Thép không gỉ

Trong vài ch c năm g n đây, t ụ ầ hép không gỉ ferrite cho thấy sự tăng trưởng sản xuấtổn định, do chúng được sử dụng hầu hết cho hệ thống khí xả của Ôtô. Nhóm thép409, và thép không gỉ ferrite nói chung, cho thấy có nhiều phẩm chất hấp dẫn khiso sánh với thép không gỉ Austenite. Về giá thành, thép không gỉ ferrite có giá thấphơn nhờ sử dụng hàm lượng nguyên tố hợp kim thấp hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thép không gỉTrong vài chục năm gần đây, thép không gỉ ferrite cho thấy sự tăng trưởng sản xuấtổn định, do chúng được sử dụng hầu hết cho hệ thống khí xả của Ôtô. Nhóm thép409, và thép không gỉ ferrite nói chung, cho thấy có nhiều phẩm chất hấp dẫn khiso sánh với thép không gỉ Austenite. Về giá thành, thép không gỉ ferrite có giá thấphơn nhờ sử dụng hàm lượng nguyên tố hợp kim thấp hơn.Thép không gỉ Austenite cần có hàm lượng cao hơn về các nguyên tố hợp kim đểhóa bền pha Austenite như Ni, Mn & Mo, đây là những nguyên tố đẩy giá thành lêncao. Thép không gỉ ferrite có tính chống chịu ăn mòn tốt trong hầu hết các điềukiện, chỉ có điều rằng lượng Cr phải nằm trong dung dịch (solution) nền. Trongkhi thép không gỉ Austenite thường chứa 17-18%Cr hoặc cao hơn, thép không gỉFerrite 409 chỉ yêu cầu hàm lượng Cr tối thiểu cho tính chống ăn mòn là 11%. Hàmlượng Cr thấp hơn có nghĩa là toàn bộ hàm lượng Cr sẽ phải được giữ trong dungdịch hoặc là sẽ xuất hiện ăn mòn. Khi ở trạng thái không ổn định, thép không gỉ409 rất nhạy với ăn mòn tinh giới (intergrnular corrosion) ở các vùng chịu ảnhhưởng nhiệt trước đây tại các điểm hàn kết nối. Các kết quả nghiên cứu cho thấy,bằng việc bổ sung 1 lượng Ti và/hoặc Nb có thể ngăn chặn sự tạo thành Cacbit Crvà giữ Cr ổn định trong dung dịch. Tuy nhiên, các nguyên tố bổ sung này cũng cóảnh hưởng đến tính chất cơ học của cả tính tan và cả sự tiết pha.Thép không gỉ được chia làm 5 nhóm chính dựa vào vi cấu trúc: Ferrite, Austenite,xong pha (duplex), Marteniste và hóa bền tiết pha. Chi tiết các nhóm thép được nêuở bài viết sau đây (click để xem).Bài viết này sẽ tập trung vào họ thép không gỉ Ferrite và mác 409Đặc trưng chung của họ mác thép không gỉ Ferrit 409Có rất nhiều đặc trưng về thép không gỉ Ferrite, trong đó các tính chất quan trọngcần được chú trong quá trình lựa chọn, xử lý và khả năng phục vụ của thép. Mác409 là thép ferrite cơ bản nhất, có chứa 11% Cr và nguyên tố ổn định hóa. 11% làtrị số hàm lựong tối thiểu của Cr về bảo vệ ăn mòn và hơn nữa là ổn định trườngpha Ferrite BCC. Cấu trúc khác nhau giữa thép không gỉ F và A dẫn đến sự khácnhau về tính chất cơ học. Giới hạn chảy tại nhiệt độ thường về cơ bản có thểsánh với hợp kim A. Tuy vậy, thép không gỉ A có tốc độ hóa bền rèn cao hơn và cóđộ bền kéo cao hơn. Tốc độ hóa bền rèn cao hơn của thép không gỉ A cũng dẫnđến khả năng dãn mạng tốt hơn so với thép không gỉ F. Thép không gỉ F có khảnăng dập sâu tốt hơn do mặt textua {111} chiếm ưu thế vốn có của vi cấu trúcBBC, nhờ đó chúng rất thích hợp với các chi tiết xả của Ôtô. Một đặc trưng khácnữa của thép không gỉ F là sự xuất hiện nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-dòn (DBTT), sẽdẫn đến phá hủy dòn một cách mau chóng. Sử dụng thép không gỉ F trong các ứngdụng khác sẽ phụ thuộc vào sự gia tăng khả năng biến dạng và giảm bớt nhiệt độchuyển tiếp dẻo-dòn.Khả năng biến dạng của thép không gỉ F có thể được cải thiện theo nhiều cách.Một phương pháp là tăng tổng lượng thành tố textua {111} trong thép. Hình 1 chothấy ảnh hưởng của textua {111} đến tỉ số biến dạng dẻo trung bình, r-bar, và dođó tăng khả năng dập sâu, của thép AKQD. Tỉ số biến dạng trung bình được địnhnghĩa là (ro+2r45+r90)/4, trong đó r là tham số Lankford, được định nghĩa bởiLankford và các cộng sự trong những năm 1950. Tham số Lankford là giá trị đo củadị hứong pháp tuyến của vật liệu tấm, được đo là tỉ số biến dạng ngang với biếndạng chiều dày tấm. Thành tố textua {111} đối với thép không gỉ F cao hơn thépkhông gỉ A nhờ cấu trúc lập phương tâm khối, nhưng nó có thể được tăng cườngqua quá trình cán nóng. Một cách khác để tăng khả năng biến dạng là giảm hàmlựong chất xen kẽ N và C. Hàm lượng C thấp hơn sẽ gia tăng khả năng biến dạngcủa thép do gia tăng giá trị r trung bình (xem hình 2).Hình 1: Ảnh hưởng của thành phần textua {111} đến hệ số r. Khi cường dộ tuơng đối của thành tố {111} tăng thì tỉ số biến dạng trung bình cũng tăng Hình 2: Ảnh hưởng của C đến tỷ số biến dạng trung bìnhKhử bớt hàm lượng C cho thấy làm tăng tính hàn của thép F-P, được biểu thị ởgiản đồ Graville (hình 3). Làm giảm hàm lượng C cũng làm giảm nhiệt độ chuyểnpha dẻo - dòn (hình 4). Có thể giảm nhiệt độ DBTT bằng cách giảm kích thướchạt tinh thể trong thép, Mục lục bài viếtvà cũng làm tăng độ Thép không gỉ Ferrite họ 409 và vai trò của Ti, Nb - Phầnbền, dẻo và biến 1/2dạng. Hệ Fe-Cr Hiện tượng biến dònTrang 2 / 3Có hai cấu tử chính của thép không gỉ F là Fe và Cr. Vì vậy, chúng ta hãy cùng nhaukhảo sát giản đồ pha Fe-Cr, hình 7. Hệ Fe-Cr có dung dịch rắn lập phuơng tâmkhối BCC trong toàn bộ giải thành phần và nhiệt độ dưới 1500C ngoại trừ 2 vùngghi chú. Tại nhiệt độ cao 830-1400C và hàm lượng Cr thấp Hình 7: Giản đồ pha Fe-CrẢnh hưởng của C và N xen kẽTrong khi có sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ hoặc hàm lượng Cr sẽ dẫn đến ...