Nghiên cứu công nghệ nâng cao cơ tính và mật độ của các chi tiết chế tạo từ bột molipđen

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu công nghệ nâng cao cơ tính và mật độ của vật liệu molipđen bằng phương pháp gia công áp lực (rèn nóng). Kết quả cho thấy sau khi rèn mật độ và cơ tính tổng hợp của vật liệu tăng lên rõ rệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu công nghệ nâng cao cơ tính và mật độ của các chi tiết chế tạo từ bột molipđenNghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NÂNG CAO CƠ TÍNH VÀ MẬT ĐỘ CỦA CÁC CHI TIẾT CHẾ TẠO TỪ BỘT MOLIPĐEN Nguyễn Huynh*, Nguyễn Xuân Phương, Lê Hải Ninh, Nguyễn Văn Minh, Lã Đức Tuấn, Vũ Tuấn Linh Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu công nghệ nâng cao cơ tính và mật độ của vật liệu molipđen bằng phương pháp gia công áp lực (rèn nóng). Kết quả cho thấy sau khi rèn mật độ và cơ tính tổng hợp của vật liệu tăng lên rõ rệt. Đã xác định được khoảng nhiệt độ tối ưu và tỉ số biến dạng cho quy trình công nghệ rèn đối với mác vật liệu M-MП. Thông qua ảnh hiển vi quang học đã làm sáng tỏ cơ chế biến dạng của các hạt kim loại và lỗ xốp dưới tác động của lực rèn và nhiệt độ. Nghiên cứu và làm rõ sự phân bố lại vị trí các lỗ xốp và sự lớn lên của các hạt kim loại khi rèn nóng.Từ khóa: Luyện kim bột; Vật liệu chịu nhiệt; Molipđen; Gia công áp lực; Rèn nóng. 1. MỞ ĐẦU Từ lâu, molipđen (Mo) và hợp kim của chúng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vựcnhờ những tính chất đặc biệt như: hệ số giãn nở nhiệt thấp; có độ bền nhiệt cao; cơ tính tốtở nhiệt độ cao; tính dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Giống như Ti, W, V và một số vật liệu chịunhiệt khác, Mo thường dùng để chế tạo các chi tiết làm việc trong môi trường nhiệt độ rấtcao (1500 ÷ 2000 oC), vì Mo bảo toàn được cơ tính khi ở khoảng nhiệt độ này. Ở nhiệt độthường, Mo rất bền đối với các tác động hóa học [1]. Trong lĩnh vực quân sự, nhóm vật liệu trên cơ sở Mo thường dùng để chế tạo các chitiết cho máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ hoặc các chi tiết máy làm việc trong môi trường khắcnghiệt (nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hóa học mạnh) bằng phương pháp luyện kim bột.Cụ thể, chúng dùng để chế tạo loa phụt và buồng đốt của động cơ tên lửa như: Koncurs;В72; Fagot, mép biên phía trước khí cụ bay, vòi phun nhiên liệu dạng nón, cánh lái, panelchắn nhiệt [2-6]. Đối với lĩnh vực công nghiệp dân dụng, vật liệu này dùng để chế tạo cácthanh điện trở cho lò nung nhiệt độ cao, cánh tuabin cho lò phản ứng hạt nhân, dây cắt chocác máy tia lửa điện [7]. Trên thế giới, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng vật liệu Mo trong dândụng cũng như trong quân sự. Tuy nhiên, ở Việt Nam, số lượng các công trình nghiên cứuchế tạo các chi tiết từ Mo bằng phương pháp luyện kim bột còn rất ít và công nghệ chưaổn định. Cụ thể nhóm tác giả tại Viện KH-CNQS [8] đã chế tạo được một số chi tiết từ bộtMo và được đưa vào ứng dụng. Song mẫu vật liệu sau khi thiêu kết không được tiến hànhgia công áp lực nên mật độ còn thấp (so với vật liệu cùng mác của Liên Bang Nga). Bêncạnh đó, nhóm tác giả chỉ khảo sát mật độ, độ cứng và tổ chức tế vi của vật liệu sau khichế tạo mà chưa đi sâu vào nghiên cứu các tham số khác như độ bền kéo, độ giãn dài và sựphân bố các lỗ xốp. Về mặt lý thuyết, [7, 9, 10] việc gia công áp lực như: rèn nóng; cán nóng; chuốt; dậpnóng; kéo dây đối với nhóm vật liệu trên cơ sở Mo là những quy trình rất phức tạp. Bởi vìbản chất vật liệu Mo có tính dẫn nhiệt tốt nên nhanh bị hao hụt nhiệt trong quá trình giacông áp lực. Bên cạnh đó, ở nhiệt độ ≥ 400 oC, Mo bắt đầu oxy hóa mạnh trong môi trườngkhông khí, nên quá trình gia nhiệt phải đảm bảo với tốc độ nhanh. Khi tiến hành gia côngáp lực, nếu nhiệt độ nung không hợp lý dễ gây ra hiện tượng nứt vỡ hoặc cháy mẫu. Chính vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ nâng cao cơ lý tính, mật độ của vật liệu Mođiển hình là mác М-МП bằng phương pháp gia công áp lực mang tính cấp thiết cao.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, 8 - 2020 129 Hóa học & Kỹ thuật môi trường 2. ĐỐI TƯỢNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bài báo này chỉ đi sâu vào nghiên cứu công nghệ gia công áp lực cụ thể là rèn nóng.Còn các thông số của những quy trình công nghệ khác như hoàn nguyên, ép nguội, thiêukết đã được lựa chọn tối ưu căn cứ vào cơ sở lý thuyết trong các tài liệu [4, 7, 9] và trongquá trình thực nghiệm tại đơn vị. Các thiết bị sử dụng trong quá trình thực nghiệm, kiểmtra và xử lý dữ liệu được kiểm định theo định kỳ tại Trung tâm Đo lường – Viện Côngnghệ - Tổng cụ CNQP, nên có độ tin cậy và chính xác cao. Quy trình công nghệ chế tạocác mẫu vật liệu М-МП theo sơ đồ hình 1: Chuẩn bị Hoàn Trộn bột Ép tạo hình bột nguyên Kiểm tra Thiêu kết sơ bộ Kiểm tra Mẫu hoàn K ...