Nghiên cứu công nghệ chế tạo thép 9Cr18Mo để làm gối trục truyền máy cán thép

Trong những năm gần đây, ngành luyện kim nước ta phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là khâu sản xuất thép cán. Gối trục truyền của máy cán thép là một trong những linh kiện thường xuyên phải thay thế vì nó phải làm việc trong môi trường rất khắc nghiệt. Thép 9Cr18Mo theo tiêu chuẩn GB 1220-92 của Trung Quốc là thép dùng làm gối trục có cơ tính tổng hợp cao, chịu lực tổng hợp tác động lớn và có thể làm việc tốt trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, môi trường xâm thực mạnh, mài mòn cao...Thép mác này cũng đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hóa và sản xuất ở nhiều nước trên thế giới có ngành công nghệ luyện kim phát triển như Nga, Nhật, Mỹ...

Tại Việt Nam, hiện có một số cơ sở đã nghiên cứu, sản xuất thép làm gối trục như 3X13, 440C, C45, gang...nhưng vẫn ở quy mô nhỏ và chất lượng còn hạn chế. Mác thép 9Cr18Mo làm gối trục hiện chưa có đơn vị nào sản xuất.

Nhằm xác định được công nghệ sản xuất thép làm gối trục chất lượng cao mác thép 9Cr18Mo theo tiêu chuẩn GB1220-92 của Trung Quốc bằng nguyên liệu và thiết bị có sẵn trong nước, nhóm nghiên cứu do KS. Nguyễn Hồng Phúc, Viện Luyện kim đen, Tổng Công ty Thép Việt Nam đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo thép 9Cr18Mo để làm gối trục truyền máy cán thép”.

Qua một năm (1/2014-12/2014) triển khai nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã thu được các kết quả như sau:
- Đã lựa chọn thép 9Cr18Mo có tính tổng hợp cao để chế tạo gối trục truyền máy cán thép là hoàn toàn phù hợp, thép do đề tài chế tạo ra đạt tiêu chuẩn tương đương các mác nước ngoài tương ứng. Thép có độ bền mỏi cao, chịu lực tác động tổng hợp tốt, khó bị ăn mòn trong các môi trường có tính ôxy hóa mạnh.
- Đã xác định được công nghệ sản xuất thép 9Cr18Mo bao gồm các khâu như công nghệ luyện thép trong lò cảm ứng trung tần 750 kg/mẻ, công nghệ đúc và công nghệ nhiệt luyện bằng các thiết bị và nguồn vật liệu có sẵn trong nước và các tính chất của thép 9Cr18Mo bao gồm thành phần hóa học, độ cứng bề mặt ở các trạng thái nhiệt luyện và tổ chức tế vi.

Thành phần hóa học bao gồm:
+ Mẻ 1: C=1.02%; Mn=0.48%; Si=0.63%; P=0.026%; S=0.016%; Cr=16.61%; Mo=0.63%.
+ Mẻ 2: C=1.03%; Mn=0.43%; Si=0.61%; P=0.024%; S=0.021%; Cr=16.23%; Mo=0.61%.
+ Mẻ 3: C=1.06%; Mn=0.44%; Si=0.64%; P=0.027%; S=0.019%; Cr=16.36%; Mo=0.58%.

Độ cứng bề mặt bằng phương pháp Ủ (HB):
+ Lần đo 1 : 266
+ Lần đo 2 : 266
+ Lần đo 3 : 266
Độ cứng bề mặt bằng phương pháp Tôi + Ram (HRC):
+ Lần đo 1 : 56,3
+ Lần đo 2 : 56,5
+ Lần đo 3 : 56,3
Tổ chức tế vi
+ Ở trạng thái ủ, thép có tổ chức peclit hạt và các hạt cacbit nhỏ mịn phân bổ đều đặn trên nền pherit. Với tổ chức này thép dễ gia công cắt hơn.
+ Sau khi tôi ở nhiệt độ 1000 độ C trong môi trường dầu, thép có tổ chức mactenxit tôi hình kim dạng nhỏ mịn và một số cacbit chưa hòa tan. Với tổ chức này thép có độ cứng cao và tính chống mài mòn tốt.
+ Sau khi ram ở nhiệt độ 260 độ C, làm nguội ngoài không khí thép có tổ chức mactenxit ram hạt mịn và một số cacbit. Tổ chức này ổn định và cho cơ tính tổng hợp tốt hơn tôi.

Kết quả sử dụng sản phẩm nghiên cứu là gối trục truyền máy cán thép đã khẳng định chất lượng của thép do đề tài chế tạo là rất tốt, chất lượng tương đương với hàng ngoại nhập.

Để có thể nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực thép làm gối trục dùng trong các ngành công nghiệp như chế tạo thiết bị máy cơ giới, thiết bị khai thác mỏ, thiết bị cho ngành cán thép.... và có thể chủ động cung ứng và giảm giá thành so với hàng ngoại nhập cũng như mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn, nhóm nghiên cứu cũng mong muốn được đầu tư máy phân tích hóa học, máy đo cơ lý tính của vật liệu kim loại. Những loại máy này sẽ giúp ích nhiều trong quá trình nghiên cứu thép.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 10978) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

Nguồn: P.T.T (NASATI)