Báo cáo: Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép Mác SAE4161 dùng để sản xuất dụng cụ y tế

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong vòng 10 năm trở lại đây, nền kinh tế Việt Nam không ngừng phát triển. Thu nhập bình quân theo đầu người ngày một tăng. Người dân có điều kiện chăm lo đến sức khỏe của mình hơn. Điều kiện chăm sóc y tế được cải thiện hơn. Mạng lưới các bệnh viện phát triển ở tất cả các huyện thị trong cả nước..

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo: Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép Mác SAE4161 dùng để sản xuất dụng cụ y tế

Bé c«ng TH¦¥NG TæNG C¤NG TY THÐP VIÖT NAM ViÖn LuyÖn kim §en -------------------- B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc vµ ph¸t triÓn C¤NG NGHÖ cÊp bé Tªn ®Ò tµi: “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP MÁC SAE4161 DÙNG ĐỂ SẢN XUẤT DỤNG CỤ Y TẾ” tæng c«ng ty thÐp vN C¬ quan chñ qu¶n: ViÖn LuyÖn kim §en C¬ quan chñ tr×: KS. PHẠM THỊ MAI PHƯƠNG Chñ nhiÖm ®Ò tµi: 6827 27/4/2008 Th¸ng 12/2007
Môc lôc Më ®Çu………………………………………………………………...................................................................................................2 1. Tæng quan………………………………………………………………................................................................................4 1.1 Tæng quan chung vÒ thÐp kÕt cÊu hîp kim…………………………......................................................4 1.1.1 Tæng quan chung …………………………............................................................................................................ 4 1.1.2 Ph©n lo¹i thÐp kÕt cÊu chÕ t¹o m¸y………………………………………………………………………….5 1.2 ¶nh h−ëng cña c¸c nguyªn tè hîp kim lªn tÝnh chÊt cña thÐp………….................................6 1.2.1 ¶nh h−ëng cña cacbon……………………………………………….........................................................................6 1.2.2 ¶nh h−ëng cña cr«m…………………………………………………..........................................................................7 1.2.3 ¶nh h−ëng cña m«lip®en…………………………………………….......................................................................9 1.2.4 ¶nh h−ëng cña silic…………………………………………………..........................................................................10 1.2.5 ¶nh h−ëng cña mangan……………………………………………........................................................................10 1.3 Lùa chän m¸c thÐp lµm dông cô phÉu thuËt………………………….....................................................11 2. Néi dung vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu…………………………….................................13 2.1 Néi dung nghiªn cøu…………………………………………………............................................................................13 2.2 Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu………………………………………………......................................................................13 3. KÕt qu¶ ®¹t ®−îc……………………………………………………...................................................................14 3.1 C«ng nghÖ s¶n xuÊt thÐp SAE4161 ……………………………….................................................................14 3.1.1 C«ng nghÖ nÊu luyÖn………………………………………………...........................................................................14 3.1.2 C«ng nghÖ tinh luyÖn………………………………………………..........................................................................18 3.1.3 C«ng nghÖ rÌn……………………………………………………….................................................................................19 3.1.4 C«ng nghÖ nhiÖt luyÖn………………………...........................................................................................................20 3.1.4.1 C«ng nghÖ ñ……………………………………………………….................................................................................20 3.1.4.2 C«ng nghÖ t«i……………………………………………………….............................................................................22 3.1.4.3 C«ng nghÖ ram………………………………………………………..........................................................................23 3.2 C¸c tÝnh chÊt cña thÐp SAE4161 ……………………………………................................................................25 3.2.1 Thµnh phÇn hãa häc………………………………………………….........................................................................25 3.2.2 C¸c tÝnh chÊt c¬ lý………………………………………………….............................................................................25 3.2.3 CÊu tróc pha…………………………………………………………..................................................................................25 3.3 ChÕ t¹o thÐp dông cô phÉu thuËt…………………………...................................................................................29 3.4 Dïng thö s¶n phÈm………………………….....................................................................................................................29 4. KÕt luËn, kiÕn nghÞ…………………………………………………..................................................................30 Tµi liÖu tham kh¶o……………………………………………………….....................................................................................31 PhÇn phô lôc 1
Më ®Çu Trong vòng 10 năm trở lại đây, nền kinh tế Việt Nam không ngừng phát triển. Thu nhập bình quân theo đầu người ngày một tăng. Người dân có điều kiện chăm lo đến sức khỏe của mình hơn. Điều kiện chăm sóc y tế được cải thiện hơn. Mạng lưới các bệnh viện phát triển ở tất cả các huyện thị trong cả nước. Đồng thời các cơ sở khám chữa bệnh tư nhân cũng xuất hiện ở hầu khắp các thành phố, thị xã. Do ®ã nhu cÇu vÒ dông cô y tÕ, ®Æc biÖt lµ dông cô phÉu thuËt t¨ng lªn. Trong c«ng nghiÖp chÕ t¹o dông cô phÉu thuËt thÐp vÉn lµ vËt liÖu chñ yÕu. ThÐp cã nhiÒu tÝnh n¨ng −u viÖt nh− ; cã ®é cøng cao, ®é chÞu mµi mßn tèt, dÔ gia c«ng c¬ khÝ, ®¸p øng ®−îc ®ßi hái kh¾t khe vÒ dông cô y tÕ. ë ViÖt Nam ®· cã nhµ m¸y chuyªn s¶n xuÊt dông cô y tÕ, nguyªn liÖu dïng ®Ó s¶n xuÊt phÇn lín lµ nhËp ngo¹i, nh−ng còng chØ tháa m·n mét phÇn nhu cÇu, phÇn lín dông cô y tÕ ®Òu ph¶i nhËp tõ n−íc ngoµi. §Ó t¨ng néi lùc s¶n xuÊt trong n−íc, ®¸p øng mét phÇn nhu cÇu cña x· héi, ViÖn luyÖn kim ®en ®¨ng ký vµ ®−îc Bé c«ng th−¬ng giao ®Ò tµi “Nghiªn cøu c«ng nghÖ s¶n xuÊt thÐp m¸c SAE4161 dïng ®Ó s¶n xuÊt dông cô y tÕ” H−íng cña ®Ò tµi lµ sö dông tèi ®a nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt ®· ¸p dông thµnh c«ng ë nh÷ng n−íc ph¸t triÓn ®Ó x¸c lËp ®−îc quy tr×nh c«ng nghÖ thÝch hîp s¶n xuÊt ®−îc m¸c thÐp ®· chän. M¸c thÐp s¶n xuÊt theo quy tr×nh ®· chän ph¶i cã c¸c th«ng sè vÒ thµnh phÇn hãa häc, tÝnh chÊt c¬ lý, kim t−¬ng… t−¬ng ®−¬ng víi vËt liÖu cña n−íc ngoµi. tõ m¸c thÐp s¶n xuÊt chÕ t¹o thµnh dông cô phÉu thuËt t¹i C«ng ty cæ phÇn MEINFA, ®¹t Tiªu chuÈn ViÖt Nam hiÖn hµnh. Néi dung cña b¸o c¸o ®Ò tµi gåm c¸c phÇn chÝnh sau: - Tæng quan chung - Néi dung nghiªn cøu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu - KÕt qu¶ ®¹t ®−îc - KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ - Tài liÖu tham kh¶o - Phô lôc 2
Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn nhãm ®Ò tµi nhËn ®−îc sù chØ ®¹o s¸t sao cña Vô Khoa häc vµ C«ng nghÖ, Bé C«ng th−¬ng vµ sù céng t¸c hiÖu qu¶ cña c«ng ty Cæ phÇn MEINFA, khoa ngoại bệnh viện huyện Thường Tín, c«ng ty c¬ khÝ 79, c¸c c¸n bé cña ViÖn LuyÖn Kim §en. Nh©n dÞp nµy chóng t«i còng xin c¸m ¬n c¸c quý c¬ quan vµ c¸c c¸ nh©n ®· gióp chóng t«i hoµn thµnh ®Ò tµi ®−îc giao. 3
1. tæng quan 1.1. Tæng quan chung vÒ thÐp kÕt cÊu hîp kim 1.1.1 Giíi thiÖu chung ThÐp kÕt cÊu chÕ t¹o m¸y lµ c¸c lo¹i thÐp ®−îc dïng lµm chi tiÕt m¸y, trong ®ã cã rÊt nhiÒu chi tiÕt l¾p ghÐp víi nhau, ®ßi hái cã c¬ tÝnh tæng hîp cao c¶ vÒ ®é bÒn, ®é dÎo, ®é dai…. Ngoµi ra thÐp chÕ t¹o m¸y còng lµ lo¹i thÐp ®a d¹ng vÒ c¬ tÝnh víi nh÷ng yªu cÇu nhiÒu khi kh¸c h¼n nhau: tõ cÇn mÒm, dÎo ®Ó dËp s©u cho ®Õn cøng, ®µn håi nh− lß xo, nhÝp; tõ ®é bÒn th«ng th−êng cho tíi ®é bÒn cao nh− trôc truyÒn, b¸nh r¨ng v.v…; tõ yªu cÇu ®é cøng, tÝnh chèng mµi mßn th«ng th−êng cho ®Õn lo¹i cÇn ®é cøng, tÝnh chèng mµi mßn cao. Nh÷ng nguyªn tè hîp kim ®−a vµo thÐp chÕ t¹o m¸y cã t¸c dông chñ yÕu lµm t¨ng ®é thÊm t«i ®Ó ®¹t ®−îc c¬ tÝnh cao, ®ång nhÊt trªn tiÕt diÖn. Hîp kim ho¸ thÐp chÕ t¹o m¸y còng ph¶i ®¹t ®−îc yªu cÇu lµ kh«ng lµm t¨ng qu¸ nhiÒu gi¸ thµnh s¶n phÈm v× l−îng thÐp ®−îc sö dông kh¸ lín. Gi¶i ph¸p hîp lý lµ dïng c¸c nguyªn tè hîp kim víi hµm l−îng kh«ng cao vµ rÎ tiÒn. Nh×n chung c¸c lo¹i thÐp chÕ t¹o m¸y ®−îc hîp kim ho¸ th−êng lµ hîp kim thÊp, sè m¸c thÐp hîp kim ho¸ trung b×nh ®Õn 5-6% chiÕm tû lÖ kh«ng cao. C¸c nguyªn tè hîp kim th−êng dïng lµ Mn, Si lµ c¸c nguyªn tè hîp kim rÎ tiÒn, dÔ kiÕm. Ngoµi ra cßn hay dïng nguyªn tè Cr v× cã t¸c dông tèt vµ gi¸ thµnh kh«ng qu¸ cao. Niken tuy kh¸ ®¾t nh−ng cã t¸c dông rÊt tèt ®Õn ®é thÊm t«i khi ®−îc dïng kÌm víi Cr vµ b¶o ®¶m cã ®é dai cao nªn ®−îc dïng cho c¸c chi tiÕt víi yªu cÇu cao vÒ c¬ tÝnh vµ ®é tin cËy khi lµm viÖc. Ng−êi ta cßn dïng Bo, N víi l−îng nhá (vi l−îng) cã t¸c dông tèt ®Õn c¬ tÝnh. Molip®en th−êng ®−îc dïng víi l−îng kh«ng lín (0,20-0,50%, nhiÒu khi nhá h¬n) ®Ó t¨ng ®é thÊm t«i vµ tr¸nh ®−îc dßn ram II. Khi dïng thÐp chÕ t¹o m¸y lµ thÐp hîp kim cÇn theo c¸c nguyªn t¾c sau: • ChØ dïng cho c¸c chi tiÕt cã ®−êng kÝnh, chiÒu dµy lín h¬n 20 mm ®Ó b¶o ®¶m t«i thÊu, lo¹i ®−êng kÝnh nhá h¬n chØ cÇn dïng thÐp c¸cbon v× ®· b¶o ®¶m t«i thÊu. 4
• §Ó b¶o ®¶m t«i thÊu vµ c¬ tÝnh ®ång nhÊt, chi tiÕt cã tiÕt diÖn cµng lín ph¶i dïng thÐp hîp kim cã thµnh phÇn hîp kim ho¸ cµng cao. 1.1.2 Ph©n lo¹i thÐp hîp kim chÕ t¹o m¸y. C¨n cø vµo c¬ tÝnh vµ c«ng dông, ng−êi ta chia thÐp kÕt cÊu chÕ t¹o m¸y thµnh ba nhãm: a, ThÐp cã hµm l−îng c¸cbon thÊp, C≤ 0,25% hay thÐp thÊm C. ë tr¹ng th¸i ñ thÐp nµy cã ®é dÎo, ®é dai cao song ®é bÒn thÊp. V× vËy chóng rÊt dÔ dËp nguéi. Nh×n chung c¸c thÐp cã hµm l−îng C thÊp cã tÝnh dËp nguéi kh¸c nhau. Trong c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y th−êng gÆp c¸c chi tiÕt dËp nguéi, nãi chung c¸c thÐp cã hµm l−îng C thÊp ®Òu tho¶ m·n tÝnh c«ng nghÖ nµy. §Æc ®iÓm chung n÷a cña nhãm thÐp nµy lµ cã tÝnh gia c«ng rÊt kÐm, tuy mÒm song phoi qu¸ dÎo, khã gÉy vôn, quÊn lÊy dao vµ bÒ mÆt kh«ng nh½n bãng. b, ThÐp cã hµm l−îng C trung b×nh, 0,30-0,50 %, hay thÐp ho¸ tèt (t«i + ram cao). Nhãm thÐp nµy so víi nhãm thÐp trªn ë tr¹ng th¸i ñ cã ®é bÒn, ®é cøng cao h¬n; cßn ®é dÎo, ®é dai tuy cã gi¶m ®i nh−ng vÉn tèt. Do ®ã c¸c m¸c thÐp nµy vÉn ®¸p øng tèt h¬n c¸c yªu cÇu cña chi tiÕt m¸y chÞu t¶i. Tuy nhiªn ®Ó ®¹t ®−îc ®é bÒn ®Æc biÖt lµ giíi h¹n ch¶y cao h¬n mµ vÉn b¶o ®¶m tèt ®é dÎo, ®é dai c¸c thÐp nµy ®−îc qua nhiÖt luyÖn ho¸ tèt (t«i + ram cao), chÝnh v× thÕ nhãm thÐp nµy ®−îc gäi lµ thÐp ho¸ tèt. ThÐp ho¸ tèt tøc lµ t«i vµ ram cao ë nhiÖt ®é ngay d−íi A1, ®Ó b¶o ®¶m cã tÝnh dai cao h¬n, tøc lµ cã ®é gia c«ng dÎo tèt h¬n. Ho¸ tèt thÐp ta nhËn ®−îc cÊu tróc h¹t mÞn h¬n. C¸c tÝnh chÊt c¬ häc: §é dÉn nhiÖt vµ dÉn ®iÖn cña thÐp ho¸ tèt gi¶m dÇn theo chiÒu t¨ng cña c¸c thµnh phÇn hîp kim ho¸ trong thÐp. TÊt c¶ c¸c m¸c thÐp ho¸ tèt ®Òu rÊt thuËn lîi cho viÖc hµn d−íi ¸p lùc. C¸c thÐp chÕ t¹o m¸y ho¸ tèt ®−îc chia lµm nhiÒu nhãm: - ThÐp kh«ng hîp kim ho¸ (thÐp c¸cbon); - ThÐp hîp kim ho¸ cã c¸c nhãm: thÐp Mn-Si, thÐp Cr, thÐp Cr-Mo-V, thÐp Cr-Mo, thÐp Cr-Ni-Mo, thÐp Cr-Mn. 5
Trong tr−êng hîp võa chÞu t¶i träng tÜnh vµ va ®Ëp cao võa cÇn chèng mµi mßn ë bÒ mÆt lµm viÖc, sau khi nhiÖt luyÖn ho¸ tèt thÐp ®−îc sö lý qua t«i bÒ mÆt ®Ó cã tÝnh chèng mµi mßn t−¬ng ®èi cao. So víi nhãm thÐp trªn nhãm thÐp nµy cã tÝnh dËp nguéi kÐm h¬n. TÝnh hµn cña nhãm thÐp nµy thÊp do l−îng C ®· v−ît qu¸ 0,25%. VÒ tÝnh gia c«ng c¾t gät, nãi chung thÐp nµy cã −u viÖt h¬n. Tuy cøng h¬n song phoi thÐp dÔ g·y lµm cho c¾t gät ®−îc dÔ dµng h¬n. Ngay ë tr¹ng th¸i ho¸ tèt cã ®é cøng cao vµo kho¶ng 250-265 HB tuy h¬i khã c¾t song l¹i t¹o nªn bÒ mÆt bãng, nh½n h¬n rÊt thÝch hîp cho gia c«ng tinh. Trong khu«n khæ cña ®Ò tµi, chóng t«i chØ chó träng tíi lo¹i thÐp kÕt cÊu hîp kim cã hµm l−îng c¸c bon t−¬ng ®èi cao, ®Æc biÖt lµ hÖ thÐp Cr-Mo. Cho thªm Mo vµo thÐp Cr«m lµm cho thÐp nhá h¹t, t¨ng ®é thÊm t«i, n©ng cao ®é bÒn vµ kh¾c phôc khuynh h−íng gißn ram vµ lín lªn cña h¹t khi nung nãng. Mo cã ¶nh h−ëng ®Æc biÖt ®Õn viÖc n©ng cao tÝnh chÊt cña thÐp ë nhiÖt ®é cao. ThÐp ®−îc dïng sau t«i vµ ram (®«i khi th−êng hãa vµ ram) ®Ó lµm c¸c chi tiÕt quan träng vµ cì lín nh− c¸c lo¹i trôc, c¸c chi tiÕt cña tuabin (r«to, trôc, ®Üa) còng nh− c¸c chi tiÕt kÑp chÆt lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao. Do cã ®é bÒn vµ tÝnh hµn tèt, thÐp Cr-Mo ®−îc sö dông réng r·i ®Ó lµm c¸c chi tiÕt kÕt cÊu hµn quan träng . c, ThÐp cã hµm l−îng C t−¬ng ®èi cao, 0,55-0,65%, hay thÐp ®µn håi. Nhãm thÐp nµy ë tr¹ng th¸i ñ ®· kh¸ cøng, bÒn; cßn ®é dÎo, ®é dai t−¬ng ®èi thÊp, kh«ng thÝch hîp víi c¸c chi tiÕt m¸y nãi chung. TÝnh chÊt næi bËt cña nhãm thÐp nµy lµ cã giíi h¹n ®µn håi cao nhÊt sau khi nhiÖt luyÖn t«i + ram trung b×nh ®¹t ®é cøng trong kho¶ng HRC 35-45 hay HB 350-450. V× vËy c«ng dông chñ yÕu cña thÐp nµy lµ lµm lß xo, nhÝp còng nh− c¸c chi tiÕt cã tÝnh ®µn håi cao. V× cã ®é bÒn ®Æc biÖt lµ tÝnh ®µn håi cao nªn nhãm thÐp nµy rÊt khã dËp nguéi vµ th−êng chØ ®−îc gia c«ng nãng. TÝnh hµn cña thÐp nµy kÐm. TÝnh gia c«ng c¾t gät kh«ng cao. 1.2 ¶nh h−ëng cña c¸c nguyªn tè hîp kim lªn tÝnh chÊt cña thÐp. 1.2.1 ¶nh h−ëng cña Cacbon. 6
Cacbon lµ nguyªn tè më réng vïng γ, k×m h·m sù chuyÓn biÕn Mactenxit vµ do ®ã lµm t¨ng ®é æn ®Þnh cña pha Austenit. Do cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh C¸cbit cã ®é cøng cao nªn cacbon lµ nguyªn tè t¨ng bÒn rÊt tèt. Khi t¨ng nhiÖt ®é th× kh¶ n¨ng t¨ng bÒn cña cacbon gi¶m do cã sù thay ®æi cÊu h×nh cña cacbit. NÕu cã c¸c nguyªn tè t¹o cacbit m¹nh trong hîp kim th× cacbon chñ yÕu tËp trung ë nh÷ng vÞ trÝ h×nh thµnh cacbit, do ®ã khi t¨ng hµm l−îng C sÏ lµm thay ®æi sù ph©n bè c¸c nguyªn tè hîp kim gi÷a c¸c pha dung dÞch r¾n vµ pha cacbit, dÉn ®Õn lµm nghÌo dung dÞch r¾n vµ lµm thay ®æi tÝnh chÊt cña hîp kim. Cacbon lµm gi¶m tÝnh dÎo, gi¶m kh¶ n¨ng chèng l¹i sù ph¸t triÓn cña vÕt nøt vµ gi¶m tÝnh hµn cña hîp kim. V× vËy hÇu hÕt c¸c lo¹i thÐp hîp kim ®Òu chøa cacbon ë l−îng t−¬ng ®èi Ýt, ®Æc biÖt lµ ®èi víi nh÷ng lo¹i thÐp lµm viÖc trong m«i tr−êng x©m thùc m¹nh (c¸c bon th−êng ≤ 0,03%). 1.2.2 ¶nh h−ëng cña Cr«m. Cr«m lµ nguyªn tè quan träng nhÊt quyÕt ®Þnh tÝnh chèng gØ cña thÐp kh«ng gØ. §Ó b¶o ®¶m tÝnh chèng gØ trong m«i tr−êng x©m thùc yÕu vµ trong kh«ng khÝ Èm, hµm l−îng Cr«m ph¶i ≥12%. Hîp kim FeCr ë tr¹ng th¸i r¾n t¹o ra mét sè dung dÞch r¾n γ, γ+α vµ α(xem h×nh 1) (1). Cr lµ nguyªn tè më réng vïng Fe - α, víi bÊt kú nång ®é Cr nµo còng cã thÓ t¹o ra tæ chøc mét pha cña ferit, lµ dung dÞch r¾n gi÷a Fe- α vµ Cr. H×nh 1 : Gi¶n ®å tr¹ng th¸i Fe- Cr (1) 7
ë hµm l−îng 1 - 2% Cr hßa tan hoµn toµn trong s¾t. do b¸n kÝnh nguyªn tö cña Cr gÇn b»ng cña Fe nªn trong m¹ng tinh thÓ Fe - α, c¸c nguyªn tö Cr n»m trong c¸c nót m¹ng thay thÕ c¸c nguyªn tö Fe t¹o nªn dung dÞch r¾n thay thÕ cã c¸c tÝnh c¬ häc cao h¬n. Nguyªn tè Cr cßn n©ng cao tÝnh chèng gØ cña thÐp. §Æc biÖt khi hµm l−îng Cr ≥12%. Khi hµm l−îng Cr trong thÐp t¨ng lªn 2% th× sÏ t¹o ra c¸c lo¹i cacbit Cr«m ®Æc biÖt, cã c«ng thøc hãa häc lµ (Cr, Fe)7C3 . Lo¹i cacbit nµy rÊt æn ®Þnh vµ chØ hßa tan trong austenit khi nung ë 1040 ÷ 10700C. Khi hµm l−îng Cr tõ 10 ÷ 12% trë lªn sÏ t¹o thµnh lo¹i cacbit phøc t¹p. Sù h×nh thµnh c¸c lo¹i cacbit nµy phô thuéc vµo hµm l−îng cr«m vµ cacbon (h×nh 2)(2). Nhê cã c¸c lo¹i cacbit nµy mµ thÐp cã ®é cøng cao vµ chÞu mµi mßn tèt. Cr«m ¶nh h−ëng ®Õn chuyÓn biÕn γ↔α , ¶nh h−ëng ®Õn nhiÖt ®é chuyÓn biÕn vµ ®iÒu kiÖn tiÕt cacbit tõ dung dÞch r¾n. H×nh 2. ¶nh h−ëng cña cacbon vµ Cr«m lªn sù t¹o thµnh c¸c bÝt 8
Ta ®· biÕt r»ng, khi trªn bÒ mÆt kim lo¹i vµ hîp kim t¹o ®−îc mét líp mµng oxÝt cã kh¶ n¨ng ng¨n ngõa kh«ng cho c¸c ion thÊm qua vµ b¸m chÆt vµo kim lo¹i nÒn. ChÝnh líp mµng nµy ®· ng¨n c¶n sù oxy ho¸ tiÕp theo, t¹o cho kim lo¹i vµ hîp kim ë vµo tr¹ng th¸i thô ®éng. §ã lµ líp mµng thô ®éng. Kh¶ n¨ng chèng gØ cña hîp kim phô thuéc vµo tÝnh chÊt vËt ly vµ ho¸ häc cña líp mµng b¶o vÖ nµy. Trong c¸c nguyªn tè hîp kim th× cr«m cã vai trß quan träng trong viÖc lµm bÒn v÷ng líp mµng thô ®éng, v× nã cã ¸i lùc ho¸ häc víi oxy cao h¬n s¾t. 1.2.3 ¶nh h−ëng cña Mo Molipdden có dạng lập phương thể tâm, thông số mạng 3.14Ao, thông số mạng của Mo lớn hơn thông số mạng của sắt nhiều, do đó cản trở sự hình thành một loạt các dung dịch đặc liên tục. Hợp kim hóa thêm molipđen vào thép có hàm lượng các bon trung bình làm cho thép có cấu trúc nhỏ hạt, tăng độ thấm tôi, làm tăng độ bền, khắc phục khuynh hướng giòn ram và lớn lên của hạt khi nung nóng. Khi hàm lượng molipđen là 3,5 thì nó làm cho vùng γ khép kín hoàn toàn. Độ hòa tan của molipden trong sắt ở 20oC xấp xỉ 6%, còn ở 14500C là 38% (hình 3). Đôi với hệ hợp kim Fe-Mo thì sự chênh lệch độ hòa tan ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao nhiều như vậy cho phép tôi có kèm theo hóa già tiếp theo. Do hóa già các tinh thể của hợp chất liên kim loại Fe3Mo2 (Molipdenit) thoát ra khỏi dung dich đặc quá bão hòa làm thay đổi tính chất của nó đi rất nhiêu. Molip®en lµ nguyªn tè t¹o cacbit rÊt m¹nh. Cacbit molip®en cã tÝnh æn ®Þnh cao, khã hßa tan vµo austenit khi nung. Molip®en cßn lµm t¨ng m¹nh ®é thÊm t«i cña thÐp, c¶i thiÖn tÝnh chèng ram, do Mo t¹o ra ®é cøng thø cÊp khi ram (do t¹o thµnh Mo2C ), lµm gi¶m sù nh¹y c¶m ®èi víi hiÖn t−îng dßn ram. Trong thÐp lµm dông cô y tÕ, Mo lµm t¨ng ®é thÊm t«i, t¨ng ®é cøng, t¨ng tÝnh chèng gØ vµ t¨ng tÝnh chèng mµi mßn. Hµm l−îng Mo trong thÐp nµy n»m trong kho¶ng 0,25 ÷ 0,75. 9
H×nh 3. Gi¶n ®å tr¹ng th¸i Fe – Mo. 1.2.4 ¶nh h−ëng cña Si Si lµm t¨ng nhiÖt ®é AC3 lªn 70 ÷ 900C, lµm h¹ tèc ®é t«i tíi h¹n. Sù chuyÓn biÕn γ→α x¶y ra ë trong thÐp chøa 0,36%Si ë 2150C, trong thÐp chøa 1,2%Si ë 1900C. Hµm l−îng Si trong thÐp t¨ng lµm gi¶m ®é bÒn sau t«i ë nhiÖt ®é cao. §èi víi thÐp cã hµm l−îng Si cµng cao, ®é dai va ®Ëp sau ram ë 7000C cµng gi¶m, thÐp cã 1,2%Si ®é dai va ®Ëp gi¶m ®Õn 5,5kg.m/cm2, thÐp cã 1,95%Si ®é dai va ®Ëp gi¶m ®Õn 1,3kg.m/cm2 . Sù gi¶m ®é dai va ®Ëp ë 7000C liªn quan ®Õn sù t¹o thµnh Silicua . Khi t¨ng hµm l−îng Si, ®é bÒn ¨n mßn trong axit nitric bÞ gi¶m nhiÒu. 1.2.5 ¶nh h−ëng cña Mn. Mn lµm t¨ng ®é dai va ®Ëp cña thÐp. Khi hµm l−îng Mn trong thÐp cao, ®é bÒn trong axit HNO3 xÊu ®i rÊt nhiÒu, nh−ng l¹i t¨ng lªn rÊt nhiÒu trong axit Photphoric. Mn lµ nguyªn tè hîp kim më réng vïng γ. §èi víi C, Mn còng t¹o thµnh cacbit d¹ng (Mn, Fe)3C . Cacbit mangan dÔ hßa tan vµo dung dÞch r¾n vµ còng dÔ tiÕt ra tõ dung dÞch r¾n khi ram. Mn lµm t¨ng m¹nh ®é cøng vµ ®é bÒn cña ferit. Mn còng lµm t¨ng m¹nh ®é cøng cña austenit. Khi nung ®Ó t«i hîp kim chøa C cao th× cacbit mangan dÔ hßa tan vµo austenit, ®é b·o hßa Mn trong dung dÞch 10
r¾n t¨ng lªn. Do ®ã sù ph©n hñy austenit khi lµm nguéi thÐp Fe- Cr-C chøa 1%Mn x¶y ra rÊt chËm. Tèc ®é lµm nguéi khi t«i nhá tÝnh thÊm t«i cao, nªn cã thÓ t«i trong m«i tr−êng yÕu (nh− dÇu). ¦u ®iÓm cña thÐp chøa Mn lµ gi¶m chiÒu h−íng biÕn d¹ng vµ t¨ng tÝnh thÊm t«i. 1.3 Lùa chän m¸c thÐp lµm dông cô phÉu thuËt Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi dông cô phÉu thuËt: - Kh«ng g©y ra c¸c yÕu tè ®éc h¹i cho c¬ thÓ ng−êi. - Ph¶i bÒn trong m«i tr−êng ¨n mßn vµ x©m thùc ®Æc biÖt. - Ph¶i b¶o ®¶m tÝnh chÊt c¬ lý: + Ph¶i b¶o ®¶m ®ñ ®é cøng vµ ®é bÒn c¬ häc ®Ó chèng ®−îc sù cä s¸t mµi mßn vµ chÞu ®−îc lùc kÐo nÐn. + Kh«ng bÞ thay ®æi tÝnh chÊt vËt liÖu khi khö trïng ë nhiÖt ®é cao. + Cã kh¶ n¨ng gia c«ng c¬ khÝ thµnh c¸c chi tiÕt cã h×nh d¹ng kh¸c nhau. V× vËy c¸c dông cô phÉu thuËt ph¶i ®−îc chÕ t¹o tõ mét lo¹i vËt liÖu cã ®é bÒn cao, ®é cøng cao, ®é ®µn håi tèt, cã kh¶ n¨ng chÞu mµi mßn, gia c«ng t¹o h×nh, gia c«ng c¬ khÝ vµ gia c«ng nhiÖt tèt. ThÐp hîp kim Cr tr−íc cïng tÝch tháa m·n c¸c yªu cÇu trªn. ThÐp nµy cã hµm l−îng C cao (0,56-0,64%), b¶o ®¶m sau t«i thÐp cã ®é cøng vµ tÝnh chÞu mµi mßn cao. L−îng Cr ph¶i ®ñ lín ®Ó b¶o ®¶m ®é thÊm t«i tèt vµ ®ñ t¹o ra mét l−îng cacbit ®Ó ®¶m b¶o ®é cøng vµ tÝnh chÞu mµi mßn cao. §Ó n©ng cao tÝnh chèng gØ, ng−êi ta cßn hîp kim hãa thªm Ni, Mo, Cu…Ngoài ra ®èi víi dông cô y tÕ ®−îc chÕ t¹o kh«ng ph¶i b»ng thÐp kh«ng gØ th× cÇn tiÕn hµnh m¹ ni ken ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng chèng gØ cña dông cô. §iÒu quan träng lµ thÐp ph¶i s¹ch c¸c t¹p chÊt phi kim (S, P nªn nhá h¬n 0,025 ®Ó kh«ng t¹o ra c¸c ®iÓm mÒm lµm gi¶m kh¶ n¨ng lµm viÖc cña dông cô y tÕ). Dùa vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ vµ c¸c ph©n tÝch nªu trªn, chóng t«i lùa chän m¸c thÐp SAE 4161 ®Ó lµm dông cô phÉu thuËt. M¸c thÐp nµy cã hµm l−îng cacbon ®ñ lín (0,56- 0,62%), Cr: 0,6-0,9; Mo: 0,15-0,30 b¶o ®¶m tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ vËt liÖu chÕ t¹o dông cô phÉu thuËt, nhÊt lµ ®èi víi dông cô dïng ®Ó ®ôc x−¬ng, dao mæ. Thµnh phÇn ho¸ häc vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña thÐp SAE4161 vµ c¸c m¸c thÐp t−¬ng ®−¬ng ®−îc nªu trong b¶ng 1 vµ 2.(3) B¶ng1: Thµnh phÇn ho¸ häc cña thÐp SAE4161 vµ c¸c m¸c thÐp t−¬ng ®−¬ng 11
Thµnh phÇn ho¸ häc (%) M¸c C Si Mn P S Cr Mo 50CrMo4 0,46- 0,10- 0,50- 0,90- 0,15- ≤0,035 ≤0,035 ISO 683 118:1996 0,54 0,40 0,80 1,20 0,30 0.56- 0.15- 0.75- 0.70- 0.25- SAE4161 (Mü) ≤0,035 ≤0,04 0.64 0.35 1.00 0.90 0.35 42CrMo 0,30- 0,17- 0,50- 0,90- 0,15- ≤0,035 ≤0,035 GB 3077-88 0,45 0,37 0,80 1,20 0,25 (Trung Quèc) 50CrMo4 (sè hiÖu 0,46- 0,50- 0,90- 0,15- ≤0,40 ≤0,035 ≤0,035 1.7228) (§øc) 0,54 0,80 1,20 0,30 B¶ng 2: TÝnh chÊt c¬ lý cña thÐp SAE4161 σb σch δ Akv ®é cøng sau ñ M¸c (J.cm2) (HRs) (MPa) (MPa) (%) ≥900 ≥9 ≥30 ≥248 SAE4161 1100-1300 12
2. Néi dung vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1 Néi dung nghiªn cøu - Nghiªn cøu tµi liÖu, lùa chän m¸c thÐp thÝch hîp ®Ó chÕ t¹o dông cô phÉu thuËt - X¸c lËp quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o thÐp SAE4161 gåm c¸c b−íc: • C«ng nghÖ nÊu luyÖn • C«ng nghÖ tinh luyÖn • C«ng nghÖ rÌn • C«ng nghÖ nhiÖt luyÖn - X¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt: §é bÒn, ®é cøng, thµnh phÇn ho¸ häc, cÊu tróc cña vËt liÖu. - Tõ m¸c thÐp nghiªn cøu chÕ t¹o ®−îc mét sè bé dông cô phÉu thuËt. Dïng thö s¶n phÈm ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l−îng. - B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi. 2.2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu: - Dùa trªn tiªu chuÈn trong n−íc vµ c¸c tiªu chuÈn n−íc ngoµi kh¸c ®Ó lùa chän m¸c thÐp phï hîp cho viÖc chÕ t¹o dông cô phÉu thuËt. - Sö dông lß trung tÇn Radyne, (Anh) ®Ó nghiªn cøu x¸c ®Þnh c«ng nghÖ nÊu luyÖn, lß GH100 cã c«ng suÊt 100KVA ®Ó tinh luyÖn thÐp. - Nung ph«i b»ng lß ph¶n x¹, rÌn b»ng bóa 400kg vµ bóa 150kg t¹i c«ng ty c¬ khÝ 79. NhiÖt luyÖn mÉu thÝ nghiÖm b»ng lß d©y ®iÖn trë CΗOΛ-1,6.2,5.I/II- MIY.4.2 cña ViÖn LuyÖn Kim §en - Sö dông ph−¬ng ph¸p ho¸ häc vµ quang phæ ph¸t x¹ (m¸y quang phæ ARL 3460, Thuþ sÜ) ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn ho¸ häc. Sö dông c¸c thiÕt bÞ thö hiÖn ®¹i cña c¸c c¬ së nghiªn cøu ®Ó x¸c ®Þnh ®é cøng (m¸y ®o ®é cøng HPO 250 vµ TK 2M , Liªn x« cò). §Ó x¸c ®Þnh cÊu tróc cña thÐp sö dông kÝnh hiÓn vi AXIOVERT, §øc. 13
3. kÕt qu¶ ®¹t ®−îc 3.1 C«ng nghÖ s¶n xuÊt thÐp SAE4161 Thµnh phÇn ho¸ häc (%) cña thÐp SAE4161 nh− sau: C: 0.56-0.64; Si: 0.15 -0.35: Mn : 0.75 -1.00; Cr : 0.70 – 0.90; Mo: 0.25 -0.35; P ≤0,035 ; S ≤0,04. TÝnh chÊt c¬ lÝ tÝnh cña thÐp SAE4161 nh− sau: Giíi h¹n bÒn: 1100 -1300 MPa, giíi h¹n ch¶y : 900MPa (min); ®é d·n dµi : 9%(min); ®é dai va ®Ëp : 30J.cm-2 (min); ®é cøng sau ñ: 248HBs(min). 3.1.1 C«ng nghÖ nÊu luyÖn. ThÐp SAE4161 lµ thÐp cã hµm l−îng C t−¬ng ®èi cao (tõ 0.56-0.64), viÖc ®−a c¸cbon vµo thÐp cÇn ®Æc biÖt chó ý. V× ®©y lµ nguyªn tè rÊt dÔ ch¸y hao. Cã thÓ sö dông than grafit ®Ó n©ng cao hµm l−îng c¸c bon, hoÆc lµ sö dông c¸c lo¹i thÐp phÕ cã hµm l−îng C cao. §Ò tµi ®· lùa chän c¸c nguyªn liÖu nh− trong b¶ng 3, dùa vµo hÖ sè ch¸y hao thùc tÕ cña ViÖn LuyÖn kim ®en (b¶ng 4) nhãm ®Ò tµi ®· tÝnh to¸n phèi liÖu mÎ nÊu sè 1 nh− trong b¶ng 5: B¶ng 3: Thµnh phÇn c¸c nguyªn liÖu chÝnh dïng ®Ó luyÖn thÐp SAE4161 Thµnh phÇn ho¸ häc Nguyªn liÖu C Mn Si Cr Ni Mo 1) PhÕ thÐp Ct3 0.27 0.51 0.23 - - - 2) PhÕ thÐp C50 0.55 0.79 0.24 - - - 3)FeMn 1.0 80.0 - - - 4) FeCr (C Cao) 7.8 - 63.0 5) FeSi (75) 0.70 - 70.0 - - 6) FeMo 55.0 7) ThÐp phÕ Cr17 0.70 0.85 0.90 17.0 - - 14
B¶ng 4. HÖ sè ch¸y hao cña c¸c nguyªn tè hîp kim Nguyªn tè hîp kim HÖ sè ch¸y hao, % 6 ÷ 10 Si 4÷ 6 Mn 2÷ 3 Cr C d¹ng grafit 30 – 35 Mo 2-3 B¶ng 5: Phèi liÖu mÎ 1 (tÝnh b»ng kg) TT Nguyªn liÖu MÎ1 1 PhÕ thÐp CT3 247.0 2 PhÕ thÐp C50 - 3 FeMn 1.5 4 FeSi 0.5 5 FeMo 1.40 6 FeCr c¸c bon cao 3.65 7 PhÕ thÐp Cr17 - 8 Than grafit 1.20 7 Al kim lo¹i 0.5 255.75 Céng Quy tr×nh nÊu luyÖn ®−îc tiÕn hµnh nh− sau: • Thø tù xÕp liÖu: Cho chÊt t¹o xØ (CaO + CaF2 = 2 : 1 ) (1% mÎ liÖu) ®· ®−îc xÊy kh« ë 200oC, xÕp mét l−ît thÐp phÕ, FeCr c¸c bon cao, FeMo (®· ®−îc sÊy kh«), than graphÝt ®−îc cho vµo hép s¾t vµ xÕp vµo gi÷a lß, sau ®ã tiÕp tôc xÕp thÐp phÕ. 15
• §ãng ®iÖn, ch¹y 60% c«ng suÊt trong 6 – 8 phót. Sau ®ã tõ tõ n©ng lªn cùc ®¹i. Khi liÖu ë d−íi nåi ®· ch¶y th× chäc liÖu vµ cho thªm liÖu míi ®Õn hÕt mÎ liÖu. • Sau khi liÖu ch¶y hoµn toµn, vít hÕt xØ cò vµ t¹o xØ míi. XØ cÇn cã ®é kiÒm lín h¬n hoÆc b»ng 2. • Cho ferrosilic75, ferromangan, sau 2-3 phót cho d©y nh«m kim lo¹i (1kg/tÊn).NhiÖt ®é ra thÐp 1620 oC. Rãt thÐp vµo nåi rãt ®· ®−îc xÊy kh« tíi nhiÖt ®é 800-900 oC vµ cã s½n phoi nh«m kim lo¹i (1kg/tÊn) ®Ó khö «xy trong thÐp láng. • Rãt thÐp tõ nåi rãt vµo khu«n cã φ60mm ®Ó t¹o ph«i ®iÖn xØ. • TiÕn hµnh lÊy mÉu ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc cña mÎ luyÖn, kÕt qu¶ ®−îc nªu trong b¶ng 8. Tõ kÕt qu¶ ph©n tÝch chóng t«i nhËn thÊy thµnh phÇn hãa häc cña mÎ luyÖn ®· ®¹t tiªu chÝ ®Ò ra, nh−ng ®Ó tËn dông thÐp phÕ chóng t«i tiÕn hµnh luyÖn tiÕp mÎ sè 2, tËn dông tèi ®a hµm l−îng cr«m cã s½n trong thÐp phÕ. Phèi liÖu mÎ sè 2 vµ thµnh phÇn ho¸ häc ®−îc ghi ë b¶ng 6 vµ b¶ng 8. B¶ng 6: Phèi liÖu mÎ nÊu sè 2(tÝnh b»ng kg) TT Nguyªn liÖu MÎ 2 1 PhÕ thÐp CT3 233 2 PhÕ thÐp C50 - 3 FeMn 1.5 4 FeSi 0.5 5 FeMo 1.35 6 FeCr c¸c bon cao - 7 PhÕ thÐp Cr17 14.0 8 Than grafit 1.20 7 Al kim lo¹i 0.5 251.75 Céng 16
V× nhiÒu lý do, cã thÓ do thµnh phÇn thÐp phÕ ch−a thËt ®ång ®Òu nªn thµnh phÇn ho¸ häc cña mÎ sè 2 ch−a ®¹t, hµm l−îng C trong thÐp cßn thÊp h¬n thµnh phÇn cho phÐp. Chóng t«i quyÕt ®Þnh luyÖn mÎ sè 3 sö dông l−îng thÐp phÕ cã hµm l−îng c¸c bon cao h¬n. Phèi liÖu mÎ sè 3 ®−îc ghi ë b¶ng 7, thµnh phÇn ho¸ häc c¸c mÎ luyÖn ®−îc ghi ë b¶ng 8. B¶ng 7: Phèi liÖu mÎ nÊu sè 3 (tÝnh b»ng kg) TT Nguyªn liÖu MÎ 3 1 PhÕ thÐp CT3 - 2 PhÕ thÐp C50 239.0 3 FeMn 1.0 4 FeSi 0.5 5 FeMo 1.30 6 FeCr c¸c bon cao - 7 PhÕ thÐp Cr17 14.0 8 Than grafit 0.7 7 Al kim lo¹i 0.5 257.0 Céng B¶ng 8: Thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c mÎ thÝ nghiÖm Thµnh phÇn ho¸ häc MÎ C Mn Si Cr Mo P S 1 0.58 0.75 0.17 0.91 0.33 0.017 0.02 2 0.50 0.78 0.2 0.90 0.30 0.018 0.019 3 0.59 0.80 0.35 0.92 0.29 0.02 0.02 3* 0.56 0.74 0.37 0.90 0.30 0.018 0.016 17
Thµnh phÇn ho¸ häc cña m¸c thÐp ®−îc tiÕn hµnh ph©n tÝch t¹i phßng thÝ nghiÖm ViÖn LuyÖn kim ®en. Ngoµi ra, chóng t«i cßn kiÓm tra t¹i ViÖn C«ng nghÖ, kÕt qu¶ ph©n tÝch ®−îc thÓ hiÖn trªn b¶ng 8 (phÇn 3*). Tõ c¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch nhËn ®−îc, chóng t«i thÊy r»ng tiÕn hµnh nÊu luyÖn víi 2 c¸ch phèi liÖu kh¸c nhau vÉn cã ®−îc m¸c thÐp ®¹t yªu cÇu ®Ò ra. Nh− vËy tËn dông c¸c phÕ liÖu thÐp sÏ ®−a l¹i nhiÒu lîi Ých vÒ kinh tÕ mµ c¸c yªu cÇu ®èi víi m¸c thÐp vÉn ®¶m b¶o. Tuy nhiªn cÇn ph¶i chän läc vµ ph©n tÝch chÝnh x¸c thµnh phÇn ho¸ häc cña nguyªn liÖu ban ®Çu. 3.1.2 C«ng nghÖ tinh luyÖn §Ó b¶o ®¶m yªu cÇu ®èi víi thÐp lµm dông cô phÉu thuËt, thÐp ph¶i cã hµm l−îng phèt pho, l−u huúnh thÊp, ph¶i s¹ch khÝ, hµm l−îng «xy, nit¬ vµ hy®r« ph¶i thÊp h¬n giíi h¹n cho phÐp. CÊu tróc thái ®óc ph¶i lµ cÊu tróc h¹t mÞn vµ ®ång ®Òu, dùa vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ chóng t«i tiÕn hµnh tinh luyÖn thÐp trªn thiÕt bÞ tinh luyÖn ®iÖn xØ c«ng suÊt 100 KVA cña ViÖn LuyÖn kim ®en. C¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n lß GH100 vµ chÕ ®é tinh luyÖn nh− sau: 1. C«ng xuÊt biÕn thÕ 100KVA 2. §iÖn ¸p s¬ cÊp 45 – 48V 3. C−êng ®é dßng 1400-1500A ∅60mm 4. §−êng kÝnh ®iÖn cùc 5m3/giê 5. Tiªu hao n−íc lµm l¹nh (Min) 6. Tèc ®é chuyÓn dÞch ®iÖn cùc 33-35 mm/phót 7. ChiÒu dµi lµm viÖc cña ®iÖn cùc 2000mm 8. XØ tinh luyÖn ANF-6 9. Tiªu hao xØ ANF-6 50- 60 kg/tÊn s¶n phÈm ∅110x350-400 10, KÝch th−íc thái thÐp Chóng t«i chän hÖ xØ tinh luyÖn lµ lo¹i ANF-6 (70% CaF2 + 30%Al2O3) lµ lo¹i xØ dÔ kiÕm, rÎ tiÒn vµ khö S tèt. XØ cÇn ®−îc xÊy kh« tr−íc khi dïng. Quy tr×nh tinh luyÖn ®−îc tiÕn hµnh nh− sau: - KiÓm tra hép kÕt tinh: mÆt trong hép ph¶i s¹ch, hép ph¶i kÝn n−íc 18
- Cho l−îng xØ cÇn thiÕt cho mét thái (2 – 2,5kg cho 1 thái 40 – 50 kg) vµo hép kÕt tinh. H¹ ®iÖn cùc tõ tõ xuèng sao cho t¹o ®−îc hå quang lµm nãng ch¶y xØ r¾n t¹o thµnh bÓ xØ láng. Cho ®iÖn cùc nhóng vµo bÓ xØ láng víi ®é s©u vµ chÕ ®é ®iÖn hîp lý ®Ó t¹o ra c¸c giät kim lo¹i láng ë ®Çu ®iÖn cùc. Giät kim lo¹i nµy lín dÇn vµ d−íi t¸c dông cña trong lùc sÏ t¸ch khái ®Çu ®iÖn cùc ®i qua líp xØ láng råi l¾ng xuèng ®¸y hép kÕt tinh t¹o thµnh bÓ kim lo¹i láng. Khi ®i qua líp xØ láng giät kim lo¹i sÏ ®−îc tinh luyÖn theo c¸c ph¶n øng t−¬ng t¸c gi÷a kim lo¹i láng vµ xØ láng. D−íi t¸c dông lµm nguéi nhanh cña dßng n−íc ch¶y quanh hép kÕt tinh bÓ kim lo¹i láng kÕt tinh thµnh thái ®iÖn xØ theo h−íng tõ d−íi lªn. Do kim lo¹i láng kÕt tinh d−íi líp xØ b¶o vÖ nªn rÊt s¹ch khÝ vµ ®−îc lµm nguéi nhanh nªn thái ®iÖn xØ cã cÊu tróc h¹t mÞn, thuËn lîi cho kh©u rÌn tiÕp theo. C¸c thái thÐp sau ®iÖn xØ ®Òu ®¹t chÊt l−îng tèt: dãc xØ, kh«ng bÞ co lâm, kÝch th−íc ®ång ®Òu, bÒ mÆt s¸ng bãng. Thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c mÎ thÝ nghiÖm sau ®iÖn xØ ®−îc nªu trong b¶ng 9: B¶ng 9: Thµnh phÇn ho¸ häc cña thÐp sau ®iÖn xØ Thµnh phÇn ho¸ häc MÎ C Mn Si Cr Mo P S 1 0.58 0.75 0.18 0.91 0.33 0.017 0.018 3 0.59 0.79 0.35 0.92 0.28 0.02 0.017 3.1.3 C«ng nghÖ rÌn. RÌn thÐp nh»m môc ®Ých t¹o h×nh d¸ng cÇn thiÕt, khö ®é lín cña h¹t, khö c¸c bät khÝ, lç kim, vÕt nøt vµ c¸c khuyÕt tËt kh¸c trong thÐp ®óc; c¶i thiÖn tæ chøc vµ c¬ tÝnh. NhiÖt ®é b¾t ®Çu rÌn: lµ nhiÖt ®é b¶o ®¶m cho sù hßa tan hoµn toµn l−îng cacbit vµo nÒn austenit mµ vÉn kh«ng cã sù ph¸t triÓn m¹nh vÒ kÝch th−íc h¹t. §èi víi thÐp SAE4161, nhiÖt ®é b¾t ®Çu rÌn lµ 10500C. §Ó b¶o ®¶m nhiÖt ®é ph«i rÌn ®ång ®Òu, ®èi víi kÝch th−íc cña thÐp nghiªn cøu cÇn gi÷ ë nhiÖt ®é rÌn tõ 1-2giê. 19