Bộ công THƯƠNG
TổNG CÔNG TY THéP VIệT NAM
Viện Luyện kim Đen
--------------------
Báo cáo tổng kết
đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển CÔNG
NGHệ cấp bộ
Tên đề tài:

NGHIấN CU CễNG NGH SN XUT THẫP MC SAE4161
DNG SN XUT DNG C Y T

DFGEDFGEDFGE

Cơ quan chủ quản:

tổng công ty thép vN

Cơ quan chủ tr
ì:

Viện Luyện kim Đen

Chủ nhiệm đề tài:
KS. PHM TH MAI PHNG

.
5
1.2 ảnh hởng của các nguyên tố hợp kim lên tính chất của thép
.................................
6
1.2.1 ảnh hởng của cacbon
.........................................................................
6
1.2.2 ảnh hởng của crôm
..........................................................................
7
1.2.3 ảnh hởng của môlipđen
.......................................................................
9
1.2.4 ảnh hởng của silic
..........................................................................
10
1.2.5 ảnh hởng của mangan
........................................................................
10
1.3 Lựa chọn mác thép làm dụng cụ phẫu thuật
.....................................................
11
2. Nội dung và phơng pháp nghiên cứu
.................................
13
2.1 Nội dung nghiên cứu
............................................................................
13
2.2 Phơng pháp nghiên cứu

................................................................
25
3.2.1 Thành phần hóa học
.........................................................................
25
3.2.2 Các tính chất cơ lý
.............................................................................
25
3.2.3 Cấu trúc pha
..................................................................................
25
3.3 Chế tạo thép dụng cụ phẫu thuật
...................................................................................
29

3.4 Dùng thử sản phẩm
.....................................................................................................................
29
4. Kết luận, kiến nghị
..................................................................
30
Tài liệu tham khảo
.....................................................................................
31
Phần phụ lục
- Kết luận và kiến nghị
- Ti liệu tham khảo
- Phụ lục
3
Trong quá trình thực hiện nhóm đề tài nhận đợc sự chỉ đạo sát sao của Vụ
Khoa học và Công nghệ, Bộ Công thơng và sự cộng tác hiệu quả của công ty Cổ
phần MEINFA, khoa ngoai bnh vin huyn Thng Tớn, công ty cơ khí 79, các
cán bộ của Viện Luyện Kim Đen. Nhân dịp này chúng tôi cũng xin cám ơn các qu ý
cơ quan và các cá nhân đã giúp chúng tôi hoàn thành đề tài đợc giao.
4
1. tổng quan
1.1. Tổng quan chung về thép kết cấu hợp kim
1.1.1 Giới thiệu chung

Thép kết cấu chế tạo máy là các loại thép đợc dùng làm chi tiết máy, trong đó

1.1.2 Phân loại thép hợp kim chế tạo máy.
Căn cứ vào cơ tính và công dụng, ngời ta chia thép kết cấu chế tạo máy thành
ba nhóm:
a, Thép có hàm lợng cácbon thấp, C

0,25% hay thép thấm C.
ở trạng thái ủ thép này có độ dẻo, độ dai cao song độ bền thấp. Vì vậy chúng rất
dễ dập nguội. Nhìn chung các thép có hàm lợng C thấp có tính dập nguội khác
nhau.
Trong công nghệ chế tạo máy thờng gặp các chi tiết dập nguội, nói chung các
thép có hàm lợng C thấp đều thoả mãn tính công nghệ này. Đặc điểm chung nữa
của nhóm thép này là có tính gia công rất kém, tuy mềm song phoi quá dẻo, khó
gẫy vụn, quấn lấy dao và bề mặt không nhẵn bóng.
b, Thép có hàm lợng C trung bình, 0,30-0,50 %, hay thép hoá tốt (tôi + ram
cao).
Nhóm thép này so với nhóm thép trên ở trạng thái ủ có độ bền, độ cứng cao
hơn; còn độ dẻo, độ dai tuy có giảm đi nhng vẫn tốt. Do đó các mác thép này vẫn
đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của chi tiết máy chịu tải. Tuy nhiên để đạt đợc độ bền
đặc biệt là giới hạn chảy cao hơn mà vẫn bảo đảm tốt độ dẻo, độ dai các thép này
đợc qua nhiệt luyện hoá tốt (tôi + ram cao), chính vì thế nhóm thép này đợc gọi
là thép hoá tốt.
Thép hoá tốt tức là tôi và ram cao ở nhiệt độ ngay dới A1, để bảo đảm có tính
dai cao hơn, tức là có độ gia công dẻo tốt hơn. Hoá tốt thép ta nhận đợc cấu trúc
hạt mịn hơn. Các tính chất cơ học: Độ dẫn nhiệt và dẫn điện của thép hoá tốt giảm
dần theo chiều tăng của các thành phần hợp kim hoá trong thép. Tất cả các mác
thép hoá tốt đều rất thuận lợi cho việc hàn dới áp lực.
Các thép chế tạo máy hoá tốt đợc chia làm nhiều nhóm:
- Thép không hợp kim hoá (thép cácbon);
- Thép hợp kim hoá có các nhóm: thép Mn-Si, thép Cr, thép Cr-Mo-V, thép
Cr-Mo, thép Cr-Ni-Mo, thép Cr-Mn.

gọt không cao.
1.2 ảnh hởng của các nguyên tố hợp kim lên tính chất của thép.
1.2.1 ảnh hởng của Cacbon.
7
Cacbon là nguyên tố mở rộng vùng , kìm hãm sự chuyển biến Mactenxit và
do đó làm tăng độ ổn định của pha Austenit. Do có khả năng tạo thành Cácbit có độ
cứng cao nên cacbon là nguyên tố tăng bền rất tốt. Khi tăng nhiệt độ thì khả năng
tăng bền của cacbon giảm do có sự thay đổi cấu hình của cacbit. Nếu có các nguyên
tố tạo cacbit mạnh trong hợp kim thì cacbon chủ yếu tập trung ở những vị trí hình
thành cacbit, do đó khi tăng hàm lợng C sẽ làm thay đổi sự phân bố các nguyên tố
hợp kim giữa các pha dung dịch rắn và pha cacbit, dẫn đến làm nghèo dung dịch rắn
và làm thay đổi tính chất của hợp kim. Cacbon làm giảm tính dẻo, giảm khả năng
chống lại sự phát triển của vết nứt và giảm tính hàn của hợp kim. Vì vậy hầu hết các
loại thép hợp kim đều chứa cacbon ở lợng tơng đối ít, đặc biệt là đối với những
loại thép làm việc trong môi trờng xâm thực mạnh (các bon thờng 0,03%).
1.2.2 ảnh hởng của Crôm.
Crôm là nguyên tố quan trọng nhất quyết định tính chống gỉ của thép không
gỉ. Để bảo đảm tính chống gỉ trong môi trờng xâm thực yếu và trong không khí
ẩm, hàm lợng Crôm phải 12%.
Hợp kim FeCr ở trạng thái rắn tạo ra một số dung dịch rắn , + và (xem
hình 1) (1). Cr là nguyên tố mở rộng vùng Fe - , với bất kỳ nồng độ Cr nào cũng
có thể tạo ra tổ chức một pha của ferit, là dung dịch rắn giữa Fe- và Cr.

Hình 1 : Giản đồ trạng thái Fe- Cr (1)

oxít có khả năng ngăn ngừa không cho các ion thấm qua và bám chặt vào kim loại
nền. Chính lớp màng này đã ngăn cản sự oxy hoá tiếp theo, tạo cho kim loại và hợp
kim ở vào trạng thái thụ động. Đó là lớp màng thụ động. Khả năng chống gỉ của
hợp kim phụ thuộc vào tính chất vật ly và hoá học của lớp màng bảo vệ này. Trong
các nguyên tố hợp kim thì crôm có vai trò quan trọng trong việc làm bền vững lớp
màng thụ động, vì nó có ái lực hoá học với oxy cao hơn sắt.
1.2.3 ảnh hởng của Mo
Molipdden cú dng lp phng th tõm, thụng s mng 3.14A
o
, thụng s
mng ca Mo ln hn thụng s mng ca st nhiu, do ú cn tr s hỡnh thnh
mt lot cỏc dung dch c liờn tc. Hp kim húa thờm molipen vo thộp cú hm
lng cỏc bon trung bỡnh lm cho thộp cú cu trỳc nh ht, tng thm tụi, lm
tng bn, khc phc khuynh hng giũn ram v ln lờn ca ht khi nung núng.
Khi hm lng molipen l 3,5 thỡ nú lm cho vựng khộp kớn hon ton. hũa
tan ca molipden trong st 20
o
C xp x 6%, cũn 1450
0
C l 38% (hỡnh 3). ụi
vi h hp kim Fe-Mo thỡ s chờnh lch hũa tan nhit thng v nhit
cao nhiu nh vy cho phộp tụi cú kốm theo húa gi tip theo. Do húa gi cỏc tinh
th ca hp cht liờn kim loi Fe
3
Mo
2 (
Molipdenit) thoỏt ra khi dung dich c quỏ
bóo hũa lm thay i tớnh cht ca nú i rt nhiờu. Molipđen là nguyên tố tạo cacbit
rất mạnh. Cacbit molipđen có tính ổn định cao, khó hòa tan vào austenit khi nung.
Molipđen còn làm tăng mạnh độ thấm tôi của thép, cải thiện tính chống ram, do Mo

, thép có 1,95%Si độ dai va đập
giảm đến 1,3kg.m/cm
2
. Sự giảm độ dai va đập ở 700
0
C liên quan đến sự tạo thành
Silicua . Khi tăng hàm lợng Si, độ bền ăn mòn trong axit nitric bị giảm nhiều.
1.2.5 ảnh hởng của Mn.
Mn làm tăng độ dai va đập của thép. Khi hàm lợng Mn trong thép cao, độ
bền trong axit HNO
3
xấu đi rất nhiều, nhng lại tăng lên rất nhiều trong axit
Photphoric. Mn là nguyên tố hợp kim mở rộng vùng . Đối với C, Mn cũng tạo
thành cacbit dạng (Mn, Fe)
3
C . Cacbit mangan dễ hòa tan vào dung dịch rắn và
cũng dễ tiết ra từ dung dịch rắn khi ram. Mn làm tăng mạnh độ cứng và độ bền của
ferit. Mn cũng làm tăng mạnh độ cứng của austenit. Khi nung để tôi hợp kim chứa
C cao thì cacbit mangan dễ hòa tan vào austenit, độ bão hòa Mn trong dung dịch
11
rắn tăng lên. Do đó sự phân hủy austenit khi làm nguội thép Fe- Cr-C chứa 1%Mn
xảy ra rất chậm. Tốc độ làm nguội khi tôi nhỏ tính thấm tôi cao, nên có thể tôi trong
môi trờng yếu (nh dầu). Ưu điểm của thép chứa Mn là giảm chiều hớng biến
dạng và tăng tính thấm tôi.
1.3 Lựa chọn mác thép làm dụng cụ phẫu thuật
Những yêu cầu đối với dụng cụ phẫu thuật:
- Không gây ra các yếu tố độc hại cho cơ thể ngời.