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

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

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.

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

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:

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

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

"

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

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:

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

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:

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

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

"

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:

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:

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

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

"

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

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

"

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:

"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

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

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

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

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

"

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:

"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

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

"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

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

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

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

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

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:

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

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

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

"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

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