Nghiên cứu công nghệ luyện thép 50B50 dùng chế tạo nòng súng bộ binh thông thường trong lò điện trung tần - pdf 27

Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu công nghệ luyện thép 50B50 dùng chế tạo nòng súng bộ binh thông thường trong lò điện trung tần

LỜI MỞ ĐẦU 1
PHẦN I. TỔNG QUAN 3
1.1. Đặt vấn đề. 3
1.2. Tình hình sản xuất và nhu cầu thép trong nước và thế giới. 3
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thép trên thế giới trong những năm gần đây. 3
1.2.2. Tình hình sản xuất và nhu cầu tiêu thụ thép trong nước. 6
1.3. Giới thiệu về Bo và thép Bo. 13
1.4. Giới thiệu mác thép nghiên cứu 50B50. 14
PHẦN II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15
2.1. Ảnh hưởng của những nguyên tố hợp kim đến thành phần tổ chức và tính chất của thép 50B50. 15
2.1.1. Ảnh hưởng của Cácbon (C). 15
2.1.2. Ảnh hưởng của Mangan (Mn). 16
2.1.3. Ảnh hưởng của Silic (Si). 19
2.1.4. Ảnh hưởng của nguyên tố Bo lên các tính chất của thép. 21
2.2. Ảnh hưởng của tạp chất phi kim. 23
2.2.1. Ảnh hưởng của lưu huỳnh ( S ). 24
2.2.2. Ảnh hưởng của phôtpho (P). 25
2.2.3. Ảnh hưởng của ôxy (O2). 25
2.2.4. Ảnh hưởng của hydro (H2), nitơ (N2 ) 25
2.3. Quá trình khử tạp chất trong luyện thép. 26
2.3.1. Quá trình khử photpho (P). 27
2.3.2. Quá trình khử lưu huỳnh (S). 29
2.3.3. Quá trình khử ôxy (O2). 30
PHẦN III. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 34
3.1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu. 34
3.1.1. Nội dung nghiên cứu. 34
3.1.2. Phương pháp nghiên cứu. 34
3.2. Công nghệ sản xuất thép Bo mác 50B50. 35
3.2.1. Sơ đồ lưu trình công nghệ. 35
3.2.2. Công nghệ nấu luyện. 36
3.2.2.1. Chọn mác thép và thiết bị nấu luyện. 36
3.1.2.2. Nguyên liệu cho nấu luyện. 36
3.1.2.3. Tính toán phối liệu. 37
3.3. Quá trình gia công rèn và tiện mẫu. 40
3.3.1. Quá trình gia công rèn. 40
3.3.2. Quá trình gia công tiện. 41
3.4. Công nghệ nhiệt luyện. 41
3.4.1. Thường hóa 41
3.4.2. Nhiệt luyện cuối. 42
PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 45
4.1. Thành phần và tính chất của thép 50B50. 45
4.1.1. Thành phần của mác thép sau khi nấu luyện. 45
4.1.2. Tính chất của mác thép sau khi nấu luyện. 46
4.2. Cấu trúc pha của thép 50B50. 47
PHẦN V. KẾT LUẬN 50
5.1. Kết luận. 50
5.2. Kiến nghị. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn

Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

các nguyên tố hợp kim đắt tiền và chiến lược như mangan, crôm, molypden, vanadi và nikien. Tuy nhiên, mãi những năm 1970 người ta mới nghiên cứu cơ chế ảnh hưởng của Bo đến các tính chất của thép nhờ những thiết bị khoa học chính xác. Những kết quả nghiên cứu như vậy đã khẳng định Bo là nguyên tố hợp kim rất tiềm năng cho thép.
Thép Bo sau khi nhiệt luyện sẽ có độ cứng cao và độ dẻo tốt. Chính vì thế , thép Bo được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thép dụng cụ, thép chế tạo máy, thép làm chi tiết bắt chặt và cả trong ngành công nghệ quốc phòng Tác dụng của Bo lên các tính chất của thép chỉ đạt được trong các loại thép đã khử ôxy triệt để (thép lắng nhôm). Do Bo là nguyên tố hoạt động hoá học mạnh nên thường bảo vệ Bo trong thép bằng cách cho thêm titan hay zircon vào thép.
Thép Bo bao gồm thép cacbon và thép hợp kim. Ở Mỹ đã sản xuất 6 mác thép cacbon là các mác: AISI 15B21H, AISI 15B35H, AISI 15B37H, AISI 15B41H, AISI 15B48H, AISI 15B62H. Bên cạnh đó là 23 mác thép hợp kim khác ví dụ như: AISI 50B40, AISI 50B40H, AISI 50B44, AISI 50B44H,
AISI 50B46, AISI 50B46H, AISI 50B50, AISI 50B50H, AISI 50B60,...
1.4. Giới thiệu mác thép nghiên cứu 50B50.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là thép Bo mác 50B50 theo ký hiệu của Mỹ. Các nước khác cũng có mác tương tự. Các mác thép này được nêu trên bảng 1.7
Thép 50B50 là thép cacbon trung bình được hợp kim hoá một lượng nhỏ Bo nên tính chất cơ lý được cải thiện rất nhiều. Các tính chất cơ lý của thép 50B50 sau nhiệt luyện theo tiêu chuẩn của Mỹ như sau:
Độ bền kéo: Rm ≥ 785 Mpa
Giới hạn chảy: R0,2 ≥ 540 Mpa
Độ dãn dài tương đối: d ≥ 10%
Độ dai va đập: ak ≥ 39 Jcm-2
Độ cứng sau ủ: ≥ 207 HB
Với các tính chất cơ lý như nêu trên, thép 50B50 được sử dụng rất rộng rãi trong chế tạo máy, trong đó có ngành chế tạo vũ khí thông thường.
Bảng 1.7: Thành phần hoá học của thép và các mác tương tự.
Mác thép
C
Si
Mn
B
P
S
50B50
Mỹ
0,48-0,53
0,20-0,35
0,75-1,0
≥0,005
≤0,040
≤0,040
50B
Tr.Quốc
0,47-0,55
0,17-0,37
0,60-0,90
0,0005-0,0035
≤0,035
≤0,035
C50PA
Liên Xô
0,47-0,54
0,17-0,37
0,50-0,70
0,002-0,006
≤0,035
≤0,040
170H41
Anh
0,37-0,44
0,10-0,40
0,80-1,10
0,0005-0,005
≤0,025
≤0,025
38B3
Pháp
0,34-0,40
0,10-0,40
0,60-0,90
0,0008-0,008
≤0,035
≤0,035
PHẦN II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Ảnh hưởng của những nguyên tố hợp kim đến thành phần tổ chức và tính chất của thép 50B50.
2.1.1. Ảnh hưởng của Cácbon (C).
Trong hầu hết các nguyên tố hợp kim, về khả năng nâng cao độ bền thì cácbon là nguyên tố có ảnh hưởng đến bền nhiều nhất. Cácbon là nguyên tố làm tăng độ cứng cho thép. Kết quả thực nghiệm cho thấy độ cứng (HB) của thép tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng cácbon trong thép (xét về mặt định lượng, ta thấy cứ tăng 0,1%C thì độ cứng HB của thép sẽ tăng thêm 25HB ). Tuy nhiên, cácbon cũng góp phần làm giảm đi độ dẻo, độ dai của thép. Cácbon còn là nguyên tố góp phần làm mở rộng vùng austenit (γ), tức là nó làm tăng độ ổn định của pha γ. Cácbon có khả năng mở rộng vùng dung dịch rắn γ và tạo thành cácbít có độ cứng cao nên cácbon là nguyên tố tăng bền rất tốt cho các loại hợp kim trên nền sắt. Khi tăng nhiệt độ thì khả năng tăng bền của cácbon giảm đi do có sự thay đổi cấu hình của cácbít. Khi có sự xuất hiện của các nguyên tố tạo cácbít mạnh trong hợp kim thì cácbon tập trung chủ yếu vào những vị trí hình thành cácbít. 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 cùng kiệt dung dịch rắn, ảnh hướng đến tính chất của hợp kim. Chính vì vậy, hầu hết các loại thép hợp kim đều chứa hàm lượng cácbon tương đối thấp. Cácbon là nguyên tố cùng với sắt tạo thành dung dịch đặc hoà tan có hạn, cácbon có thể hoà tan vào thép theo những tỷ lệ phù hợp và trong những điều kiện nhất định. Trong tổ chức ferit: ở nhiệt độ khoảng 20oC cácbon chỉ có thể hoà tan 0,006% ; ở 723oC thì cácbon có thể hoà tan 0,02%, còn ở ≥ 1400oC thì hoà tan khoảng 0,5%. Khi ở trạng thái austenit với nhiệt độ 723oC, độ hoà tan của cácbon là 0,8% và cũng ở trạng thái này khi nhiệt độ khoảng 1130oC thì khả năng hoà tan của cácbon trong thép lên đến 2%. Khi hoà tan trong thép, cácbon làm tăng lượng xêmentit, mở rộng vùng austenit. Ngoài ra, cácbon có thể kết hợp với một số nguyên tố khác như: Cr, Mn, Mo để tạo thành cácbít trong thép.
1
2
3
4
5
6
200
600
1200
6.67
4.3
2.14
0.006
0.8
(Fe)
(Fe
3
C)
L
K
F
D
C
E
B
A
N
H
G
S
F+P
Peclit, P
(P+Fe
3
C)+Fe
3
C
I
A
cm
austenit,
g
g
+L
L
L+Fe
3
C
I
Q
a
727
(
g
+Fe
3
C)+Fe
3
C
I
A
1
P+Fe
3
C
II
+(P+Fe
3
C)
g
+Fe
3
C
II
+(
g
+Fe
3
C)
P+Fe
3
C
II
(P+Fe
3
C)
[
a
+Fe
3
C]
Lê
d
êburit
P+Fe
3
C
%C
1147
d
+L
d
d
+
g
1499
1539
1392
Nhiệt độ
°C
A
3
a+g
P
g
+Fe
3
C
II
Hình 2.1 Giản đồ pha Fe-C.
2.1.2. Ảnh hưởng của Mangan (Mn).
Mn có 4 dạng thù hình a, b, g, và d. Mng có mạng chính phương diện tâm với thông số mạng là 3,894°A. Các thông số mạng của Mng và Feg có sự khác nhau tương đối nhỏ nên Mn có khả năng hoà tan vô hạn vào Fe tạo dung dịch đặc Fe – Mn và có ảnh hưởng rất lớn tới tính chất của thép.
Mn là nguyên tố mở rộng vùng g. Kết hợp với cabon (C), mangan tạo thành cacbit dạng (Fe, Mn)3C có độ cứng cao, đồng thời nó có tác dụng làm tăng tính chảy loãng và giúp khả năng điền đầy khuôn. Mn có khả năng khử sâu được S trong thép do tạo thành MnS và Mn còn được dùng để khử ôxy trong thép.
Hình 2.2. Giản đồ trạng thái Fe-Mn.
Mn có tác dụng làm giảm bớt hàm lượng C hoà tan trong ferit, do vậy nâng cao được tính dẻo của mác thép nghiên cứu. Mn thường hoà tan trong ferit, khi hoà tan (tất nhiên là ở dạng thay thế) vào ferit các nguyên tố hợp kim làm xô lệch mạng do đó làm tăng độ cứng, độ bền và thường làm giảm độ dẻo, độ dai. Ảnh hưởng của bốn nguyên tố hợp kim Mn, Si, Cr, Ni đến hai chỉ tiêu điển hình đó là độ cứng và độ dai được trình bày trong hình 2.3. Qua đó thấy rõ có hai nhóm khác nhau: Mn và Si, Cr và Ni. Nguyên tố Mn làm tăng rất mạnh độ cứng (độ bền) song cũng làm giảm đi độ dẻo,( độ dai ) . Đặc biệt thép chứa 3,5% Mn, ferit đã có độ dai rất thấp (500) làm thép giòn không cho phép sử dụng. Do vậy mặc dầu có lợi thế rẻ hơn, khả năng bền hoá của Mn chỉ được dùng với hàm lượng 1÷2%. Mn góp phần nâng cao độ bền và độ cứng của pha γ, đồng thời Mn có tác dụng làm tăng độ thấm tui . Mn không tạo cácbít riêng biệt mà thay thế Fe trong Fe3C, khi nung nóng Mn là nguyên tố làm tăng rất mạnh độ cứng cũng như độ bền nhưng cũng đồng thời làm giảm mạnh độ dẻo, độ dai của ferit. Là nguyên tố thường dùng để hợp kim hoá trong quá trình nấu luyện các mác thép, Mn có thể hoà tan vô hạn vào γ-Fe và Mn được dùng để khử sơ bộ ôxy trong thép, ngoài ra Mn còn có tác dụng khử S và làm tăng cơ tính của thép. Khi hoà tan vào thép Mn làm tăng tính chảy loãng của thép, giúp tăng cao khả năng điền đầy khuôn khi đúc phôi. Tuy vậy, khi trong thép có hàm lượng Mn ≥ 1,5% dễ làm nứt các chi tiết đúc, do đó nên chọn tốc độ làm nguội các chi tiết cho phù hợp, không nên quá cao.
(a) Lượng nguyên tố hợp kim %
(b) Lượng nguyên tố hợp kim %
Hình 2.3. Ảnh hưởng của một số nguyên ...

Yêu cầu Download

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Nghiên cứu công nghệ luyện thép 50B50 dùng chế tạo nòng súng bộ binh thông thường trong lò điện trung tần - pdf 27

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Học thêm