Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
I.1. Tình hình phát triển thép trên thế giới .................................................................................2
I.1.1.Tình hình phát triển thép trên thế giới........................................................................2
I.1.2. Tình hình phát triển thép không gỉ trên thế giới..........................................................3
I.2. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam. ...............................................................................4
I.2.2. Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam.......................................................4
I.3.2. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ 205........................................................................6
II.3.1. Phương pháp khử lắng:.........................................................................................15
PHẦN III: CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG.........................................................................................................................................17
III.1.3. Chuẩn bị nguyên, vật liệu:........................................................................................18
III.1.4.Nguyên liệu để nấu luyện thép...................................................................................20
III.4. Chuẩn bị mẫu thử nghiệm và đánh giá kết quả thử nghiệm............................................23
III.4.1.Chuẩn bị mẫu thử nghiệm.......................................................................................23
IV.2.1. Nấu luyện thép nền:.............................................................................................27
Lời nói đầu
Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người, việc tìm và sử dụng vật liệu kim loại
có ý nghĩa vô cùng to lớn. Nhờ đó mà nhân loại đã có bước phát triển nhảy vọt trong
nhiều ngành khoa học kĩ thuật hiện đại.
Thời kì trước công nghiệp chưa chú trọng ngành luyện kim, chế tạo máy vấn đề
chất lượng thép chưa được quan tâm. Vào thế kỷ 20, đặc biệt là sau chiến tranh thế giới
lần thứ nhất do cơ sở hạ tầng bị thiệt hại nặng nề, ngành công nghiệp luyện kim có điều
kiện để phát triển mạnh để phục vụ cho cuộc sống và an ninh quốc phòng. Trên thế giới
các ngành công nghiệp, nhất là ngành luyện thép, chế tạo máy, ngành điện lực, ngành
điện tử… đang phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng sản phẩm. Với yêu cầu và
điều kiện kỹ thuật mới của các dụng cụ máy móc, thiết bị hiện đại phải làm việc trong
điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, chống được ăn mòn, chống mài mòn cơ học, chống
nóng, chống gỉ…các thép thông thường không đáp ứng được. Do đó đòi hỏi phải sản
xuất ra các thép và hợp kim có những tính chất đặc biệt như độ bền cơ học cao, chống ăn
mòn trong các môi trường, chịu va đập…, đặc biệt sản xuất các loại thép có tính đàn hồi
cao, có tĩnh nhiễm từ phù hợp với yêu cầu của khoa học kỹ thuật.

1,206 tỷ tấn thép, tăng 9,2% so với năm 2009, trong đó tiêu thụ của Trung Quốc tăng
5%, của các nền kinh tế mới nổi tăng 12%, tại EU-27 tăng 12% và ở các nền kinh tế phát
triển là 15%. Trong bảng 1.1 liệt kê sản lượng thép một số quốc gia trên thế giới.
Bảng 1.1 Sản lượng thép một số quốc gia trên thế giới (tháng 1/ 2010)
Thứ tự Quốc gia Sản lượng , triệu tấn Tăng(%) so với
1/2009
1 Trung quốc 48.7 18.2
2 Nhật bản 8.7 36.8
3 Mỹ 6.1 48.8
4 Nga 5.2 33
5 Hàn Quốc 4.5 32.4
6 Đức 3.4 27.7
7 Thổ Nhí Kì 2.1 2
8 Tây Ban Nha 1.4 51.1
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
9 Pháp 1.1 32.3
Năm 2009, cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu đã khiến nhu cầu thép trên thế giới
sụt giảm mạnh, các công ty thép hàng đầu thế giới, đều giảm sản lượng và lợi nhuận,
ngoại trừ Trung Quốc. Theo Hiệp hội sắt thép Thế giới, sản lượng thép thô của 66 quốc
gia trên Thế giới trong tháng 1/2010 là 109 triệu tấn, cao hơn 25.5% so với tháng
1/2009. Trong bảng 1.2 là dự báo tình hình tiêu thụ thép trên thế giới trong năm 2009 và
2010.
Bảng 1.2 Số liệu dự báo tình hình tiêu thụ thép 2009 & 2010
Khu vực Tiêu thụ, triệu tấn Tăng, giảm năm trước so
với năm sau (%)
Năm 2009 2010 2008/2009 2009/2010
EU (27) 122,3 137,4 - 32,6 12,4
Các nước châu Âu khác 20,8 23,8 - 17,8 14,4

Ba tháng đầu năm 2009, tiêu thụ thép giảm mạnh so với cùng kỳ năm 2008, có lúc
chỉ còn một nửa. tiêu thụ thép xây dựng chỉ bằng 56,24% so với cùng kỳ. với thép cán
nguội (50,4%), ống thép hàn (44,29%) và tôn mạ kẽm, sơn phủ màu (41,87%). Bước
sang quý 2/2009 và tiếp đến cuối năm, thị trường có chiều hướng tốt hơn. Dù không có
đột biến, nhưng từ sau quý 1/2009, lượng thép tiêu thụ bắt đầu tăng lên, kéo theo giá bán
cũng tăng tương ứng. Hiệp hội Thép Việt Nam hy vọng, sự phục hồi của thị trường thép
cuối năm 2009 sẽ tiếp tục trong năm 2010 này, với tốc độ tăng trưởng dự kiến từ 10 đến
12%.
Những tháng đầu năm 2010, do tác động của giá nguyên liệu đầu vào như than,
quặng sắt đều tăng, giá thép sẽ tiếp tục tăng nhẹ. Hiệp hội Thép Việt Nam (VSA) dự báo
tổng sản lượng thép tiêu thụ của cả nước trong năm nay ước đạt khoảng 5,8 triệu tấn,
tăng 10% so với năm 2009. Nhu cầu thép giai đoạn 2009 - 2010 dự báo chỉ trên dưới 3,8
triệu tấn, trong khi đó công suất sản xuất thép xây dựng đạt 7 triệu tấn/năm. Thép tôn
cán nguội đạt 2 triệu tấn/năm, trong khi nhu cầu chỉ cần 1,2 triệu tấn. Sắp tới, lại có
thêm một nhà máy sản xuất thép với công suất 1,2 triệu tấn/năm của Posco (Hàn Quốc)
nên khiến cung vượt quá cầu.
I.2.2. Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam.
Theo các chuyên gia kinh tế dự đoán, sản lượng thép không gỉ Việt Nam trong năm
2010 sẽ tăng 10 - 12% do có nhiều nhà máy vốn đầu tư nước ngoài tại việt nam đã bất
đầu đi vào sản xuất. Trong khi đó, giá nguyên liệu (thép, phế, Ni, Cr…) tăng ngày một,
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
4
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
sẽ là rất khó khăn để các thương hiệu thép không gỉ Việt Nam trụ vững trên sân nhà khi
không còn sự bảo hộ của nhà nước.
Ngày 22/2/2010 tập đoàn Formosa của Đài Loan thông báo kế hoạch đầu tư xây
dựng nhà máy thép không gỉ tại khu công nghiệp ở tỉnh Hà Tĩnh - Việt Nam. Nhà máy
này có trị giá 100 tỉ đài tệ (khoảng 3,1 tỉ USD), với sản lượng khoảng 2 triệu
tấn/năm. Tập đoàn này sẽ khởi công xây dựng nhà máy thép không gỉ tại Việt Nam vào
cuối tháng 4/ 2010, và dự tính vốn đầu tư vào nhà máy này lên đến 280 tỉ đài tệ (7,8 tỉ

316L ≤ 0.03 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16 – 18 12 – 15 2 – 3
I.3.2. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ 205
Thép không gỉ 205 là mác thép bền ăn mòn trong điều kiện khí quyển có hàm
lượng các nguyên tố chính : 16.5 – 18,0% Cr, 14,0 – 15,5% Mn và 1,00 – 1,75% Ni. Thép
205 thường được chế tạo các đồ gia dụng, trang trí,... Trong bảng 1.4 và 1.5 mô tả thành
phần hóa học và cơ tính thép không gỉ 205 theo tiêu chuẩn của Mỹ.
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của thép không gỉ 205, %
Thép C Si Mn P ≤ S ≤ Cr Ni
205 0,12 – 0,25 ≤ 1.0 14.0 – 15.5 0.06 0.03 16.5 – 18.0 1.00 – 1.75
Bảng 1.5. Cơ tính của thép không gỉ 205

205
Độ bền σ
B
,
MPa
Độ chảy σ
0,2
,
MPa
Độ giãn dài δ.
%
Độ co thắt ψ, %
Độ cứng, HRB
790 450 40 -
≤ 100
Hiện nay tại Việt Nam hầu hết thép không gỉ 201, 202, 205... trên thị trường đều
nhập phôi thép từ nước ngoài, trong đó có cả của Trung Quốc. Nhu cầu sử dụng thép
không gỉ trong nhiều ngành ngày càng lớn về cả số lượng lẫn chất lượng. Với mong
muốn chế tạo thép không gỉ có giá thành rẻ, dễ kiếm và

rộng vùng austenit. Với một lượng cacbon nhỏ có tác dụng ổn định austenite rất lớn.
Nhưng nếu hàm lượng cacbon quá cao, sẽ làm giảm độ dẻo, tính hàn và khả năng chống
oxy hóa của hợp kim. Cacbon có thể kết hợp với crom tạo thành cacbit có ảnh hưởng lớn
tới cơ tính và tính chống ăn mòn của thép không gỉ. Ngoài ra cacbon có thể kết hợp với
một số nguyên tố hợp kim như: Mn, W, Ni, Nb, Ti…tạo thành cacbit trong thép..
Cacbon là nguyên tố làm tăng độ cứng cho thép, về mặt định lượng cứ tăng
0.1%C, độ cứng sẽ tăng 25HB. Cacbon chính là nguyên tố ảnh hưởng lớn đến cơ tính
của thép (hình 2.2), quyết định phần lớn công dụng của thép. Vì vậy, khi dùng thép cần
phải xem hàm lượng cacbon trong mác thép là bao nhiêu, sau đó mới tới các nguyên tố
hợp kim.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
8
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Hình 2.2: Giản đồ ảnh hưởng của cacbon đến cơ tính của thép
Qua hình 2.2 cho thấy rằng độ cứng HB tăng tuyến tính với hàm lượng cacbon
trong thép, làm giảm độ dẻo dai của thép. Khi hàm lượng cacbon nhỏ độ dẻo (δ), độ dai
va đập (a
K
) của thép giảm rất mạnh, song càng về sau mức giảm này càng nhỏ đi.
Cacbon là nguyên tố hóa học có thể quyết định rất lớn đến tổ chức, đặc tính, công
dụng của thép. Trong thép hợp kim khi hàm lượng cacbon tăng, ảnh hưởng của pha
cacbit được tăng cường nên làm tăng mạnh độ cứng, giới hạn bền sau tôi.
II.1.2. .Ảnh hưởng của Crôm.
Crôm là nguyên tố cơ bản để hợp kim hóa thép và giản đồ Fe-Cr được mô tả
trong hình 2.3. Crôm có khả năng chống ôxy hóa cao khi hình thành màng ôxit đặc chắc,
tăng tính chịu nhiệt và tăng độ hòa tan của cacbon vào Austenit. Để hợp kim hóa trong
luyện thép, người ta sử dụng FeCr, SiCr …Crôm là nguyên tố có khả năng tạo cacbit
trung bình. Crôm trong thép hợp kim cao sẽ tạo cacbit giàu crôm hơn.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
9

nhận được thép có độ bền tương đương nhưng cải thiện độ dẻo. Mn được đưa vào trong
thép lỏng để khử sơ bộ oxy và có tác dụng loại trừ lưu huỳnh. Thông thường cho Mn vào
trong thép dưới dạng FeMn ở nhiệt độ lớn hơn 1500
0
C vào đầu giai đoạn hoàn nguyên.
Mn có ảnh hưởng tốt đến cơ tính, khi hòa tan vào ferit mangan nâng cao độ bền và độ
cứng của thép không gỉ.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
11
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội

Hình 2.6: Giản đồ trạng thái của Fe - Mn
II.1.5.Ảnh hưởng của Silíc
Silic tồn tại trong thép như tạp chất, nhưng Si có tác dụng làm tăng tính lưu động
và tính oxy hóa của thép. Silic là nguyên tố ái lực hóa học mạnh với oxy nên Silic khi
hòa tan trong kim loại thường lấy ôxy và tạo điều kiện cho cacbon tiết ra grafit (dạng
cacbon tự do). Do đó silic cùng với mangan được dùng để khử oxy trong thép lỏng.
Do có tỷ trọng nhỏ nên khi cho FeSi vào hợp kim hóa phải thận trọng vì FeSi bị
nổi trên bề mặt xỉ và gây hiện tượng cháy trên bề mặt xỉ vì Si tác dụng phản ứng với ôxy
trong không khí. Để hiệu suất thu hồi Si cao thường cho FeSi vào kim loại lỏng sau khi
đã khử oxy, lưu huỳnh, trước khi ra thép 5 – 10 phút. Silic là nguyên tố không tạo cacbit,
tăng tính ổn định ram, hạn chế tính ròn ram của thép, tăng khả năng chống oxy hóa ở
nhiệt độ cao và tăng độ bền, chống rão. Cùng với Mn, Si có tác dụng tăng giới hạn đàn
hồi.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
12
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Hình 2.7: Giản đồ trạng thái của Fe - Si
II.1.6. Ảnh hưởng của các nguyên tố khác.
Titan cho vào trong thép có tác dụng khử oxy, làm nhỏ mịn tinh thể, tăng cường

phá hủy ròn.
Mn + FeS = MnS + Fe
Do có ái lực với S mạnh hơn Fe nên khi đưa Mn vào thép thi Mn sẽ thay Fe tạo thành
sunfua mangan MnS. Pha MnS kết tinh ở nhiệt độ cao (1620
0
C) dưới dạng các hạt nhỏ
rời rạc nên không bị chảy, gây nứt gẫy khi gia công nóng. Khi khử bỏ tính ròn nóng
MnS cũng như các tạp chất phi kim loại khác đóng vai trò là tạp chất, trung ứng suất,
làm giảm độ dẻo và độ dai của thép. Vì thế hàm lượng S trong thép phải được khống chế
chặt chẽ.
II.2.3.Ảnh hưởng của oxy
Trong quá trình luyện thép có quá trình oxy hóa để khử tạp chất khỏi thép lỏng
nên cần đủ oxy truyền vào nồi lò trong những thời điểm cần thiết. Nhưng trong khi khử
bỏ tạp chất lượng các ôxyt sẽ còn lưu lại nhiều trong thép và cần được khử bỏ. Độ hòa
tan của ôxy trong thép khá lớn, tại nhiệt độ 1600
o
C trong thép có độ hòa tan ôxy là
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
14
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
0.23%, đồng thời ôxy có thể kết hợp với sắt tạo thành oxit FeO. Ôxy và sắt tạo thành
dung dịch đặc khiếm khuyết, mạng tinh thể bị méo lệch, do đó cơ tính của thép bị ảnh
hưởng. Thép có hàm lượng oxy cao thường bị phá hủy ròn.
II.2.4. Ảnh hưởng của Nitơ và Hidro
Nitơ và Hidro là những tạp chất ẩn có hại. Ảnh hưởng của Nitơ và hyđro mạnh
nhất là làm giảm độ dẻo, tăng khuynh hướng phá hủy ròn của thép. Nitơ hòa tan trong
ferit với lượng rất nhỏ và tạo thành vật lẫn trong kim loại là nitrit. Các nitrit làm thép có
tính ròn, làm giảm độ bền của thép.
Hàm lượng Nitơ cao gây ra hiện tượng hóa già thép khi biến dạng. Các nguyên tử
N trong thép biến dạng nguội tụ tập lại nên thép bị hóa bền trở nên kém dẻo. Nitơ nằm