quaydau_labo
New Member
Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép mác SAE4161 dùng để sản xuất công cụ y tế
Mục lục
Mở đầu .2
1. Tổng quan .4
1.1 Tổng quan chung về thép kết cấu hợp kim .4
1.1.1 Tổng quan chung .4
1.1.2 Phân loại thép kết cấu chế tạo máy .5
1.2 ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim lên tính chất của thép .6
1.2.1 ảnh hưởng của cacbon .6
1.2.2 ảnh hưởng của crôm .7
1.2.3 ảnh hưởng của môlipđen .9
1.2.4 ảnh hưởng của silic .10
1.2.5 ảnh hưởng của mangan .10
1.3 Lựa chọn mác thép làm công cụ phẫu thuật .11
2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .13
2.1 Nội dung nghiên cứu .13
2.2 Phương pháp nghiên cứu .13
3. Kết quả đạt được .14
3.1 Công nghệ sản xuất thép SAE4161 .14
3.1.1 Công nghệ nấu luyện .14
3.1.2 Công nghệ tinh luyện .18
3.1.3 Công nghệ rèn .19
3.1.4 Công nghệ nhiệt luyện .20
3.1.4.1 Công nghệ ủ .20
3.1.4.2 Công nghệ tôi .22
3.1.4.3 Công nghệ ram .23
3.2 Các tính chất của thép SAE4161 .25
3.2.1 Thành phần hóa học .25
3.2.2 Các tính chất cơ lý .25
3.2.3 Cấu trúc pha .25
3.3 Chế tạo thép công cụ phẫu thuật .29
3.4 Dùng thử sản phẩm .29
4. Kết luận, kiến nghị .30
Tài liệu tham khảo .31
Phần phụ lục
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ng thái ủ thép này có độ dẻo, độ dai cao song độ bền thấp. Vì vậy chúng rấtdễ dập nguội. Nhìn chung các thép có hàm l−ợng C thấp có tính dập nguội khác
nhau.
Trong công nghệ chế tạo máy th−ờng gặp các chi tiết dập nguội, nói chung các
thép có hàm l−ợng C thấp đều thoả mãn tính công nghệ này. Đặc điểm chung nữa
của nhóm thép này là có tính gia công rất kém, tuy mềm song phoi quá dẻo, khó
gẫy vụn, quấn lấy dao và bề mặt không nhẵn bóng.
b, Thép có hàm l−ợng C trung bình, 0,30-0,50 %, hay thép hoá tốt (tui + ram
cao).
Nhóm thép này so với nhóm thép trên ở trạng thái ủ có độ bền, độ cứng cao
hơn; còn độ dẻo, độ dai tuy có giảm đi nh−ng vẫn tốt. Do đó các mác thép này vẫn
đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của chi tiết máy chịu tải. Tuy nhiên để đạt đ−ợc độ bền
đặc biệt là giới hạn chảy cao hơn mà vẫn bảo đảm tốt độ dẻo, độ dai các thép này
đ−ợc qua nhiệt luyện hoá tốt (tui + ram cao), chính vì thế nhóm thép này đ−ợc gọi
là thép hoá tốt.
Thép hoá tốt tức là tui và ram cao ở nhiệt độ ngay d−ới A1, để bảo đảm có tính
dai cao hơn, tức là có độ gia công dẻo tốt hơn. Hoá tốt thép ta nhận đ−ợc cấu trúc
hạt mịn hơn. Các tính chất cơ học: Độ dẫn nhiệt và dẫn điện của thép hoá tốt giảm
dần theo chiều tăng của các thành phần hợp kim hoá trong thép. Tất cả các mác
thép hoá tốt đều rất thuận lợi cho việc hàn d−ới áp lực.
Các thép chế tạo máy hoá tốt đ−ợc chia làm nhiều nhóm:
- Thép không hợp kim hoá (thép cácbon);
- Thép hợp kim hoá có các nhóm: thép Mn-Si, thép Cr, thép Cr-Mo-V, thép
Cr-Mo, thép Cr-Ni-Mo, thép Cr-Mn.
6
Trong tr−ờng hợp vừa chịu tải trọng tĩnh và va đập cao vừa cần chống mài mòn
ở bề mặt làm việc, sau khi nhiệt luyện hoá tốt thép đ−ợc sử lý qua tui bề mặt để có
tính chống mài mòn t−ơng đối cao.
So với nhóm thép trên nhóm thép này có tính dập nguội kém hơn. Tính hàn
của nhóm thép này thấp do l−ợng C đã v−ợt quá 0,25%. Về tính gia công cắt gọt,
nói chung thép này có −u việt hơn. Tuy cứng hơn song phoi thép dễ gãy làm cho
cắt gọt đ−ợc dễ dàng hơn. Ngay ở trạng thái hoá tốt có độ cứng cao vào khoảng
250-265 HB tuy hơi khó cắt song lại tạo nên bề mặt bóng, nhẵn hơn rất thích hợp
cho gia công tinh.
Trong khuôn khổ của đề tài, chúng tui chỉ chú trọng tới loại thép kết cấu hợp
kim có hàm l−ợng các bon t−ơng đối cao, đặc biệt là hệ thép Cr-Mo.
Cho thêm Mo vào thép Crôm làm cho thép nhỏ hạt, tăng độ thấm tôi, nâng cao
độ bền và khắc phục khuynh h−ớng giòn ram và lớn lên của hạt khi nung nóng. Mo
có ảnh h−ởng đặc biệt đến việc nâng cao tính chất của thép ở nhiệt độ cao.
Thép đ−ợc dùng sau tui và ram (đôi khi th−ờng hóa và ram) để làm các chi tiết
quan trọng và cỡ lớn nh− các loại trục, các chi tiết của tuabin (rôto, trục, đĩa) cũng
nh− các chi tiết kẹp chặt làm việc ở nhiệt độ cao. Do có độ bền và tính hàn tốt, thép
Cr-Mo đ−ợc sử dụng rộng rãi để làm các chi tiết kết cấu hàn quan trọng .
c, Thép có hàm l−ợng C t−ơng đối cao, 0,55-0,65%, hay thép đàn hồi.
Nhóm thép này ở trạng thái ủ đã khá cứng, bền; còn độ dẻo, độ dai t−ơng đối
thấp, không thích hợp với các chi tiết máy nói chung. Tính chất nổi bật của nhóm
thép này là có giới hạn đàn hồi cao nhất sau khi nhiệt luyện tui + ram trung bình đạt
độ cứng trong khoảng HRC 35-45 hay HB 350-450. Vì vậy công dụng chủ yếu của
thép này là làm lò xo, nhíp cũng nh− các chi tiết có tính đàn hồi cao.
Vì có độ bền đặc biệt là tính đàn hồi cao nên nhóm thép này rất khó dập nguội
và th−ờng chỉ đ−ợc gia công nóng. Tính hàn của thép này kém. Tính gia công cắt
gọt không cao.
1.2 ảnh h−ởng của các nguyên tố hợp kim lên tính chất của thép.
1.2.1 ảnh h−ởng của Cacbon.
7
Cacbon là nguyên tố mở rộng vùng γ, kìm hãm sự chuyển biến Mactenxit và
do đó làm tăng độ ổn định của pha Austenit. Do có khả năng tạo thành Cácbit có độ
cứng cao nên cacbon là nguyên tố tăng bền rất tốt. Khi tăng nhiệt độ thì khả năng
tăng bền của cacbon giảm do có sự thay đổi cấu hình của cacbit. Nếu có các nguyên
tố tạo cacbit mạnh trong hợp kim thì cacbon chủ yếu tập trung ở những vị trí hình
thành cacbit, do đó khi tăng hàm l−ợng C sẽ làm thay đổi sự phân bố các nguyên tố
hợp kim giữa các pha dung dịch rắn và pha cacbit, dẫn đến làm cùng kiệt dung dịch rắn
và làm thay đổi tính chất của hợp kim. Cacbon làm giảm tính dẻo, giảm khả năng
chống lại sự phát triển của vết nứt và giảm tính hàn của hợp kim. Vì vậy hầu hết các
loại thép hợp kim đều chứa cacbon ở l−ợng t−ơng đối ít, đặc biệt là đối với những
loại thép làm việc trong môi tr−ờng xâm thực mạnh (các bon th−ờng ≤ 0,03%).
1.2.2 ảnh h−ởng của Crôm.
Crôm là nguyên tố quan trọng nhất quyết định tính chống gỉ của thép không
gỉ. Để bảo đảm tính chống gỉ trong môi tr−ờng xâm thực yếu và trong không khí
ẩm, hàm l−ợng Crôm phải ≥12%.
Hợp kim FeCr ở trạng thái rắn tạo ra một số dung dịch rắn γ, γ+α và α(xem
hình 1) (1). Cr là nguyên tố mở rộng vùng Fe - α, với bất kỳ nồng độ Cr nào cũng
có thể tạo ra tổ chức một pha của ferit, là dung dịch rắn giữa Fe- α và Cr.
Hình 1 : Giản đồ trạng thái Fe- Cr (1)
8
ở hàm l−ợng 1 - 2% Cr hòa tan hoàn toàn trong sắt. do bán kính nguyên tử của
Cr gần bằng của Fe nên trong mạng tinh thể Fe - α, các nguyên tử Cr nằm trong các
nút mạng thay thế các nguyên tử Fe tạo nên dung dịch rắn thay thế có các tính cơ
học cao hơn. Nguyên tố Cr còn nâng cao tính chống gỉ của thép. Đặc biệt khi hàm
l−ợng Cr ≥12%.
Khi hàm l−ợng Cr trong thép tăng lên 2% thì sẽ tạo ra các loại cacbit Crôm
đặc biệt, có công thức hóa học là (Cr, Fe)7C3 . Loại cacbit này rất ổn định và chỉ hòa
tan trong austenit khi nung ở 1040 ữ 10700C.
Khi hàm l−ợng Cr từ 10 ữ 12% trở lên sẽ tạo thành loại cacbit phức tạp. Sự
hình thành các loại cacbit này phụ thuộc vào hàm l−ợng crôm và cacbon (hình
2)(2). Nhờ có các loại cacbit này mà thép có độ cứng cao và chịu mài mòn tốt.
Crôm ảnh h−ởng đến chuyển biến γ↔α , ảnh h−ởng đến nhiệt độ chuyển biến và
điều kiện tiết cacbit từ dung dịch rắn.
Hình 2. ảnh h−ởng của cacbon và Crôm lên sự tạo thành các bít
9
Ta đã biết rằng, khi trên bề mặt kim loại và hợp kim tạo đ−ợc một lớp màng
oxít có khả năng ngăn ngừa không cho các ion thấm qua và bám chặt vào kim loại
nền. Chính lớp màng này đã ngăn cản sự oxy hoá tiếp theo, tạo cho kim loại và hợp
kim ở vào trạng thái thụ động. Đó là lớp màng thụ động. Khả năng chống gỉ của
hợp kim phụ thuộc vào tính chất vật ly và hoá học của lớp màng bảo vệ này. Trong
các nguyên tố hợp kim thì crôm có vai trò quan trọng trong việc làm bền vững lớp
màng thụ động, vì nó có ái lực hoá học với oxy cao hơn sắt.
1.2.3 ảnh h−ởng của Mo
Molipdden cú dạng lập phương thể tõm, thụng số mạng 3.14Ao, thụng số
mạng của Mo lớn hơn thụng số mạng của sắt nhiều, do đú cản trở sự hỡnh thành
một loạt cỏc dung dịch đặc liờn tục. Hợp kim húa thờm molipđen vào thộp...