Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
1Sinh viờn thc hin:
Nam Bỡnh,
Thng

Bn lun vn c hon thnh di s hng dn ca:
Ging viờn chớnh: Nguyn Phựng Cu, BM K thut gang thộp
Thc s: Nguyn Hong Vit, BM K thut gang thộp
K s: Thỏi Vn An, Vin Cụng ngh
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
1
Phần I - Tổng quan
1. Khái quát về sự tăng trởng, nhu cầu của thép trong và ngoài nớc
Ngày nay, sự phát triển của nền công nghiệp thế giới trong đó có công
nghiệp luyện kim tăng mạnh theo trình độ khoa học kỹ thuật, chất xám con
ngời thể hiện ở những phát minh mới, công nghệ mới, và dần từng bớc
hạn chế sự phụ thuộc vào tài nguyên, cũng nh vị trí địa lý.
Tuy nhiên, với thế mạnh về tài nguyên vẫn cha mất đi vai trò quan trọng
của mình, một số nớc trên thế giới có nguồn nguyên liệu phong phú nh
Nga, Mỹ, Trung Quốc, ấn Độ,Braxin đang là những nớc có nền công
nghiệp sản xuất thép rất mạnh trên thế giới .
Bên cạnh đó một số nớc nh Hàn Quốc, Nhật Bản là những nớc
có tiềm năng chất xám và kinh tế rất mạnh. Tuy nguồn nguyên liệu, tài
nguyên rất nghèo nàn nhng lại có khả năng sản xuất và xuất khẩu thép với
sản lợng lớn.
ở một số nớc khu vực Đông Nam á, trong đó có Việt Nam, Châu phi,

chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD)dự đoán tăng 2,2% các nớc
ngoài (OECD) tăng 7,6%.
Mức tiêu thụ thép trên thế giới trong những năm gần đây.
Bảng 7: Mức tiêu thụ thép trên thế giới trong những năm qua.
(Nguồn: Hiệp hội Thép Quốc tế)
1999 2000
1999ữ2000

2001
2000ữ2001
Nớc hoặc vùng
(1000T) (1000T)
Tỷ lệ tăng
giảm
(1000T)
Tỷ lệ tăng
giảm
Trung Quốc 133.800 137.000 +4,8 147.000 +7,3
Nhật Bản 68.900 73.800 +7,1 73.300 - 0,7
Hàn Quốc 34.000 38.600 +5,7 40.400 +4,7
Đài Loan 20.400 21.600 +5,7 22.500 +4,3
Các vùng khác ở
Châu á
56.500 61.200 +8,3 62.300 +1,8
Tổng 313.600 332.200 +6,9 345.500 +4,0
Khu vực tự do Thơng
mại Bắc Mỹ
137.800 144.200 +4,6 143.700 -0,3
Mỹ 110.700 114.900 +3,8 114.800 -0,1
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

(1.000T)
2000ữ2005
Tỷ lệ thay đổi
Liên minh Châu âu (15 nớc) 144.200 150.000 +0,8
Các khu vực khác ở Châu âu 33.700 38.000 +0,3
Cộng đồng các quốc gia độc
lập
32.400 37.000 +2,7
Khu vực tự do thơng mại Bắc
Mỹ
144.200 151.000 +0,9
Nam Mỹ 27.400 35.000 +5,0
Trung Quốc 137.000 165.000 +3,8
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
4
Nhật Bản 73.800 70.000 -1,0
Các khu vực khác ở Châu á 121.400 142.000 +3,2
Tổng cộng ở Châu á 332.200 377.000 +2,6
Châu Phi 15.300 17.000 +2,1
Trung Đông 16.200 18.000 +2,1
Châu Đại Dơng 6.300 7.000 +2,1
Tổng cộng trên Thế giới 751.900 830.000 +2,0
Theo các bảng trên, mức tiêu thụ thép hiện tại ở toàn bộ khu vực Châu
á chiếm 40% mức tiêu thụ thép toàn cầu và đến 2005 sẽ hơn 45%, trở thành
một khu vực quan trọng trong thị trờng Thế giới.
Tại các khu vực và nớc khác ở Châu á (ngoại trừ Trung Quốc, Hàn
Quốc và Nhật Bản), nền kinh tế đang dần hồi phục và có khuynh hớng
tăng trởng trở lại sau cuộc khủng hoảng tài chính Châu á. Sự phát triển
nhanh chóng trong ngành xây dựng và sản xuất làm tăng nhu cầu thép ở các

mịn về tổ chức, siêu đều về chất lợng, siêu bền về tính năng Đáp ứng
đợc những đòi hỏi khắt khe nhất của nền kinh tế với giá rẻ và ổn định lâu
dài. Đồng thời nghành thép cũng ứng dụng những công nghệ mới, từng
bớc đáp ứng đợc nhu cầu bảo vệ môi trờng.
Những yếu tố trên thúc đẩy nghành thép giải quyết đợc những vấn đề
về chất lợng, về tính năng, về chủng loại nhằm nâng cao tuổi thọ và giảm
đợc đáng kể trọng lợng các chi tiết, kết cấu. Nghĩa là nghành thép thế
giới dang có một cuộc cách mạng cải tiến mạnh mẽ.
Thực tế hiện nay, với tiến bộ về khoa học kỹ thuật nh ứng dụng các biện
pháp cờng hoá trong lò cao luyện gang: phun than bột, thổi ôxy, thổi gió
nóng, sử dụng cốc hình các phơng pháp luyện kim phi cốc, ứng dụng
công nghệ thông tin trong công nghiệp gang thép, ứng dụng lò điện hồ
quang dung lợng lớn từ 100-400T/mẻ, lò điện siêu công suất, lò điện hồ
quang một chiều, lò điện hồ quang ra thép đáy lệch tâm, các lò tinh luyện
chân không, tinh luyện thổi khí hỗn hợp, công nghệ đúc liên tục nhiều dòng
có tiết diện phôi rất đa dạng hoặc các thiết bị đo kiểm thiết bị phân tích
nhanh thì khả năng sản xuất các loại thép trên thế giới là rất lớn. Đến
nay, ớc tính trên thế giới có đến hàng vạn mác thép.
Nói riêng về thép chịu mài mòn thì nhu cầu số lợng tăng trởng tuy
không lớn nhng yêu cầu về chất lợng đòi hỏi rất cao. một số nớc tiên
tiến nh Đức, Nhật, Nga, Mỹ và một số nớc khác đ áp dụng tiến bộ
khoa học kỹ thuật vào trong công nghệ sản xuất thép, trong đó có thép chịu
mài mòn, đ nghiên cứu, tìm ra những điểm mới nhằm mục đích rút ngăn
lu trình sản xuất, tức là giảm giá thành sản phẩm mà vẫn đạt đợc yêu cầu
chất lợng của thép. Có thể nói công nghệ sản xuất thép chịu mài mòn ngày
càng ổn định, thuần thục, tiên tiến và hiệu quả.
1.2 Đánh giá thực trạng sản xuất và nhu cầu thép trong nớc
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
6

Đánh giá nhu cầu sử dụng thép:
Theo thống kê của Tổng Công ty Thép Việt Nam tổng nhu cầu thép
các loại năm 2000 là 2.600.000 tấn.
Với tốc độ phát triển công nghiệp cả nớc 10,5%/năm, dự kiến nhu
cầu thép đến năm 2020 xem cụ thể trong bảng 1.
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
7
Bảng 1: Dự kiến nhu cầu thép đến năm 2020
Năm Tổng nhu cầu tiêu thụ thép
(1000T)
Bình quân đầu ngời
(kg/ngời)
2001 3280 41
2002 3620 44,6
2003 4000 48,3
2004 4430 53,2
2005 4900 57,8
2010 8.000 86,6
2020 21.700 173,6
Ghi chú: Bao gồm có lợng thép sản xuất trong nớc và nhập khẩu. Mức
tăng trởng trung bình hằng năm từ 1994 ữ 2000 là 16,5%.
Dự kiến nhu cầu Thép
3,280
3,620
4,000
4,430
4,900
8,000
21,700

160
180
200
2001 2002 2003 2004 2005 2010 2020
Năm
Kg/ngờiBảng 3: Sản lợng thép nhập khẩu vào thị trờng Việt Nam
(Nguồn: SEASI)
Sản phẩm 1995 1996 1997 1998 1999 2000
1. Phôi thép 156 519 826 937 1.087
2.Thép cán
trong đó:
150 768 686 766 970 1.244
- Thép hình 21 212 63 53 54 54
-Thép tròn (dây và thanh) 69 218 122 126 96 97
- Thép tấm 32 161 142 167 322 274
- Thép cuộn cán nóng 24 204 249 265 434
- Thép cuộn cán nguội 28 153 155 171 233 385
Tổng nhập 150 924 1.205 1.592 1.907 2.331
Bên cạnh một số lợng thép nhập khẩu rất lớn và tăng nhanh hàng năm
(Bảng 3) thì chúng ta cũng đ bắt đầu có xuất khẩu thép sang các nớc lân
cận, ví dụ: năm 1999 đ xuất khẩu 2026 tấn thép cán và 10574 tấn sản
phẩm sau cán; năm 2000 đ xuất khẩu 653 tấn thép cán và 1885 tấn sản
phẩm sau cán. Chúng ta cũng cần nhanh chóng vơn lên nắm bắt lấy thị
trờng này.
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
9

1. SX thép thô
(phôi, thỏi)
500.000 458.000 485.600 97
2. Thép cán dài (tròn
thanh, dây, hình vừa
và nhỏ)
2.600.000 1.300.000 1.570.000 60,7
3. Sản phẩm gia công
sau cán (ống hàn, tôn
mạ, định lới các loại)
500.000 190.000 200.000 40
4. Thép cán dẹt (tấm
và băng cuộn cán
nóng, cán nguội)
Cha có 600.000
(nhập khẩu)
1.000.000
(nhập khẩu) Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
10
Bảng 6: Dự kiến số lợng thép tiêu thụ theo khu vực trong nớc
(Nguồn Tổng Công ty Thép Việt Nam)
Năm 2000 Năm 2005
Chủng loại
Khối lợng
(1.000T)
Tỷ lệ

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
11
các sản phẩm thép đặc biệt sử dụng cho chế tạo máy, công nghiệp quốc
phòng, giao thông.
Phát trin sản xuất thép dựa trên khai thác và sử dụng hợp lý các
nguồn tài nguyên trong nớc để đảm bảo hiệu qủa kinh tế - x hội.
Sử dụng công nghệ hiện đại, tự động hoá ở mức độ cao với các chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật tiên tiến để giảm chi phí bằng việc tiết kiệm nguyên nhiên
liệu và đảm bảo các tiêu chuẩn về môi trờng. Công nghệ đợc lựa chọn
phải có tính ổn định cao, linh hoạt (dễ cải tạo và hiện đại hoá khi cần thiết )
để dần thay thế các công nghệ lạc hậu và không gây hiệu quả xấu đến môi
trờng.
Tổng công ty thép Việt Nam trong kế hoạch phát triển tổng thể đó đề
ra lộ trình đầu t phát triển v đổi mới công nghệ cho năm 2005 nh sau:
Nh máy cán thép ca Công ty Gang Thép Thái Nguyên: Công suất
300.000 tấn /năm thép cây v cuộn cho xây dựng. Năm 2003 sẽ đi vào hoạt
động.
Nh máy cán nguội Phỳ Mỹ: Công suất 210.000 tấn/năm thép băng
cán nguội. Năm 2004 sẽ đi vào hoạt động..
Nh máy thép Phú Mỹ: Công suất 500.000 tấn/năm phôi thép v
400.000 tấn/năm thép cây v cuộn cho xây dựng. Năm 2005 sẽ đi vo hoạt
động.
Nh máy cán thép Liên Điểu (Đà Nẳng): Công suất 250.000 tấn /năm
nh máy cán thép tấm nóng công sut 1 triệu tấn/năm; thép tấm v băng
cán nóng, dự tính khai thác các mỏ quặng sắt Thạch Khê v Quý Xa; nh
máy thép liên hợp công suất 4,5 triệu tấn /năm; Nh máy thép đặc biệt.
1.2.2: Thực tế sản xuất thép chịu mài mòn ở Việt Nam và ý nghĩa kinh tế
với sản xuất trong nớc
Trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc, nhu cầu về
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
13
Phần II - Cơ sở lý thuyết
2.1.Vật liệu chịu mài mòn
2.1.1. Các dạng mài mòn
Khả năng làm việc của vật liệu mài mòn trong điều kiện ma sát phụ
thuộc vào 3 nhóm yếu tố:
Yếu tố bên trong do tính chất của vật liệu xác định.
Yếu tố bên ngoài đặc trng cho dạng ma sát (trợt, lắc..) và chế độ làm
việc (tốc độ xê dịch tơng đối, tải trọng, đặc trng đặt tải, nhiệt độ), môi
trờng làm việc và chất bôi trơn.
Tổng hợp các yếu tố trên tạo ra các dạng mài mòn khác nhau
a. Mài mòn cơ học: Là dạng mài mòn khi các chi tiết tạo cặp ma sát tiếp
xúc với nhau nh các ổ bi trợt và lắc, truyền động bánh răng, hàm nghiền
các hạt rắn chui vào vùng tiếp xúc nh là hat mài gây mòn chi tiết. Quá
trình lặp đi lặp lại nhiều lần. Tác động của lực ma sát là công năng gây cho
chi tiết bị mòn.
b. ăn mòn Cơ học : Các chi tiết do môi trờng làm việc mài mòn (Chất
lỏng, khí ) tiếp xúc ăn mòn chi tiết sau khi oxy hoá bề mặt .
Các dạng mài mòn đặc trng cho các chi tiết chịu mài mòn cơ học là
dạng hạt mài, dạng dính kết, dạng oxy hoá, dạng mỏi, dạng fretting (ăn

+F
ad
;
f = f
d
+f
ad

Thành phần biến dạng của ma sát tăng tỉ lệ thuận với độ xen kẽ tơng
đối của các chổ gồ ghề h/R (h-chiều sâu xen kẽ; R-bán kính chỗ gồ ghề xen
kẽ nhau). Đại lợng h/R, F
d
và f
d
tăng khi độ nhấp nhô bề mặt, tải trọng
tăng và giảm khi tăng độ cứng và mô đun đàn hồi của vật liệu. Có 3 dạng
tơng tác cơ học:
- Tiếp xúc đàn hồi
- Biến dạng dẻo
- Cắt vi mô

hình 2.1.2: các dạng tơng tác bề mặt ma sát.
a, tiếp xúc đàn hồi; b, biến dạng dẻo; c, cắt vi mô; d, bám dính phá màng bề
mặt; e, bám và ăn sâu vào trong
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
15
Cờng độ hao mòn sẽ là ít nhất khi tiếp xúc đàn hồi. Khi biến dạng
dẻo cờng độ hao mòn tăng một vài bậc. Đó là vì các vùng bề mặt do ảnh
hởng của biến dạng dẻo sẽ hoá bền mạnh và khi dự trữ dẻo hết thì bị phá

mặt ma sát, phá huỷ mạnh vật liệu, và đôi khi do toả nhiệt nhiều sẽ gây ra
hàn đính. Sự phá huỷ các bề mặt ma sát khi bám dính vào gọi là mài mòn
bám dính. Đó là một dạng mài mòn xẩy ra nhanh và nguy hiểm nhất, là
nguyên nhân chính khi các chi tiết ma sát không chạy đợc .
Lý thuyết ma sát cơ học-phân tử xác định hai phơng thức cơ bản để
nâng cao khả năng chống mài mòn của vật liệu :
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
16
- Tăng độ cứng các bề mặt ma sát
- Giảm độ bền các liên kết bám dính .
Tăng độ cứng nhằm làm giảm biến dạng dẻo và loại trừ sự cắt vi mô
các bề mặt ma sát, làm tăng khả năng biến dạng đàn hồi ở các vùng tiếp
xúc.
Việc giảm độ bền liên kết bám dính là cần thiết để đề phòng sự bám
dính các bề mặt kim loại. Hiệu quả nhất là ngăn cách các bề mặt ma sát
bằng các chất bôi trơn lỏng hoặc rắn (có thể là khí ). Khi dùng chất bôi trơn
lỏng, lúc các bề mặt chi tiết ngăn cách nhau bởi một lớp phủ thuỷ động, hệ
số ma sát sẽ thấp nhất (0,005ữ0,01), làm mài mòn hầu nh không có .Chất
bôi trơn rắn tạo ra hệ số ma sát cao hơn (0,02ữ0,15). Nó là không thể thay
thế đợc đối với các chi tiết ma sát có thể làm việc trong chân không, ở
nhiệt độ cao và các điều kiện cực đoan khác. Trong số các chất bôi trơn rắn,
thông dụng nhất là graphít và MoS
2
, Chúng có cấu trúc dạng lớp.Việc sử
dụng các chất bôi trơn, tuy nhiên, không đảm bảo tránh khỏi bám dính. Các
vật liệu bôi trơn rắn dần dần sẽ bị hao mòn. Các điều kiện để bôi trơn lỏng
sẽ bị vi phạm do chế độ làm việc không thuận lợi của các chi tiết máy. Đó
là chu kỳ chạy rà, cũng nh chạy và dừng máy. Trong các điều kiện đó sẽ
xuất hiện một ma sát giới hạn, khi đó các bề mặt chỉ đợc phân chia bởi

Khả năng chống bám dính của thép tôi cao hơn thép ủ và thờng hoá.
Vì vậy, thép tôi và thép hoá bền bằng hoá-nhiệt luyện là vật liệu chủ yếu để
làm chi tiết của một cặp ma sát. Khả năng đó của chúng đợc tăng thêm
nhờ thấm lu huỳnh và phốt pho. Sau khi thấm một màng đợc hình thành.
Ban đầu màng này dễ vỡ nên cải thiện tính năng làm việc và giảm hệ số ma
sát, còn trong điều kiện ma sát nặng hơn nó sẽ tự thay đổi và tạo ra các cấu
trúc thứ cấp có thành phần phức tạp và tính chịu mài mòn cao.
b, Lựa chọn các vật liệu của cặp ma sát :
Sự bám dính đặc biệt nguy hiểm khi hai vật liệu rắn tiếp xúc với nhau.
Khi màng oxit bảo vệ bị phá huỷ thì cả hai bề mặt ma sát sẽ bị h hại nhiều
hơn. Để khắc phục hiện tợng này ngời ta thờng dùng một vật liệu rắn
tiếp xúc với một vật liệu mềm
c, Phân cách các bề mặt ma sát bằng các màng polyme, bám dính kém với
kim loại. Ngoài ra, do ảnh hởng của lợng nhiệt ma sát, polyme có thể
chuyển sang trạng thái phân tử thấp và tạo ra một màng mỏng dễ xê dịch.
Nhờ vậy polyme có hệ số ma sát thấp và ít thay đổi khi sử dụng các chất bôi
trơn .
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
18
Tính bền(mỏi) tiếp xúc là sự chống lại việc tạo lỗ rỗ bề mặt của vật
liệu, nó đợc đặc trng bằng giới hạn bền (mỏi)tiếp xúc, và xác định bằng
thực nghiệm.
Cơ sở để nâng cao độ bền(mỏi)tiếp xúc, cũng giống nh trong mỏi
khối, là tăng khả năng chống phát triển biến dạng dẻo của lớp bề mặt chi
tiết.
Qua trên ta thấy rằng phơng pháp cơ bản để tránh các dạng mài mòn
là :Tăng độ cứng các bề mặt tiếp xúc (Thấm C, N), sử dụng các chất bôi
trơn, sơn, màng phủ polyme để cản trở tiếp xúc kim loại giữa các bề mặt ma
sát và không cho oxy lọt vào.

Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
19
Các hợp kim cácbít đợc sử dụng dới dạng vật liệu đúc hoặc hàn đắp,
trong các điều kiện làm việc khó khăn nhất. Chúng có thành phần hoá học
phức tạp, thờng là các hợp kim chứa lợng cácbon cao (đến 4%) và các
nguyên tố tạo cácbít (Cr, W, Ti). Trong tổ chức của chúng có tới 50%
cácbít đặc biệt khi tăng lợng cácbít này thì độ bền mài mòn sẽ tăng theo.
Tổ chức pha nền đợc điều chỉnh bằng cách cho thêm Mn hay Ni. đó có thể
là tổ chức mactenxit, austenit-mactenxit hoặc austenit. Đối với các chi tiết
va đập ít ngời ta thờng sử dụng hợp kim có tổ chức mactenxit nh:
Y25X38, Y30X23

2C2T Các chi tiết làm việc có tải trọng đáng kể,
đợc chế tạo từ các hợp kim có hòm lợng Mn cao với nền austenit-
mactenxit: Y37X7

7C, hoặc nền austenit:Y110

13, Y30

34. đối với các
chi tiết làm việc trong điều kiện mài mòn trung bình thì sử dụng các thép
hợp kim cứng thiêu kết, có tổ chức gồm những cácbít đặc biệt (WC,
TiC,TaC,), liên kết bởi Co, cũng nh các loại thép C cao có tổ chức
mactencxit + Cacbít nh:X12, X12M, P18, P
6
M
5
.
Thép hợp kim thấp và trung bình với các dạng hoá bền bề mặt khác

thực xuất hiện ở các trục và cánh tuabin, các xilanh bơm nớc. Mài mòn
dạng xâm thực tạo ra các dòng chất lỏng vào thời điểm các bọt khí hoặc
không khí bị vỡ. Khi đó tạo ra hàng loạt các va đập vi mô, chúng sẽ làm
cho mỏi phát triển và đợc tăng cờng nhờ ăn mòn.Các thép có tổ chức
austenit không ổn định 08X18H10T, 30X10

10Đợc sử dụng nh
những thép chống mài mòn dạng xâm thực. Khi có va đập, austenit của
thép sẽ bị biến cứng và chuyển pha mactenxit cục bộ nhờ tiêu hao năng
lợng va đập đó. Hoá bền bề mặt thép khi làm việc sẽ cản trở sự hình
thành các vết nứt mỏi.
Bảng: Thành phần hoá học của một số mác thép chịu mài mòn
Mác
thép
C Mn Si Cr Mo W V Ng.tố
khác
max
40CrSi 0,35
ữ0,4
5
0,15ữ
0,40
1,20ữ
1,60
1,30ữ
1,60
- - - Ni:
0,35
Cu:0,3
0

0,40
0,15ữ
0,35
11,0ữ
12,5
0,40-
0,60
-
0,15ữ
0,30
Ni:
0,35
Cu:
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
21
0,30
40Cr8W
2
0,35
ữ0,4
5
0,15ữ
0,40
0,15ữ
0,35
7,00ữ
9,00
-
2,00ữ


Trong đó:
A- Diện tích bề mặt tiếp xúc (mm
2
)
W- hệ số mài mòn
dm- khối lợng vật liệu tổn hao do mài mòn (g)
L - qung đờng mài (m) để đánh giá độ chịu mài mòn ngời ta lấy hệ số
1/W=W
-1
. Độ chịu mài mòn có đơn vị đo là 10
4
vì chọn quảng đờng là
1000m và tiết diện mẫu là 100mm
2
. W
-1
=100x1000/dm=10.10
4
/dm. Số
này càng lớn thể hiện độ chịu mài mòn càng lớn.
Với phép đo này chỉ thể hiện tơng quan của các vật liệu chịu mài mòn.
Thực tế còn nhiều yếu tố tác động nên không thể hoàn toàn dựa vào chỉ số
này .
2.2. Các yếu tố ảnh hởng đến đặc tính của thép chịu mài mòn
2.2.1. ảnh hởng của hàm lợng các bon
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
22


k
giảm 300KJ/m
2
, còn trong phạm vi các bon trung
bình(0,3-0,5%) tơng ứng là 3% và 200KJ/m
2
Nh vậy, độ cứng của thép
sẽ giảm khi hàm lợng các bon tăng, ngợc lại, độ dẻo, dai giảm. Khi hàm
lợng các bon trong thép tăng sẽ hạ thấp nhiệt độ tôi của thép, vì các bon
cao hạ thấp nhiệt độ chảy của thép .
Chính do các bon ảnh hởng lớn đến cơ tính của thép nh vậy nên nó
quyết định phần lớn công dụng của thép. Vì vậy, khi dùng thép vào việc gì
trớc hết phải xem hàm lợng các bon trong mác là bao nhiêu, sau đó mới
tới các nguyên tố hợp kim.
Dựa vào hàm lợng các bon ngời ta chia thép thành 4 nhóm với cơ
tính và công dụng rất khác nhau .
- Thép các bon thấp (

0,25%) có độ dẻo, độ dai cao, nhng độ cứng lại
thấp, hiệu quả nhiệt luyện (tôi + ram) không cao . Muốn nâng cao nhiệu
quả nhiệt luyện để nâng cao độ bền, độ cứng phải kết hợp với quá trình
thấm các bon.
- Thép các bon trung bình ( 0,3 0,5%C), có độ bền, độ cứng, độ dẻo đều
khá cao và hiệu quả nhiệt luyện rất tốt. Tóm lại, loại thép này có cơ tính
Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu chế độ điện và công nghệ nấu luyện mác thép 30Cr8 chịu mài mòn
24
tổng hợp cao nên đợc dùng làm các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va
đập cao .
- Thép các bon tơng đối cao ( 0,55-0,65%C), loại thép này có u điểm là

= 7,1 g/cm3
Để hợp kim hoá trong luyện thép, ngời ta sử dụng FeCr, SiCr nh
FeCr65, FeCr75, FeCr80 ..Crôm là nguyên tố có khả năng tạo các bít