Nghiên cứu nấu luyện hợp kim nhôm АМг6

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ban đầu về nấu luyện hợp kim nhôm АМг6 trong lò điện trở tại Xí nghiệp 59/Z127-TCCNQP. Quá trình nghiên cứu đã xác lập được chế độ nấu luyện như: quy trình công nghệ nấu luyện, xác định tỷ lệ cháy hao, nhiệt độ nấu luyện, nhiệt độ rót ... Qua kết quả phân tích thành phần hóa học, ảnh tổ chức tế vi thấy rằng, mẫu hợp kim đã chế tạo tương đương mác hợp kim nhôm АМг6 theo OCT 4784-97.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu nấu luyện hợp kim nhôm АМг6 Hóa học vật liệu NGHIÊN CỨU NẤU LUYỆN HỢP KIM NHÔM АМг6 Nguyễn Xuân Phương1*, Bùi Thế Hiển1, Kim Xuân Lộc2 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ban đầu về nấu luyện hợp kim nhôm АМг6 trong lò điện trở tại Xí nghiệp 59/Z127-TCCNQP. Quá trình nghiên cứu đã xác lập được chế độ nấu luyện như: quy trình công nghệ nấu luyện, xác định tỷ lệ cháy hao, nhiệt độ nấu luyện, nhiệt độ rót ... Qua kết quả phân tích thành phần hóa học, ảnh tổ chức tế vi thấy rằng, mẫu hợp kim đã chế tạo tương đương mác hợp kim nhôm АМг6 theo OCT 4784-97. Từ khóa: Hợp kim nhôm, Lò điện trở, Thành phần hóa học. 1. MỞ ĐẦU Hợp kim nhôm biến dạng hệ АМг6 có tính dẻo cao, tính hàn tốt và tính chống ăn mòn cao. Hiệu quả hóa bền do nhiệt luyện của hợp kim này đạt được khi hàm lượng Mg lớn hơn 8%, tuy nhiên hàm lượng Mg cao sẽ làm hợp kim nhạy cảm với ăn mòn dưới tác dụng của ứng suất và mất khả năng ứng dụng thực tế. Do vậy thường hợp kim nhôm biến dạng hệ АМg6 không hóa bền bằng nhiệt luyện, chỉ hóa bền bằng biến dạng dẻo và được dùng ở trạng thái ủ, nửa biến cứng hoặc biến cứng [1,2]. Bảng 1.1. Thành phần hóa học của hợp kim nhôm АМг6 (OCT 4784-97). Hợp Thành phần hoá học (%) kim Al Mg Mn Ti Zn Si Fe Cu АМг6 Còn 5,86,8 0,50,8 0,02  0,1 ≤0,2 ≤0,4 < 0,4 ≤0,1 lại Hợp kim nhôm biến dạng АМг6 không hóa bền bằng nhiệt luyện, có độ bền trung bình, độ dẻo, tính chống ăn mòn và tính hàn tốt. Độ dãn dài của hệ АМг6 ở nhiệt độ phòng không quá (15  20) % và đạt đến (50  60) % ở nhiệt độ (200  300) oC. Hợp kim này có khả năng siêu dẻo với mức độ biến dạng khi cán đạt đến (200  230) % ở nhiệt độ (420  480) oC. Độ bền cực đại đạt được (400  450) MPa. Hợp kim АМг6 là một trong những mác hợp kim thông dụng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành đóng tàu, xây dựng, kỹ thuật hàng không, một số chi tiết của các hệ thống radar bờ biển, các công trình quân sự trên biển, đảo, vì ưu điểm của hợp kim này là khả năng chịu ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt của nước biển rất cao. Sử dụng hợp kim nhôm trong thiết kế, chế tạo sản phẩm cho phép giảm khối lượng, tăng trọng tải của chúng mà không giảm vận tốc cũng như tính năng làm việc, đồng thời tăng độ tin cậy trong quá trình làm việc. Hợp kim nhôm АМг6 khó nấu luyện hơn các hợp kim khác vì hàm lượng Mg cao, đây là nguyên tố rất dễ bị oxy hóa, cháy hao trong không khí trong quá trình nấu luyện, biến tính. Vì vậy, quá trình nấu luyện hợp kim АМг6 cần chú ý tránh cho Mg kim loại bị cháy trong quá trình đưa vào kim loại lỏng. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG 2.1. Tính toán phối liệu cho nấu luyện Vật liệu nấu bao gồm nhôm kỹ thuật mác A7, hợp kim nhôm trung gian Al-Mn (10%Mn), Al-Ti (3% Ti), magie kim loại Мг96. 182 N.X.Phương, B.T.Hiển, K.X.Lộc, “Nghiên cứu nấu luyện hợp kim nhôm АМг6 .” Thông tin khoa học công nghệ Thành phần cụ thể vật liệu đầu vào: Bảng 2.1. Thành phần hoá học của nhôm sạch kỹ thuật (ГОСТ 11069-2001). Ký Thành phần hoá học (%) hiệu Al Fe Si Zn Ti Mn Mg Cu Σ các tạp chất A7 99,7 0,16 0,15 0,04 0,01 0,03 0,02 0,01 0,30 Bảng 2.2. Thành phần hoá học của magiê sạch kỹ thuật (ГОСТ 804-93). Ký Thành phần hoá học (%) hiệu Mg Fe Si Ni Cu Al Mn Cl Σ các tạp chất Mг96 99,96 0,004 0,005 0,002 0,002 0,006 0,004 0,003 0,030 Lựa chọn tỷ lệ cháy hao của các cấu tử khi nấu trong lò nồi điện trở: Tỷ lệ cháy hao của từng kim loại rất khác nhau phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu đầu vào, mức độ ôxi hoá và khối lượng riêng của kim loại, loại lò nấu, dạng hợp kim, chế độ nấu, trợ dung che phủ, cũng như trình độ và kinh nghiệm của người nấu… Khi nấu hợp kim AMг6 trong lò nồi điện trở, tỉ lệ kim loại cháy hao như sau: Al: 1,5 %; Mg: 3,5 %; Mn: 1,5 %; Ti: 1,5 %; Bảng 2.3. Bảng kê (100 kg mẻ nấu). Các thông số Al Mg Mn Ti Tổng TPHHTB (%) 92,45 6,3 0,65 0,6 100% TPHHTB (kg) 92,45 6,3 0,65 0,6 100 kg Cháy hao (%) 1,5 3,5 1,5 1,5 11 % Cháy hao (kg) 1,386 0,220 0,009 0,009 1,624 kg Thành phần mẻ nấu (kg) 93,654 6,528 0,695 0,609 101,486 kg Tính lượng các nguyên tố và hợp kim trung gian phải dùng: Để nấu ra 100 kg АМг6 cần: Nhôm thỏi: 86,999 kg HKTG Al-Mn: 5,938 kg HKTG Al-Ti: 2,021 kg Magie thỏi: 6,528 kg Tổng 101,486 kg - Chất trợ dung để ngăn ngừa sự oxy hóa và để dễ tạo xỉ như 44% KCl + 56% MnCl2 hoặc 50% NaCl +35% KCl + 15% Na2Al2F. - Các vật liệu phải đảm bảo sạch và khô, trước khi dưa vào lò được nung sơ bộ ở nhiệt độ (150÷180) oC. 2.2. Thiết bị sử dụng Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 43, 06 - 2016 183  Hóa học vật liệu + Lò nồi điện trở: Naberthem + Nồi graphit. + Dụng cụ nấu đúc: Khuôn thép, que khuấy graphit, tấm cào xỉ, gáo múc mẫu, gầu rót, kìm... + Thiết bị phân tích ...