Đại học bách khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
I.1. Tình hình phát triển thép trên thế giới .................................................................................3
I.1.1.Tình hình phát triển thép trên thế giới........................................................................3
I.1.2. Tình hình phát triển thép không gỉ trên thế giới..........................................................4
I.2. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam. ...............................................................................4
I.2.2. Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam.......................................................5
I.3.2. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ 205........................................................................6
II.3.1. Phương pháp khử lắng:.........................................................................................15
PHẦN III: CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG.........................................................................................................................................17
III.1.3. Chuẩn bị nguyên, vật liệu:........................................................................................19
III.1.4.Nguyên liệu để nấu luyện thép...................................................................................20
III.4. Chuẩn bị mẫu thử nghiệm và đánh giá kết quả thử nghiệm............................................23
III.4.1.Chuẩn bị mẫu thử nghiệm.......................................................................................23
IV.2.1. Nấu luyện thép nền:.............................................................................................27
Lời nói đầu
Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người, việc tìm và sử dụng vật liệu kim loại
có ý nghĩa vô cùng to lớn. Nhờ đó mà nhân loại đã có bước phát triển nhảy vọt trong
nhiều ngành khoa học kĩ thuật hiện đại.
Thời kì trước công nghiệp chưa chú trọng ngành luyện kim, chế tạo máy vấn đề
chất lượng thép chưa được quan tâm. Vào thế kỷ 20, đặc biệt là sau chiến tranh thế giới
lần thứ nhất do cơ sở hạ tầng bị thiệt hại nặng nề, ngành công nghiệp luyện kim có điều
kiện để phát triển mạnh để phục vụ cho cuộc sống và an ninh quốc phòng. Trên thế giới
các ngành công nghiệp, nhất là ngành luyện thép, chế tạo máy, ngành điện lực, ngành
điện tử… đang phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng sản phẩm. Với yêu cầu và
điều kiện kỹ thuật mới của các dụng cụ máy móc, thiết bị hiện đại phải làm việc trong
điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, chống được ăn mòn, chống mài mòn cơ học, chống
nóng, chống gỉ…các thép thông thường không đáp ứng được. Do đó đòi hỏi phải sản
xuất ra các thép và hợp kim có những tính chất đặc biệt như độ bền cơ học cao, chống ăn
mòn trong các môi trường, chịu va đập…, đặc biệt sản xuất các loại thép có tính đàn hồi
cao, có tĩnh nhiễm từ phù hợp với yêu cầu của khoa học kỹ thuật.

Trong những năm gần đây việc nâng cao chất lượng thép là một trong hai hướng
nghiên cứu chính về sản xuất thép. Chất lượng thép đang thu hút ngày càng đông đảo
các nhà luyện thép vào việc giải quyết cụ thể các tính năng đặc biệt nhằm thỏa mãn ngày
càng cao về nhu cầu của thép cho nền kinh tế quốc dân. Có nhiều biện pháp rất hiệu quả
để nâng cao chất lượng thép đủ bền, gia công tạo hình, chống ăn mòn môi trường khí
quyển, chống dão…, kết hợp với các tính năng đặc biệt khác để nâng cao tuổi thọ và mở
rộng phạm vi sử dụng của thép. Vì những lý do trên chúng em quyết định chọn đề tài: “
Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm”
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
1
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội

Chúng em xin chân thành cảm ơn tiến sĩ NGÔ QUỐC LONG và các thầy cô giáo
trong Khoa: Khoa học và Công nghệ Vật liệu, cung toàn thể các bạn sinh viên đã tận tình
giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án. Do khả năng có hạn, điều kiện thí nghiệm còn hạn
chế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự đóng góp của các thầy
cô giáo.
Các kết quả nghiên cứu trong đề tài này là kết quả chung của nhóm thực hiện đề
tài: “Ảnh hưởng của nguyên tố đất hiếm đến tính chất ăn mòn của thép không gỉ.”
trong đó có học viên cao học Lê Đức Bảo. Các thành viên trong đề tài hoàn toàn có thể
sử dụng các số liệu trong đồ án này để báo cáo và có giá trị tương đương nhau.
Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Thành
Nguyễn Thế Hoàng
Trịnh Quốc Linh
Hà nội, ngày … tháng 6 năm 2010
PHẦN I. TỔNG QUAN
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
I.1. Tình hình phát triển thép trên thế giới

I.1.1.Tình hình phát triển thép trên thế giới.
Hiệp hội Thép Thế giới (WSA) đưa ra dự báo về nhu cầu thép thế giới năm 2009 -
2010 trong bối cảnh kinh tế toàn cầu hồi phục mạnh mẽ .Nhu cầu thép toàn cầu sẽ đạt
1,104 tỷ tấn trong năm 2009, giảm 8,6% so với năm 2008.
Trong dự báo mới nhất, Trung Quốc sẽ tiêu thụ 526 triệu tấn, tăng 18,8% so với năm
2008, tiêu thụ thép tại các nền kinh tế mới nổi sẽ giảm 17%, tại 27 quốc gia EU sẽ giảm
33% và tiêu thụ tại các nước kinh tế phát triển giảm 34%. Năm 2010, thế giới sẽ tiêu thụ
1,206 tỷ tấn thép, tăng 9,2% so với năm 2009, trong đó tiêu thụ của Trung Quốc tăng
5%, của các nền kinh tế mới nổi tăng 12%, tại EU-27 tăng 12% và ở các nền kinh tế phát
triển là 15%. Trong bảng 1.1 liệt kê sản lượng thép một số quốc gia trên thế giới.
Bảng 1.1 Sản lượng thép một số quốc gia trên thế giới (tháng 1/ 2010)
Thứ tự Quốc gia Sản lượng , triệu tấn Tăng(%) so với
1/2009
1 Trung quốc 48.7 18.2
2 Nhật bản 8.7 36.8
3 Mỹ 6.1 48.8
4 Nga 5.2 33
5 Hàn Quốc 4.5 32.4
6 Đức 3.4 27.7
7 Thổ Nhí Kì 2.1 2
8 Tây Ban Nha 1.4 51.1
9 Pháp 1.1 32.3
Năm 2009, cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu đã khiến nhu cầu thép trên thế giới
sụt giảm mạnh, các công ty thép hàng đầu thế giới, đều giảm sản lượng và lợi nhuận,
ngoại trừ Trung Quốc. Theo Hiệp hội sắt thép Thế giới, sản lượng thép thô của 66 quốc
gia trên Thế giới trong tháng 1/2010 là 109 triệu tấn, cao hơn 25.5% so với tháng
1/2009. Trong bảng 1.2 là dự báo tình hình tiêu thụ thép trên thế giới trong năm 2009 và
2010.
Bảng 1.2 Số liệu dự báo tình hình tiêu thụ thép 2009 & 2010
Khu vực Tiêu thụ, triệu tấn Tăng, giảm năm trước so

với năm sau (%)
Năm 2009 2010 2008/2009 2009/2010
EU (27) 122,3 137,4 - 32,6 12,4
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
3
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Các nước châu Âu khác 20,8 23,8 - 17,8 14,4
Cộng đồng các quốc gia độc
lập (CIS)
33,9 36,6 - 30,8 8,2
NAFTA 82,8 96,9 - 35,8 17,1
Trung và Nam Mỹ 33,5 36,7 - 24,4 9,7
Châu Phi 26,3 29,3 0,4 11,4
Trung Đông 38,8 42,9 - 9,8 10,6
I.1.2. Tình hình phát triển thép không gỉ trên thế giới.
Năm 2009, chịu ảnh hưởng của khủng hoảng kinh tế, thị trường thép toàn cầu liên
tục giảm sút, sản lượng của các doanh nghiệp thép không rỉ có quy mô lớn trên thế giới
đều giảm đáng kể. Tuy nhiên, các doanh nghiệp của Trung Quốc đã phát huy đầy đủ ưu
thế trong việc nghiên cứu phát triển và trang thiết bị, tập trung khai thác các sản phẩm có
thị trường rộng, giá trị phù hợp, mang lại nhiều lợi nhuận.
Nổi bật nhất là Công ty gang thép Thái Nguyên ( Trung Quốc ) – doanh nghiệp sản
xuất thép không gỉ lớn nhất thế giới về sản lượng và trong năm 2009 đã sản xuất 2,48
triệu tấn, tăng 38,2% so với năm 2008. Năm 2010 các nhà máy sản xuất thép không gỉ
tại Trung Quốc tăng sản lượng. Taigang là nhà máy sản xuất thép không gỉ lớn nhất
Trung Quốc dự tính sẽ duy trì sản lượng tháng 1/2010 ở mức 200,00 tấn. Sản lượng thép
không gỉ của nhà máy Baosteel đã giảm chỉ còn khoảng 75,000 tấn trong tháng 12/2009
và sẽ nâng năng suất tháng 1/2010 lên 105,000 tấn sau khi đã trải qua giai đoạn khủng
hoảng kinh tế. Số lượng thép cuộn cho ra thị trường của nhà máy thép không gỉ Pohang
(QPSS) trong tháng 1/2010 là 15,000 tấn, cao hơn mức 14,000 tấn hồi tháng 11/2009.
I.2. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam.

I.2.1. Tình hình phát triển thép tại Việt Nam.
Kết thúc năm 2009, nền kinh tế đã có những bước phục hồi. ngành thép trở thành
một trong số ít ngành công nghiệp nặng có tốc độ tăng trưởng cao. Đối với thép xây
dựng sản lượng tăng 25%, tiêu thụ tăng hơn 30% so với năm 2008.
Ba tháng đầu năm 2009, tiêu thụ thép giảm mạnh so với cùng kỳ năm 2008, có lúc
chỉ còn một nửa. tiêu thụ thép xây dựng chỉ bằng 56,24% so với cùng kỳ. với thép cán
nguội (50,4%), ống thép hàn (44,29%) và tôn mạ kẽm, sơn phủ màu (41,87%). Bước
sang quý 2/2009 và tiếp đến cuối năm, thị trường có chiều hướng tốt hơn. Dù không có
đột biến, nhưng từ sau quý 1/2009, lượng thép tiêu thụ bắt đầu tăng lên, kéo theo giá bán
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
4
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
cũng tăng tương ứng. Hiệp hội Thép Việt Nam hy vọng, sự phục hồi của thị trường thép
cuối năm 2009 sẽ tiếp tục trong năm 2010 này, với tốc độ tăng trưởng dự kiến từ 10 đến
12%.
Những tháng đầu năm 2010, do tác động của giá nguyên liệu đầu vào như than,
quặng sắt đều tăng, giá thép sẽ tiếp tục tăng nhẹ. Hiệp hội Thép Việt Nam (VSA) dự báo
tổng sản lượng thép tiêu thụ của cả nước trong năm nay ước đạt khoảng 5,8 triệu tấn,
tăng 10% so với năm 2009. Nhu cầu thép giai đoạn 2009 - 2010 dự báo chỉ trên dưới 3,8
triệu tấn, trong khi đó công suất sản xuất thép xây dựng đạt 7 triệu tấn/năm. Thép tôn
cán nguội đạt 2 triệu tấn/năm, trong khi nhu cầu chỉ cần 1,2 triệu tấn. Sắp tới, lại có
thêm một nhà máy sản xuất thép với công suất 1,2 triệu tấn/năm của Posco (Hàn Quốc)
nên khiến cung vượt quá cầu.
I.2.2. Tình hình phát triển thép không gỉ ở Việt Nam.
Theo các chuyên gia kinh tế dự đoán, sản lượng thép không gỉ Việt Nam trong năm
2010 sẽ tăng 10 - 12% do có nhiều nhà máy vốn đầu tư nước ngoài tại việt nam đã bất
đầu đi vào sản xuất. Trong khi đó, giá nguyên liệu (thép, phế, Ni, Cr…) tăng ngày một,
sẽ là rất khó khăn để các thương hiệu thép không gỉ Việt Nam trụ vững trên sân nhà khi
không còn sự bảo hộ của nhà nước.
Ngày 22/2/2010 tập đoàn Formosa của Đài Loan thông báo kế hoạch đầu tư xây

dựng nhà máy thép không gỉ tại khu công nghiệp ở tỉnh Hà Tĩnh - Việt Nam. Nhà máy
này có trị giá 100 tỉ đài tệ (khoảng 3,1 tỉ USD), với sản lượng khoảng 2 triệu
tấn/năm. Tập đoàn này sẽ khởi công xây dựng nhà máy thép không gỉ tại Việt Nam vào
cuối tháng 4/ 2010, và dự tính vốn đầu tư vào nhà máy này lên đến 280 tỉ đài tệ (7,8 tỉ
USD). Đây là một trong những nguồn động lực thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế Việt
Nam nói chung và ngành thếp không gỉ Việt Nam nói riêng.
I.3. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ
I.3.1. Các loại thép không gỉ trên thế giới.
Hiện nay ở nước ta thép không gỉ ngày càng được dùng nhiều trong các ngành khác
nhau: y tế, cơ khí, đồ gia dụng, nghệ thuật, dụng cụ đo kiểm…. Thông thường thép không
gỉ chịu được sự ăn mòn trong môi trường khí quyển và axit yếu; rất phù hợp với diều kiện
khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của Việt Nam. Trong khi các loại công cụ và đồ dùng bằng thép
thông thường luôn luôn phải bảo dưỡng bằng những phương pháp bảo vệ bề mặt (sơn phủ,
mạ) hàng năm để tăng khả năng chịu mài mòn và cơ tính tổng hợp cao, tuổi thọ cho chi tiết
đòi hỏi chi phí rất đáng kể. Sử dụng thép không gỉ rất tiện lợi và là một cách tiết kiệm
nguồn tài nguyên thiên nhiên.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
5
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Thép 205 là một loại thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong dân dụng với ưu
thế có giá cả rẻ do không cần nhiều nguyên tố hợp kim như Ni trong thép nên chi phí đầu
vào thấp. Thép không gỉ 205 tuy không có độ bền cao như những mác thép không gỉ khác
song với nhu cầu sử dụng trong dân dụng thép này đáp ứng hoàn hảo các điều kiện về giá
cả, thẩm mỹ và độ bền mà người tiêu dùng mong muốn. Thành phần hóa học một số thép
không gỉ trên thế giới được môt tả trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Giới thiệu một số mác thép không gỉ thể Austenit
AISI C Si Mn P ≤ S ≤ Cr Ni Mo
201 ≤ 0.15 ≤ 1.0 5.50 – 7.50 0.06 0.03 16.0 – 18.0 3.5 – 5.5 –
202 ≤ 0.15 ≤ 1.0 7.5 - 10 0.06 0.03 17.0 – 19.0 4.0 – 6.0 –
205 0,12 – 0,25 ≤ 1.0 14.0 – 15.5 0.06 0.03 16.5 – 18.0 1.00 – 1.75 –

301 ≤ 0.15 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16.0 – 18.0 6.0 – 8.0 –
304 ≤ 0.08 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 18.0 – 20.0 8.0–10.0 –
304L ≤ 0.03 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 18.0 – 20.0 9.0–13.0 –
316 ≤ 0.08 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16 – 18 10 – 14 2 – 3
316L ≤ 0.03 ≤ 1.0 ≤2.00 0.045 0.03 16 – 18 12 – 15 2 – 3
I.3.2. Giới thiệu vài nét về thép không gỉ 205
Thép không gỉ 205 là mác thép bền ăn mòn trong điều kiện khí quyển có hàm
lượng các nguyên tố chính : 16.5 – 18,0% Cr, 14,0 – 15,5% Mn và 1,00 – 1,75% Ni. Thép
205 thường được chế tạo các đồ gia dụng, trang trí,... Trong bảng 1.4 và 1.5 mô tả thành
phần hóa học và cơ tính thép không gỉ 205 theo tiêu chuẩn của Mỹ.
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của thép không gỉ 205, %
Thép C Si Mn P ≤ S ≤ Cr Ni
205 0,12 – 0,25 ≤ 1.0 14.0 – 15.5 0.06 0.03 16.5 – 18.0 1.00 – 1.75
Bảng 1.5. Cơ tính của thép không gỉ 205

205
Độ bền σ
B
,
MPa
Độ chảy σ
0,2
,
MPa
Độ giãn dài δ.
%
Độ co thắt ψ, %
Độ cứng, HRB
790 450 40 -
≤ 100

Hiện nay tại Việt Nam hầu hết thép không gỉ 201, 202, 205... trên thị trường đều
nhập phôi thép từ nước ngoài, trong đó có cả của Trung Quốc. Nhu cầu sử dụng thép
không gỉ trong nhiều ngành ngày càng lớn về cả số lượng lẫn chất lượng. Với mong
muốn chế tạo thép không gỉ có giá thành rẻ, dễ kiếm và
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
6
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
chất lượng tốt để sử dụng rộng rãi trong thị trường chúng em đã chọn để tài:
“ Nghiên cứu công nghệ nấu luyện thép không gỉ 205 có sử dụng đất hiếm”.
PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
II.1. Ảnh hưởng các nguyên tố trong thép
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
7
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Ảnh hưởng tổng hợp của nguyên tố hợp kim đến độ cứng và độ dai va đập của
ferit có thể thấy rõ trong hình 2.1. Trên đồ thị thấy rằng, ảnh hưởng của các nguyên tố
hợp kim đến độ dẻo (độ dai va đập), độ cứng (độ bền) có 2 nhóm khác nhau rõ rệt: Mn
và Si, Cr và Ni. Hai nguyên tố Mn và Si làm tăng rất mạnh độ cứng, song cũng làm giảm
mạnh độ dai (dẻo), đặc biệt khi thép chứa 2%Si hoặc 3.5%Mn, ferit đã có độ dai rất thấp
(nhỏ hơn 500KJ/m
2
) làm thép ròn. Do vậy mặc dù có lợi thế là rẻ hơn, khả năng hóa bền
cao nhưng Mn và Si chỉ được dùng với hàm lượng hạn chế 1- 2% (trừ 1 số loại thép đặc
biệt như thép kỹ thuật điện, thép chịu va đập). Còn Ni và Cr (cho tới hàm lượng 4%) làm
tăng độ cứng, không làm giảm độ dẻo dai mà còn làm tăng chút ít. Do vậy hợp kim hóa
thép bằng Cr, Ni hay đồng thời cả hai là rất tốt vì ngoài làm tăng độ thấm tôi, bản thân
chúng còn nâng cao độ cứng, độ bền và vẫn duy trì được độ dẻo, độ dai của ferit. Vì thế
thép có độ thấm tôi cao thuộc nhóm được hợp kim hóa bằng Cr, Ni. Mặc dù giá thành
cao hơn (do Cr và đặc biệt là Ni ngày càng đắt hiếm) loại thép này vẫn được sử dụng
rộng rãi trong chế tạo các chi tiết làm việc có độ tin cậy cao.

Hình 2.1. Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến độ cứng và độ dai va đập của ferit
II.1.1. Ảnh hưởng cuả nguyên tố cacbon
Cacbon là nguyên tố không thể thiếu trong thép và cùng với sắt tạo thành dung
dịch hoà tan có hạn. Khi hòa tan trong thép cacbon làm tăng hàm lượng xêmentit, mở
rộng vùng austenit. Với một lượng cacbon nhỏ có tác dụng ổn định austenite rất lớn.
Nhưng nếu hàm lượng cacbon quá cao, sẽ làm giảm độ dẻo, tính hàn và khả năng chống
oxy hóa của hợp kim. Cacbon có thể kết hợp với crom tạo thành cacbit có ảnh hưởng lớn
tới cơ tính và tính chống ăn mòn của thép không gỉ. Ngoài ra cacbon có thể kết hợp với
một số nguyên tố hợp kim như: Mn, W, Ni, Nb, Ti…tạo thành cacbit trong thép..
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
8
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Cacbon là nguyên tố làm tăng độ cứng cho thép, về mặt định lượng cứ tăng
0.1%C, độ cứng sẽ tăng 25HB. Cacbon chính là nguyên tố ảnh hưởng lớn đến cơ tính
của thép (hình 2.2), quyết định phần lớn công dụng của thép. Vì vậy, khi dùng thép cần
phải xem hàm lượng cacbon trong mác thép là bao nhiêu, sau đó mới tới các nguyên tố
hợp kim.
Hình 2.2: Giản đồ ảnh hưởng của cacbon đến cơ tính của thép
Qua hình 2.2 cho thấy rằng độ cứng HB tăng tuyến tính với hàm lượng cacbon
trong thép, làm giảm độ dẻo dai của thép. Khi hàm lượng cacbon nhỏ độ dẻo (δ), độ dai
va đập (a
K
) của thép giảm rất mạnh, song càng về sau mức giảm này càng nhỏ đi.
Cacbon là nguyên tố hóa học có thể quyết định rất lớn đến tổ chức, đặc tính, công
dụng của thép. Trong thép hợp kim khi hàm lượng cacbon tăng, ảnh hưởng của pha
cacbit được tăng cường nên làm tăng mạnh độ cứng, giới hạn bền sau tôi.
II.1.2. .Ảnh hưởng của Crôm.
Crôm là nguyên tố cơ bản để hợp kim hóa thép và giản đồ Fe-Cr được mô tả
trong hình 2.3. Crôm có khả năng chống ôxy hóa cao khi hình thành màng ôxit đặc chắc,
tăng tính chịu nhiệt và tăng độ hòa tan của cacbon vào Austenit. Để hợp kim hóa trong

luyện thép, người ta sử dụng FeCr, SiCr …Crôm là nguyên tố có khả năng tạo cacbit
trung bình. Crôm trong thép hợp kim cao sẽ tạo cacbit giàu crôm hơn.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
9
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Hình 2.3: Giản đồ trạng thái Fe- Cr
Crôm làm tăng tốc độ nhạy quá nhiệt của thép trước cùng tích (nhỏ hơn 0.8%).
Crôm làm giảm độ khuếch tán của cacbit trong austenit, ngăn ngừa điểm mềm sau khi
tôi (cải thiện tính công nghệ tôi). Khi giảm hàm lượng crôm sẽ tăng tốc độ phân hủy
bainit, làm cho độ cứng sau khi tôi giảm, khi giữ đẳng nhiệt ở 300 – 400
0
C hoặc nguội
chậm.
Crôm làm tăng đáng kể tính thấm tôi, cải thiện tính ram, khả năng ram và tăng độ
bền. Ở nhiệt độ cao crôm tạo cacbit nhỏ mịn khi ram. Đặc biệt khi trong thép vừa có Cr
và W tạo thành cacbit phức tạp, làm tăng tốc độ hòa tan của cacbit này ở nhiệt độ tương
đối thấp, đồng thời còn làm chậm quá trình kết tụ, lớn lên của cacbit nên làm tăng tính
cứng nóng. Crôm đóng vai trò hết sức quan trọng đối với thép không gỉ.
II.1.3 Ảnh hưởng của Niken.
Niken có mạng lập phương thể tâm hoà tan vô hạn vào γ – Fe và ổn định vùng γ.
Niken làm tăng độ bền, độ cứng, độ dai va đập, tính cứng nóng và chống ăn mòn hóa học.
Niken giữ cho thép được độ dai va đập ở nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp. Niken
không tạo cácbít, tác dụng chủ yếu là tăng độ thấm tôi và độ dai va đập cho ferit. Ni trong
thép có tác dung giữ cho hạt nhỏ nhưng giảm nhẹ tính hàn.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
10
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội

Hình 2.5 Giản đồ trạng thái Fe- Ni
II.1.4. Ảnh hưởng của Mangan

Do Mangan có thể làm tăng tính ổn định của austenit nên khi hàm lượng Mn dưới
2% không có ảnh hưởng gì lớn tới thép không gỉ. Mangan sử dụng để khử oxy và giảm tác
động ảnh hưởng xấu của FeS. Khi Mangan vượt quá giới hạn trên, một phần Mn sẽ tan
vào sắt và một phần tạo cacbit. Cụ thể làm tăng hàm lượng Mn và giảm hàm lượng C để
nhận được thép có độ bền tương đương nhưng cải thiện độ dẻo. Mn được đưa vào trong
thép lỏng để khử sơ bộ oxy và có tác dụng loại trừ lưu huỳnh. Thông thường cho Mn vào
trong thép dưới dạng FeMn ở nhiệt độ lớn hơn 1500
0
C vào đầu giai đoạn hoàn nguyên.
Mn có ảnh hưởng tốt đến cơ tính, khi hòa tan vào ferit mangan nâng cao độ bền và độ
cứng của thép không gỉ.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
11
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội

Hình 2.6: Giản đồ trạng thái của Fe - Mn
II.1.5.Ảnh hưởng của Silíc
Silic tồn tại trong thép như tạp chất, nhưng Si có tác dụng làm tăng tính lưu động
và tính oxy hóa của thép. Silic là nguyên tố ái lực hóa học mạnh với oxy nên Silic khi
hòa tan trong kim loại thường lấy ôxy và tạo điều kiện cho cacbon tiết ra grafit (dạng
cacbon tự do). Do đó silic cùng với mangan được dùng để khử oxy trong thép lỏng.
Do có tỷ trọng nhỏ nên khi cho FeSi vào hợp kim hóa phải thận trọng vì FeSi bị
nổi trên bề mặt xỉ và gây hiện tượng cháy trên bề mặt xỉ vì Si tác dụng phản ứng với ôxy
trong không khí. Để hiệu suất thu hồi Si cao thường cho FeSi vào kim loại lỏng sau khi
đã khử oxy, lưu huỳnh, trước khi ra thép 5 – 10 phút. Silic là nguyên tố không tạo cacbit,
tăng tính ổn định ram, hạn chế tính ròn ram của thép, tăng khả năng chống oxy hóa ở
nhiệt độ cao và tăng độ bền, chống rão. Cùng với Mn, Si có tác dụng tăng giới hạn đàn
hồi.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
12

Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Hình 2.7: Giản đồ trạng thái của Fe - Si
II.1.6. Ảnh hưởng của các nguyên tố khác.
Titan cho vào trong thép có tác dụng khử oxy, làm nhỏ mịn tinh thể, tăng cường
khả năng tạo pha ferit, hình thành cacbit, các hợp chất liên kim. Đồng thời Titan làm
chuyển dịch đường cong C sang phải, nâng cao nhiệt độ nhiệt luyện, giảm độ thấm tôi
(khi hình thành cacbit). giản đồ trạng thái Fe – Ti được mô tả trên hình 2.

SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
13
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Hình 2.8: Giản đồ trạng thái Fe - Ti
II.2.Ảnh hưởng của tạp chất
II.2.1.Ảnh hưởng của Phốt pho
Trong thép lỏng phốt pho hòa tan rất nhiều ở dạng phân tử Fe2P. Trong thép lỏng
có ôxy, Mn, Al thì Phốt pho có thể tạo thành P2O5, FeO.P2O5 nhưng trong thép đặc, sự
hòa tan của P không đáng kể, đặc biệt ở dạng pha ferit hòa tan chỉ độ vài phần nghìn. Do
vậy dễ xuất hiện Fe2P, nâng cao độ bền, đặc biệt tăng ròn ở nhiệt độ thường hay gây bở
nguội, ròn nguội (hình 2.9), do đó làm giảm mạnh độ dai va đập của chi tiết. Chỉ cần
0.1%P hòa tan, ferit đã trở nên rất ròn. Song P là nguyên tố dễ gây thiên tích (phân bố
không đều) rất mạnh trong quá trình kết tinh. Nếu để tránh ròn hàm lượng P trong thép
phải nhỏ hơn 0.05%. Ảnh hưởng của P đến cơ tính còn thể hiện sự tăng mạnh nhiệt độ
chuyển biến từ trạng dẻo sang ròn. Thép hợp kim có độ bền thấp chứa 0.2%P thì ngưỡng
ròn nằm ở nhiệt độ phòng. Ngoài ra P còn làm tăng giới hạn chảy, làm giảm độ co thắt
tương đối, giảm công lan truyền vết nứt (dễ bị nứt). Do đó phải hạn chế P theo yêu cầu
quy định trong mác thép khá chặt chẽ.
II.2.2. Ảnh hưởng của lưu huỳnh
Khác với P, S không hòa tan vào Feα và Feγ mà tồn tại ở dạng sunfit (FeS) gây
nên hiện tượng ròn nóng trong thép. Tính ròn nóng do sự có mặt của FeS. FeS tạo với sắt
cùng tính có nhiệt độ nóng chảy thấp (988

0
C) nên khi kết tinh FeS sẽ kết tinh sau cùng
và sẽ nằm ở biên giới hạt tinh thể. Khi nung thép để cán, kéo, tại biên giới hạt FeS sẽ
chảy mềm ra và gây nên hiện tượng thép bị
phá hủy ròn.
Mn + FeS = MnS + Fe
Do có ái lực với S mạnh hơn Fe nên khi đưa Mn vào thép thi Mn sẽ thay Fe tạo thành
sunfua mangan MnS. Pha MnS kết tinh ở nhiệt độ cao (1620
0
C) dưới dạng các hạt nhỏ
rời rạc nên không bị chảy, gây nứt gẫy khi gia công nóng. Khi khử bỏ tính ròn nóng
MnS cũng như các tạp chất phi kim loại khác đóng vai trò là tạp chất, trung ứng suất,
làm giảm độ dẻo và độ dai của thép. Vì thế hàm lượng S trong thép phải được khống chế
chặt chẽ.
II.2.3.Ảnh hưởng của oxy
Trong quá trình luyện thép có quá trình oxy hóa để khử tạp chất khỏi thép lỏng
nên cần đủ oxy truyền vào nồi lò trong những thời điểm cần thiết. Nhưng trong khi khử
bỏ tạp chất lượng các ôxyt sẽ còn lưu lại nhiều trong thép và cần được khử bỏ. Độ hòa
tan của ôxy trong thép khá lớn, tại nhiệt độ 1600
o
C trong thép có độ hòa tan ôxy là
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
14
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
0.23%, đồng thời ôxy có thể kết hợp với sắt tạo thành oxit FeO. Ôxy và sắt tạo thành
dung dịch đặc khiếm khuyết, mạng tinh thể bị méo lệch, do đó cơ tính của thép bị ảnh
hưởng. Thép có hàm lượng oxy cao thường bị phá hủy ròn.
II.2.4. Ảnh hưởng của Nitơ và Hidro
Nitơ và Hidro là những tạp chất ẩn có hại. Ảnh hưởng của Nitơ và hyđro mạnh
nhất là làm giảm độ dẻo, tăng khuynh hướng phá hủy ròn của thép. Nitơ hòa tan trong

ferit với lượng rất nhỏ và tạo thành vật lẫn trong kim loại là nitrit. Các nitrit làm thép có
tính ròn, làm giảm độ bền của thép.
Hàm lượng Nitơ cao gây ra hiện tượng hóa già thép khi biến dạng. Các nguyên tử
N trong thép biến dạng nguội tụ tập lại nên thép bị hóa bền trở nên kém dẻo. Nitơ nằm
trong dung dịch rắn hoặc tích tụ trong các lỗ xốp.
Tính ròn của hyđrô mạnh nhất của thép đối với tổ chức mactenxit. Hàm lượng
hyđrô cao trong thép khi bị nấu luyện có thể dẫn đến trong vùng mặt gẫy có dạng vết
đốm màu trắng. Hiện tượng này thường gặp ở các thỏi thép, rèn đúc từ thép crom và
crom – niken. Để phòng ngừa thép sau khi biến dạng nóng, thép được làm nguội chậm
hoặc giữ lâu ở nhiệt độ 250
0
C do hyđrô có tốc độ khuếch tán lớn ở điều kiện như vậy sẽ
không tích tụ thành bọt khí mà thoát ra khỏi thép.
II.3. Khử oxy trong thép
Mục đích khử oxy trong thép là khử bỏ bớt lượng oxy quá nhiều trong thép để
giảm thấp lượng oxy hòa tan trong thép và nâng cao chất lượng của thép.
Khi khử ôxy thường dùng một chất (nguyên tố) có ái lực hóa học mạnh với oxy
lớn hơn ái lực của sắt với oxy để lấy ôxy hòa tan trong thép.
Vì vậy điều kiện của các sản phẩm của các phản ứng khử oxy là: không được hòa
tan trong thép lỏng, tạo oxit hoặc các hợp chất có tỷ trọng nhẹ hơn thép lỏng và có thể dễ
dàng nổi trên bề mặt xỉ.
Trong thực tế hiện nay thường dùng các phương pháp khử ôxy sau:
• Khử lắng
• Khử khuếch tán
II.3.1. Phương pháp khử lắng:
Trong phương pháp khử lắng nguyên tố khử oxy được cho vào lò nấu luyện để
thực hiện nhiệm vụ lấy ôxy của các nguyên tố có trong thép vì các nguyên tố này có ái
lưc hóa học với ôxy yếu hơn ái lực hóa học của nguyên tố khử. Sau đó ôxyt của nguyên
tố khử có tỷ trọng thấp dễ nổi lên trên xỉ và được loại bỏ ra khỏi kim loại lỏng.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành

15
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
II.3.2.Phương pháp khử oxy khuếch tán:
Quá trình khử oxy khuếch tán được tiến hành như sau: cào bỏ xỉ cũ, tạo xỉ mới,
sau đó cho hỗn hợp khử oxy dạng bột lên mặt xỉ lỏng. Thành phần của chất hỗn hợp
thường dùng là vật liệu có chứa cacbon như than cốc, than gỗ hoặc grafit. Điều kiện tất
yếu của phương pháp khử oxy khuếch tán là phải hết sức khống chế cho môi trường khí
trong lò là môi trường hoàn nguyên để các thành phần trong hỗn hợp không bị cháy tổn
nhiều. Nhược điểm của phương pháp này là thời gian khử oxy quá dài, năng suất của
thiết bị thấp.
Trong quá trình thực hiện việc nấu luyện thường chúng ta sử dụng phương
pháp khử lắng bằng một số hợp chất của nguyên tố có ái lực hóa học mạnh hơn
sắt với oxy như Mn, Si, Al.
Nhiệm vụ khử oxy không chỉ khử bỏ oxy hòa tan trong thép mà còn phải khử tạp
chất oxy, sản phẩm oxy ra khỏi thép lỏng.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
16
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
PHẦN III: CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH
GIÁ CHẤT LƯỢNG
III.1 Thiết bị nấu luyện thép
Trong điều kiện ngày nay các dụng cụ, máy móc, thiết bị hiện đại đòi hỏi phải
làm việc trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao nên cần phải sản xuất ra các mác thép
có những tính năng đặc biệt. Các lò luyện điện thép với các kích cỡ khác nhau đang
được dùng để nấu luyện các loại thép đặc biệt. Để luyện thép và hợp kim trong lò điện,
người ta sử dụng điện năng biến thành nhiệt năng dưới dạng hồ quang… được người ta
sử dụng Trong các lò luyện thép cảm ứng trung tần có thể luyện một số mác thép hợp
kim chuyên dùng hoặc thép hợp kim cao ít cacbon.
III.1.1 Cấu tạo lò cảm ứng trung tần
Hình 3.1: Cấu tạo nội hình lò trung tần.

1. vòng cảm ứng 4. máng ra thép
2. tường thân lò 5. thép lỏng
3. đáy lò 6. xỉ lỏng
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
17
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
III.1.2 Nguyên lý làm việc
Lò cảm ứng không lõi sắt giống như một máy biến thế không khí mà cuộn sơ cấp
là cuộn cảm ứng được quấn xung quanh lò, còn cuộn thứ cấp chính là mẻ liệu kim loại
chứa trong lò. Do không có lõi sắt nên nguồn từ không bị phân tán, vì vậy càng gần cuộn
cảm ứng thì càng có nhiều đường sức tập trung, nghĩa là mật độ lớn. Độ dày tường lò
cần phải tính toán để hợp lý và việc xếp liệu khó chảy cần xít gần tường lò, kín đáy.
Trong quá trình nấu luyện tùy thuộc vào từng vùng, tính chất liệu kim loại và tần
số làm việc của lò mà mức độ cảm ứng của liệu trong lò là khác nhau. Mật độ điện tập
trung nhiều nhất ở vùng xung quanh lò và ít nhất ở chính giữa lò. Liệu chảy trước tiên là
ở sát tường lò, gần cuộn cảm ứng.
* Động cơ điện : là loại động cơ không đồng bộ (thế hiệu đến 500V, số vòng quay 3000
vòng/phút), được cung cấp dòng điện có tần số công nghiệp 50Hz.
* Khung lò có chức năng cố định vòng cảm ứng với nồi lò và để lắp đặt các hệ thống
nghiêng lò. Khung lò gồm có khung ngoài và khung trong:
- Khung ngoài để đỡ lò, thiết bị nghiêng lò. Khung ngoài được cố định vào sàn nhà
xưởng.
- Khung trong có tác dụng chứa toàn bộ lò.
Vật liệu làm khung phải là vật liệu phi từ. Yêu cầu của khung trong phải chắc chắn,
phi từ tính, không khép kín mạch điện. Khung trong được nối với trục ngoài bằng hai gối
trục.
* Hệ thống nghiêng lò: hệ thống nghiêng lò chạy bằng động cơ điện để quay nồi lò
trong quá trình rót kim loại.
* Hệ thống nước làm nguội: có nhiệm vụ làm mát cuộn cảm ứng, tủ điện, các bảng
mạch điện tử, tụ bù, tiếp điểm…Nhiệt độ nước vào làm nguội không quá 35°C và các bộ

phận khác không quá 50°C. Hệ thống nước làm nguội phải có bể dự trữ để cấp cứu khi
hệ thống làm nguội có sự cố.
* Gạch chịu lửa có nhiệm vụ định vị nồi lò và khung lò.
* Tấm amiăng để cách nhiệt, điện giữa cuộn cảm ứng và nồi lò.
Nồi lò gồm 3 lớp cơ bản: Trong cùng là lớp chịu lửa, tiếp theo là lớp cách nhiệt,
ngoại cùng là lớp cách điện tiếp giáp với vòng cảm ứng. Vật liệu làm tường lò tùy theo
từng mác thép và tùy theo công nghệ nấu luyện. Độ dày của tường lò mỏng hơn đáy lò vì
đáy lò còn chịu trọng lượng của kim loại.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
18
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
III.1.3. Chuẩn bị nguyên, vật liệu:
Vật liệu xây lò gồm có nhiệu loại, sử dụng nhiều nhất là sạn mannhêzit. Công việc
chuẩn bị sạn là một việc rất quan trọng trong công tác chế tạo lò nấu luyện, nếu chuẩn bị
sạn không tốt thì tuổi thọ của áo lò sẽ thấp, cũng như ảnh hưởng về kinh tế.
San đầm lò.
Khi đầm lò người ta thường dùng 2 loại sạn chính: sạn axit và sạn baz ơ.
Sạn bazơ thường dùng để đầm lò luyện thép vì khi nấu thành phẩn Si trong thép
lỏng rất ít sẽ hạn chế được lượng Si đi vào xỉ và tránh được sự ăn mòn của xỉ với tường
lò. Đầm tường lò bazơ ta thường dùng sạn manhêzit với hàm lượng và cỡ hạt nêu trong
bảng 3.1 và bảng 3.2.
Bảng 3.1. Thành phần, hàm lượng sạn manhezit.
Thành phần MgO SiO2 CaO Al2O3 Fe2O3
Hàm lượng, % 85 ≤ 4 ≤ 0,1 ≤ 1 ≤ 2
Bảng 3.2. Yêu cầu cỡ hạt của nguyên vật liệu
Thân và đáy lò Miệng lò
Sạn manhezit 5-6 2-3 0.5-1 ≤ 0.1 1-2 0.2-0.6 ≤ 0.1
Tỷ lệ, % 25 20 30 25 30 50 20
* Sạn axít: Thường dùng đầm lò nấu gang vì thành phần Si trong gang cao, vào
khoảng 1,8 ÷ 2,5%. Thường đối với lò tính axít có sử dụng sạn, bột thạch anh với các

thành phần hóa học như sau: SiO2 = 98 ÷ 99%, CaO ≤ 0,25%, Al2O3 = 0,2%, độ ẩm ≤
0,5%, Fe2O3 ≤ 0,5%. Cỡ hạt: 35% loại hạt 1,5 ÷ 3,5 mm và 65% loại hạt 0 ÷ 1,5 mm.
Chuẩn bị dưỡng, tấm amiăng và chất kết dính:
*Chuẩn bị dưỡng lò: Dưỡng lò thường được làm bằng tôn hoa có chiều dày 2 ÷ 3
mm. Kích thước dưỡng lò phụ thuộc dung tích của lò: với lò lớn thì dưỡng có kích thước
lớn, với lò nhỏ thì dưỡng có kích thước nhỏ. Khi dưỡng quá to thì tường lò sẽ mỏng tổn
thất điện năng sẽ ít nhưng tuổi thọ của tường lò không cao, còn dưỡng quá nhỏ thì tổn
hao năng lượng điện lớn và nồi lò chứa được rất ít kim loại, tuổi thọ của tường lò lại cao.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
19
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Hình 3.2: Dưỡng lò trung tần.
* Đáy dưỡng tròn làm cho tường lò vững chắc hơn, tránh được sự xói mòn của
tường lò khi nước thép sôi. Nếu đáy dưỡng mà vuông thì áp lực của nước thép rất dễ đi
vào góc của tường lò và ăn mòn dẫn đến sự phá hủy của tường lò nhanh hơn.
* Tấm amiăng là môt loại vật liệu cách điện để phân cách khung lò (vòng cảm ứng
với tường lò). Tấm amiăng này chịu được nhiệt độ trên 1600°C.
* Chất kết dính: sử dụng axit boric (H 3BO3) 98% cỡ hạt nhỏ mịn ≤ 0,5 mm khô
sạch rời, đất sét và nước thủy tinh hoặc huỳnh thạch.
III.1.4.Nguyên liệu để nấu luyện thép.
Thép được nấu luyện gồm có các nguyên vật liệu sau: sắt thép phế, các loại fero,
nhôm, các chất trợ dung…Thành phần nguyên liệu được mô tả trong bảng 3.2. Nhôm
dẻo kim loại có thành phần 98 ÷ 99% Al.
Các chất trợ dung: vôi cục, chất gom xỉ…Để thuận tiện cho việc gom xỉ và khử lưu
huỳnh, phốtpho trong quá trình luyện thép một cách hiệu quả nhất người ta sử dụng vôi
luyện kim làm chất trợ dung. Thành phần của vôi là: 88 ÷ 93CaO, 2% MgO, 2%SiO 2,
3% (Fe2O3+Al2O3) và không quá 0,10%S.
Bảng 3.3. thành phần hóa học của nguyên liệu (%)
Nguyên liệu C Si Mn Cr S P
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành

20
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Sắt thép phế
0,14-0,22 0,10-0,35 0,35-0,50 - 0,05 0,05
FeCr 0,5 - 1,0 1 - 2 - 50 -60 - -
FeSi75 - 70 - 80 0,7 0,50 0,04 0,05
FeMn65 - 2,0 65 < 0,2 0,03 0,30
Thành phần hợp kim cầu hóa (VN – FeREMg-06)
Mg RE Si Ca Fe
Hàm lượng, % 5 - 6 3 – 3,5 40 - 45 0,3 – 0,5 45 - 52
III.2. Tính toán phối liệu
Để tính toán phối liệu cho mẻ nấu thí nghiệm, chúng em đã sử dụng thống kê về hệ
số cháy hao của các nguyên tố C, Mn, Cr, Ni trong lò cảm ứng trung tần và kinh nghiệm
luyện thép thực tế, cũng như tham khảo các tài liệu. Hệ số cháy hao của các nguyên tố
hợp kim khi nấu luyện trong lò cảm ứng trung tần được nêu ở trong bảng 3.3.
Bảng 3.4. Hệ số cháy hao của các nguyên tố hợp kim.
Nguyên tố Mn Cr C Ni
Hệ số cháy hao, % 10 - 15 5 - 10 10 - 15 1 - 2
Vì hàm lượng nguyên tố hợp kim Cr > 4% nên khối lượng của liệu được đưa vào
trong mẻ nấu được tính theo công thức:

aMtbM
MMg
G
f
kl
HK
).%%(%
)%(%
21.

−
−
=
Trong đó:
• GHK : là trọng lượng Fero cần đưa vào (kg)
• gkl : là trọng lượng của kim loại trong lò (kg)
• %M1 : là hàm lượng của nguyên tố hợp kim yêu cầu (%)
• %M2: : là hàm lượng của nguyên tố hợp kim có sẵn trong phế liệu (%)
• %M
f
: là hàm lượng nguyên tố hợp kim trong Fero (%)
• % a: là hiệu suất thu hồi của Fero (%)
• Mtb : Hàm lượng Cr trung bình trong thép (%)
III.3. Qui trình nấu luyện
Việc chế tạo thép không gỉ 205 được tiến hành theo sơ đồ mô tả dưới đây:
 Quy trình nấu luyện
Kiểm tra lò trước khi nấu
Sau khi ra thép xong, quan sát tình trạng đáy lò, tường lò, cào xỉ để khi nấu thép hạn
chế bị lẫn tạp chất.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
21
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Nếu bên trong nồi không còn tốt phải vá đắp chỗ mòn nứt bằng vật liệu đầm lò trộn
với nước thủy tinh, sấy khô.
Sơ đồ quy trình nấu luyện thép 205
Đáy và tường nồi rót cần đắp vá những chỗ mòn, ống rót mòn hoặc bị xỉ bám dính
quá nhiều phải phá hoặc đắp lại.
Cho chất tạo xỉ gồm vôi cục (nghiền nhỏ, sấy khô) để dưới đáy lò. Sau đó chất liệu
vào lò sao cho liệu phải chặt, khít lò
Đóng điện chạy lò với khoảng 30 - 60% công suất cực đại cho phép. Sau 15 phút

nâng từ từ công suất điện áp để liệu được chảy ra nhanh hơn. Khi liệu đã chảy hết ta tiến
hành bổ sung lượng thép phế còn lại cho đủ khối lượng cần nấu. Khi liệu được nấu chảy
hoàn toàn trên bề mặt thép lỏng hình thành một lớp xỉ mỏng cần tiến hành vớt lớp xỉ này.
Sau đó cho một lượng vôi bột để hình thành lớp xỉ mới có tác dụng che phủ bề mặt kim
loại và lôi kéo các tạp chất trong thép lỏng.
Cho một lượng FeMn hay FeSi vào để khử oxi trước khi hợp kim hóa;
Trước khi được hợp kim hóa tất cả các Fero phải nung nóng rồi cho vào lò để tránh
nhiễm khí vào thép, không bị bắn ra xung quanh;
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
Nạp liệu
Nấu chảy
Hợp kim hóa
Ra thép Đúc thỏi
Rèn
Tiện
Nhiệt luyệnThử cơ tínhChụp ảnh tổ chức
Lấy mẫu
Phân tích TPHH
22
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Khi nhiệt độ thép vào khoảng 1580 - 1620
0
C thì hợp kim hóa ;
Sau đó cho thêm ít nhôm kim loại để khử ôxy và các khí triệt để.
Trước khi rót thép vào khuôn ta dùng chất gom xỉ để vớt xỉ và loại bỏ không cho xỉ
ra cùng thép.
Khi rót thép ra khuôn cần chú ý đến nhiệt độ, không nên rót ở nhiệt độ quá cao dẫn
đến tạo biếu bám dính vào thành khuôn, khó ra khuôn (thường thì nhiệt độ rót thép
khoảng 1520 - 1560
0

C)
Thép rót ra khi khuôn đã được sấy khô, đồng thời lấy mẫu để phân tích thành phần
hóa học.
III.4. Chuẩn bị mẫu thử nghiệm và đánh giá kết quả thử nghiệm
III.4.1.Chuẩn bị mẫu thử nghiệm.
Thép được nấu luyện trong lò điện trung tần và đã đạt yêu cầu sẽ đúc. Mỗi mẻ
thép đều được đúc trong khuôn cát có kích thước Ф20mm, dài 200 -220 mm. Sau khi đã
làm sạch bề mặt từng thỏi thép được đem tiện, cắt gọt thành các mẫu có hình dáng và
kích thước để thử cơ tính.
Ø10
100
200
φ 2 0
R5
Hình 3.3: Thông số mẫu thử đo cơ lý tính.
III.4.2. Đánh giá kết quả thử nghiệm:
Chất lượng thép được đánh giá theo các phương pháp sau:
* Theo phương pháp phân tích hóa học: Sau khi mẫu đã được nấu luyện tiến hành phân
tích thành phần hóa học của mẻ thép trên thiết bị quang phổ
* Đánh giá chất lượng thép theo cấu trúc tế vi của thép:
Tổ chức tế vi của mác thép đã nấu luyện được soi chụp ảnh trên kính hiển vi quang
học Axiovert 25CA tại phòng thí nghiệm Vật liệu học của Trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội. Độ phóng đại là 1000 lần.
* Cơ lý tính của thép được thử trên máy đo GT - U35
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
23
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
* Độ cứng của thép được thử trên máy đo Duarnim độ cứng HB
PHẦN IV: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
IV.1. Chế tạo lò thí nghiệm.

Để nấu luyện ra thép 205 chúng em đã tiến hành chế tạo lò thí nghiệm với dung
tích 35kg/mẻ tại phòng luyện thép 110C5 trường ĐH Bách khoa Hà Nội. Việc chế tạo lò
bao gồm các công đoạn: chuẩn bị liệu làm lò, đầm lò, thiêu kết lò và nấu thép tráng lò.
Đầm lò:
Trước khi đầm lò ta phải tính toán phối liệu giữa sạn manhezit và axit boric (H 3BO3)
sao cho hợp lí. Thông thường thực hiện pha trộn tỷ lệ chất kết dính với sạn là 1,5 – 2,0%
và được trộn đồng đều thành phần.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
24
Đồ án tốt nghiệp Đại học bách khoa Hà Nội
Vật liệu cách điện sử dụng là tấm amiăng. Khi đầm đáy lò sử dụng tấm lót amiăng
dày 10 ÷ 15mm, đầm tường lò lót tấm amiăng dày 5 ÷ 6mm.
Vật liệu đầm lò bao gồm: 98% hỗn hợp vật liệu đầm ( sạn manhezit và đất sét ) và
2% axit boric. Thực hiện trộn đều từng mẻ 5kg/1lần trộn.
Tiến hành đầm lò: cho hỗn hợp đầm lò đã trộn vào đáy lò. Lớp đầu tiên có chiều dày
khoảng 50mm. Đầm chặt bằng 2 chày, đầm đều tay với thời gian khoảng 15 phút mỗi
lượt. Sau khi đầm xong dùng que chọc xăm đều để tránh phân lớp. Hỗn hợp đầm được
cho vào tiếp tục cho đến khi độ dày đáy đạt từ 80 đến 100 mm (qua 2 vòng cảm ứng).
Sau đó nạo lớp trên đáy đi đến lớp rắn chắc vì lớp này khó bám chắc nền dưới.
Đặt dưỡng lò vào trong lòng lò và định vị dưỡng lò ở chính giữa lò (cuộn cảm
ứng). Dùng thỏi gang đặt trong dưỡng và đặt dưỡng cách đều xung quanh thành lò. Tiếp
tục tiến hành đầm tường lò. Thành tường lò được đầm sao cho chiều dày đồng đều. Chiều
cao tường lò đạt bằng chiều cao vòng cảm ứng thì dừng lại để đắp miệng.
Đắp miệng lò: Nguyên liệu dùng đắp miệng lò có thể dùng hỗn hợp tương tự như
hỗn hợp đầm lò hoặc tận dụng hỗn hợp phá từ lò cũ có trộn thêm 50% đất sét chịu nhiệt,
5% nước thủy tinh. Sau khi đã dùng hỗn hợp trên đắp thành hình miệng lò và miệng rót
cần phải xiên hơi 3 ÷ 4 mm bằng que. Xiên nhiều lỗ trên lớp đắp miệng để việc thoát hơi
nước dễ dàng khi thiêt kết.
Ngoài lò ra cần phải chuẩn bị các dụng cụ phục vụ cho quá trình nấu luyện và đúc
kim loại như gầu rót, khuôn mẫu, dụng cụ chắn vớt xỉ…

Gầu rót: được chế tạo tùy theo nhu cầu sử dụng để đúc rót sản phẩm lớn hay bé,
số lượng nhiều hay ít. Gầu có vỏ bằng thép các bon thông thường, bên trong có đắp bằng
sạn manhezit, đất sét và nước thủy tinh. Gàu rót thường xuyên được vá, đắp lại khi bị mài
mòn do rót thép. Trước khi ra thép gầu rót phải được nung đỏ 700 ÷ 800ºC. Thực hiện
thao tác rót thép phải nhanh chóng, chính xác mới không bị sai hỏng vật đúc và không bị
bám dính thép ở gầu rót.
Dụng cụ vớt, chắn xỉ được chế tạo bằng thanh thép phù hợp sao cho thuận tiện khi
thao tác và tiết kiệm nguyên vật liệu. Dụng cụ vớt, chắn xỉ được sấy khô trước khi sử
dụng để tránh gây bắn, nổ khi nhúng vào kim loại lỏng.
Thiêu kết:
Lò sau khi đã đầm xong cần phải tiến hành thiêu kết lò để thực hiện các quá trình:
* Làm bốc hơi các nước ẩm dính, nước kết tinh trong tường, đáy và miệng lò.
* Tăng độ cứng, bền chắc lò do quá trình thiêu kết sạn manhezit, axit boric phản ứng
hóa học, liên kết lại với nhau.
SV: Nguyễn Thế Hoàng – Trịnh Quốc Linh – Nguyễn Viết Thành
25