Bài báo này trình bày một giải pháp nhằm giảm tác hại của Cu trong thép kết cấu hợp kim bằng cách đưa vào thép một lượng nhỏ niken (Ni) trong quá trình nấu luyện.
A solution for increasing strength of structural alloy Steel containing tramp element copper
NGUYỄN CAO SƠN, BÙI ANH HÒA
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT
Nguyên tổ di truyền đổng (Cu) có trong thép phế không bị ôxy hóa nên không thể khử bỏ khi nấu luyện. Sau nhiều lần sử dụng lại thép phế, hàm lượng Cu trong thép sẽ tăng dần lên và dẫn tới làm giảm cơ tinh cùa thép hoặc gây ra các vấn đề khác trong quá trình gia cồng biến dạng, bởi vì nhiệt độ chảy của Cu là tương đối thấp. Bài báo này trình bày một giải pháp nhằm giảm tác hại của Cu trong thép kết cấu hợp kim bằng cách đưa vào thép một lượng nhỏ niken (Ni) trong quá trình nấu luyện.
ABSTRACT
Tramp element copper (Cu) in scrap cannot be oxidized and removed during Steel refining. Thus, ọvertime the copper level of Steel produced from scrap is slowly increasìng and resulted in decreasing Steel mechanical properties or causing several troubles durìng deformation process because the melting temperature of Cu is relatively low. This paper presertts a solution of suppressing Cu issue in structural alloy Steel using nickel (Ni) addition into the Steel.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Thép phế là nguyên liệu chủ yếu trong quá trình luyện thép lò điện. Sau nhiều lần nấu luyện tái sinh thép phế, hàm lượng của đồng (Cu) trong thép thành phẩm thường tăng lên đáng kể do không có biện pháp khử bỏ nguyên tố này trong suốt quá trình nấu chảy hoặc tinh luyện. Chính vì vậy, Cu được gọi là nguyên tố “di truyền” nằm lại trong thép và gây ra một số ảnh hưởng xấu đến chất lượng của thép như làm giảm cơ tính, tạo các vết nứt trên bề mặt phôi thép, gây ra các sự cố trong quá trình cán nóng,… [1,2]. Đối với các loại thép chất lượng như thép cốt bê tông cán nóng cần cơ tính (giới hạn bển và giới hạn chảy) cao để chịu được tải trọng lớn trong các kết cấu xây dựng, vết nứt tế vỉ sẽ xuất hiện trong quá trình cán nóng ở khoảng nhiệt độ (1000 – 1300°C) khi có chứa 0,3% Cu [3].
Do đó, nghiên cứu nguyên nhân và các biện pháp làm giảm tác hại của nguyên tố “di truyền” Cu trong thép là một vấn đề rất cần thiết. Nghiên cứu của Sengo Kobayashi và các cộng sự [4] đã chĩ ra rằng việc cho thêm nguyên tố Nb đã làm giảm sự tiết các pha giàu Cu trong thép không gỉ ferit, một nguyên nhân làm giảm cơ tính của thép này. Junaidi Sayrif và các cộng sự [5] cũng đã kết luận rằng nguyên tố dỉ truyền Cu làm giảm nhiệt độ bắt đầu và kết thúc của chuyển biến máctenxit khi tôi, kết quả là rất khó khống chế tổ chức tế vi sau nhiệt luyện của thép có khoảng 1% Cu.
Bài báo đề cập một biện pháp nâng cao cơ tính của thép kết cấu hợp kim có chứa Cu bằng cách hợp kim hóa một lượng nhỏ nguyên tố Ni trong quá trình nấu luyện. Các kết quả kiểm tra cơ tính, chụp ảnh tổ chức tế vi được phân tích và đánh giá một cách kỹ lưỡng nhằm làm sáng tỏ ảnh hưởng của Ni đến việc nâng cao cơ tính của thép kết cấu hợp kim có chứa nguyên tố di truyền Cu.
