Bài báo trình bày phương pháp nâng cao cơ tính của vật liệu thép thanh sau khi cán nóng. Thường hóa và tôi dưới áp lực của nước sản phẩm thép thanh cán nóng là hai phương pháp được trình bày ở đây.
Improving the mechanical properties of hot-rolled steel bar by applying various heat treatments
Lê Thái Hùng
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Đặng Hướng Dương
Công ty TNHH Cán thép Tam Điệp
TÓM TẮT
Bài báo trình bày phương pháp nâng cao cơ tính của vật liệu thép thanh sau khi cán nóng. Thường hóa và tôi dưới áp lực của nước sản phẩm thép thanh cán nóng là hai phương pháp được trình bày ở đây. Trên cơ sở xác định cơ tính, tổ chức tế vi và độ cứng của sản phẩm sau khi xử lý nhiệt có thể kết luận phương pháp tôi dưới áp lực cao của nước là rất hiệu quả để nâng cao cơ tính của vật liệu. Các thông số công nghệ của chế độ nhiệt luyện đã được đưa ra cho các dải sản phẩm khác nhau.
ABSTRACT
This paper deals with a method to improve mechanical properties of a hot-rolled steel bar. Products of the hot- rolled steel bar were air cooled and quenched under high water pressure. The mechanical properties, microstruc- ture and hardness of the products after heat treatment have been determined. It is concluded that the quenching method under high water pressure could be applied to improve the mechanical properties of rolled steels. The para- meters of heat treatment regimes are established for different size of the products.
1. Đặt Vấn Đề
Cải thiện hay nâng cao cơ tính của vật liệu kim loại nói chung và thép xây dựng nói riêng được quan tâm ngày càng nhiều. Các công trình xây dựng nhà ở, cầu, cống, có kết cấu ngày càng phức tạp và quy mô lớn, đòi hỏi độ bền, tuổi thọ cao. Để đạt được điều đó thì cơ tính thép xây dựng cần được nâng cao và cải thiện.
Tùy theo mục đích của các kết cấu công trình mà có thể sử dụng thép xây dựng có độ bền cao hoặc độ dẻo dai lớn. Nhiệt luyện là một phương pháp hiệu quả giúp giải quyết được vấn đề này [1].
Bài báo này đề cập đến hai phương pháp nhiệt luyện cơ bản để nâng cao cơ tính của vật liệu sau khi cán, đó là thường hóa và tôi dưới áp lực nước. Đối với sản phẩm thép thanh nếu không có yêu cầu đặc biệt về độ cứng bề mặt thì sau khi qua giá cán tinh nó được chuyển thẳng đến sàn nguội để làm nguội trong không khí.
Trong thời gian di chuyển trên sàn nguội, thép được thường hóa. Đối với sản phẩm thép thanh chất lượng cao yêu cầu có độ bền và độ cứng bề mặt lớn hơn đòi hỏi phải có một chế độ nhiệt luyện hợp lý [2]. Sản phẩm thép cán sau khi ra khỏi giá cán tinh có tốc độ cán rất lớn nên để có được một chế độ nhiệt luyện thích hợp sẽ không đơn giản.
Để thấy rõ sự khác biệt giữa các phương pháp xử lý nhiệt,trong phần trình bày tiếp theo sẽ đề cập đến vật liệu, phương pháp xử lý nhiệt và các phương pháp xác định cơ tính.
2. Thực Nghiệm
Sơ đồ trên hình 1 mô tả các bước công nghệ chính để cán thép thanh. Vật liệu cán là thép CT5 (SD295A), có thành phần như sau: 0,29%C max; 0,55%Si max; 1,8% Mn max; 0,04%P max; 0.05%S max.
Hình 1: Sơ đồ cán nóng thép thanh
Phôi sau khi nung nóng trong lò nung tại nhiệt độ (1150-1200) °C được đưa đến khu vực giá cán thô, cán trung và cán tinh. Tùy theo kích thước sản phẩm mà số giá cán theo hệ giá đứng-nằm có bố trí các hệ lỗ hình đứng nằm xen kẽ là bao nhiêu. Sau khi vật cán ra khỏi giá cán tinh tùy theo yêu cầu của chất lượng sản phẩm sẽ được làm nguội trong không khí hoặc đi qua hệ thống xử lý nhiệt.
