Category: Công Trình Nghiên Cứu

106

Enhanced microhardness of Al – 5 wt.% TiC composite by alloying with Cu

Enhanced microhardness of Al – 5 wt.% TiC composite by alloying with Cu

BUI DUC LONG1,*, LE HONG THANG2, DANG QUOC KHANH3, LE THI BANG3, LE CONG DINH4
1,2,3. School of Mateterials Science and Engieering, Hanoi University of Science and Technology, No.1, Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi, Vietnam
4. Military Insititute of Mechanical Engineering, General Department of Engineering, Ministry of Defense, Vietnam
*Email: long.buiduc@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 9/11/2022, Ngày duyệt đăng: 16/2/2023

ABSTRACT

Alumium (Al) – based materials are highly demanded for automobiles, transportation, and aerospace etc. In this research, Al – based TiC composites were fabricated using powder metallurgy (P/M) technology from Al, Cu, and
TiC powders with the compositions of Al – 5 wt.% TiC, and Al – 5 Cu/ 5wt.% TiC. The composite powders were well mixed and compacted using cold pressing technique with an applied pressure of 500 MPa. The compacted samples were sintered at 550 oC in Ar atmosphere for 1 h. The distribution of TiC particles in the Al matrix was observed using scanning electron microscopy (SEM). The phase formation of sintered composite was characterized using Xray diffraction (XRD). The results showed that TiC particles homogeneously distributed in the Al matrix. The density of Al -5 wt.%TiC and Al – 5 Cu/ 5 wt.%TiC composites achieved 96.7 and 98.0 % of theoretical density, respectively. The microhardness of pure Al increases from 27 HV to » 38 HV when reinforcing with 5 wt.% TiC, whilst that
of the Al – 5TiC composite increase to » 55 Hv when alloying with 5 wt.% Cu.
Keywords: Al-TiC composite, powder technology, mechanical properties, strengthening mechanism

106

Ảnh hưởng của nhiệt độ austenit hóa đến quá trình tiết pha cacbit thứ cấp của gang trắng 27 % crôm

Effect of austenitizing heat treatment on the precipitation of secondary
carbide in 27 wt. % chromium white cast iron

HOÀNG THỊ NGỌC QUYÊN1,*, PHẠM MAI KHÁNH1
1. Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1, Đại Cồ Việt, Hà Nội
Email: quyen.hoangthingoc@hust.edu.vn.

Ngày nhận bài: 18/12/2022, Ngày duyệt đăng: 9/2/2023

TÓM TẮT

Gang trắng 27 % Cr đã được xử lý tại các nhiệt độ austenit hóa khác nhau. Sự biến đổi của pha nền austenit cũng như sự tiết ra cacbit thứ cấp nhờ xử lý nhiệt đã được xác định trong bài báo này. Kết quả cho thấy ở nhiệt độ austenit hóa 900 oC, các cacbit thứ cấp được tiết ra dọc theo các vị trí khuyết tật của pha austenit tại nhiệt độ nung cao. Chúng hình thành và phát triển trong nền austenit và đôi khi austenit có thể sẽ còn dư. Khi nhiệt độ austenit hóa tăng lên đến 1000 oC thì số lượng, khối lượng và kích thước của cacbit thứ cấp cũng tăng tương ứng. Ở nhiệt độ nung 1050 oC/3 h, kích thước của các cacbit thứ cấp giảm đáng kể với mật độ phân bố cao trong pha nền. Ở nhiệt độ lớn hơn 1050 oC, nền austenit trở nên ổn định hơn, cacbit thứ cấp khó được tạo ra và do đó tạo ra nhiều khuyết tật hơn cho pha nền. Số lượng và kích thước hạt cacbit thứ cấp ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng tế vi của pha nền austenit. Độ cứng tế vi đạt cao nhất tại nhiệt độ austenit hóa 1050 oC/3 h giữ nhiệt, sau đó giảm dần khi nhiệt độ austenit cao hơn 1050 oC.

Từ khóa: cacbit thứ cấp, cacbit cùng tinh, austenit, xử lý nhiệt austenit hóa.

ABSTRACT

A 27 wt. % Cr white cast iron has been subjected to various austenitization heat treatments. The transformation of the matrix phase as well as the precipitation of secondary carbides at the austenitization temperature have been clearly determined in this paper. The results showed that secondary carbides precipitated along the defect sites of the austenitic phase at 900 oC during the austenitization. They grew up within austenit matrix, and there exist some retained austenit. The amount and size of secondary carbides increase as the austenitization temperature rises to 1000 oC. At 1050 oC/3 h, the size of secondary carbides reduces significantly with a high distribution density in the matrix phase. Higher austenitization temperatures cause the matrix to become more stable and make it more difficult to produce secondary carbides, as well as increase the number of defects in the matrix. The microhardness of the austenit matrix is affected a lot by how many and how big the secondary carbide particles are. At 1050 oC/3 h, the micro-hardness is the highest one. When the temperature of austenitization goes above 1050 oC, the micro-hardness of the matrix reduces.

Keywords: secondary carbide, eutectic carbide, austenit, austenitizing heat treatment

105

Nghiên cứu khử Fe trong phế liệu nhôm dùng để chế tạo hợp kim nhôm A356

A study on Fe removal in aluminum scrap to make A356 aluminum alloy

ĐÀO HỒNG BÁCH
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1, Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: bach.daohong@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 19/10/2022, Ngày duyệt đăng: 6/12/2022

TÓM TẮT

Nhu cầu sử dụng hợp kim nhôm mác A356 trong nước tuy không nhiều, nhưng ngày càng tăng, trong khi giá thành nhập khẩu thường rất cao. Mục đích của nghiên cứu này là tinh chế nhôm phế liệu để tạo ra nguyên liệu chế tạo mác hợp kim nhôm A356. Tuy nhiên, trong nhôm phế liệu thường chứa nhiều nguyên tố có hại (như Fe) cho quá trình nấu luyện nên mục tiêu là phân loại phế liệu, sau đó khử Fe từ khoảng 1 % xuống dưới 0,15 %. Bài báo này trình bày nghiên cứu khử Fe bằng Na2B4O7 để tinh chế phế liệu nhôm trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy tỷ lệ khử sắt tăng lên khi bổ sung Na2B4O7 và thời gian giữ nhiệt và tuân theo quy luật hàm mũ bậc nhất. Việc bổ sung chất trợ dung chứa Na2B4O7 (với tỷ lệ tối ưu là 77 %) có thể làm giảm hàm lượng sắt từ 1 %
xuống dưới 0,1 %. Các phương pháp phân tích nhiễu xạ điện tử (XRD), hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ phân tán năng lượng (EDS) đã được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc và tổ chức của các mẫu sản phẩm nhôm thu được sau quá trình tinh chế khử sắt.

Từ khóa: A356, Fe, Na2B4O7, phế liệu, tinh chế.

ABSTRACT

The domestic demand for A356 raw material is increasing, so the price is often very high. The goal of this study is to sort the scrap, then reduce Fe from about 1 % to less than 0.15 %. The reducing Fe by Na2B4O7 to refine aluminum scrap has been conducted under laboratory conditions. The results showed that the iron reduction rate increased with the addition of Na2B4O7 and the heat retention time and obeyed the first-order exponential law. The addition of flux containing Na2B4O7 can reduce the iron content from 1% to less than 0.1% and reach an optimal rate of 77 %. The XRD, SEM and EDS analyzes of aluminum samples described the microstructure and morphology of the obtained aluminum products. This product is a good raw material for making Al alloy group A356.

Keywords: A356, Fe, Na2B4O7, scrap, purification.

105

Nghiên cứu ảnh hưởng của công suất phún xạ đến tính chất của màng TiN chế tạo bằng phương pháp phún xạ magnetron

Effect of sputtering power on the properties of TiN coatings deposited by the magnetron sputtering

LƯƠNG VĂN ĐƯƠNG*,1, NGUYỄN QUỐC THỊNH1,2, NGUYỄN NGỌC LINH1, ĐOÀN ĐÌNH PHƯƠNG1, ĐẶNG QUỐC KHÁNH2, HUỲNH XUÂN KHOA3, NGUYỄN MINH TUẤN4
1Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Số 18. Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
2Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội
3Khoa Công nghệ Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, 12 Nguyễn Văn Bảo, Gò Vấp, Tp. Hồ Chí Minh
4Viện Công nghệ, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, Bắc Từ Liêm, Hà Nội
Email: duong@ims.vast.ac.vn

Ngày nhận bài: 24/10/2022, Ngày duyệt đăng: 15/12/2022

TÓM TẮT

Trong nghiên cứu này, màng TiN được chế tạo bằng phương pháp phún xạ magnetron trên nền đế hợp kim Ti6Al4V và đế Si. Ảnh hưởng của công suất phún xạ (150-300 W) đến cấu trúc và tính chất cơ học của màng TiN được nghiên cứu. Kết quả nhiễu xạ Rơnghen cho thấy mẫu màng TiN có cấu trúc đơn pha, mạng lập phương tâm mặt. Quan sát trên ảnh hiển vi điện tử quét cho thấy, hạt của màng TiN có sự thay đổi từ dạng lá cây hoặc vảy sang dạng tứ diện nhiều mặt, giống như kim tự tháp. Khi công suất phún xạ tăng, kích thước hạt và tốc độ tạo
màng tăng vì năng lượng bắn phá của các ion khí lên bề mặt bia lớn. Ngoài ra, kết quả đo độ cứng chỉ ra mẫu màng TiN có độ cứng cao nhất (22,8 GPa ± 1,2 GPa) được chế tạo tại công suất phún xạ 250 W và hệ số ma sát tăng từ 0,46 đến 0,61 khi công suất phún xạ tăng từ 150 lên 300 W.

Từ khóa: Màng TiN, Ti6Al4V, phún xạ magnetron dòng một chiều, công suất phún xạ.

ABSTRACT

In this work, the TiN coatings on Ti6Al4V and Si substrates were deposited by magnetron sputtering. The effect of sputtering powers on structure and mechanical properties of the TiN coatings was investigated. X-ray diffraction
patterns displayed a single phase of face centered cubic structure. Scanning electron microscope observations found that the particle morphology of the TiN coatings changed from a leaf or flat-shaped structure to a tetrahedron faceted one, similar to a pyramid. The particle size and deposition rate increased with increasing sputtering power due to higher energy bombardment of ion gas to surface target. Furthermore, the highest hardness value (22,8 GPa ± 1,2 GPa) corresponds to the TiN coating deposited at 250 W power. Finally, the friction coefficient increased from 0,46 to 0,61 with increasing sputtering power from 150 to 300 W.

Key words: TiN coating, Ti6Al4V, DC magnetron sputtering, Sputtering power.

104

Hiện tượng bó dòng trên thành vòi phun chìm trong đúc thép liên tục xử lý bằng Al

Clogging on submerged nozzle in Al killed continuous casting

ĐÀO HỒNG BÁCH
1. Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: bach.daohong@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 22/8/2022, Ngày duyệt đăng: 14/10/2022

TÓM TẮT

Tắc vòi phun là một vấn đề phổ biến trong quá trình sản xuất thép đúc liên tục khử ôxy bằng Al. Sự tắc nghẽn xảy ra khi tạp chất rắn trong thép lỏng đóng cặn trên thành vòi phun chìm (SEN). Kết quả nghiên cứu sự thay đổi các nguyên tố Al, Ca, O, N,… trong quá trình xử lý Ca và đúc rót, thành phần tạp chất trong thép lỏng và thành phần lớp cặn bám trên thành SEN có thể cho biết diễn biến quá trình hình thành hiện tượng bó dòng thông qua tỷ lệ Ca/Al và có thể dự đoán tốt sự xuất hiện của các pha Canxi Aluminat tác động tới quá trình bó dòng.

Từ khóa: Đúc liên tục, thép xử lý bằng Al, xử lý Ca, bó dòng vòi phun chìm.

ABSTRACT

Nozzle clogging is a common problem in Al deoxidized continuous casting steel production. Clogging occurs when impurities in liquid steel and deposit build up on the wall of the submersible nozzle (SEN). The results of the study on the change of elements Al, Ca, O, N,… in the process of Ca addition continuous casting, the impurity composition in liquid steel and the composition of the deposit layer on the SEN wall can indicate the evolution of SEN clogging through the Ca/Al ratio and predict well the occurrence of calcium aluminate phases affecting the clogging process.

Keywords: Continuous casting, Al killed steel, addition of Ca, SEN clogging.

104

Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức và độ cứng của thép làm dao cắt SUS440B

Effect of tempering temperature on microstructures and hardness of steel SUS440B for making knives

NGUYỄN NGỌC MINH1,*
1) Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hà Nội
*) Email: minh.nguyenngoc@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 24/8/2022, Ngày duyệt đăng: 9/10/2022

TÓM TẮT

Thép SUS440B thường được dùng để chế tạo dao cắt do nó có độ cứng, tính chống ăn mòn và khả năng chống mài mòn cao. Muốn đạt được các ưu điểm nói trên, thép cần phải được xử lý bằng quy trình nhiệt luyện (tôi + ram) thích hợp trong đó nhiệt độ ram được biết đến như là một trong những thông số quan trọng nhằm điều chỉnh tổ chức và cơ tính của thép sau tôi. Để nghiên cứu một cách có hệ thống ảnh hưởng của nhiệt độ ram đối với tổ chức và độ cứng, thép hợp kim được tôi ở nhiệt độ 1080 oC, sau đó ram tại các nhiệt độ 160, 240 và 320 oC trong thời gian 1 giờ với số lần ram thay đổi từ 1 đến 3 lần. Các kết quả cho thấy, mẫu sau khi ram tại 160 oC với 2 lần ram cho kết quả độ cứng cao nhất là 59,5 HRC. Khi tăng nhiệt độ ram và số lần ram, sự tiết pha và tích tụ cacbit Cr dẫn đến giảm độ cứng.

Từ khóa: SUS440B, ram, tổ chức tế vi, độ cứng

ABSTRACT

Steel SUS440B is often used to make knives because of its high hardness, corrosion resistance and wear resistance. In order to achieve the above advantages, the steel needs to be treated with a suitable heat treatment process (quenching + tempering), in which the tempering temperature is known as one of the important parameters to control the microstructure and mechanical properties of the steel after quenching. To systematically study the influence of tempering temperature on the microstructure and hardness, the alloy steel was quenched at 1080 oC, then tempered
at 160, 240 and 320 oC for 1 hour with tempering times varying from 1 to 3. The results showed that, after 2 times tempering at 160 oC, the highest obtained hardness is 59.5 HRC. If the tempering temperature and number of tempering times increased, precipitation and the accumulation of Cr carbide particles lead to decreasing hardness
value.

Keywords: SUS440B, tempering, microstructure, hardness

103

Nghiên cứu giảm biến dạng trong quá trình nhiệt luyện thép SKD61 trong lò tôi chân không

A study on reducing distortion during heat treatment of steel SKD61 in the vacuum quenching furnace

HOÀNG ANH TUẤN
Viện Công Nghệ, số 25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội.
*Email: hoanganhtuan@ritm.vn

TRẦN NHƯ BIÊN
Viện Công Nghệ, số 25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội.

NGÔ BẢO TRUNG
Viện Công Nghệ, số 25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội.

ĐỒNG XUÂN THÁI
Viện Công Nghệ, số 25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội.

Ngày nhận bài: 26/4/2022, Ngày duyệt đăng: 6/8/2022

TÓM TẮT

Sự biến dạng và thay đổi kích thước của các sản phẩm sau nhiệt luyện, đặc biệt là các sản phẩm có kích thước lớn, là không thể tránh khỏi. Đây cũng là nguyên nhân làm tăng chi phí gia công cũng như tỷ lệ phế phẩm. Bài báo này trình bày hiệu quả của việc kiểm soát tốc độ nguội trong lò chân không, giúp giảm biến dạng mà vẫn đảm bảo độ bền cho khuôn rèn nóng chế tạo từ thép SKD61. Kết quả nghiên cứu dựa trên cơ sở thực nghiệm mẫu có sẵn của Viện Công Nghệ, Bộ Công-Thương cho thấy quy trình công nghệ nhiệt luyện phù hợp là sự kết hợp của nguội chậm (để giảm biến dạng) ở vùng nhiệt độ cao trên 550 oC và nguội nhanh (để tăng cơ tính) với áp suất (5 ¸ 6) bar ở vùng nhiệt độ dưới 550 oC.

Từ khóa: Giảm biến dạng, nhiệt luyện chân không, khuôn rèn nóng, thép SKD61.

ABSTRACT

Prevent distortion and size deviation completely after heat treatment, especially for large size object, is impos- sible. That means an increase of the finishing costs and the failure ratio. This paper presents the effect of control- ling the cooling rate by the vacuum furnace, which helps to reduce distortion for the hot-work tool steel SKD61 while ensuring strength properties. The obtained results with experimental products of Research Institute of Technology for Machinery, Minitry of Industry and Trade show that, the most suitabl heat treatment technology is a combina- tion of slow cooling (for reducing distortion) at high temperatures above 550 oC and fast cooling (for increasing mechanical properties) with a pressure of (5 ¸ 6) bar at temperatures below 550 oC.

Keywords: Distortion reduction, vacuum heat treatment, hot working die, SKD61 steel.

Page: 2 – 8
RESEARCH

102

Nghiên cứu công nghệ chế tạo thép đúc hợp kim mác 25X2ΓHMΦЛ để làm tấm lót sàn xe dập cốc

On the manufacturing technology of alloy cast steel grade 25X2ΓHMΦЛ for the liner plates of wet coke quenching car

PHẠM THỊ MINH PHƯỢNG
Viện Luyện kim đen, Văn Bình, Thường Tín, Hà Nội

NGUYỄN THỊ HẰNG
Viện Luyện kim đen, Văn Bình, Thường Tín, Hà Nội

Ngày nhận bài: 6/3/2022, Ngày duyệt đăng: 14/6/2022

TÓM TẮT

Bài báo trình bày công nghệ chế tạo thép đúc hợp kim mác 25X2ΓHMΦЛ làm tấm lót sàn xe dập cốc gồm: công nghệ nấu luyện, công nghệ đúc và công nghệ nhiệt luyện. Nguyên liệu đầu vào là thép phế và các loại fero hợp kim như FeCr, FeMo, FeMn, FeSi, FeV và Ni kim loại. Thép được nấu luyện trong lò cảm ứng trung tần 750 kg. Sau khi nấu luyện, thép có thành phần hóa học tương đương thép 25X2ΓHMΦЛ của Nga. Tấm lót được đúc trong khuôn làm bằng hỗn hợp đông cứng nhanh (cát + nước thủy tinh + CO2). Sản phẩm đúc không bị rỗ và nứt. Thép được ủ tại nhiệt độ T = 800 oC, thời gian giữ nhiệt 2 h, làm nguội cùng lò. Tôi thép ở nhiệt độ T = 920 oC, thời gian giữ nhiệt 1 h, làm nguội ngoài không khí. Ram thép tại nhiệt độ T = 270 oC, sau thời gian giữ nhiệt 2 h, làm nguội trong không khí, tốc độ nâng nhiệt Vn = 120 oC/h. Thép sau nhiệt luyện có giới hạn bền σb ≥ 1275 MPa, giới hạn chảy σs ≥ 1079 MPa, độ giãn dài d ≥ 5 %, độ co thắt ψ ≥ 25 % và độ dai va đập ak ≥ 39,2J.cm-2.Tấm lót sàn xe dập cốc làm từ thép 25X2ΓHMΦЛ đã đưa vào sử dụng và đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của Công ty CP Năng lượng Hòa Phát.

Từ khóa: Thép 25X2ΓHMΦЛ, nhiệt luyện, thép đúc hợp kim

ABSTRACT

This paper presents the manufacturing technology of alloy cast steel grade 25X2ΓHMΦЛ for the liner plates of wet coke quenching car, including smelting, casting and heat treating. Input material are scrap steel and fero alloys such as such as FeCr, FeMo, FeMn, FeSi, FeV and Ni. Steel is smelted in medium frequency induction furnace of 750 kg. The steel has a chemical composition of 25X2ΓHMΦЛ. The liner plate is cast in liquid glass sand mould. Casting products are without pitting and cracks. The steel is annealed at temperature T = 800 °C, for holding time of 2 h, with furnace cooling. The steel is quenched at temperature T = 920 oC, after 1 h holding and air cooling, then tempered at temperature T= 270 oC, for 2 h, air cooling. The heating rate V = 120 oC/h. Mechanical properties of steel after heat treatment are strength σb ≥ 1275 MPa, yield strength σs ≥ 1079 MPa, elongation d ≥ 5 %, contraction ψ ≥ 25 % and impact toughness ak ≥ 39,2J.cm-2. Liner plate made from cast steel 25X2ΓHMΦЛ was used for the liner plates of wet coke quenching car and satisfied the technical requirements of Hoa Phat Energy JSC.

Keywords: 25X2ΓHMΦЛ steel, heat treatment, alloy cast steel.

Page: 18 – 23

ADVANCED TECHNOLOGY, EQUIPMENT AND MATERIALS

100

Ảnh hưởng của thời gian hóa già đến tổ chức và độ cứng của thép maraging 03Ni18Co9Mo5TiAl

Effect of aging time on the microstructure and hardness of maraging steel 03Ni18Co9Mo5TiAl

NGUYỄN NGỌC MINH
Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: minh.nguyenngoc@hust.edu.vn

NGUYỄN BÍCH VÂN
Trung tâm Đánh giá hư hỏng vật liệu – Số 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

NGUYỄN XUÂN PHƯƠNG
Viện công nghệ, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng – Đức Thắng, Q. Bắc Từ Liêm, Tp. Hà Nội

Ngày nhận bài: 6/11/2021, Ngày duyệt đăng: 14/2/2022

 TÓM TẮT

Thép maraging được ứng dụng dùng để chế tạo các chi tiết cần độ cứng, độ bền bền cao trong khi cũng cần có độ dẻo lớn để dễ gia công tạo hình. Để đạt được các đặc điểm cơ tính như trên, thép cần xử lý tôi và mang đi hóa già với thời gian thích hợp để điều khiển quá trình tiết pha hóa bền trên nền mactenxit. Trong nghiên cứu này, thép maraging (03Ni18Co9Mo5TiAl) được mang đi tôi ở nhiệt độ 920 oC sau đó được mang đi hóa già tại 490 oC với khoảng thời gian từ 2 h đến 10 h để đánh giá ảnh hưởng của thời gian tới tổ chức và độ cứng của thép. Các kết quả đã chỉ ra rằng, ở khoảng thời gian hóa già trong 6 h đầu tiên, giá trị độ cứng tỷ lệ thuận với thời gian và đạt giá trị cực đại tại 53,5 HRC. Nếu thời gian hóa già tiếp tục tăng, xu hướng tăng kích thước các pha liên kim hóa bền sẽ làm giảm giá trị độ cứng trên các mẫu thu được.

Từ khóa: Thép maraging, 03Ni18Co9Mo5TiAl, tôi, hóa già

ABSTRACT

Maraging steel is used to make parts that need high hardness and durability while it is also needing great duc- tility for processing and shaping. In order to achieve the above mechanical properties, the steel needs to be quenched and aged with an appropriate amount of time to control the precipitation of intermediate phase on martensite. In this study, the maraging steel (03Ni18Co9Mo5TiAl) was quenched at 920 oC and then aged at 490 oC with a time interval from 2 h to 10 h to evaluate the effect of aging time on the microstructures and hardness of steel. The results have shown that, at the first 6 h aging interval, the hardness value is proportional to aging time and reaches its maximum value at 53.5 HRC. If the aging time continues to increase, the tendency expands the particle size of intermediate phase will decrease the hardness value on the obtained samples.

Keywords: Maraging steel, 03Ni18Co9Mo5TiAl, quenching, aging

Page: 12 – 17

RESEARCH

100

Phân tích trường nhiệt độ và chuyển biến pha bằng mô phỏng số khi hàn thép cacbon kết cấu A516 grade 70

Analysis of temperature field and phase transformation by numerical simulation during welding A516 grade 70 structural carbon steel

VŨ ĐÌNH TOẠI
Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: toai.vudinh@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 16/11/2021, Ngày duyệt đăng: 14/2/2022

TÓM TẮT

Trường nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình hàn nóng chảy, nó quyết định đến tổ chức và tính chất của liên kết hàn. Việc xác định nhiệt độ trong liên kết hàn bằng thực nghiệm gặp rất nhiều khó khăn và tốn kém, vì thế nghiên cứu này đề xuất giải pháp xác định trường nhiệt độ cũng như chuyển biến pha khi hàn bằng tính toán mô phỏng số sử dụng phần mềm SYSWELD. Thông qua phân tích trường nhiệt độ hàn sẽ đánh giá được khả năng hàn ngấu/thấu, kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt, cũng như một số khuyết tật hàn có thể gặp phải để từ đó xác định được dải năng lượng đường khả thi đối với liên kết hàn cụ thể. Việc phân tích các chu trình nhiệt hàn sẽ đánh giá được khả năng hình thành các tổ chức tôi cứng như mactensit hay bainit gây giòn làm giảm khả năng làm việc của liên kết hàn, trên cơ sở đó tìm được chế độ hàn phù hợp. Kết quả nghiên cứu cho biết đối với liên kết hàn giáp mối bằng thép cacbon kết cấu mác A516 grade 70 dày 16 mm sẽ phải hàn 4 đường với dải năng lượng đường khả thi tương ứng lần lượt là 2252 J/mm ≤ q1 ≤ 2402 J/mm, 2828 J/mm < q2 < 3328 J/mm, 2458 J/mm < q3 < 2518 J/mm và 2878 J/mm < q4 < 3628 J/mm.

Từ khóa: Trường nhiệt hàn, mô phỏng số, năng lượng đường, vùng ảnh hưởng nhiệt, chuyển biến pha.

ABSTRACT

The temperature field plays an important role in the fusion welding process, it determines the microstructure and properties of the welded joint. It is very difficult and expensive to determine the temperature in the welded joint experimentally, so this study proposes a solution to determine the temperature field as well as the phase transfor- mation during welding by numerical simulation using SYSWELD software. Through the analysis of the welding tem- perature field, we can evaluate the ability of the fusion/penetration of joint, the size of the heat-affected zone as well as some welding defects that may be encountered to determine the feasible heat-input range for a specific welding joint. The analysis of welding temperature-time curves will assess the ability to form the hard microstructures such as martensite or bainite that cause brittleness leading to a decrease in the working ability of the welded joint, on that basis, the suitable welding parameter can be found. The research results show that for a butt-welded joint made of A516 grade 70 structural carbon steel with 16 mm thickness, 4 welding runs will have to be welded with the corresponding feasible heat-input ranges respectively of 2252 J/mm ≤ q1 ≤ 2402 J/mm, 2828 J/mm < q2 < 3328 J/mm, 2458 J/mm < q3 < 2518 J/mm and 2878 J/mm < q4 < 3628 J/mm.

Keywords: Welding temperature field, numerical simulation, heat-input, heat-affected zone, phase transformation.

Page: 2 – 11
RESEARCH