Nghiên cứu chế tạo thép các bon siêu thấp ứng dụng trong công nghiệp

0
8087

Ở Việt Nam, nhu cầu về các loại thép tấm các bon rất thấp (C < 0,02%) và các bon siêu thấp (C < 0,005%) ở dạng cán nóng hay cán nguội ngày càng tăng về số lượng và chủng loại. Tuy nhiên, ngành thép Việt Nam hiện chưa sử dụng công nghệ tinh luyện chân không và không có thiết bị đúc phôi dẹt (hoặc phôi tấm) nên vẫn chưa sản xuất được loại thép cuộn này để cung cấp cho nhu cầu trong nước. Trong trường hợp nhập khẩu để cung cấp cho gia công chế tạo sản phẩm, cần có chế độ gia công và tạo hình kết hợp với xử lý nhiệt phù hợp thì mới nâng cao được cơ tính, khai thác hiệu quả tính năng và đảm bảo tính kinh tế.

Thép ULC bắt đầu được sản xuất rộng rãi trên thế giới từ những năm 1970. Ban đầu, hàm lượng các bon (C) trong thép ULC đạt khoảng 200 ppm ( ͌ 0,02%); nhưng sau này, do có sự xuất hiện của công nghệ tinh luyện chân không nên hàm lượng C trong thép ULC thường thấp hơn 50 ppm ( ͌ 0,005%) [1,2]. Nhờ hàm lượng C siêu thấp nên thép ULC có tính dẻo cao, tính dập sâu tốt, rất phù hợp cho chế tạo các sản phẩm phải qua công đoạn gia công tạo hình để ứng dụng trong công nghiệp ô tô, thực phẩm, dầu khí, giao thông vận tải,…

Thép ULC có hàm lượng siêu thấp và thường chứa một lượng nhỏ các nguyên tố khác như mangan (Mn) và silic (Si) để tăng độ bền; loại thép này được sử dụng phổ biến trong chế tạo các chi tiết dập nguội cần độ biến dạng lớn, yêu cầu ghép nối bằng công nghệ hàn hoặc phải qua công đoạn sơn phủ bề mặt. Do có hàm lượng C siêu thấp nên thép có độ dẻo cao và có thể tiến hành gia công biến dạng nguội; nhờ đó mà tiết kiệm được năng lượng, tăng chất lượng bề mặt và tăng độ bền cho sản phẩm mặc dù chỉ sử dụng một lượng nhỏ các nguyên tố hợp kim.

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu chế tạo thép cacbon siêu thấp ứng dụng trong công nghiệp” là một hướng đi mới, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Do Cơ quan chủ trì: Hội KHKT Đúc Luyện kim Việt Nam phối hợp cùng Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS. Bùi Anh Hòa để thực hiện. Mục đích và nội dung nghiên cứu có tính cấp thiết đối với việc nấu luyện được thép các bon siêu thấp ở trong nước, sử dụng hiệu quả loại thép này trong công nghiệp và góp phần vào sự phát triển của ngành thép Việt Nam trong những năm tới. Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào công nghệ nấu luyện thép các bon siêu thấp, quy trình gia công biến dạng và chế độ xử lý nhiệt để đạt được cơ tính phù hợp cho mục đích dập sâu chế tạo sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm phân tích và tổng hợp tài liệu, lựa chọn quy trình và tiến hành thí nghiệm, phân tích kiểm tra thành phần, cơ tính và tổ chức tế vi của mẫu thép. Trên cơ sở xử lý số liệu thí nghiệm sẽ phân tích, so sánh và đánh giá khả năng ứng dụng loại thép này vào thực tế Việt Nam.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1) Đề tài đã chế tạo thép ULC với kết quả như sau:

– Hàm lượng C: 0,0031÷0,0045 %;

– Cơ tính sau quá trình ủ kết tinh lại;

+ Giới hạn bền: 252÷351 MPa;

+ Giới hạn chảy: 164÷285 MPa;

+ Độ giãn dài: 42,9÷51,4 %;

2) Quy trình chế tạo thép ULC gồm nấu luyện, tinh luyện chân không, gia công biến dạng và xử lý nhiệt được mô tả như trong hình.

3) Kết quả nghiên cứu đã công bố trong Hội nghị khoa học cấp quốc gia “Luyện kim và Công nghệ vật liệu tiên tiến” tổ chức tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội vào tháng 10/2016.

4) Tham gia đào tạo 01 nghiên cứu sinh chuyên ngành Kỹ thuật vật liệu với đề tài “Nghiên cứu chế tạo thép các bon siêu thấp trong công nghiệp ô tô”.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13735/2017) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)