Nghiên cứu chế tạo thép cacbon siêu thấp sử dụng trong công nghiệp ô tô
Thông tin này không được cung cấp tường minh trong tài liệu.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo thép cacbon siêu thấp sử dụng trong công nghiệp ô tô" tập trung vào việc phát triển và ứng dụng thép Ultra Low Carbon (ULC) tại Việt Nam. Thép ULC, cùng với thép cacbon thấp (LC) và rất thấp (ELC), được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ khả năng tạo hình, gia công, hàn tốt, độ bền hợp lý và giá thành cạnh tranh. Đặc biệt, thép ULC với tính dập sâu vượt trội là vật liệu lý tưởng cho ngành ô tô. Mặc dù thép ELC đã được sản xuất từ những năm 1970 với hàm lượng carbon ban đầu khoảng 200 ppm, sự ra đời của công nghệ tinh luyện chân không đã cho phép sản xuất thép ULC với hàm lượng C thấp hơn 50 ppm, cùng với việc bổ sung các nguyên tố hợp kim vi lượng như Mangan, Silic, Titan và Niobi để tăng độ bền và cải thiện tính dập sâu.
Thực trạng tại Việt Nam cho thấy nhu cầu về các loại thép tấm cacbon rất thấp và siêu thấp ngày càng tăng, nhưng ngành thép trong nước hiện chưa có khả năng sản xuất loại thép này do thiếu công nghệ tinh luyện chân không và thiết bị đúc phôi dẹt. Do đó, đề tài này mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, hướng tới mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm chế tạo thép ULC với hàm lượng C ≤ 0,005% phù hợp cho công nghiệp ô tô.
Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể bao gồm: tinh luyện thép ULC trong chân không, phân tích ảnh hưởng của điều kiện gia công biến dạng và ủ đến tổ chức tế vi, thành phần pha, định hướng tinh thể nhằm đạt được cơ tính mong muốn (giới hạn bền Rm = 260÷350 MPa, giới hạn chảy Rp = 110÷230 MPa, độ giãn dài A = 30÷50%). Phương pháp nghiên cứu kết hợp tổng quan tài liệu với thực nghiệm chi tiết, bao gồm nấu luyện trong lò điện hồ quang chân không và lò cảm ứng, cán nguội, ủ, phân tích thành phần hóa học bằng quang phổ, kiểm tra cơ tính bằng máy thử kéo, quan sát tổ chức tế vi bằng kính hiển vi quang học và điện tử quét (SEM-EDX, SEM-EPMA), cũng như xác định cấu trúc và định hướng tinh thể bằng nhiễu xạ rơngen (XRD) và EBSD.
Luận án đã đạt được những tính mới quan trọng: lần đầu tiên tại Việt Nam, thép ULC với hàm lượng C nhỏ hơn 0,005% được nấu luyện thành công trong thiết bị chân không, xác định được tổ chức tế vi và cơ tính sau cán nguội và ủ. Nghiên cứu cũng làm rõ cơ chế khử sâu C trong thép lỏng bằng tinh luyện chân không và ứng dụng kỹ thuật EBSD để xác định cấu trúc tinh thể của pha ferit.
Kết quả chính của luận án cho thấy đã chế tạo thành công thép ULC ở quy mô thí nghiệm, đạt hàm lượng C thấp hơn 0,005%. Quá trình tinh luyện chân không hiệu quả trong việc khử sâu C và giảm tạp chất phi kim. Tổ chức tế vi thuần ferit được xác nhận, với kích thước hạt trung bình khoảng 30-50 µm sau khi ủ ở 600-800 °C. Đặc biệt, định hướng tinh thể {111} chiếm tỷ lệ cao sau ủ 800 °C, rất có lợi cho tính dập sâu. Cơ tính của thép ULC sau ủ 800 °C đạt giới hạn bền 295-380 MPa, giới hạn chảy 140-180 MPa và độ giãn dài 40-50%, hoàn toàn phù hợp cho các ứng dụng dập sâu trong công nghiệp ô tô. Luận án cũng đưa ra khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu động học quá trình khử C, mở rộng quy mô sản xuất và nghiên cứu tính dập tạo hình của thép ULC.