Hotline: 0986.000.358 - 0986.000.285
cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện

Thép không gỉ Austenit và Ferrit trong ứng dụng thực tiễn

Cập nhật: 12/09/2015
Lượt xem: 3389

Thép austenit phổ biến nhất được gọi là 18/8 chứa khoảng 18%Cr và 8%Ni. Đây là họ thép có chứa ít Niken nhất có cấu trúc hoàn toàn Austenit. Tuy nhiên trong một vài trường hợp, ví dụ, sau khi bị biến dạng hay hàm lượng C rất thấp, nó có thể chuyển đổi một phần thành Mactenxit ở nhiệt độ phòng. Thép austenit phổ biến nhất được gọi là 18/8 chứa khoảng 18%Cr và 8%Ni. Đây là họ thép có chứa ít Niken nhất có cấu trúc hoàn toàn Austenit. Tuy nhiên trong một vài trường hợp, ví dụ, sau khi bị biến dạng hay hàm lượng C rất thấp, nó có thể chuyển đổi một phần thành Mactenxit ở nhiệt độ phòng. Nhằm ổn định hơn sự tạp thành của Macténit có thể đạt được bằng cách tăng dần hàm lượng Niken, giống như là minh họa trong họ thép từ 301 đến 310. Thép không rỉ 18/8 được sử dụng rộng rãi bởi tính chống chịu với các môi trường ăn mòn rất xuất sắc. Tuy nhiên, các tính chất đó chỉ được cải thiện bằng việc tăng thêm hàm lượng Niken và, tăng hàm lượng Crom làm tăng sự chống chịu ăn mòn giữa các hạt.

   Thép Austenit có khuynh hướng bị nứt dưới tác động của sự ăn mòn ứng suất, đặc biệt sự có mặt của ion clorua chỉ với vài phần triệu đôi khi có thể gây nguy hiểm. Đây là một dạng phá hủy không mong muốn, xảy ra trong các môi trường ăn mòn dưới có tác dụng của ứng suất nhỏ, là sự cố ý hay ứng suất dư hình thành trong quá trình chế tạo vật liệu. Trong thép Austenit có xảy ra hiện tượng giống bẻ gãy xuyên tinh thể - quá trình này rất dễ phát triển trong dung dịch muối Clo nóng. Phá hủy do ăn mòn ứng suất được giảm thiểu trong thép hợp kim Austenit Ni cao

   Họ thép 316 chứa 2-4% Molipden, Mo làm tăng đáng kẻ tính chống ăn mòn, đặc biệt trong chống ăn mòn lỗ, ăn mòn lỗ định nghĩa như một vùng thấm cục bộ trên màng chống ăn mòn và xảy ra điển hình trong dung dịch muối Cl. Gần đây, một số mác với hàm lượng Mo là 6.5% đã phát triển, nhưng Crom phải được tăng đến 20% và niken đến 24% để duy trì cấu trúc Austenit.

   Sự ăn mòn về biên giới hạt có thể trở thành một vấn đề nguy hiểm, đặc biệt khi xử lý nhiệt độ cao, chẳng hạn quá trình hàn cho phép tiết ra Cr23C6 trong những vùng biên giới này. Dạng ăn mòn giữa các hạt đôi khi xuất xứ từ sự mục mối hàn. Để chống lại hậu quả này một vài loại thép Austenit, ví dụ họ 304 and 316, được chế tạo với cacbon thấp hơn 0.03% và tuân theo các qui định như của mác 304L và 316L. Bằng cách lựa chọn them vào Niobi hoăc Titan hơi quá một lượng hợp thức để có thể kết hợp với C, giống như trong các họ 321 và 347.

   Thép Austenit cho đến nay vẫn được coi là vật liệu không có độ bền cao. Điển hình ứng suất dư tại biến dạng 0.2% chỉ khoảng 250 MPa và sức bền kéo trong khoảng 500 và 600 MPa, cho thấy rằng họ thép có tiềm năng thực sự đối với hóa bền bằng rèn (biến dạng), sẽ làm cho điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn so với trường hợp của thép mềm. Tuy nhiên thép Austenit lại có tính dẻo tốt với độ giãn dài lên đến 50% trong quá trình thử độ bền kéo.

   Thép Cr/Ni cũng chống chịu tốt trong môi trường oxy hóa nhiệt độ cao do có sự hình thành lớp màng mỏng bề mặt bảo vệ, còn các mác thông thường có độ bền thấp ở nhiệt độ cao. Họ thép này trở nên ổn định khi có mặt của Ti và Nb, họ thép 321 và 347, có thể được xử lý nhiệt để tạo ra sự phân tán nhỏ mịn của TiC hoặc NbC, chúng sẽ  tương tác với lệch sinh ra trong quá trình rão. Một trong những hợp kim được sử dụng phổ biến là 25Cr20Ni có sự bổ sung Ti hay Nb  là nguyên tố duy trì độ bền rão tốt ở nhiệt độ 700°C

   Để đạt được đặc tính chống dão cao nhất ở nhiệt độ cao, cần thiết trước hết là nâng độ bền ở nhiệt độ phòng lên mức cao hơn. Điều này có thể đạt được bằng cách xử lý nhiệt hóa bền tiết pha trong thép có thành phần nguyên tố phù hợp để cho phép tiết ra các pha liên kim loại, thường là Ni3(Al,Ti).

   Sự quan trọng của việc điều khiển miền γ để đạt được thép Austenit ổn định đã được đề cập. Giữa vùng pha austenit và sắt δ có một miền giói hạn (α+γ) mà có thể được sử dụng để nhận được thép không rỉ hai pha hoặc cấu trúc song pha. Cấu trúc phải được tạo thành bằng cách cân bằng chính xác giữa các nguyên tố mở rộng (tạo thành) α (Mo,Ti, Nb, Si, Al) và nguyên tố mở rộng γ (Ni, Mn, C and N). Để đạt được cấu trúc song pha, cần tăng hàm lượng Cr lên trên 20%. Tuy nhiên tỷ lệ chính xác của α+γ được xác định bởi quá trình xử lý nhiệt. Rõ ràng, từ nhận định về phân vùng γ từ giản đồ trạng thái cân bằng, rằng phần nằm trong phạm vi 1000-1300°C sẽ dẫn đến hàm lượng ferit biến thiên quá các khoảng giới hạn.

   Xứ lý thông thường được thực hiện giữa 1050 và 1150°C, ở đó hàm lượng ferit không quá nhạy quá trình làm nguội tiếp theo. Thép song pha bền hơn thép Austenit thường, một phần là nhờ kết quả của cấu trúc hai pha và cũng bởi vì điều này dẫn đến kích thước hạt trở nên nhỏ mịn hơn. Thực vậy bằng cách xử lý hóa nhiệt thích hợp giữa 900 và 1000C, có thể nhận được cấu trúc song-pha-vi-mô rất mịn, thể hiện ở tính siêu dẻo, ví dụ có độ tính dẻo rất cao ở nhiệt độ cao, khi tốc độ biến dạng nhỏ hơn giá trị tới hạn.

   Một lợi thế nữa là thép không gỉ song pha chống chịu quá trình phát sinh nứt khi kết tinh, rất có ý nghĩa đối với quá trình hàn. Trong khi sự tồn tại của sắt δ có ảnh hưởng bất lợi trong việc chống ăn mòn trong một số trường hợp, nó cải thiện sức chịu đựng của thép chống lại quá trình phát sinh nứt ăn mòn ứng suất xuyên tinh do pha ferit trơ đối với dạng phá hủy này.

   Có 1 nhóm thép không rỉ có cấu trúc ferit quan trọng nữa. Có chứa từ 17 đến 30% Cr và, bằng quá trình phân tán của các nguyên tố hóa bền austenit Ni, chiếm đáng kể lợi thế về kinh tế. Những loại thép này, đặc biệt với một lượng lớn Cr, có tính chống ăn mòn xuất sắc trong nhiều môi trường cụ thể và hoàn toàn không có sự ăn mòn ứng suất.

   Thép này chứa vài giới hạn, đặc biệt những loại thép có hàm lượng Cr cao, là nguyên tố có chiều hướng làm cho thép trở nên bị dòn. Quá trình gây ròn một phần các nguyên tố xen kẽ C và N, ví dụ với thép 25 %Cr bình thường sẽ dòn ở nhiệt độ phòng nếu hàm lượng C quá 0.3% .Một nhân tố cộng nữa là không có sự thay đổi pha dẫn đến khó khăn hơn trong việc làm mịn các hạt ferit, và chúng sẽ trở nên thô sau khi được xử lý ở nhiệt độ cao như hàn. Điều này vẫn làm tăng thêm nhiệt độ chuyên tiếp dẻo/dòn, điều đó giống như là hành vi của các nguyên tố xen kẽ. May mắn thay, các phương pháp luyện thép hiện đại như tinh luyện bằng Argon-Oxyen có thể làm giảm lượng nguyên tố xen kẽ xuống dưới 0.03%, trong quá trình nấu chảy chân không bằng chùm tia điện tử vẫn có thể làm tốt hơn.

 

***

   Thép không rỉ Ferit có phần nào đó bền cao hơn thép không rỉ Austenit, giới hạn chảy trong phạm vi 200 - 400 MPa, nhưng độ cứng vững kém hơn khi độ bền kéo là như nhau ở vào khoảng giữa 500 và 600 MPa. Thép không rỉ Ferit nói chung không thật sự biến dạng sâu được giống như là thép không rỉ Austenit bởi vì tính dẻo kém. Tuy nhiên, chúng thích hợp đối với quá trình biến dạng dẻo khác như là rèn nguội và kéo sợi.

    Trong kỹ thuật hàn những vấn đề xảy ra là thớ phát triển quá mức của biên hạt trong vùng nhiệt cục bộ nhưng, gần đây phát hiện mới của hợp kim xen kẽ thấp có chứa Ti hoặc Nb cho thấy các hợp kim này có thể hàn được dễ dàng. Hợp kim Ferit Cr cao chống ăn mòn rất tốt, đặc biệt nếu bổ sung 1 - 2 % Molipden .

    Tóm lại có hai hiện tượng bất lợi ảnh hưởng đến tính chất cua thép không rỉ Ferit. Thứ nhất là hiện tượng tiết pha giàu Cr khi xử lý nhiệt cho mẫu giữa 400 và 500°C, sự phát triển của pha giàu Cr chính là dạng dòn, nguồn gốc vấn đề này này vẫn còn chưa rõ ràng.

    Phần lớn nguyên nhân là sự tiết pha của Cr cố kết dạng mịn – pha giàu Cr tăng do sự trộn lẫn trong hệ  Fe - Cr, phần lớn là dạng phân rã kiểu spinodal. Hiện tượng này dễ thấy bằng việc thêm vào một lượng Crom, như tạo ra một hiện tượng thứ cấp trong sự tạo thành trong pha sigma. Pha thứ hai xuất hiện rất dễ dàng trong Ferit giầu Crom hơn trong Austenit, và có thể nhận biết được ở dưới 600°C. Giống như trong Austenit sự có mặt của pha sigma dẫn đến việc tạo ra tính dòn đáng kể. Vài loại thép Austenit thường biến đổi gần, trong nhiêt độ Ms có khả năng ngay dưới nhiệt độ phòng. Điều này không còn nghi ngờ gì đới với thép Austenit Crom C-thấp 18Cr8Ni, khi trải qua sự biến đổi Mactenxit trong cán lạnh trong Nitơ lỏng hay làm lạnh mạnh. Các quá trình biến dạng dẻo tại nhiệt độ phòng có thể cũng dẫn đến chuyển pha Mactenxit trong thép giả ổn định Austenit, sự chuyển pha này có ý nghĩa đặc biệt khi quá trình làm việc của sản phẩm đã được dự tính trước.

    Nói chung, nguyên tố hợp kim cao hơn sẽ hạ thấp nhiệt độ chuyển pha Ms và Mf, và có thể thiết lập phương trình thực nghiệm gần đúng cho nhiệt độ Ms. Dữ liệu hữu ích liên quan đến nhiệt độ Mf thì cũng tính được trong đó lượng biến dạng nào đó phải được chỉ rõ. Mactenxit hình thành trong thép Austenit Cr - Ni khi làm lạnh hoặc biến dạng dẻo thì tương tự như sản phẩm thu được trong quá trình xử lý thép có Ms cao hơn nhiệt độ phòng.

    Mangan có thể thay thế cho Niken trong thép Austenit, nhưnng dung dịch rắn Cr - Mn thì có năng lượng khuyết tật xếp thấp hơn. Điều này có nghĩa sự hòa tan dung dịch rắn tự do về mặt năng lượng là gần hơn với cấu trúc thay thế lục giác xếp chặt, và khuyết tật đó có xu hướng phân tách ra để hình thành các khuyết tật xếp trải rộng hơn, so với trường hợp thép Cr - Ni Austenit. Mangan bản than nó có thể làm ổn định Austenit tại nhiệt độ phòng, là nguồn cung cấp C khi nó ở dạng dung dịch rắn. Ví dụ điển hình cho loại này là thép Hadfields Mangan với 12% Mn, 1.2%C tồn tại ở trạng thái Austenit ngay nhiệt độ phòng và thậm chí khi có biến dạng lớn mà không hình thành Mactenxit.

    Tuy nhiên, nếu hàm lượng C thấp hơn 0.8%, thì Mf ở trên nhiệt độ phòng và chuyển pha có thể xảy ra trong trong điều kiện thiếu không có biến dạng tại 77°K. Cả hai loại Mactenxit ε và α’được tìm thấy trong thép Mn. Hợp kim kiểu Hadfields đã được sử dụng trong các ứng dụng chịu mài mòn, ví dụ bi nghiền, ghim ray tàu hỏa, răng gầu xúc, và nó thường được thừa nhận là có 1 phần chuyển biến thành Mactenxit đã đem lại độ bền mài mòn xuất sắc và độ dẻo dai cao. Dẫu vậy, dường như các đặc trưng hóa bền trong điều kiện làm việc thực tế của nền Austenit có ý nghĩa hơn rất nhiều trong trường hợp này.

    Nói chung, các kim loại fcc (lập phương tâm mặt) biểu hiện tốc độ hóa bền biến cứng cao hơn kim loại bcc (lập phương tâm khối) bởi vì sự tương tác lệch ổn định hơn trong cấu trưc fcc. Kết quả này dẫn đến sự phân biệt rõ ràng là tốc độ hóa bền biến cứng cao hơn trong thép Austenit và thấp hơn trong thép Ferit, và đó là minh chứng so sánh giữa thép không gỉ Austenit và thép không rỉ Ferit.

     Thuận lợi đạt được từ việc dễ dàng chế tạo thép thép Austenit tự nhiên dẫn tới việc phát triển của thép không rỉ với quá trình chuyển pha điều khiển được, ở đó đòi hỏi mức độ bền cao hơn đạt được sau khi gia công, hoặc bằng cách làm lạnh để chế tạo thép đó dưới nhiệt độ Ms, hoặc là xử lý nhiệt tại nhiệt độ thấp để làm mất ổn định Austenit. Rõ ràng phạm vi Ms – Mf được điều chỉnh bắng cách hợp kim hóa vì thế điều chỉnh sao cho Ms thấp hơn nhiệt độ phòng. Mr bình thường thấp hơn 120°C, vì thế làm lạnh trong khoảng - 75 đến - 120°C sẽ nhận được kết quả phần lớn chuyển biến hoàn toàn Mactenxit. Một cách khác, Xử lý nhiệt Austenit có thể thực hiện tại 700°C sẽ dẫn đến sự tiêt pha phần lớn của M23C6 tại biên giới hạt. Điều này sẽ dẫn đến giảm hàm lượng C trong nền thép và làm tăng Ms vì thế, quá trình làm lạnh tiếp theo tới nhiệt độ phòng, Austenit sẽ chuyển biến thành Mactenxit. Xử lý nhiệt tiếp theo là cần thiết để cải thiện tính mềm và khử ứng suất dư; điều này có thể đạt được bằng quá trình ram ở khoảng nhiệt độ 400 - 450°C.

     Một nhóm thép khác nữa đã được phát triển để khai thác những đặc tính vẫn được tồn tại khi phản ứng Mactenxit xảy ra trong khi biến dạng dẻo ở nhiệt độ thấp. Những thép này, gọi là thép chuyển pha cảm biến dạng dẻo (TRIP), biểu hiện là gia tăng tốc độ hóa bền biến cứng mong muốn và làm tăng đáng kể tính dẻo đồng nhất trước khi đến cổ thắt. Về cơ bản, nguyên lý giống như là việc sử dụng thép có chuyển biến pha điều khiển được để tạo mactenxit và cách tiếp cận rộng hơn khi mà xử lý cơ nhiệt được đề cập đến.

    Trong mỗi một quá trình, thành phần kết cấu của thép thì được điều chỉnh để tạo ra một nhiệt độ Mff, thường trong khoảng 250 - 550°Crom, sẽ dẫn đến Austenit được duy trì ổn định tại nhiệt độ phòng. Tiếp theo kiểm tra độ bền kéo ở nhiệt độ phòng sẽ cho mức độ độ bền cao kết hợp với biến dạng dẻo lớn giống như là kết quả trực tiếp của chuyển biến Mactenxit xuất hiện trong khi kiểm tra. trên nhiệt độ phòng. Thép sao đó được biến dạng mạnh (80%) trên nhiệt độ M

    Ví dụ, thép chứa . 0.3% C, 2% Mn, 2% Si, 9% Cr, 8.5% Ni, 4% Mo sau khi biến dạng 80% ở 475°C giữ được những đặc tính sau ở nhiệt độ phòng

  • Giới hạn chảy 1430 MPa
  • Độ bền kéo 1500 MPa
  • Độ giản dài 50 %

     Mức độ độ bền cao hơn (Ứng xuất chảy ~2000 MPa) với độ dẻo khoảng 20 - 25% có thể nhận được bằng cách thêm vào nguyên tố hình thành Cacbit mạnh như Vanadi và Titanium, và dẫn đến nhiệt độ Mf dưới nhiệt độ phòng. Khi ở trạng thái xử lý trước, xử lý cơ nhiệt khốc liệt trong khoảng 250 - 550°C sẽ được thực hiện tiếp theo để biến dạng Austebit và hóa bền phân tán bởi các bit hợp kim nhỏ mịn. Nhiệt độ Mf, là kết quả, được tăng cao hơn nhiệt độ phòng do đó, tại lúc thực hiện kiểm tra cơ, chuyển biến thành Mactenxit sẽ xảy ra, mang lại sụ tổ hợp rất tốt giữa độ bền và tính dẻo cũng như cải thiện tốt về độ bền hóa hủy.

Bán hàng 2: 

0986.000.285 - haivn@toanankhanh.com.vn

Bán hàng 1: 

0986.000.528 - phuonggt@toanankhanh.com.vn

Tư vấn: 

0243.227.2296 - contact@toanankhanh.com.vn

TIN TỨC MỚI

Tin nhiều người đọc

Đối tác - khách hàng

  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện Somfy Việt Nam
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện lg
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện
  • cổng xếp tự động
cổng xếp inox
cổng xếp hợp kim nhôm
barie tự động
cổng xếp điện

THÔNG TIN LIÊN HỆ

CỔNG TY CP TM VÀ SX TOÀN AN KHÁNH 
Trụ sở chính: Số 4, ngõ 199/2, Hồ Tùng Mậu, Nam Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam.
ĐT: (024) 32 272 296 - 0986 000 285
VPDG Miền Nam: Lô C,  Chung cư An
Lộc, Đ.Nguyễn Oanh, Q.Gò Vấp, HCM
ĐT: 0986.000.773
Hotline: 0986.000.358 - 0986.000.285
Email: contact@toanankhanh.com.vn
Website: www.toanankhanh.com.vn              

Copyright © 2015 thuộc về Congxepdien.vn
Lên đầu trang