Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thép không gỉ chế tạo dụng cụ y tế luận văn thạc sỹ ngành khoa học vật liệu

Do những đặc tính ưa việt của thép không gỉ nên chúng được sử dụng tất tỗng rãi trong ngành v tế, từ việc chế tạo các y cụ thông thường cho đến các chỉ tiết trong cơ thể người, các máy

BO GIAO DUC VA BAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NỘI

PHAM CONG DUNG

NGIIIÊN CỨU TIIÊP KIIONG Gi CIIET TAO DUNG CU ¥ TE

LUAN VAN TIIAC SĨ

KHOA HOC VAT LIEU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

TS NGUYEN SON LAM

LOI NOI DAU

Hiện nay và trong lương lai thép vẫn là vật liệu chủ yếu dược sử dụng rộng rãi ở hầu hết các ngành công nghiệp và nhiều ngành khác Sản xuất (thép là lĩnh vực quan trọng có lác dụng quyết định đối với sự nghiệp

xây dựng và phát triển đất nước

Cùng với sự phát triển của đất nước trong công cuộc đổi mới trong những năm gần đây ngành thép Việt Nam đã có những bước phát triển

đáng kể về sẵn lượng thép Tuy nhiên vấn dé sản xuất thép chất lượng cao vẫn là mảng khuyết lớn Hơn nữa thép chất lượng cao ngày càng được sử dụng nhiều trong các ngành trong công nghiệp trong cuộc sống và các

ngành khác

Do những đặc tính ưa việt của thép không gỉ nên chúng được sử

dụng tất tỗng rãi trong ngành v tế, từ việc chế tạo các y cụ thông thường cho đến các chỉ tiết trong cơ thể người, các máy đo các máy kiểm tra các

may, các công cụ này hiện nay Việt Nam hầu như phải nhập khẩu từ nước ngoài

'Thép không gỉ hệ Crêm Niken là rnột trong những hệ thép được sử

dụng khá phổ biến, tm điểm của loại thép này là có tính chống ăn mòn rất cao nhưng giá thành đất và tính chống mài mòn và chịu tải chứa cao, Dể triển khai sản xuất hệ thép nàu cần phải có nguồn cung cấp Nisen, một kim loại rất dắt Hiển và ngày càng khan hiếm, hơn nữa chúng la hoàn toàn phải nhập ngoại Chính vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng sẵn xuất Lhiép

không gỉ hệ Cr là rất cần thiết

Trên thế giới, đặc biệt ở các nước có nền công nghiệp phát triển như Dức, Nhật, Mỹ, vấn để này đã được nghiên cứu từ rất lâu và đã được ứng dụng rỗng rãi.

a

Ở Việt Nam thép không sỈ đã dược nghiên cứu và dược sản xuất ở

một số nơi như: Nhà máy Cơ Khí Hà Nội, ( sản xuất thép không sỉ

1X118H9T cho thủy điện, 2413 làm trục cống nước biển ), Z127 ( sẵn xuất thép không gỉ 1X13, 1X11BIT9T ), Viện Luyện Kim Den ( sản xuất

thép không gỉ mắc Cr20N¡i8, O8Cr18Ni10 đặc biệt đã sản xuất mắc 03Cr18Ni10Mo dùng Irona chấn thương chỉnh hình) ở nhà máy Y cụ 2 Sông ông Thái Nguyên hiện là nhà rnáy duy nhất ở miền bắc sân xuất dụng cụ v lế những cũng phải nhập phôi thép không gỈ từ nước ngoài về

rồi chế tạo ra sẵn phẩm

Luan dn gém:

Phan mé dau

Phần nội dung của luận án

© Chương Ï: Tổng quan

«©Ắ Chương 2: Cơ sở lý luận

© Chương 3: Nội dung thực nghiệm

* Chương 4: Các thông số công nghệ sẵn xuất chế lạo dựng cụ y tế

Phần kết luận Qua luận án này tôi xin chan thành cảm ơn;

«Sự hướng dẫn chu đáo của T§ Nguyễn Sơn Lâm, PG§-TS Ngô Trí Phúc,

sự giúp đỡ lận lình của các thấy cô trong bộ môn Luyện kin den, Khoa Khoa bọc và Công nghệ vật liệu, Trung Lâm đào tạo và bởi dưỡng sau đại học, Trường đại học Bách khoa Hà Nội

© Sự tạo diểu kiện giúp dỡ tận tình của Lãnh đạo Tổng công ty Thép Việt

Nam

© Sự giúp đỡ của các Trung tâm đo lường, cốc cơ quan trong Bộ công

nghiệp, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ giáo dục đào tạo, Bộ quốc phòng

+ Sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn đồng nghiệp

PHAN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của để tài

Trãi qua hơn 8O năm kể từ ngày bắt đầu sản xuất ở mức độ công nghiệp, sản lượng thép không gí đã tăng lên nhanh chống và đã thuả mãn ngày càng nhiễu cho nhu cầu của nhiều ngành kỹ thuật nói chung và ngành y tế nối riêng Sản

lượng thép không gỉ hàng năm trên thé giới được nêu cụ thể ở bảng sau:

Sản lượng thép không gỉ trên thé giớii

Hình 1: Sản lượng thép không gỉ trên thế giới

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiên

Ở nước ta từ những năm 1960 thép không gỉ đã được dùng trong lĩnh vực y

tế, các sản phẩm đó đều phải nhập từ nước ngoài bằng nhiều nguồn khác nhau

như hàng viện trợ của các nước, các tổ chức quốc tế, hàng xin hoặc mua do các

chuyên gia, các đoàn cán bộ y tế từ ngoài mang về Vì vậy nó vừa thừa, không

đồng bộ, do đó việc triển khai để tài này là một đồi hỏi khách quan của thực tế cuộc sống

3 Mục đích nghiên cứu

Nội dung của để tài này không đặt vấn đề nghiên cứu cơ bản để tìm ra một loại vật liệu mới của thế giới mà ở đây chỉ đi sâu vào tìm hiểu bản chất các loại vật liệu nhiều nước đã và dang dùng Hướng của đề tài là tận dụng tối đa những

kết quả áp dụng thành công của các nước có nền y học phát triển Cụ thể chọn

mắc thép tương đương với mác thép của Trung Quốc, Pháp, Mỹ, Nhậi đã và dang dùng Nội dung chủ yếu của để tài cồn lại là làm sao xác lập được các quy trình công nghệ thích hợp ''hước đo cỗa sự thích hợp này là theo quy trình đó

tạơ ra được vật liệu cổ thông số nằm trong giới hạn các thông số tương xứng thu được từ các mẫu đang sử dụng ở Việt Nam

4 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu

ĐỀ tăng chất lượng của thép phải khống chế các khâu: Nấu luyện - Đúc rối —

Gia công cơ - Nhiệt

Luận án đi nghiên cứu và thiết lập quy trình công nghệ nấu luyện và gia

công chế tạo mác thép #ØCYÏ3 (theo tiêu chuẩn Việt Nam) thành dụng cụ sử

Bảng 1: Thành phần hóa hoe mic thép 30Cr13

Xuất phát tir yeu cầu thực tiễn, qua thực tế an quan sản xuất và nghiên

cứu Tôi dã chọn để tài nghiên cứu là :

"Nghiên cứu nấu luyện thép không gi mac 30Cr13 dé ché tao dung cu y

Là

Thép 30Cr13 không những có khả năng chống gỈ tốt mà cồn đủ các diều

kiện để chế tạo một số dụng cụ dùng trong y tế cũng như trang cuộc sống

Vấn để dt ra là lựa chọn công nghệ sản xuất thép không gỉ làm sao cho

hợp lý phũ hợp với điều kiện hiện có

3 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu các tài liệu liên quan đã công bố trong và ngoài nước để lựa chọn

các thông số cần theo dõi trong thực nghiệm, tuân thủ nguyên tắc khống chế

điều kiện tương tự

Tiến hành thực nghiệm trên mẻ nấu để có các số liệu trên cơ sở đó phân tích, chọn hợp lý các thông số công nghệ, giải quyết được nhiệm vụ chính là thiết lập

quy trình nấu luyện và nghiên cứu chế tạo dụng cụ y tế

Các mẫu được do lường và phân tích trên thiết bị hiện dại và tính toán, xem xét kết quả nghiên cứu luân thủ nguyên tắc loại bỗ các sai số ngẫu nhiên và quy

luật không déng nhất của vật chất

PHẦN NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN

CIIVONG LL TONG QUAN

Li Tình hình phát triển thép không gỉ

1.1.1 Lịch sử phát triển thép không gỉ

Lịch sử phát triển thép không gỉ bất đầu từ việc phát mình ra tác dụng của

crôm khi cho thêm vào thép đã tạo ra các đặc tính ưu việt sau đó đến việc ấp

dụng và đưa vào sản xuất công nghiệp các loại thép này

"Từ năm 1821] Renhier là người dấu tiên đã nhận thấy rằng khi cho crém

vào thép thì tính chống gỉ của thép trong axit tăng lên và khi hầm lượng crôm

càng lãng lên thì tính chống gỉ càng tăng

Hàm lượng crôm chỉ hạn chế ở một giới hạn thấp nhưng cũng đủ để chế

tạo lưỡi dao có độ cứng cao và tính chống gỉ cao hơn nhiều so với thép cacbon

Đó chính là nguyên nhân tại sao IHerthier đã khuyến nghị loại hợp kin này để

chế tạo các loại dao kéo

Phát minh cúa Berthier có tắm quan trọng rất lớn, song việc phát triển

chúng cho những áp dụng khác và việc nâng cao hàm lượng crồm trong thép đến

như hiện nay đã được tiến hành rất chăm do một số nhân tố hạn chế

"

"Trước hết là céc hop kim duge ché tao bang cdc qua trinh hoan nguyén c6

hầm lượng cacbon cao nên các hợp kim này rất đồn Hàm lượng crôm thì rất khó điểu chỉnh và kiểm tra, hầm lượng crôm nhiều khi lại quá thấp làm cho tính

chống gỉ không dạt dược hiệu quả cao Thứ hai, nh chống gỉ dã dược dánh giá

1ừ các thực nghiệm được liến hành trong axit sururic hay trong nước, mà trong

khi đó tính chống gỉ của thép cổ thể thay đổi rất nhiều môi trường từ môi trường

này đến môi trường khác

Vì vậy các nhà khoa học đã không chú ý lắm đến loại thép này trong khoảng 50 năm Năm 1870 Hrustlein lại bất dầu nghiên cứu các hợp kim sắt — crôm và dã đóng góp nhiễu công sức cho sự phát triển của chúng Ông dã dễ

nghị sử dụng các loại thép này để chế tạo vũ khí Song sự phát triển lại bị hạn chế do công nghệ nấu huyện lúc bấy giờ Việc phát Iriển các loại thép crôm được

triển khai chỉ khi cố phát minh của Goldschmit (người Đức) cho phép sản xuất

errocrôm cacbon thấp bằng phương pháp nhiệt nhôm

Như vậy chúng ta thấy rằng việc phát triển các vật liệu mới cố liên quan rất chặt chẽ đến các công nghệ chế tạo vật liệu Bat dầu từ ferrocrôm cacbon thấp được chế lạo theo phương pháp của Goldschrnil, một số nhà luyện kim

người Pháp và Đức đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt luyện lên cấu trúc và cơ

tính của thép không gì

'lrong các nhà khoa học này có thể kể ra 1d Guillet, Portevin,

Giesen nhiễu công trình dã nghiên cứu cơ chế gỉ của thép không gỉ Momartz dã nghiên cứu vai trồ của tính thụ động và của hàm lượng cacbon lên tính chống gi của thép Trong thời gian này đã tạo ra một số lớn các loại thép không gì dẫn

đến nhiêu bằng sáng chế,

Phần lớn các nghiên cứu được tiến hành trong các phòng thí nghiệm

nhưng những ý đề xem xét khả năng của các ứng dụng thực tế và những thành tựu công nghiệp đầu tiên cũng đã được tiến hành Có rất nhiều nhà khoa học đã

đồng gốp nhiều trong lĩnh vực này, tiêu biểu là Brearly, Dansitzen, Becket, Manrer, Strauss

1.1.2 Tình hình phát triển thép không gỉ trên thế giái

Sản lượng thép không gỉ trên thế giới hàng năm vẫn có sự tăng trưởng rất lớn đặc biết những quốc gia đã và đang phát triển Iliện nay người ta đã nhìn vào sức tiêu thụ thép không gỉ tính trên đầu người để làm tiêu chí đo mức độ phát

triển, cuộc sống của một đất nước Mức tiêu thụ này ở một số nước tiêu biểu như sau;

Bảng 3: Mức tiêu thụ bình quân theo đầu người

Nồi chung ngầy nay trên thế giới thép không gỉ đồng vai trồ hết sức quan

trong, trong hầu hết các ngành công nghiệp cũng như dân dụng, y tế

1.1.3 Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam

Cho đến nay việc sản xuất thép không gỉ, đặc biệt là các sản phẩm ứng

dụng cho gia đình tại Việt Nam đã và dang khong ngừng tăng trưởng và phát triển Hàng loạt các Nhà máy, các Công ty kinh doanh các mặt hàng thiết yếu về

thép không gỉ phục vụ cho cuộc sống đã được thành lập, điền đó minh chứng chơ

việc nhu cầu về thép không gí đang tầng nhanh

"Từ năm 1990 đến nay Viện [uyên kim đen, theo số liệu thống kế [14] đã sản xuất được các mác thép không gÌ như

- Thép ferrit 430

- ‘Thép austenit 304, 316, 3161

"Trong đó Viên đã nghiên cứu thành công việc sản xuất thép không gỉ mác

316L, được dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình với các thiết bị hiện có như: Lồ cám ứng trung tần, thiết bị tỉnh luyện điện xỉ.đã đạt được chải lượng

cao và được thử nghiệm trên chính cơ thể con người tại liệnh vién 108 và đạt kết quả tốt,

Hiện nay Viện đang tiến hành nghiên cứu chế tạo thép không gí Duplex (mắc Cr12Ni5TĐ, mác thép không gì hoá bên do tiết pha (mác AISI 630 và thép

không gi có chứa nitd

"Tuy nhiên do diêu kiện về thiết bị cồn hạn chế nên Viện chỉ sản xuất được

sản phẩm nhỏ lẻ Ngoài ra, Viện cồn sản xuất nhiều sản phẩm thép không gỉ ở dạng đúc để phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp có liên quan như công nghiệp giấy lầu thuỷ

Ngoài ra cồn một số công ty sẵn xuất đổ dùng thép không gỉ nhưng phôi thép lại nhập từ nước ngoài và phần lớn được nhập từ 'Trung Quốc

hư vậy nước ta hiện nay gần như chưa tự sản xuất được thép không gỉ,

mà hầu hết phối đều được nhập từ nước ngoài

1.2 Công nghệ sản xuất thép không gỉ

"Trước đây sản xuất thép không gí được tiến hành trong ïð điện hổ quang nên yêu cầu nguyên liệu đưa vào phải rất sạch, phế thép không gỉ cùng loại với

thép định sản xuất, ferro hợp kim cacbon thấp hoặc các hợp chất hợp kin hóa ở

dạng kim loại Vì vậy giá thành của thép không gỉ rất cao

Năm 1954 Union Carbid Corporation (J§A) đã nghiên cứu công nghệ khử các bon bằng Arpon — Oxypen Dccarburization (AOD) ở trong phòng thí nghiệm và đến năm 1968 thì xây dựng piloL ở mức độ công nghiệp Đến nam

10

1978 thì các thiết bị AOD trên toàn thế giới đã có sản lượng khoảng 5 triệu

trong 1ö hỗ quang thì thép lỏng được chuyến sang thiết bị AOD để xử lý bằng

hén hyp Ár + Ò¿ Sự thay đổi thành phần hoá học của thép lỏng theo từng giai

3 |Thổiäal 175 [190 foa Joa foos fio 13 fas

4 |Thổilän2 170 ror |05 |- foos li 12 fis

3 |Thốlán3 ló3 |l0I |0l8 |- foos [imo 2a [as

6 |G/d hoin 182 |9,9 |0,02 |o5 |o02 |l650 Ar |5

Phương pháp công nghệ này cố nhiều ý nghĩa về kinh tế:

- Có thể sử dụng nguyên liệu chứa cacbon cao nên giá thành rễ

-_ Giảm tiêu hao vật liệu chịu lửa so với BAF

-_ Hệ số sử dụng của Crom và Niken cao (98 —100%)

Nếu chỉ dùng A1! thì thời gian luyện kéo dài 4h30 còn khi kết hợp với AOD thi théi gian nấu chảy ở I:AI: chỉ còn 2h30 và thời gian xử lý ở AOD là ít

thấp Nếu chỉ đùng EAF thì việc tạo ra thép không gỉ với C

thậm chí đạt tới C = 0,01 %., ruột hầm lượng mà ngày ch BAF + VOD ciing khó

ma dat duge

- Điều khiển thành phân hoá học chính xác hơn

-_ Giảm hầm lượng lưu huỳnh do khuấy trộn mạnh xỉ bazơ và môi trường khử nên để đạt §< 0,01 % thậm chí S = 0,001%

- Nang cao độ sạch của thép

Xgày nay trên thế giới người ta coi công nghệ BAF + AOD là công nghệ

số I để sản xuất thép không gỉ với các tính năng vượt trội của nó so với công

nghệ khác

Gần đây nhiều tác giá đã nghiên cứu cải tiến công nghệ EAE + AOD để sản xuất thép không gỉ với nguyên liệu đầu vào là quặng crôrn chứ không phải là Temo crôm Công nghệ này gồm hai bước

1 Tạo ra hợp kim Fe-l6%Cr-6%C trong lò điện từ nguyên liệu là quặng

crôm, thép phế và than kốc,

2 Khử cac bon của hợp kim trên trong lò chuyển bằng cách thổi oxy vào sau

đó xử lý chân không Sau giai đoạn AOD, trước khi đúc liên tục người ta tiếp tục xử lý trong lò thùng để hợp kim hoá các nguyên tố bổ xung như

"T¡, Nb và khử ôxy bằng AI, Ca hay đất hiếm

1.3 Thép không gỉ dùng trong y tế

"Thép không gì thông thường chiếm khoáng 2 — 3% lồng sản lượng thép của một quốc gia Đối với nước ta cơn số đồ là khoảng 6000 tấn/nãm và một

khối lượng tương đối trong đố được sử dụng trong ngành y tế

Thép không gỉ dùng trong y tế dược phản loại theo phạm vi ứng dụng của chúng

và dược chia làm 2 lĩnh vực sử dụng:

-_ Ihép không gỈ dùng trong linh vực chấn thương chỉnh hình (dùng

trong cơ thể con người) như ốc, vít, nép xương

-_ Thép không gỉ đùng để chế tạo các dung cụ y tế như dao, kéo, panh,

kìm

1.4 Lý do chọn mác thép

Qua khảo sát như cầu thị trường, tham khảo tài liệu tra cứu mác thép thế

giới,

Xuất phát lừ yêu cầu thực tiễn, qua thực tế tham quan sản xuất và nghiên

cứu Tôi đã chọn đẻ tài nghiên cứu là :

Nghiên cáu nấu luyện thép không gỉ mác 30Cr13 dé ché tạo dụng cụ y tế

Thép 30Cr13 không những có khả năng chống gỉ tốt mà cồn đủ các điều

kiện để chế tạo một số dụng cụ dùng trong y tế cũng như trang cuộc sống

Vấn đề đạt ra là lựa chọn công nghệ sẵn xuất thép không gỉ làm sao cho hợp lý phũ hợp với điều kiện hiện có

Luan án đi nghiên cứu và thiết lập quy trình công nghệ nấu luyện và gia

cOng ché lao mac thép 36Cr/3 thanh dung cu sử dụng trong y tế

13

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 Lý thuyết về thép không gỉ

3.1.1 Khái niệm về thép không gỉ

'Thếp không gỉ bao gồm một họ hợp kim trên cơ sở Fe mà tính chất chủ yếu của nố là bẻn chống ăn mòn trong các môi trường khác nhau Crôm là nguyên tố

hợp kim có vai trò quyết định đối với tính không gÏ của thép Với lượng crôm

không ít hơn 12,5 % thép sẽ trở nên không gï trong môi trường oxy hoá do tạo ra lớp mang thụ dộng trên bể mặt của nổ Còn một cách giải thích khác là khi pha

ferrit chứa không ít hơn 12,5 % Cr, điện thế diện cực của nó tăng lên tương

đương phá maclensiL (hay phá cacbit nói chung), nâng cao khả nâng chống an unồn điện hoá một cách rõ rột, làm cho thép trở nên không gỉ

"Tuy gợi là thép không gỉ nhưng trong thực tế mỗi loại thép không gỉ chỉ có

tính chịu ăn mồn cao trong một số môi trường nhất định và ngay cả trong môi trường đó nó vẫn bị ăn mòn nhưng với tốc dộ không dáng kể

Sở đi thép không gi có tính chịu ăn mồn là do trong thép cố chứa nguyên tố

hợp kim crôm Thông thường hàm lượng crôm yêu cầu tối thiểu là lớn hơn (2,5

# như đã nói ở trên Ngoài ra người ta còn cho thém các nguyên tố hợp Kim

khác như đồng, Silie, Nhôm, Niken, molipden, vanadi, titan lam tăng tính chịu

an min của thép nhưng ảnh hưởng của chúng sẽ giảm ởi nhiễu nếu vắng mật

nguyên tố crôm,

Thép không gỉ có thể luyện được trong lò diện hồ quang, lồ thổi, lò điện tần

số sản phẩm có thể ở dạng thanh, 14m, bang cuộn, ống

3.1.2 Phản tích quá trình ăn mòn kim loại

Án mòn là quá trình phá huỷ kim loại do hậu quả các phản ứng hoá học hoặc

các quá trình diện hoá giữa kim loại và môi trường xung quanh Phân loại än

mồn theo cơ chế quá trình hoặc theo dạng bên ngoài của bé mat an mon ‘Theo

14

cơ chế phân biệt ăn mòn hoá học và điện hoá, Theo dạng bể mặt, phân biệt ăn

mòn đều, ăn mòn cục bộ (vết, hố) và ăn mồn tỉnh giới

Ở các nước phát triển, người ta ước tính thiệt hại do ăn mòn chiếm khoảng

42% tổng sản phẩm quốc dân Thiệt hại sẽ lớn hơn nếu tính cả chỉ phí bảo

dưỡng, thay thế vật liệu và hậu quả của ăn mòn là làm ô nhiễm môi trường và mất cân bằng sinh thái

Ở Việt Nam, do khí hậu nóng ẩm tỷ lệ vật liệu kim loại sử dụng cồn cao, vì vậy thiệt hại đo ăn mòn chắc chắn sẽ lớn hơn nhiều

a Ăn mòn hoá học

"Tiêu biểu cho ăn mồn hoá học là ăn mon khí, Khi kim loại tiếp xúc với không

khí ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao trên bể mặt của nó tạo ra màng oxyt Màng

oxyt này sẽ không phát triển nếu oxy không số khả năng xâm nhập vào bên

trong, khi đố màng oxyt lại có tính chất bảo vệ Các điều kiện để tạo nên màng oxyt có tính chất bảo vệ là

~_ Cơ cấu trục sít và phủ kín toàn bộ bể mặt kinn loại

-_ Không bị phá huỷ trong môi trường

~_ Có liên kết chất chế với kim loại nên

-_ Có hệ số giãn nổ nhiệt xấp xi hệ số giãn nở nhiệt của kim loại nên

Khả năng bảo vệ thường được đánh giá tổng hợp thông qua số thể tích riêng

Nhưng nếu tỷ số thể tích riêng quá lớn ( >>1) liên kết giữa mằng oxyt và

kim loại để bị phá huỷ, do đó không có tính bảo vệ

Biện pháp chủ động để bảo vệ khỏi ân mòn đo khí (ân mền hoá học) là hợp kim hoá bằng các nguyên tố tạo ra các mầng oxy! bảo vệ Thông thường các

©xyt nhiều cấu tử ví dụ: FeCrzOx, NiCTzOx có tính bảo vệ tốt hơn các oxyt đơn

b Ăn môn điện hoá

Là sự phá huỷ do tác dụng của quá trình diện hoá khi kim loại nằm trong

môi trường điện ly, là kết quả của hoạt động của các vipin, Môi trường thường gặp là nước có hoà lan muối, axit hoặc các chất khác

"Tốc độ ăn mòn điện hoá phụ thuộc vào điện thế điện cực, kim loại có điện

thế âm hơn sẽ bị hoà tan vào chất điện ly, Các vi pin tạo ra là do;

Sự không đồng đều về tổ chức, tức kim loại chứa nhiều pha với điện thế điện cực khác nhau

De trạng thái ứng suất không đồng nhất

Do lớp phủ (màng öxyt bảo vệ ) bị phá huý

Do tiếp xúc với các kim loại khác

Các biện pháp chống ăn mòn điện hoá là:

‘lao trạng thái thụ động gồm thụ động do màng bảo vệ và thụ động

môi trường

Các biện pháp hạn chế sự tạo thành các vi pin bằng cách khắc phục

các nguyên nhân như đã nếu, trong đó quan trọng hơn cả là tạo ra

một pha dồng nhất không chịu ứng suất dư

16

+ Cơ chế của ăn mòn điện baá

Khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện ly, các ion của môi trường sẽ tác dụng với ion của kim loại, dưới tác dụng này các ion kim loại sẽ bị chuyển vào dung dịch diện ly và dể lại trong kim loại những diện tử thừa Điều này thể

hiện theo các phương trình phần ứng

Me Me" | ne (qua trinh anét)

Còn các chất oxy hoá nhận điện tử do kim loại bị an mon giải phóng ra theo

phương trình phản ứng:

Ox + ne — Red (Qua trinh catot)

Ox: là chất oxy hoá

Red: là chất khử

Cụ thể chất oxy hod law thì xẩy ra phản ứng sau

trao HỤ

Hyt+Hy, >H,

Còn nếu chất oxy hoá là oxy thì:

- Với môi trường là axit, quá trình xẩy ra theo phân ứng sau:

điện thế tiêu -0,44 -0,77 -1,18 -1,63

chuẩn (v)

Bảng 5: Điện thé tiéu chudn edn bang 625°C của 1 số nguyên tố

Các vật liệu được dùng trong các ngành công nghiệp nhìn chung là có độ sạch thấp, thêm vào đó gồm nhiều pha, những pha này cổ điện thế điện cực khá

nhau ở Irong cùng một môi trường điện ly, do vậy rất để bị ăn mòn điện hoá Ví

dụ loại vật liệu thông dụng nhất là thép cacbon, Thép cacbon luôn gém 2 pha ferrit và mactenxit do có điện thế điện cực khác nhau nên sẽ tạo thành cặp pin, ở đây ferrit là anốt bị hoà tan, Nguyên nhân thép cacbon bị gi trong không khí

cũng như vậy Không khí luôn chứa hơi nước nên trên bể mặt có màng nước rất

nông, khí CO; và các khi khác như 8O¿, 11S hoa tan vào nước tạo nên dung địch axit như H2COs, HSCs lam mang nude tro thành môi trường điện ly

Hai dang an mén rt nguy hiểm là ăn mồn hố sâu, ản mồn tỉnh giới An

mồn hố sảu là dạng ăn mòn cục bộ, tốc độ ăn mön tăng nhanh tại một số điểm

nhất định trên bề mặt, tạo thành các hố sâu, lúc đấu có kích thước tế vi (không nhìn thấy được bằng mất thường) Sau đó phát triển nhanh theo chiều sâu và

chiển rộng Ilậu quả đó dán đến chỉ tiết bị nhá hồng Ăn mồn hố sâu và ân mồn tinh giải là hai dang an mồn rất nguy hiểm, vì sự phá huỷ của chúng xảy ra đôi

khi không kếo theo những thay đổi đáng kể trạng thai bể mật, nhất là đối với chỉ

tiết thanh mỏng

d4 Những quy ước dể dành giá mức chống gì của vật liệu kim loại

“Thường gọi chung là thép không gÏ, nhưng thực ra mỗi loại thép không gỉ

có tính chống ân mòn cao trong ruột số môi trường nhất định, ngay cả lrong rnôi

18

trường đó nó cũng bị ăn mòn nhưng với tốc độ nhỏ (không đáng kể) và được coi

là không gỉ

Để đánh giá mức chống gỉ của kim loại người ta công nhận một quy ước

nào đồ, ở đây được chọn so sánh với số liệu từ công trình Cố hai phương pháp

đánh giá:

* “Theo chiều đầy của lớp kim loại bị ăn mồn trong đơn vị thời gian (mm/nãm)

~_ "Trong mi trường än mòn yếu (không khí, nước )

'Tếc độ ăn mòn < 0.01 mm/măm được coi là hoàn toàn không gỉ

Tốc độ án mòn < 0,1 mm/năm dược coi là không gÏ

'Tốc độ ăn mòn > 0.1 mm/măm coi là bị gỉ

~_ Trong môi trường ản mồn mạnh (axit, mudi, bazo )

'Tốc độ ăn mòn < 0,L mmninämt dựợc coi là chịu axit

Tée độ ăn mòn < 1 mm/năm được coi là không gỉ

“Tốc độ ăn mồn > I mm/năäm coi là bị gỉ

* Theo độ giảm trọng lượng trên một đơn vị điện tích trong một đơn vị thời gian

Hàng 6 Phân loại ăn môn theo dé gidm trọng lượng

2.2 Phản loại thép không gỉ

Xăm 1910 việc phân loại thép không gỉ theo cấu trúc đã được đưa ra, đó là

thép không gỉ mactensite, ferrit và austenit Việc phân loại này vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay Việc phân loại này đã cho thấy thép không gỉ có các cấu

trúc rất khác nhau, tuỳ thuộc vào thành phần hoá học của chúng và chế dộ gia

công nhiệt hay cơ nhiệt Điều này nói lên tính linh hoạt của thép không gỉ, nghĩa

là tuỳ theo yêu cầu của các diều kiện làm việc mà ta cổ thể xác dịnh loại cấu trúc và từ đố liên quan đến thành phần hoá học và chế độ gia công của loại thép không gì đó Thép thương phẩm đầu tiên đã được phái mình boi Harry Brearley

ở Sheliield vào năm 1913 Như vậy những nghiên cứu đầu tiên đến việc sản xuất

thép không gi ở mức độ công nghiệp phái mất gần 90 năm

Nếu như lúc đầu thép không gỉ tạo thành trên cơ sở hợp kim hai nguyên

Fe — Ct thì sau này, nhiễu nguyên tố hoá học khác dã được đưa thêm vào hệ Fe-

Cr Đó là các nguyên tố niken, molypđen, magan, đồng, nhôm tiran, niobi

-_ Các nguyên tố này lạo ra cấu trúc œ (Lập phương thể tâm) Cr, Mo,

Nb, V & Ti -_ Các nguyên tố tạo ra cấu trúc 7 (Lập phương điện tâm) C, N, Ni,

Mn, Co

Vì vậy, để xác định cấu trúc của thép không gỉ người ta thường đùng các

dại lượng hàm lượng Cr đương lượng và hàm lượng Ni đương lượng,

Hà khoa học schaefler đã xây dựng lên gián đồ các vùng cấu trúc của thép không gí tuỳ thuộc vào thành phần hoá học trong điều kiện nguội rất nhanh sau khi đúc, rèn hoặc hàn với giá trị Crdl & Ni di theo công thức sau:

Chạy — #4CY + 9Mo+ LO%TI+ 1,S%Si+ MND

Nig = NE + 0,59(14n) + 309()+ 309%(C)

20

Schaeffler di xay dung được giản đồ chỉ ra 4 vùng cấu trúc của thép

không gÏ tuỳ thuộc vào thành phần hơá học như hình 2

Nidi

30

-_ Thép không gỉ Ieri: có nhiều các chất lạo œ

~_ Thép không gỉ austenil: có nhiều các chất Lạo

- Thép không gỉ hai pha: nằm giữa hai loại trên

- _ Thép không gỉ mactenxit; có các chất tao œ và y

2L

tương đương nhau

€6 nhiều cách phân loại thép không gi

+ Theo ứng dụng

- Thép khong gi

- Thép bén nhiét + Theo thành phần hoá học

- ‘lhép không gỉ Cr

- Thép khong gi Cr-Ni + Theo cấu trúc

-_'thép không gỉ austenit

- Thép khong gi ferit

- Thép khong gi mactenxit

~_ Thép không gỉ song pha

‘Lrén thé giới có rất nhiều hệ thống phân loại thép không gÏ

+ Tiêu chuẩn Liên bang Nga

+ Tiêu chuẩn quốc tế ISO

- Mac thép dang mactenxit: 3,4, 5,7, 9a, 9b

-_ Mác thép dạng austenit: 1024 & A2A4

+ Tiêu chuẩn mắc thép của Nhật Bản (IS): SUS xxx giống tiêu chuẩn AISI của

Vien gang thép Mỹ

+ Tiêu chuẩn Mỹ: có nhiều tiêu chuẩn như ASTM ASME, AISL UNS

-_ Ví dụ: theo tiêu chuẩn AIST -_ 2xx: thép không sỉ austenit Cr-Mn- Ni-N

-_ 3xx: Thép không gỉ auslenii Ni-Cr

- 4xx: thép không gi mactenxit crém cao và thép ferit, crôm cao,

+ Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

- Ví dụ 'ICVN 2735-78 là thép chống ăn mòn và bên nóng

23

Thành phần hoá học của ruột số: mác thép không gì nêu trong bang 7

“Thép không gỉ là hợp kim tạo thành trên cơ sở các hệ Fe-Cr, Ke-Cr-Ni

Khả năng chống ân mồn của thép phụ thuộc rất lớn vào tổ chức, đo đá trước hết cân nêu khái quát về tổ chức của các hệ hợp kừm này

Hinh 3: Gidn dé trang thdi Fe-Cr

-_ Crôm là nguyên lố mở rộng vũng Fe-œ, với bất kỳ nồng độ crôm nào cũng có thể tạo ra tổ chức ] pha của ferit, là dung dịch rắn giữa

Fe-o va Cr

- Néu néng độ Crôm nằm trong phạm vi từ 30-65%, cổ khả năng tạo

pha xeena có độ cứng cao và đồn Trong quá trình làm nguội các Hợp kin có thành phần đã nêu, lúc đầu tạo ra [eriL, sau đồ một phần

hoặc toàn bộ ferit chuyển thành pha xecma Tốc độ tạo thành pha

xecma phụ thuộc vào nồng độ crém và tốc độ nguội Nếu nguội

nhanh trong quá trình đúc thì pha xeema có thể không tao ra, nhưng

khi nung lại để cán, rèn, đập nhiệt luyện thì pha xccma sẽ được

tiết ra Quá Irình nãy phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian nung, độ hại,

trạng thái ứng suất Sự tạo thành pha xecma luôn kèm theo hiệu ứng

thể tích, làm cho hợp kim trở nên đồn, dễ bị phá huỷ khi có ứng suất

XNếu ngoài Fc và Cr cồn có những nguyên tố khác thì phải lưu ý đến xu thế

ảnh hưởng của chúng đến tổ chức, Cần quan tâm đến các đặc điểm sau đây:

-_ Các nguyên tố mở rộng vùng l'e-œ (tạo ferit) đều có xu thế mở rộng

vùng pha xecma về phía nồng độ Cr thấp, tiêu biểu lì Mo, Sỉ Như vậy khí sử dụng Mo nên chú ý đến lạo pha xecma của nổ Mangan

xnặc dù là nguyên tố mở rộng vùng Fe-y (như hình 3) cũng làm lãng

26

xu thế tạo xecma Nguyên nhân là do khả năng hoà tan của pha này

đối với Mn

-_ Cacbon nếu lớn hơn giá trị hoà tan trong ferit nó sẽ lấy crôm của

terit dé tao thành cacbit, do đố cacbon hạn chế sự tạo thành xecma

Mặc dù vậy, nhưng do nhiều nguyên nhân thì thành phần cacbon trong thép không gỉ phải rất thấp để đảm bảo khả năng chống ăn

mồn cao

b Hop kim sắt —] niken

Qua hình 3 ta nhận thấy Niken mở rộng vùng [e-y tao dung dich rin hoa tan

vô hạn giữa sắt và niken pha austeniL với nồng dộ lớn hơn 40% Ni thép chỉ gồm

1 phá austenit với độ dẻo cao và có khả năng chống ản mồn lớn Sự có mặt của

các nguyên tở thường gặp khác như Cr, Si, Mo, Ti, Nb déu din dén xu thé

xuất hiện pha ferit Ngoài ra theo một số tác giả dũ cho hợp kim có tổ chức ban dầu là austenit đồng nhất, nếu nung lâu ở nhiệt độ đủ cao có khả năng xuất hiện

một số hợp chất kin loại như Fe3Ni, Fe2Ni, Fe3Ni2 và FeNi3 trong đua xác xuất xuất hiện pha FeNi3 là lớn nhất Sự có mặt của những pha này làm giảm đáng kể tính chống ăn nnồn

Như vậy nếu chỉ dựa trên hệ I:e-Ni thì thép không gi phải chứa một lượng Ni

quá lớn ( 40%) mà cơ tính lại thấp

Hinh 4: Gidn dé trang thdi Fe-Ni

c Hop kim hé Fe-Cr-Ni

Hình 6: Mặt cất ngang của viẳn đồ Fe-Cr-Ní ở nhiệt độ 400 C

Hệ hợp kim Fe-Cr-Ni là hệ cơ sở của thép không gi, trên hình 5 và hình 6 thể hiện mặt cắt ngang giản đổ trạng thái 3 cấu tử Fe-Cx-Ni ở nhiệt độ 1 100% (nhiệt dộ tôi) và 400% (nhiệt độ ram) qua dây nhận thấy rằng dối với các hợp

kim giàu sắt nếu tổng lượng chứa Ni+CT cao hơn khoảng 15% thì nung lên 1100

€ có thể đạt được trạng thái Ì pha austcnit (À) và (hco nguyên lắc nguội nhanh

khi tôi, pha austenit có thể tồn tại ở nhiệt độ phòng, nhưng khi nung lên 400? C

thì từ austemiL (A) sẽ tiết ra pha feril (F) tạo tổ chức 2 pha (A+Feo) Muốn tổ

chức sau khi ram ở nhiệt độ 409" C vẫn giữ là A thủ tổng lượng Ni + Cr phải cao

hơn khoảng 40% Như đã nêu trên sự cổ mật của pha xccma trong hợp kim vừa

tạo nên tính đồn (cơ tính kém) vừa tạo nên sự không đồng nhất về tổ chức (giảm

tính chống ăn mòn) nên thành phần thép không gỉ phải lựa chọn sao cho không

tạo ra pha đố Khả nàng tạo pha ö trong hợp kim hệ Fe-Cr-Ni với 8% Ni, thể

hiện trên hình 7 và tổ chức hợp kim sau tôi (nguội nhanh trong nước) trên hình 8

Hinh 8: Tổ chức của hop kim Fe-Cr-Ni vii 0,7%C

'Từ hình 7 ta thấy rằng nếu thành phần Cr nhd hon 18% thi không có khả

năng pha 8 TỔ chức của hợp kim Fo-Cr-Ni cồn phụ thuộc vào lượng chứa

cacbon

Các ký hiệu trên hình 8:

F Ferit

K- cacbiL

A'-Austenit kém ổn định dễ phân huỷ khi nung

A- Austenit ổn định, chỉ phân huỷ khi nung quá nhiệt độ xác định

"Từ hình 8 thấy rằng để dạt dược tổ chức một pha austenit khi tôi, thì yêu câu tổng lượng chứa Cr+Ni phải lớn hơn khoảng 23-35%, trong đố Nỉ phải lớn

hon 7%

Xhư vậy so với hình 8 thấy rằng sự có mật của cacbon làm dịch chuyển tổ chức sang vùng 2 pha và muốn có tổ chức | pha thì tổng lượng Cr+Ni phải cao

hơn

Ngoài Cr và Ni ra còn có ảnh hưởng của một số nguyên tố khác như Mo,

Nb, C, Mn dén 16 chức của thép không gỉ Trường hợp đó phải dùng giản đồ

Schaeffler hình 9 để xác định vùng có tổ chức theo yêu cầu

30

2.2.2 Nguyên tắc chọn thành phần cơ bẩn của thép không gỉ

Cúc yêu cầu chủ yếu của thép không gỉ là:

~_ Không bị phá huỷ do ăn mồn trong khí quyển và một số môi trường

khác

~_ Cổ cơ tính phù hợp trong quá trình chế tạo và sử dụng,

3L

- Trong những trường hợp cần tính an toàn lớn chống än mòn, phải

có khả năng chống an mon hố sâu và än mồn tỉnh giới cao

Để thoả mãn 3 yêu cầu cơ bản về tính chất như đã nêu trên thép không gỉ phải

thoả mãn yêu cầu về thành phần và tổ chức sau đây:

Hàm lượng crâm phải lớn

Crom là nguyên tố cơ bản để tạo khả năng chống gỉ cho thép vì nó tạo ra màng oxyL CrzO hoặc Fo Cr;O; cổ tính bảo vệ cao Trong hệ 2 cấu tử Fo-Cr, Crm hoà tan hoàn loần Irong Fe-œ và (heo kết qủa của nhiều công trình nghiên

cứu khác nhau cho thấy để màng oxyt crôm nêu trên trong dung địch rấn có tính

bảo vệ thì lượng crôm phải lớn hơn 11,7% Lượng chứa crôm cing cao khả năng chống än mồn trong khí quyển và một số môi trường khác càng cao

liam luong Ni phdi đủ lớn

"Thép không gỉ trên cơ sở hệ Iie-Cr chỉ bền vững chống ăn mờn 1rong một

số môi trường Nếu chứa thêm Ni tính chống ăn mòn sẽ được tăng cường đáng

kế do tác dụng thụ động hoá của Niken Mặt khác niken là nguyên tố mở rộng

ving L’e-y (ngược với crôm mở rộng vùng I'e-œ) do đó muốn nhận được tổ chức

1 pha austenit (hoặc gần với vùng ¡ pha) là tổ chức có tính chống ăn mòn cao thi

lượng chứa niken phải lớn hơn 8%

'Từ các phân lích trên thành phân cơ bản của thép không gỉ có tính chống än mồn cao là Crl8Ni8 (gợi tắt là thép không gỉ 18-8), tổ chức cơ bản của thép sau

tôi trong không khí (đối với chỉ tiết nhỏ mỏng) hoặc tôi trong nước (đối với chỉ tiết dầy) là austenit Tuy vậy cẩn chú ý ở trạng thái đúc trong quá trình kết tinh, xảy ra trong điểu kiện thực tế — xa vũng cân bằng c6 thể gập các pha khác như

ferit, cacbit và cả xecma do không đồng nhất thành phần

+ Hàm lượng của các nguyên tố khác như Mo, Tỉ, Mn, N›

Vai trò của một số nguyên tố khác trong thép không gi 18-8 phụ thuộc

vào những mục đích khác nhau, người ta cố thể hợp kim hoá thép 18-8 bằng các

tỳ 8

nguyên tố như Titan, Nitơ ngoài ra cacbon là nguyên tố không tránh khỏi

trong quá trình nấu luyện

"Han: Là nguyên tố mổ rộng vùng l!e-œ, do đó khi thép có chứa

thêm lượng tan, muốn đảm bảo tổ chức l pha austenit phải tăng

lượng Ni 10% và titan càng nhiều thì niken phải càng nhiều Nếu không đủ niken thì sẽ xuất hiện pha thứ 2 là ferit Cần lưu ý là khi nung trở lại pha feri trong thép cố chứa titan rất dễ chuyển thành pha xecma, gây ra dồn, giảm cơ tính của thép Với sự tốn tại của pha †erit tính chống ăn mòn của thép giảm khi cho thêm titan cần

chú ý đến vai trò của nhôm và cabon trong thép 18-8 Nhôm dược đùng lầm chất khử trong luyện thép và do đó cố thể cồn sốt lại trong thép Nhôm cũng là nguyên tố mở rộng vùng Fc-œ và do dó

cũng song sơng tổn tại với titan, khả năng xuất hiện pha ferit sẽ rất

lớn Cacbon cùng với titan tạo ra cacbit có tính ổn định cao, có giới

han hoa tan thay đổi theo nhiệt độ và khả năng tiết ra trên nến

austenit làm giam khả năng chống ăn mồn của thép

khả năng tạo mactenxit biến dạng Từ đặc diểm này sự có mặt của

Mn trong thép không gi 18-8 lam xấu khả nàng chống ăn mòn của

nó và người ta cố gắng khống chế lượng chứa Mn trong giới hạn

chu phép, nhất là trong thép có chứa cacbon

Nito:

Nito mé réng ving Fe-y, do đó trong thép có chứa nitơ lượng niken

cố thể giảm mà vẫn giữ được tổ chức một pha austenit Người ta

tính rằng, vúi 0,1%N; lượng Niken có thể giảm từ 2-4% cồn với

lượng 0,25%N: lượng niken có thể giảm bớt 3-6%, thép FeCrL8NI

và (0,15-0,25%)N; có độ bên và khả năng chống an mồn tinh gidi

tương đương với thép l'eCr1SNi8, chống ăn mòn tốt hon trong axit HNO: sôi Về cơ tính ở nhiệt đệ thường nitơ có khả năng hoá bên cao, thép chứa niơ bên hơn nhưng kém dẻo hơn

2.2.3 Hàm lượng cachon phải thấp hoặc rát thấp

Hình 10: Độ hoà tan của cacbon trong thép 18-8

Ở trạng thái cân bằng cacbon có thể liên kết với một số kim loại để tạo

thành cacbit, trong thép 18-8 chủ yếu là CrzCs Khi nung để tôi, cacbit sẽ hoà

tan trổ lại trong austenit

"Tuy nhiên sự phân hố này là không đồng đều, lượng cacbon trong dung

dich ran austenit sẽ cao hơn ở những nơi trước đó có phần tử cacbii Điều này dẫn đến hậu quả là đù cho tổ chức sau khi tôi là một pha thì tính chống gỉ ăn mòn vẫn bị hạn chế

34

Xếu quá trình nhiệt luyện không đạt được yêu cầu làm cho cacbit không hoà tan hết hoặc cacbit tiết ra trong quá trình ram tiến sau thì khả năng chống ăn

mồn sẽ thấp Từ những phân tích trên muốn đạt tính chống ăn mòn tối đa thì

lượng cacbon phải hạn chế thấp hơn giới bạn hoà tan của cacbiL ở nhiệt dộ phòng Theo hình 8 thì giá trị này vào khoảng 0,03% từ dó trong các thép không

gỉ cần tính chống ăn mòn cao (ví dụ thép không gì dùng trong y 1ế) thì lượng

cacbon phải khống chế nhỗ hơn 0,03%:

2,3 Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ ausfenit

Đối với thép không gÏ dùng trong ngoại khoa, thì cần bảo vệ hệ số an toàn cao về khả nâng phá huỷ do ấn mòn, mà hai dạng än mồn đáng lưu ý nhất là ân

mon didn ya an mon tỉnh giới

2.3.1 Ấn môn điểm

Nguyên nhân là do tác động môi trường tác dụng không đồng đều trên bề

mặt hoặc đo sự không đồng nhất tổ chức không thể kiểm tra, kết quả dẫn đến tạo

các hố sâu ăn mồn lốc độ phát triển của các hố rất nhanh vã ở những vị trí

không thể dự doán Đây là loại ăn mồn rất nguy hiểm,

Sự không đồng nhất về môi trường thường là do các phần tử lạ, bẩn bụi

11êu quả nhìn thấy trên bể mặt và thể hiện mạnh nhất ở các môi trường có chứa

Clo Sự không đồng nhất về tổ chức có thể là do pha dư tạp chất và ngay cả các

vết xước trên bề mặt cũng có thể thúc đẩy hoạt động của các vipin,

Muốn khắc phục ăn mồn điển thì phải hạn chế hai ngu yên nhân trên, tuy nhiên trong nhiều trường hợp cũng không thể dự đoán hết các yếu tố khách quan

mà phải chọn biện pháp chủ dong la hop kim hod thêm các nguyên tổ cố khả

năng làm chậm hoặc hạn chế quá trình ăn mòn hố sâu Hai nguyên tổ cho hiệu quả cao nhất về mặt này là molipden và nitơ Do đó thép không gi dùng trong ngoại khoa của ngành y tế thường chứa Mo hoặc Na

3.3.2 Ấn môn tinh giói

Đây cũng là một dạng ăn mòn rất nguy hiểm vì nó phát triển với tốc độ rất

lớn và không nhìn thấy bằng xuất thường Ăn mồn linh giới liên quan chặt chế

với trạng thái tố chức nhận dược sau khi nhiệt luyện Tốc độ än mồn phụ thuộc vào thành phần của hợp kim, số lượng, phân bố và độ hạt cacbit, trạng thái ứng

suất trong đồ sự có mại của cacbil trên tỉnh giới là nguyên nhân chủ yếu để khắc

phục ân mồn tỉnh giới thường sử dụng 2 biện pháp sau:

-_ Giảm lượng chứa cacbon dưới 0,03 % để cacbit không tạo ra trên tỉnh giới, khả năng giảm cacbon phụ thuộc vào trình độ công nghệ luyện kim

Nếu trước dây sự giảm caobon xuống thấp hơn 0,06-0,07% là khó thì với công nghệ luyện kim hiện nay, với các phương pháp dùng oxy luyện trong

chân không hoặc khí argon cổ thể dễ dang giảm xuống dưới 0,03% hoặc thấp hơn Trên hình 11 thể hiện sự ảnh hướng của cacbon đến khả nâng an

xuồn tỉnh giới của thép 18-8

Hình 11: Ảnh hưởng của C đến khả năng ăn môn tỉnh giái câu thép 18-8

- Sử dụng các chất ổn dịnh cacbit là những chất cổ ái lực hoá học với cacbon mạnh hơn so với crôm, chủng tạo thành cacbit không hoà tan

trong austenit ở nhiệt độ tôi và phân bố đều trong toàn bộ thể tích hat tinh

thể, không có hiện lượng cacbon tập irung không đều trong austenit va cũng không có hiện tượng cacbit tiết ra ưu tiên trên tỉnh giới Các nguyên

36

tố ổn định cacbil thường dùng là T¡ = 4xC, Ta = 16xC, Nb = 18xC Trong

đó C là hầm lượng cachon trong thép

2.4 Một số mác thép không gỉ

Ilién tai đã cố hàng trăm mác thép không gỉ để từ đó người tiêu dùng lựa

chọn phù hợp theo yêu cầu của mình nhằm đảm bảo yếu tố kinh tế kỹ thuật

Những mắc thép không gỉ các nước thường dùng dược dưa ra Ở bằng 8

s we

1 teri 015 |L00 |100 — | 120 125 - liền trong nước, độ bên táng lên đối với xâm thực khí ở

250 trạng thải thụ động tong một số axit yếu Dùng để chế

lạo lồ xu, đao, lưỡi cất, dao cạo râu

2 oscris oos jose |070 | i20-140 | - Til) Ding dé bọc lót cho tím phẳng về một phía Khong rỉ, độ

bến cưc đại đạt được khi thép được tôi và đánh bóng,

3 1€r13(Nh) 0/5 090 / 0,70 120140 | - Tính chất cơ học phù hợp đặc biệt tinh dai Trong chế

1— TEI3SAI ois |o30 |i026 [i03 | AI tạo cơ khí, người tx dùng vào các môi rường có hơi,

nước, khí quyến, hóa dầu Bên trong axit yếu (có tính oxy

0612 hóa), kiếm loãng Khi thén có hàm lượng € thấp, đùng ở

dang ú và chịu dược nhiệt độ 930% Trước khí hàn phải

nung udug sơ bộ thép ở 200-300°C, sau khi hầu cầu liếu

hành ñ để loại bỏ nguy cơ ăn mòn tỉnh giới

6 O8Cr14 (3, Se, P,Mv,| 0,15 |070 |o7o | 13-15 (S,Se,P.Zu) Thich yp cho gia cong tự động nhưng không dược bite

Za)

sif oxy héa và HNO; lạnh khi ở mạng thái thụ động Sử

38