Luận án Nâng cao cơ tính tổng hợp của gang cầu bằng xử lý nhiệt tạo nền ferit và ausferit

Tên luận án:

NÂNG CAO CƠ TÍNH TỔNG HỢP CỦA GANG CẦU BẰNG XỬ LÝ NHIỆT TẠO NỀN FERIT VÀ AUSFERIT

Ngành:

Kỹ thuật vật liệu

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào việc nâng cao chất lượng sản phẩm gang cầu, một yêu cầu cấp thiết trong nền công nghiệp hiện đại, đặc biệt trong các lĩnh vực đòi hỏi vật liệu có tính chất đặc biệt. Gang cầu truyền thống đã được cải tiến thông qua phương pháp xử lý nhiệt có điều khiển để tạo ra các tổ chức mới, đa pha nhằm đạt được cơ tính tổng hợp vượt trội.

Đề tài nghiên cứu gang cầu tôi đẳng nhiệt ADI (Austempered Ductile Iron) nền đa pha, là loại gang có tổ chức nền gồm ferit và ausferit, kết hợp được độ bền cao (tương đương thép nhiệt luyện) và độ dẻo tốt (10-20%). Mục tiêu chính là kiểm soát tỷ phần pha ferit thứ cấp và tính chất cơ học của gang cầu thông qua việc nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng cacbon đến quá trình chuyển biến khi gia công nhiệt. Đồng thời, luận án xây dựng "cửa sổ quá trình" nhằm hoàn thiện công nghệ nhiệt luyện cho gang cầu đẳng nhiệt nền đa pha với hiệu quả kinh tế cao.

Các kết quả chính của luận án bao gồm:

• Xác định hàm lượng cacbon hòa tan trong austenit có ảnh hưởng lớn đến quá trình chuyển biến, với giá trị cực đại 1,05% tại 930°C, làm dịch chuyển cửa sổ quá trình về phía kéo dài thời gian nhiệt luyện.
• Xác định nhiệt độ austenit hóa thích hợp là 900°C và khoảng nhiệt độ vùng ba pha là 750-800°C. Tỷ phần pha ferit thứ cấp trong nền gang có thể kiểm soát được bằng nhiệt độ ủ vùng ba pha.
• Chế tạo thành công tổ chức nền đa pha gồm ferit thứ cấp, ausferit và một phần mactensit từ gang cầu ban đầu có tổ chức F+P. Cấu trúc ausferit dạng lưới liên tục bao quanh các hạt ferit thứ cấp, với chiều rộng kim ferit từ 1,0 đến 1,5 µm.
• Thiết lập "cửa sổ quá trình" tối ưu cho công nghệ chế tạo gang cầu ADI nền đa pha: austenit hóa 900°C/2h, ủ vùng ba pha 770°C/2h, tôi đẳng nhiệt 360°C trong khoảng 106,3 đến 383,1 phút. Tại điều kiện này, đạt được cơ tính tổng hợp tốt nhất với 61,3% ferit thứ cấp, giới hạn bền kéo 655 MPa, độ giãn dài 16,4% và độ dai va đập 35,5 J/cm².
• Gang cầu ADI nền đa pha biến dạng theo quy luật vật liệu dẻo, với giới hạn bền kéo đạt 609-821 MPa và độ giãn dài tương đối 10,5-17,2%.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

  • Tổng quan giới thiệu về loại gang tôi đẳng nhiệt cụ thể là :

• CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1. Gang cầu ban đầu
  • 2.2. Đánh giá tổ chức tế vi
  • 2.3 Phương pháp tính tỷ phần pha austenit sau phản ứng giai đoạn I
  • 2.4 Xác định cơ tính và thành phần hoá học
  • 2.5 Chế độ nhiệt luyện
  • 2.6 Phương pháp nghiên cứu chuyển biến và tỷ phần pha khi tôi đẳng nhiệt

• CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1.Thành phần, tổ chức của gang cầu ở trạng thái đúc
  • 3.2. Xác định vùng nhiệt độ tới hạn
  • 3.3. Quá trình austenite hóa và hàm lượng cacbon trong austenit
  • 3.4. Sự hình thành ferit thứ cấp
  • 3.5. Chuyển biến đẳng nhiệt (chuyển biến ausferit)
  • 3.6. Tổ chức tế vi của gang cầu ADI nền đa pha
  • 3.7. Cơ tính của gang cầu ADI nền đa pha

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ