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



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

4.1. Kết lu
ận 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 l
ợi 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

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 -

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

1,20
≤1,00 ≤1,00
0,040 0,030 16,0-
18,0

≤0,75

17 440F - 0,95-
1,20
≤1,00 ≤1,00
0,06 0,15 16,0-
18,0

Mo/Zr≤0,75
18 440F Se - 0,95-
1,20
≤1,00 ≤1,00
0,06 0,06 16,0-
18,0
Se>0,15
19 501 501
≤0,10 ≤1,00 ≤1,00
0,040 0,030 4,00-
6,00
0,40-
0,65

20 502 502
≤0,10 ≤1,00 ≤1,00
0,040 0,030 4,00-

pha austenit. Do có khả năng mở rộng vùng dung dịch rắn γ và tạo thành pha
cácbit có độ cứng cao nên cácbon là nguyên tố tăng bền rất tốt. Khi tăng nhiệt
độ thì khả năng tăng bền của cácbon giảm đi do có sự thay đổi cấu hình của
cácbit. Khi có các nguyên tố
tạo cácbit mạnh trong hợp kim thì cácbon tập trung
chủ yếu vào những vị trí hình thành cácbit. Vì vậy, khi tăng hàm lượng cácbon
sẽ làm thay đổi sự phân bố các nguyên tố hợp kim giữa các pha dung dịch rắn và
pha cácbít. Điều này dẫn đến làm nghèo dung dịch rắn, ảnh hưởng đến tính chất
hợp kim. Cácbon cũng có ảnh hưởng xấu đến tính dẻo, giảm khả năng chống lại
sự phát triển của vết nứt và giả
m tính hàn của hợp kim. Vì vậy, hầu hết các loại
thép hợp kim đều chứa hàm lượng cácbon thấp như các loại thép không gỉ làm
việc trong các môi trường có tính ăn mòn mạnh. Tuy nhiên, đối với thép không
gỉ máctenxit được sử dụng trong ngành chế tạo cơ khí thì hàm lượng cácbon lại
cao.
Crôm:
Crôm là nguyên tố rất quan trọng có ảnh hưởng mạnh đến tính chống gỉ của
thép nhờ khả năng thụ động của Crôm. Để đả
m bảo khả năng chống gỉ của thép,
hàm lượng Cr trong thép tối thiểu phải lớn hơn 11,5% để tạo ra một lớp màng

7
ôxit bền vững trên bề mặt thép và lớp ôxit này có lực liên kết bền vững với kim
loại nền nên đã tạo cho thép có tính chống gỉ tốt.

Hình 1: Giản đồ trạng thái của hệ Fe-Cr
Hình 1 mô tả giản đồ trạng thái của Fe-Cr. Crôm là nguyên tố mở rộng
vùng α, làm tăng nhiệt độ Ac
3
và làm giảm nhiệt độ Ac

Cácbít Cr
7
C
3
có mạng tinh thể ba nghiêng với thông số mạng a=3,89A
0
và
c=41,323A
0
, nhiệt độ nóng chảy là 1630-1670
0
C. Đối với thép được hợp kim
nhiều nguyên tố thì Cr thường tạo ra cácbit phức ở dạng (Fe,Cr)
3
C, (Cr,Fe)
7
C
3

và (Cr,Fe)
4
C. Các dạng cácbit phức được thể hiện trên hình 2.

8

Hình 2: Mặt cắt đẳng nhiệt giản đồ trạng thái của hệ Fe-Cr-C ở 20
0
C
Tóm lại, trong thép không gỉ máctenxit, Crôm có những tác dụng sau:
Tạo ra khả năng chống gỉ cho thép.

0
C 10
Molypđen:
Mo là nguyên tố hợp kim thu hẹp vùng γ và mở rộng vùng α trong hợp kim
với sắt. Mo làm tăng độ bền cơ học, độ bền mỏi và làm tăng tính chịu nhiệt của
thép. Mo cũng là nguyên tố tạo cácbít mạnh như Cr. Trong thép hợp kim có
chứa Mo thông thường tạo thành cácbit đơn như MoC, Mo
2
C và một số loại
cácbít phức khác. Hình 5: Giản đồ trạng thái hệ Fe-Mo 11

Hình 6: Mặt cắt đẳng nhiệt giản đồ trạng thái của hệ Fe-Mo-C ở 20
0
C

1.3. Nhiệt luyện thép không gỉ máctenxit
Để nhận được cấu trúc máctenxit nhằm đảm bảo cơ tính cao, thép không gỉ
phải được nhiệt luyện. Công đoạn nhiệt luyện bao gồm các khâu chủ yếu sau:
austenit hoá, tôi và ram.
Austenit hoá:
Nhiệm vụ của khâu austenit hoá là tạo ra dung dịch rắn γ đồng nhất để

Sau khi tôi, ta nhận được cấu trúc của thép là máctenxit với mạng tinh thể
lập phương thể tâm. Vì quá trình tôi là một quá trình xẩy ra rất nhanh nên không
đủ thời gian cho các nguyên tố khuyếch tán. Vì v
ậy, máctenxít là một dung dịch
rắn quá bão hoà có độ cứng cao và dòn. Bên cạnh máctenxit trong cấu trúc của
thép không gỉ máctenxít còn có thể có một lượng nhỏ σ-pherit. Đôi khi còn có
cả austenit dư khi tốc độ làm nguội không đủ lớn.
Ram:
Máctenxit nhận được sau khi tôi là một dung dịch rắn quá bão hoà, có độ
cứng cao và dòn. Vì vậy để thép có những tính chất cơ lý cao nhất theo yêu cầu
thì cần thiết phải tiến hành ram thép. Trong quá trình ram thép có xảy ra các
hiện tượng như phân huỷ austenit dư
ở khoảng nhiệt độ 220-260
0
C. Kết quả của
quá trình này là độ cứng và tính chịu mài mòn của thép tăng lên. Hiện tượng
phân huỷ dung dịch rắn xảy ra ở nhiệt độ 320-430
0
C
Kết quả của quá trình ram là cấu trúc hợp kim ở trạng thái ổn định, độ cứng
giảm đi nhưng tính dẻo tăng lên. Các tính chất khác như tính chống gỉ cũng
được tăng lên.

1.4. Thép không gỉ máctenxit mác Z50CD15.
Thép không gỉ máctenxit mác Z50CD15 thuộc về nhóm thép có chứa
14,5%Cr và được hợp kim hoá thêm các nguyên tố hợp kim Mo và V. Đây là hệ
thép đã được nghiên cứu và sản xuất ở nhiều nước trên thế giới. Các nước đã
đưa ra tiêu chuẩn hoá mác thép này. Bảng 2 đưa ra mác thép, tiêu chuẩn và
thành phần hoá học của loại thép này của các nước như Nhật Bản, Liên Xô cũ,
Đức và Pháp.

σ
0,2
: ≥750 MPa
δ: ≥9 %
Cấu trúc của thép không gỉ Z50CD15 sau khi nhiệt luyện là máctenxit, δ-
pherit và cácbít các loại.
Ngoài ra, thép không gỉ máctenxit còn có tính chống gỉ cao trong một số
môi trường ăn mòn.
Chính vì có các tính chất cơ lý tính cao như vậy mà thép không gỉ
máctenxit Z50CD15 được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp như cơ
khí, hoá chất,…

1.5. Lựa chọn mác thép làm khuôn ép thức ăn gia súc.

1.5.1. Công nghệ chế biến thức ăn gia súc.
Từ nguyên liệu thức ăn chăn nuôi ở dạng bột để có sản phẩm dạng viên chủ
yếu phải trải qua ba công đoạn:
- Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu
- Công đoạn tạo hình viên
- Công đoạn sử lý sau khi tạo viên
Dựa vào yêu cầu về thức ăn của từng vật nuôi khác nhau mà có các thiết bị
cụ th
ể khác nhau. Căn cứ vào công nghệ chuẩn bị nguyên liệu khác nhau và
công nghệ sử lý tạo viên, ta có thể chia thành công nghệ tạo viên cho gia súc, gia
cầm với công nghệ tạo viên thức ăn thủy sản. Sơ đồ lưu trình công nghệ chủ yếu
của nó được thể hiện trên hình 7.
0,40 14,0
3 X46Cr13
(14034)
Đức 0,42-

0,55
≤0,75 ≤ 1,0 ≤0,04 ≤0,015 14,5-
15,5
- - -

14
Hình 7: Lưu trình công nghệ chế biến thức ăn gia súc dạng viên
Trong lưu trình trên, công đoạn tạo hình viên đóng một vai trò vô cùng
quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và công suất của dây chuyền chế
biến. Nguyên lý của công đoạn tạo hình viên như sau:
Máy ép tạo viên gồm có một trục đặc bên trong và một trục rỗng bao ở
ngoài, nghĩa là 2 trục lồng vào nhau. Trục rỗ

Bao gói sản phẩm

15

Hình 8: Nguyên lý làm việc của buồng ép viên
1 Khuôn ép 11 Bulông điều chỉnh
2 Bulông kẹp chặt 12 Bulông điều chỉnh
3 Quả lô ép 13 Đai ốc chống nới lỏng
4 Đai ốc chống nới lỏng 14 Bánh răng điều tiết
5 Bulông điều chỉnh 15 Quả lô ép
6 Bánh răng điều tiết 16 Bulông kẹp chặt
7 Đai ốc chống nới lỏng 17 Dao cắt viên
8 Bulông điều chỉnh 18 Viên
9 Dao gạt liệu vào 19 Khu vực vật liệu để tạo viên
10 Đai ốc chống nới lỏng

1.5.2. Lựa chọn mác thép làm khuôn ép thức ăn gia súc.
Như trên đã trình bày, khuôn ép
thức ăn gia súc cần phải có tính chịu
mài mòn khi làm việc, tính chống gỉ
khi tiếp xúc với các loại thức ăn khác
nhau. Để đáp ứng các yêu cầu này,
thép không gỉ máctenxit loại Z50CD15
có độ bền cơ học cao, tính chống gỉ tốt
hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu trên.
Hiện nay trên thế giới đang sử
dụng vật liệu X46Cr13 cho khuôn và
lô ép tại các nhà máy ch
ế biến thức ăn
gia súc.

kiện làm việc của khuôn ép thức ăn gia súc để lựa chọn mác thép.
- Sử dụng lò trung tần của Trung Quốc để nghiên cứu xác định công nghệ
nấu luyện, thiết bị tinh luyện điện xỉ 750KVA để tiến hành tinh luyện
thép, búa rèn 750kg, lò nung, tôi và ram để xác định công nghệ rèn và
nhiệt luyện thép hợp kim mác Z50CD15.
- Sử dụng phương pháp phân tích hoá học truyền th
ống và phương pháp
phân tích quang phổ trên thiết bị ARL 3460 để xác định thành phần hoá
học của thép.
- Sử dụng máy kéo vạn năng để xác định độ bền và độ giãn dài tương đối
của thép nghiên cứu.
- Sử dụng máy đo độ cứng theo tiêu chuẩn TCVN 256-1
- Sử dụng kính hiển vi quang học để nghiên cứu tổ chức tế vi của thép.

17
3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

3.1. Công nghệ chế tạo thép hợp kim mác Z50CD15
Sau khi nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn trong nước cũng như trên thế
giới, đề tài đã đi theo hai hướng công nghệ khác nhau nhằm chế tạo được sản
phẩm là khuôn ép thức ăn gia súc. Hướng thứ nhất đi theo các nguyên công
luyện thép, đúc tạo phôi điện xỉ, tinh luyện điện xỉ, rèn gia công áp lực, ủ mề
m,
gia công cơ khí, nhiệt luyện và tạo ra sản phẩm. Hướng thứ hai đi theo các
nguyên công luyện thép, đúc phôi chi tiết, ủ mềm, gia công cơ khí, nhiệt luyện
và tạo ra sản phẩm. Trong hai hướng này, trên thế giới chủ yếu đi theo hướng có
nguyên công gia công áp lực để tạo cho sản phẩm có các tính chất cơ lý tính tốt
nhất. Sau đây là các kết quả đạt được trong quá trình tiến hành thí nghiệm.
3.1.1. Công nghệ luyện thép
Thép hợp kim mác Z50CD15 thuộ

5 FeMo 0,1 55
6 FeV 45
7 Bột graphít 98
Để tính toán phối liệu các mẻ nấu thí nghiệm, chúng tôi đã sử dụng các số
liệu thống kê về hệ số cháy hao của các nguyên tố C, Cr, Mn, Si, Mo, V trong lò
cảm ứng trung tần và kinh nghiệm luyện thép của Viện Luyện kim đen cũng như
tham khảo các tài liệu khác để đưa ra số liệu tham khảo.
Hệ số cháy hao của các nguyên tố hợp kim khi nấu luyện trong lò cảm ứng
trung tần được nêu trong bảng 4.
Bả
ng 4: Hệ số cháy hao của các nguyên tố hợp kim
TT Nguyên tố hợp kim Hệ số cháy hao (%)
1 C 6 -10
2 Cr 2 - 3
3 Mn 3 - 6
4 Si 6 - 10
5 Mo 1 - 2
6 V 10 - 15
Dựa vào thành phần hoá học của nguyên liệu (bảng 3, hệ số cháy hao của
các nguyên tố hợp kim (bảng 4 và kinh nghiệm luyện thép thực tế nhiều năm,
chúng tôi đã tính toán phối liệu cho 2 mẻ nấu thí nghiệm với dung lượng (300 kg
và 350kg) như nêu trong bảng 5.
Bảng 5: Thành phần phối liệu thí nghiệm (kg)
STT Tên nguyên liệu Mẻ 1 (kg) Mẻ 2 (kg)
1 Phế thép không gỉ X17 281 328
2 Phế thép 65Mn 9,8 11,5
3 FeMn 0,8 1,0
4 FeSi 0,55 0,65
5 FeMo 4,3 5,0
6 FeV 1,3 1,5

Đề tài đã tiến hành nấu thí nghiệm 2 mẻ theo phối liệu như đã nêu ở trên.
Các mẻ nấ
u đều được lấy mẫu để phân tích thành phần hoá học theo phương
pháp truyền thống tại phòng thí nghiệm phân tích hoá của Viện Luyện kim đen.
Ngoài ra mẻ thứ nhất còn được phân tích thêm theo phương pháp quang phổ.
Kết quả phân tích thành phần hoá học của các mẻ nấu thí nghiệm được nêu trong
bảng 6.
Bảng 6: Thành phần hoá học của các mẻ nấu thí nghiệm
Thành phần hoá học của các nguyên tố (%)
STT
C Mn Si Cr Mo V S P
Mẻ 1 (phân tích
bằng PP quang
phổ)
0,54 0,58 0,7 14,2 0,84 0,26 0,005 0,025
Mẻ 1 (phân tích
tại VLKĐ)
0,55 0,62 0,72 14,5 0,85 0,25 0,006 0,027
Mẻ 2 (phân tích
tại VLKĐ)
0,53 0,6 0,85 14,0 0,86 0,27 0,005 0,026
Thành phần
tiêu chuẩn
0,45 -
0,55
≤ 1,0 ≤ 0,75
14,0 -
15,0
0,5 -
1,0

- Không có rỗ xốp trong thỏi đúc.
- Các tạp chất như S, P phải nằm dưới giới hạn cho phép.
- Các tạp chất khí như N
2
, O
2
, H phải thấp hơn giới hạn cho phép.
- Cấu trúc của thỏi đúc phải nhỏ mịn.
Để đảm bảo các yêu cầu trên, có nhiều công nghệ có thể áp dụng như đúc
trong chân không, tinh luyện bằng lò thùng, … Tuy nhiên, trong điều kiện thực
tế của Việt Nam, chúng tôi đã sử dụng công nghệ tinh luyện điện xỉ để tiến hành
đúc thỏi đúc cho việc gia công khuôn ép thức ăn gia súc sau này.
T
ại Việt Nam, công nghệ điện xỉ được sử dụng trong ngành luyện kim đầu
tiên tại Viện Luyện kim đen với công suất thiết bị đầu tiên là 100KVA, sau đó
công nghệ này đã được một số cơ sở sản xuất khác nghiên cứu áp dụng như nhà
máy Cơ khí (Công ty Thép Miền Nam), Xí nghiệp Z45 (Bộ Quốc phòng).
Mục tiêu của đề tài là chế tạo khuôn ép thức ăn gia súc, mà hiện nay chi tiết
khuôn ép thông dụng nh
ất có trọng lượng đến 63 kg. Khuôn ép này có dạng hình
vành khăn có Φ ngoài = 330mm và Φ trong = 250mm, chiều cao khuôn =
134mm. Để chế tạo được khuôn ép này cần phải tiến hành rèn phôi có trọng
lượng lớn đến 107 kg mới có thể đạt yêu cầu của phôi chi tiết khuôn (nếu tính cả
trọng lượng phần lõi ruột bên trong). Trong khi đó khả năng điện xỉ của Viện
Luyện kim đen lại nhỏ (trọng lượng phôi đúc đ
iện xỉ chỉ đạt tối đa 40kg), do đó
công đoạn tinh luyện điện xỉ đã được chúng tôi tiến hành tại Xí nghiệp Z45 (Bộ
Quốc phòng).
Thiết bị tinh luyện điện xỉ của Xí nghiệp Z45 có các thông số chủ yếu sau:
- Công suất máy thiết kế: 750KVA

2
+ 25% Al
2
O
3
+ 20% CaO + 9% MgO. Quá
trình chế tạo xỉ tinh luyện bao gồm các bước:
- Phối liệu từng cấu tử tạo xỉ theo đúng hàm lượng yêu cầu.
- Nghiền nhỏ các chất tạo xỉ tới kích cỡ <1mm.
- Tiến hành nấu chảy phối liệu trên trong lò điện hồ quang có nồi lò bằng
graphít. Duy trì quá trình này trong khoảng 30 phút để toàn bộ khí trong
xỉ được khử hoàn toàn và toàn bộ xỉ được đồng đều v
ề thành phần hóa
học.
- Đổ xỉ lỏng ra khuôn kim loại và tiến hành nghiền nhỏ đến kích thước
<1mm sau đó xỉ sẽ được bảo quản trong dụng cụ kín tránh hút ẩm.
Quá trình tinh luyện điện xỉ được tiến hành như sau:
- Điều chỉnh thỏi điện cực vào trong hộp kết tinh sao cho tiếp xúc gần chạm
vào tấm thép tiếp điện ở đáy hộ
p kết tinh.
- Tiến hành nấu chảy xỉ rắn đã được chế tạo từ trước trong lò nồi graphít
với khối lượng 10kg cho một lần tinh luyện (3% trọng lượng thỏi đúc).
22
- Đổ xỉ lỏng vào gầu rót (đã nung nóng đỏ), sau đó nhanh chóng đổ vào hộp
kết tinh đã được chuẩn bị từ trước.
- Tiến hành đóng điện để quá trình tinh luyện điện xỉ bắt đầu. Dưới tác
dụng của dòng điện, bể xỉ có điện trở riêng lớn sẽ làm nóng chảy điện cực
thành từng giọt kim loại và s
ẽ tách khỏi đầu điện cực, đi qua bể xỉ lỏng rồi
lắng xuống đáy hộp kết tinh tạo thành bể kim loại lỏng.

C/h cho
đến 550
0
C, sau đó làm nguội theo lò.
- Thực tế thí nghiệm, chúng tôi đã tiến hành điện xỉ mẻ nấu luyện thứ nhất
được một thỏi có trọng lượng 280kg.
- Thời gian tiến hành tinh luyện một thỏi đúc điện xỉ kéo dài 3h30.
Thành phần hoá học của mẻ nấu thí nghiệm sau khi tinh luyện điện xỉ được
nêu trong bảng 7.

Bảng 7: Thành phần hoá học của các m
ẻ nấu thí nghiệm sau khi tinh luyện.
STT C Mn Si Cr Mo V S P
Mẻ 1 0,53 0,55 0,60 14,1 0,84 0,23 0,005 0,025
23
Qua kết quả này ta thấy rằng, thành phần hoá học của thép sau điện xỉ có
thay đổi không đáng kể. Về lý thuyết thành phần của tạp chất S, P sẽ giảm mạnh
nhưng thực tế thay đổi ít vì hàm lượng S, P đã rất thấp nên khó giảm xuống thấp
được nữa.

3.1.3. Công nghệ đúc chi tiết
Công nghệ đúc chi tiết này tương tự như các quá trình đúc chi tiết khác.
Trong quá trình đ
úc cần lưu ý một số vấn đề sau: Hệ số co ngót của loại thép
này được lấy bằng 2,5-3%. Hệ thống rót của vật đúc cần được làm theo phương
pháp xiphông để chất lượng vật đúc cao nhất. Cần phải tiến hành sơn khuôn với
chất sơn khuôn là bột MgO để tránh sự dính bám cát trong quá trình đúc. Khuôn
sau khi làm xong cần được sấy khô triệt để nhằm tránh rỗ trong quá trình đúc
rót. Nhằm khử
bỏ hoàn toàn các rỗ ngót trong vật đúc, đề tài đã tính toán tỷ lệ

(trên 800
0
C) có thể nung nhanh hơn, tốc độ nung có thể đến 100
0
C/giờ.
Nhiệt độ rèn là một khoảng nhiệt độ mà ở đó thép có trở kháng chống biến
dạng nhỏ nhất để có thể nhận được vật rèn có các tính chất tốt nhất cho các khâu
gia công tiếp sau. Nhiệt độ bắt đầu rèn là nhiệt độ đảm bảo cho sự hoà tan hoàn
toàn các nguyên tố hợp kim và cácbít vào dung dịch rắn austenit. Đối với thép
không gỉ mactenxit nhiệt độ bắt đầu rèn là 1100
0
C. Thời gian đồng đều nhiệt
cũng vô cùng quan trọng nhằm làm cho nhiệt độ bên ngoài và bên trong của thỏi
đúc đồng đều. Do kích thước phôi đúc lớn (Φ 192mm) nên thời gian giữ nhiệt
thỏi đúc vào khoảng 4 giờ.
Nhiệt độ kết thúc rèn là nhiệt độ mà tại đó thép vẫn còn đủ tính dẻo cần
thiết cho sự biến dạng mà vẫn không tạo ra các vết nứt tế vi. Đối với thép mác
Z50CD15, nhiệ
t độ kết thúc rèn là 900
0
C.
Biến dạng khi rèn.
Quá trình rèn thép không gỉ máctenxit mác Z50CD15 được tiến hành trong
khoảng nhiệt độ 900
0
C-1100
0
C. Ở giai đoạn đầu cần tiến hành biến dạng nhẹ để
phá vỡ tổ chức đúc của thỏi đúc sau đó lật phôi đúc và tiến hành chồn. Khi tiến
hành chồn nếu phôi đúc bị chéo nghiêng (do tiết diện của mặt đe và thỏi đúc
800
0
C 400
0
C
7 9 11 t (h)

Hình 11: Sơ đồ công nghệ rèn thép Z50CD15

3.1.5. Công nghệ nhiệt luyện .
Để đảm bảo cơ tính cao và tính chống gỉ tốt thì thép không gỉ máctenxit
mác Z50CD15 phải được nhiệt luyện. Nhiệt luyện bao gồm hai công đoạn: ủ
mềm để gia công cơ khí và nhiệt luyện cuối cùng để nâng cao cơ tính và khả
năng chống gỉ của thép.
Ủ mềm là công nghệ nung chi tiết đến nhiệ
t độ thấp hơn Ac
1
, giữ một thời
gian nhất định tuỳ theo kích thước sản phẩm để đồng đều nhiệt trong toàn bộ chi
tiết rồi tiến hành làm nguội chậm với tốc độ nhất định. Nguyên công này thường
được thực hiện sau nguyên công rèn. Lợi ích của nguyên công này còn làm giảm
ứng suất dư sinh ra khi rèn và cấu trúc không đồng đều, dẫn đến độ cứng giảm,