôi khi ram: không khí để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ram đến tổ chức và cơ tính của thép sau khi tôi. Quá trình nung để ram được thực hiện bằng lò buồng điện trở LR201. Các mẫu sau khi ram được đo độ cứng trên máy đo độ cứng Rockwell HR-150C. Kết quả đo độ cứng đạt được của mỗi chế độ ram được xác định là kết quả của 2 mẫu thí nghiệm và lấy giá trị trung bình. Tổ chức tế vi của các mẫu thép được chụp trên kính kiển vi Nikon ECLIPSE TS100 với độ phóng đại  500 sau khi tiến hành mài thô, mài tinh rồi tẩm thực lên bề mặt mẫu bằng dung dịch tẩm thực (1HNO3+3HCl). 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 3.7. Kết quả đo độ cứng Kết quả đo độ cứng sau khi tôi trong môi trường nước 30oC rồi ram ở các nhiệt độ khác nhau của các mẫu thép đã tôi được trình bày trong Bảng 1. Bảng 1. Kết quả đo độ cứng sau khi tôi và sau khi ram mẫu ở 3 nhiệt độ khác nhau. Độ cứng thép SKD11 sau khi tôi và ram (HRC) Nhiệt Sau khi ram 200oC Sau khi ram 400oC Sau khi ram 600oC độ tôi Sau khi Mức độ Mức độ Mức độ ( oC) tôi Độ Độ Độ giảm sau giảm sau giảm sau cứng cứng cứng khi ram khi ram khi ram 940 65,9 60,8 5,1 59,4 6,5 48,8 17,1 970 64,6 59,7 4,9 56,9 7,7 47,1 17,5 1000 62,1 57,5 4,6 54,7 7,4 54,7 7,4 1030 46,7 46,0 0,7 44,8 1,9 42,9 3,8 -145-
Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải 1060 45,0 40,2 4,8 39,8 5,2 39,1 5,9 Căn cứ vào kết quả đo thể hiện ở Bảng 1, đồ thị quan hệ giữa độ cứng và nhiệt độ được thể hiện như Hình 1. Hình 1. Quan hệ giữa nhiệt độ tôi, nhiệt độ ram và độ cứng của thép. Qua Bảng 1 và đồ thị Hình 1 cho thấy: Nhiệt độ ram ảnh hưởng lớn đến độ cứng bề mặt của thép SKD11 đã tôi. Sau khi ram, độ cứng của các mẫu giảm đi (0,7  17,5) HRC. Cùng một nhiệt độ tôi, khi nhiệt độ ram càng lớn thì độ cứng của vật liệu giảm càng nhiều, cụ thể như sau: - Khi ram ở chế độ ram thấp (TR= 2000C) độ cứng giảm từ (0,7  5,1) HRC, độ cứng nhận được từ (40,2  60,8) HRC; với mẫu giảm nhiều nhất là mẫu thép tôi ở 9400C giảm 5,1 HRC. - Khi ram ở chế độ ram trung bình (TR= 4000C) độ cứng giảm từ (1,9  7,7) HRC, với mẫu giảm nhiều nhất là mẫu thép tôi ở 9700C, độ cứng nhận được từ (39,8  59,4) HRC. - Khi ram ở chế độ ram trung bình (TR= 6000C) độ cứng giảm từ (3,8  17,5) HRC, với mẫu giảm nhiều nhất là mẫu thép tôi ở 9700C, độ cứng nhận được từ (39,1  48,8) HRC. Với các mẫu thép SKD11 có nhiệt độ tôi 1030 0C, khi ram mức độ giảm độ cứng ít nhất (0,7  3,8) HRC đối với tất cả các trường hợp ram ở các nhiệt độ khảo sát. Kết quả thí nghiệm nhận được cho thấy: để đạt được độ cứng yêu cầu là (58 ÷ 60) HRC, chế độ nhiệt luyện phù hợp là tôi ở (940 ÷ 970)0C và ram ở 2000C hoặc tôi ở 940 0C và ram ở 4000C. 3.2. Tổ chức tế vi của thép SKD11 Để hiểu rõ hơn về nguyên nhân biến đổi độ cứng của thép SKD11 đã tôi sau quá trình ram, khi quan sát tổ chức tế vi của các mẫu thép tại các hình 2,3,4 có thể thấy: -146-
Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải Tổ chức tế vi của thép SKD11 sau khi tôi hạt khá nhỏ (Hình 2a, 3a, 4a)- tương ứng với độ cứng 65,9 HRC; 64,6 HRC và 45HRC; nhưng khi tiến hành ram ở 2000C, 4000C, 6000C và giữ nhiệt 45 phút thì hạt to dần (Hình 2, 3, 4), cụ thể khi tôi ở 9400C rồi ram ở 200oC thì kích thước hạt thu được nhỏ nhất- tương ứng với độ cứng đạt 60,8 HRC (Hình 2b). Khi tăng nhiệt độ ram lên 4000C, 6000C (Hình 2c 2d) thì hạt thu được có kích thước tăng dần và lớn hơn hình 2b, nên độ cứng lần lượt là 59,4 HRC và 48,8 HRC, độ cứng giảm dần so với khi ram ở 200oC. Cùng một nhiệt độ tôi, nhiệt độ ram càng tăng thì độ cứng đạt được càng giảm (Bảng 1), kích thước hạt càng tăng. Cùng ram ở nhiệt độ 2000C (Hình 2b, 3b, 4b), nhiệt độ tôi tăng dần thì độ cứng giảm dần (Bảng 1), kích thước hạt to dần (Hình 2b, 3b, 4b), cụ thể khi tôi ở 9400C rồi ram (Hình 2b) thì hạt thu được có kích thước nhỏ nhất, khi tăng nhiệt độ tôi 9700C và 10600C rồi ram thì kích thước hạt tăng lên và với nhiệt độ tôi 10600C hạt có kích thước lớn nhất (Hình 3b, 4b). a. Sau khi tôi ở 9400C b. Sau khi tôi ở 9400C và ram ở 2000C c. Sau khi tôi ở 9400C và ram ở 4000C d. Sau khi tôi ở 9400C và ram ở 6000C Hình 2. Ảnh tổ chức tế vi × 500 của thép SKD11 sau khi tôi ở 9400C và ram ở 2000C, 4000C, 6000C. a. Sau khi tôi ở 9700C b. Sau khi tôi ở 9700C và ram ở 2000C -147-
Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải c. Sau khi tôi ở 9700C và ram ở 4000C d. Sau khi tôi ở 9700C và ram ở 6000C Hình 3. Ảnh tổ chức tế vi × 500 của thép SKD11 sau khi tôi ở 9700C và ram ở 2000C, 4000C, 6000C. a. Sau khi tôi ở 10600C b. Sau khi tôi ở 10600C và ram ở 2000C c. Sau khi tôi ở 10600C và ram ở 4000C d. Sau khi tôi ở 10600C và ram ở 6000C Hình 4. Ảnh tổ chức tế vi × 500 của thép SKD11 sau khi tôi ở 10600C và ram ở 2000C, 4000C, 6000C. 4. KẾT LUẬN Từ các kết quả nghiên cứu ở trên, một số kết luận sau được rút ra: được bài báo, Ban biên tập sẽ tiến hành kiểm tra nội dung - Sau khi ram độ cứng bề mặt thép SKD11 giảm, độ cứng của các mẫu giảm từ -148-
Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải (0,7  17,5) HRC, nhiệt độ ram càng lớn mức độ giảm càng nhiều. - Tổ chức của thép SKD11 cũng thay đổi ứng với các nhiệt độ tôi và ram khác nhau giải thích được sự thay đổi cơ tính của thép ứng với các chế độ nhiệt luyện khác nhau. - Để đạt được độ cứng theo yêu cầu để chế tạo trục cán thép là (58 ÷ 60) HRC, chế độ nhiệt luyện phù hợp với thép SKD11 là tôi ở nhiệt độ (940 ÷ 970) oC và ram ở 200oC hoặc tôi ở 940oC và ram ở 400oC sẽ nhận được độ cứng là (59,4 ÷ 60,8) HRC. LỜI CẢM ƠN Cảm ơn Trường đại học Giao thông Vận tải đã tài trợ cho cho nghiên cứu này trong khuôn khổ đề tài mã số T2019 - CK- 002. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Trương Nguyễn Trung, Trương Phương Anh, Kỹ thuật chế tạo máy, NXB Giao thông vận tải. [2]. B. Zakharov, Heat treatment of Metals, Peace Publishers, Moscow, 1962. [3]. Nghiêm Hùng, Nhiệt luyện các chi tiết ô tô máy kéo, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1987. [4]. Wei Dai, Jianjun Li, Weikang Zhang, Zhizhen Zheng, Evaluation of fluences and surface characteristics in laser polishing SKD 11 tool steel, Journal of Materials Processing Technology, Volume 273, 2019. [5]. Phùng Thị Tố Nga, Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Thị Vân Thanh, Nghiên cứu vật liệu và đề xuất công nghệ xử lý nhiệt và bề mặt cho bánh rang hộp số oto, Tạp chí khoa học và công nghệ các trường đại học kỹ thuật, số 70, 2009. [6]. M. Oezel, T. Janitzky, P. Beiss, C. Broeckmann, Influence of steel cleanliness and heat treatment conditions on rolling contact fatigue of 100Cr6, Wear, Volumes 430– 431, 2019. [7]. Hossein Mohammadi, Tracy C. Becker, Hatem Zurob, Novel gusset plate design using high strength steel and heat treatment, Journal of Constructional Steel Research, Volume 157, 2019. [8] Nguyễn Chung Cảng, Sổ tay nhiệt luyện tập 2, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2007. [9] Nguyễn Thị Hiếu Thảo, Nguyễn Đức Văn, Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện đến độ cứng của thép SKD11 chế tạo trục cán thép, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 11, 2019. -149-

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.