Nghiên cứu chế độ xử lý nhiệt thép nòng súng pháo 35CrNi3MoV

Mục tiêu nghiên cứu: Xác định chế độ nhiệt khi rèn và xử lí nhiệt phôi nòng súng pháo, khẳng định khả năng cung cấp phôi nòng cho quân đội. Cụ thể là: Nghiên cứu khẳng định chế độ công nghệ ủ đồng đều và khử khuyết tật điểm trắng; công nghệ tôi và ram.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế độ xử lý nhiệt thép nòng súng pháo 35CrNi3MoVHéi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ XỬ LÍ NHIỆT THÉP NÒNG SÚNG PHÁO35CrNi3MoVĐinh Bá Trụ (Học viện Kĩ thuật quân sự) - Đinh Văn Chiến(Trường ĐH Mỏ-Địa chất Hà Nội),Trần Đức Hưng ( Z179 Bộ Quốc phòng)Thép 35CrNi3MoV là một loại thépkết cấu hợp kim thấp độ bền cao, được sửdụng chế tạo các chi tiết chịu tải trọng lớn, tảixung đòi hỏi độ bền cao, tính dẻo tốt, như cáctrục chân vịt, trục khuỷu, trục chính các máyđiện hoặc máy mỏ, đồng thời dùng chế tạonòng súng pháo.Trong quá trình chế tạo, do chế độ nhiệt khi rèn và khi ủ, tôi và ram không thích hợp,như nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt không đúng, tổ chức tế vi của thép xuất hiện hạt không đều,hạt thô to xen lẫn các hạt nhỏ. Nguyên nhân hiện tượng hạt không đều và thô to, theo nhiềunghiên cứu của các nước, là do tính di truyền của hạt, một thuộc tính cố hữu của thép CrNiMoVvà do hàm lượng Al và Mg dư trong quá trình nấu luyện và tinh luyện có tác dụng thúc đNy sựlớn lên của hạt khi nung ở nhiệt độ cao. Đối với các chi tiết dạng trục, khi rèn, hai đầu phôi chịutác động của lực trong các điều kiện biến dạng và nhiệt độ khác nhau, nên kết tinh lại trong điềukiện khác nhau, dẫn đến độ lớn của hạt không đồng đều giữa hai đầu phôi. Do hạt to và khôngđều cục bộ, sự giảm các chỉ tiêu cơ tính, trong đó có độ dai va đập, không đồng đều trên một tiếtdiện sản phNm, trên các tiết diện khác nhau tại các đoạn đầu cuối của một trục, nên đối với nòngsúng pháo cần kiểm định chất lượng tại các đoạn đầu cuối và kể cả kiểm tra tại phần giữa phôi.Từ thực tế sản xuất các chi tiết dạng trục to và dài, nhiều phế phNm đã xảy ra gây lãng phí vàtăng giá thành sản phNm.Hình 1. Tổ chức kim tế vi sau khi điện xỉ, hạt thô to và không đềuMục tiêu nghiên cứu: Xác định chế độ nhiệt khi rèn và xử lí nhiệt phôi nòng súng pháo,khẳng định khả năng cung cấp phôi nòng cho quân đội. Cụ thể là: Nghiên cứu khẳng định chếđộ công nghệ ủ đồng đều và khử khuyết tật điểm trắng; công nghệ tôi và ram.Phương pháp nghiên cứu: trên cơ sở phân tích lí thiết tiến hành thực nghiệm xác định tổchức và tính chất của thép sau từng chặng công nghệ.2. Phương pháp và thiết bị nghiên cứuCác bước công nghệ: Xử lí nhiệt - Rèn – tôi và ram (nhiệt luyện hóa tốt)Phôi và thiết bị rèn: Đường kính ban đầu phôi Φ140, đường kính sản phNm Φ50, sử dụngcông nghệ rèn tóp nóng 2 đầu búa.78T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008Thiết bị nghiên cứu kim tương: Kính hiển vi quang học Axiovert 40MAT; Máy đô độdai va đập RKR450 Đức; Máy thử kéo nén UH – 25; Kính hiển vi điện tử.a. Xử lí nhiệt sau khi nấu đúc và tinh luyện điện xỉSau khi điện xỉ, các thỏi kim loại được ủ đồng đều khử ứng suất và làm đồng đều hạt.Chế độ xử lí nhiệt- Ủ đồng đều T= 9100C18 h Nguội theo lò0- Thường hóa T= 850 C1,5h Nguội trong KKSau khi xử lí nhiệt, tổ chức kim loại tương đối đồng đều.Hình 2. Tổ chức tế vi sau xử lí nhiệt: a. ủ 9100C,18 h; Thường hoá 8500C,1,5hb. Xử lí nhiệt khi rèn vuốtPhạm vi nhiệt độ rèn T = 1250 ÷ 850oC. Rèn xong làm nguội trong thùng cát nóng.Chế độ nhiệt: Nung chậm trong lò, tốc độ nung phân theo các sau: bước 1. Nung chậm500/h đến nhiệt độ 6500C, bước 2. nung 1000/h đến 8500C, bước 3. nung theo tốc độ lò đến12500C, giữ nhiệt được tính theo kích thước phôi.Rèn xong làm nguội chậm trong hố cát nóng, sau 12 giờ mới bỏ ra nguội trong không khí.c. Xử lí nhiệt cuối cùngỦ: T= 860~8800C, 2 h nguội cùng lò;Tôi: T = 870 ÷ 890oC, trong dầu.Ram: T = 450oC, 550oC, 650oC,Ủ có mục đích khử các khuyết tật về ứng suất và tổ chức sau rèn còn dư lại.Tôi cần sử dụng nhiệt độ cao để các nguyên tố hợp kim và các cacbit tan được trong Feα,tạo điều kiện hóa bền cho thép sau tôi.Đối với thép kết cấu sử dụng làm nòng pháo, vấn đề quan trọng phải ram ở nhiệt độ trênnhiệt độ làm việc. Vì vậy thường sử dụng ram ở 6500C.Hình 5.8. Các quy trình xử lí nhiệt79Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 20083. Kết quả thực nghiệmBảng 1. Kết quả nghiên cứu cơ tínhTên mẫuA1Ku, j/cm99,7σ0.2 MPa768.1σbm MPa896,1δ, %20,0ψ, %64,8A2105,7749,8892,520,062,8A397,0753,4894,420,066,0B3-1139,3715,5795,023,369,1B3-2136,8735,8817,116,764,0B3-3129,2739,2821,420,067,0B5-1183,0766,8895,126,767,0B5-2163,6705,8872,623,369,1B5-3140,8725,1979,123,367,3B5-447,01324,91474,016,751,9B5-548,61331,61480,013,349,6B5-651,61297,11440,816,748,0B5-768,71225,51363,516,755,6B5-887,11150,11280,713,359,0B5-968,81199,91333,516,756,9B5-10165963,61053,818,366,6B5-11197,8954,81047,218,367,1B5-12170,6962,51045,918,367,32Bảng 5.2.Kết quả thử cơ tính sau gia công, giá trị trung bìnhĐộ co thắt, %Độ dai va đập, J/cm2GH ch ...