Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức và độ cứng của thép làm dao cắt SUS440B

Thép SUS440B thường được dùng để chế tạo dao cắt do nó có độ cứng, tính chống ăn mòn và khả năng chống mài mòn cao. Bài viết trình bày ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức và độ cứng của thép làm dao cắt SUS440B.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức và độ cứng của thép làm dao cắt SUS440B Journal of Science and Technology of 2 Công trình nghiên cứu Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức và độ cứng của thép làm dao cắt SUS440B Effect of tempering temperature on microstructures and hardness of steel SUS440B for making knives NGUYỄN NGỌC MINH1,* 1) Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Số 1, Đại Cồ Việt, Hà Nội *) Email: minh.nguyenngoc@hust.edu.vn Ngày nhận bài: 24/8/2022, Ngày duyệt đăng: 9/10/2022 TÓM TẮT Thép SUS440B thường được dùng để chế tạo dao cắt do nó có độ cứng, tính chống ăn mòn và khả năng chống mài mòn cao. Muốn đạt được các ưu điểm nói trên, thép cần phải được xử lý bằng quy trình nhiệt luyện (tôi + ram) thích hợp trong đó nhiệt độ ram được biết đến như là một trong những thông số quan trọng nhằm điều chỉnh tổ chức và cơ tính của thép sau tôi. Để nghiên cứu một cách có hệ thống ảnh hưởng của nhiệt độ ram đối với tổ chức và độ cứng, thép hợp kim được tôi ở nhiệt độ 1080 oC, sau đó ram tại các nhiệt độ 160, 240 và 320 oC trong thời gian 1 giờ với số lần ram thay đổi từ 1 đến 3 lần. Các kết quả cho thấy, mẫu sau khi ram tại 160 oC với 2 lần ram cho kết quả độ cứng cao nhất là 59,5 HRC. Khi tăng nhiệt độ ram và số lần ram, sự tiết pha và tích tụ cacbit Cr dẫn đến giảm độ cứng. Từ khóa: SUS440B, ram, tổ chức tế vi, độ cứng ABSTRACT Steel SUS440B is often used to make knives because of its high hardness, corrosion resistance and wear resis- tance. In order to achieve the above advantages, the steel needs to be treated with a suitable heat treatment process (quenching + tempering), in which the tempering temperature is known as one of the important parameters to con- trol the microstructure and mechanical properties of the steel after quenching. To systematically study the influence of tempering temperature on the microstructure and hardness, the alloy steel was quenched at 1080 oC, then tem- pered at 160, 240 and 320 oC for 1 hour with tempering times varying from 1 to 3. The results showed that, after 2 times tempering at 160 oC, the highest obtained hardness is 59.5 HRC. If the tempering temperature and number of tempering times increased, precipitation and the accumulation of Cr carbide particles lead to decreasing hard- ness value. Keywords: SUS440B, tempering, microstructure, hardness 1. ĐẶT VẤN ĐỀ số quá trình nhiệt luyện cũng cần phải có những Thép SUS440B là loại thép không gỉ mactensit đánh giá riêng biệt. Qua đó cho phép lựa chọn có hàm lượng cacbon và crôm cao, loại thép này có được các giá trị tối ưu cho quá trình thực hiện. độ cứng, tính chống ăn mòn và khả năng chống Trong số các phương pháp kể trên, hóa bền tiết mài mòn tốt nên thường được ứng dụng rộng rãi pha được quan tâm rộng rãi hơn cả do nó dễ thực trong việc chế tạo nhiều loại dao cắt, ốc vít, ổ bi và hiện và áp dụng. Phương pháp này bao gồm tôi một số chi tiết trong kết cấu xe hơi [1-2]. Để có thép ở nhiệt độ phù hợp, sau đó ram để điều khiển được các ưu điểm về cơ tính kể trên, thép cần phải sự tiết pha là các hạt cacbit phân tán nhỏ mịn trên có tổ chức tế vi phù hợp. Những năm gần đây, nền mactensit để cải thiện cơ tính cho thép. Cần nhiều nghiên cứu về việc điều khiển tổ chức tế vi lựa chọn được nhiệt độ ram phù hợp cho độ cứng của thép cũng đã được thực hiện như: điều khiển lớn nhất, trong khi vẫn đảm bảo được thép có độ kích thước hạt, điều khiển tiết pha hóa bền phân dai nhất định, cũng như khả năng bền ăn mòn cao. tán (cacbit, nitơrít) với kích thước nhỏ mịn [3-4], Do vậy, trong nghiên cứu này, để đánh giá được điều khiển tỷ phần pha nhờ nhiệt luyện [5],... Nhiều mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ ram, các mẫu khám phá quan trọng đã được phát hiện. Tuy nhiên, thép được tôi ở 1080 oC, sau đó lần lượt ram tại thực tế đã chỉ ra rằng, các mác thép có thành phần các nhiệt độ 160, 240 và 320 oC trong 1 giờ với số hóa học khác nhau thì giá trị cụ thể của các thông lần ram thay đổi từ 1 đến 3. Kết quả nghiên cứu đã _____________________________ Số 104 . tháng 10/2022 . TAP CHI KHOA HOC-CONG NGHE KIM LOAI DOI: 10.52923/vmfs.jstm.102022.104.01 Journal of Science and Technology of Công trình nghiên cứu 3 Bảng 1: Bảng thành phần hóa học của thép nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ ram có ảnh hưởng rõ rệt đến kích thước và sự phân bố các hạt cacbit, qua đó đã có tác động đáng kể đến độ cứng của mẫu thép. 2. THỰC NGHIỆM Để thực hiện mục đích nghiên cứu như đã đề cập ở trên, các mẫu thép được sử dụng có thành phần hóa học như trong bảng 1 (tương đương với tiêu chuẩn JIS G 4303). Để thuận tiện trong việc đánh giá tổ chức và độ cứng, mẫu thép được cắt thành các khối nhỏ với kích thước (100 x 100 x 50) mm và được bảo vệ trong hộp thép không gỉ khi nung nóng để tránh hiện tượng ôxy hóa hay thoát cacbon. Với thành phần mác thép đã nêu trong bảng 1, chương trình Thermocalc (Version 5.1, Hình 1: Giản đồ pha của thép SUS440B TCFE 7) đã được sử dụng để xây dựng giản đồ model: JEOL 6490) được sử dụng để quan sát sự pha của thép nhằm lựa chọn được nhiệt độ tôi thay đổi tổ chức tế vi. thích hợp. Kết ...