Thép austenit mangan cao: quá khứ, hiện tại và tương lai (phần 4)


ổ hợp cơ tính tối ưu của vật liệu đã đạt được, tuy nhiên ngoài đạt được đúng thành phần của mác thép quy định còn phải qua cơ nhiệt luyện nữa.

Trong khi chúng ta chưa làm rõ được sự giống và khác nhau giữa thép Fe-Mn có C cao hoặc N cao có hoặc không có Cr hoặc các nguyên tố tạo cacbit khác,

 qua cơ nhiệt luyện sẽ có tác động đến các hạt cacbit hoặc gia công lạnh chẳng hạn như hóa già đã và đang được áp dụng rất thành công trên nhiều mác thép.

Dung dịch rắn Nito: Đây là hướng nghiên cứu đang còn bỏ nhỏ mà trong khi đó thép mangan cao luôn có sự liên hệ mật thiết với lượng nito cao. Vai trò của nito như sau: là một nguyên tố tạo Ostenit dễ dùng và rẻ , góp phần mở rộng vùng Ostenit ở nhiệt độ cao. Vì vậy cho phép chúng ta tăng hàm lượng Crom đưa vào trong thép và gián tiếp làm tăng độ cứng, nhất là độ thấm tôi của thép.Ngoài ra Nito cải thiện khả năng chống ăn mòn tinh giới của họ thép không gỉ.Vì những lý do trên không có lẽ gì là chúng ta không đưa Nito hòa tan vào thép Mangan cao cả.

Kích thước của nguyên tử C và N đủ nhỏ so với kích thước nguyên tử của sắt và một số nguyên tố khác, chính vì thế C và N có thể chui vào mạng Feα và Feﺫγ đưới dạng nguyên tử xen kẽ. Nguyên tử Nito có đường kính là 0.72Aº còn của C là 0.77Aº vì thế mà khả năng tan của N vào dung dịch rắn mạnh hơn C rất nhiều. N chui vào sắt gama dễ hơn sắt ferrit rất nhiều.Minh chứng cho điều này ở 590ºC khi thấm nito thì hàm lượng N đi vào thép lên tới 2.35% trong khi đó hàm lượng N cực đại trong sắt ferrit chỉ có 0.1%.

Trong những nguyên tố hợp kim hóa cơ bản có khả năng hòa tan N ít nhiều khác nhau trong đó Mangan là một trong những nguyên tố làm tăng hòa tan nito vào trong thép mạnh nhất. Điều này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Beer chỉ ra khả năng hòa tan N vào trong ferro-Mn tăng từ 0.05% (nếu 100% là sắt ) đến cực đại là 1.45% (nếu 100% Mn) ( Xem hình 12, nói về khả năng tan của N vào trong ferro-Mn ở nhiệt độ 1550ºC).

Image

Hình 12: Độ hòa tan của M trong hợp kim Fe-Mn tại 1550C

Phương pháp được Langenber đưa ra trên lý thuyết để dự báo khả năng tan của N vào một hệ gồm nhiều thành phần tại 1600ºC (2900F). Bảng dưới đây tổng kết kết quả tính toán của Langerber với thực nghiệm. Bên cạnh sự tương quan này dựa vào số liệu thu được còn cho biết khả năng hòa tan N vào trong thép hệ Cr-Mn nhiều hơn so với hệ Cr-Ni. Thêm một nghiên cứu nhỏ nữa về ảnh hưởng khác nhau của các nguyên tố hợp kim đến mức độ hòa tan của N vào trong thép không gỉ 18Cr-8Ni kết quả được chỉ rõ trên hình 13. Kết quả mà chúng ta thấy trên hình 13 thừa nhận rằng Cr và Mn đều làm tăng mạnh khả năng tan. Trong mác thép 18-8 khả năng tan của Nitơ vào là 0,225% ở nhiệt độ 1600˚C và áp suất là 1atm.

Image

Hình 13: Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến độ hòa tan của Ni trong thép 18Cr-8Ni

Bảng 1:

Hợp kim

Độ hòa tan N dự đoán %

Giá trị đo thực tế,

% N

Fe15Cr15Mn

0,29

0,29

Fe15Cr15Ni

0,13

0,14

 (Còn nữa)

Biên dịch: TRƯƠNG XUÂN TIỆP
Hiệu đính và giới thiệu: Nguyễn Hoàng Việt

Nguồn: luyenkim.net

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: