Tag: kích thước hạt

108

Ảnh hưởng của gradient nhiệt độ tới sự tiết pha trong kim loại lỏng Si-Ti-C

Effects of temperature gradient on precipitation in liquid Si-Ti-C

HÀ MINH TÂN*, PHẠM MAI KHÁNH
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: tan.haminh@hust.edu.vn

Ngày nhận bài:12/3/2023, Ngày duyệt đăng:15/5/2023

TÓM TẮT

Cơ tính của hợp kim và chi tiết đúc phụ thuộc nhiều vào quá trình hình thành tổ chức tế vi. Phương pháp xử lý nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước hạt của tổ chức. Thông thường, khi hạt có kích thước càng nhỏ thì cơ tính đạt được càng tốt. Để tạo được hạt có kích thước nhỏ, phương pháp tôi được áp dụng phổ biến. Trong quá trình nguội, luôn tồn tại một gradient nhiệt độ trong vật đúc, có thể ảnh hưởng tới sự hình thành tổ chức. Nghiên cứu này tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của gradient nhiệt độ tới kích thước và hình thái của hạt. Kết quả cho thấy, ở gradient nhiệt độ thấp, tổ chức tạo thành có dạng cầu. Gradient nhiệt độ càng cao sẽ càng làm cho hạt bị biến dạng nhiều.

Từ khóa: gradient nhiệt độ, tổ chức, kích thước hạt, hình thái, tiết pha.

ABSTRACT

The mechanical properties of alloys and castings strongly depend on the formation of their microstructure. Heat treatment conditions have a directly effect on the grain size. Typically, smaller grain sizes result in improved mechanical properties. To achieve small grain sizes, a commonly applied method is rapid cooling, known as quenching. During the cooling process, there is always a temperature gradient within the casting, which can affect the formation of the microstructure. This study investigates the influence of temperature gradient on the size and morphology of the grains. The results show that at lower temperature gradients, the formed microstructure has a spherical shape. Increasing the temperature gradient leads to greater grain deformation.

Keywords: temperature gradient, microstructure, grain size, morphology, precipitation.

107

Ảnh hưởng của titan đến kích thước hạt austenite và cơ tính của thép Mangan cao

Effects of titanium addition on austenite grain size and mechanical properties of high manganese steel

HÀ MINH TÂN1, NGUYỄN DANH TRUNG2, NGUYỄN HỒNG HẢI1,*
1. Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
2. Công ty Cổ phần Cơ khí Đông Anh Licogi, Tổ 8, Thị trấn Đông Anh, Hà Nội
*Email: hai.nguyenhong1@hust.edu.vn

Ngày nhận bài:15/2/2023 , Ngày duyệt đăng:24/3/2023

TÓM TẮT

Thép Mangan được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ vào tính chất chống mài mòn tốt, khả năng hóa bền cơ học cao cùng với độ dai và độ dẻo cao. Nghiên cứu này đã khảo sát ảnh hưởng của biến tính, bao gồm FeTi và Mischmetal, đối với kích thước hạt và cơ tính của thép Mangan cao (13-15 % t.l). Thép hợp kim được biến tính ở các nhiệt độ khác nhau 1500, 1550 và 1600 oC. Các hợp kim biến tính, sau khi đông đặc, được xử lý nhiệt qua hai bước. Kích thước hạt, thành phần hóa học và sự hình pha của thép sau xử lý nhiệt được phân tích bằng các kĩ thuật hiển vi quang học, nhiễu xạ tia Rơnghen và quang phổ phân tán năng lượng tia Rơnghen. Các cơ tính như độ cứng Brinell, độ bền kéo và độ cứng của thép cũng được đánh giá. Kết quả là, kích thước hạt của các hợp kim sau xử lý nhiệt nhỏ hơn so với hợp kim ban đầu, và đồng thời kích thước hạt càng giảm khi lượng biến tính càng tăng. Việc bổ sung Ti làm giảm lượng C trong pha austenit bằng cách hình thành pha TiC rất bền. Giới hạn bền kéo tối đa 780 MPa đạt được với sự bổ sung của 0,1 % t.l Ti, trong khi độ dai va đập tối đa là 140 J/cm2 ở 0,05 %t.l Ti.

Từ khóa: Thép Mangan, biến tính, kích thước hạt, xử lý nhiệt, cơ tính.

ABSTRACT

Manganese steels have been widely used in industries due to their good wear resistance, high work hardening ability, and high toughness and ductility. This research investigated the effect of modification, i.e., FeTi and Mischmetal, on the grain size and mechanical properties of the high manganese steel (13–15 wt.%). The alloys are modified at different temperatures of 1500, 1550, and 1600 ℃. The modified alloys were heat-treated after solidification by a two-step process. The grain size, chemical composition, and phase formation of the heat-treated steel were characterized by Optical Microscopy, X-ray Diffractometry, and Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy. The mechanical properties of the steel, such as Brinell hardness, tensile strength, and toughness, were measured. As a result, the grain size of the heat-treated alloys is smaller compared to that of un-modified alloys and decreases with the increase in modification amount. The addition of Ti reduced C in the austenite phase by forming very stable carbides, TiC. Maximum tensile strength of 780 MPa was achieved with the addition of 0.1 wt.% Ti, while maximum fracture toughness was 140 J/cm2 at 0.05 wt.% Ti.

Keywords: Manganese steels, modification, grain size, heat treatment, mechanical properties.