Tóm tắt Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của hợp kim hóa Cr, V và quá trình xử lý nhiệt tới tổ chức và tính chất của thép 15%Mn

thấy chuyển biến mactenxit 
trong các thép có hàm lượng cacbon nhỏ hơn 0,6%. 
Ảnh hưởng của mangan đến SFE rát phức tạp. Trong khoảng từ 0 
đến 12%, magan làm giảm SFE theo mức: cứ 1% giảm 5 mJ/m2. 
Theo hình 2.3 các thép có hàm lượng cacsbon nhỏ hơn 1% mới có 
năng lượng khuyết tật nhỏ hơn 18mJ/m2 và có khả năng chuyển biến 
thành mactenxit ε 
2.1.2 Quá trình hóa bền biến dạng của thép austenite mangan 
cao theo cơ chế song tinh và xô lệch 
 Từ những năm 2000 trở về đây, dưới sự trợ giúp của thiết bị phân 
tích hiện đại, nhiều tài liệu trên thế giới đã phát hiện thấy rằng độ 
cứng của thép ausenite mangan cao tăng lên trong quá trình làm việc 
không phải do chuyển biến mactenxit, hay ít ra là trong phần lớn các 
Hình 2.3: Ảnh hưởng của C và Mn đến 
năng lượng khuyết tật xếp 
Hình 2.4: Ảnh hưởng của C và Mn 
đến nhiệt động học chuyển biến 
6 
trường hợp không phải là chuyển biến mactenxit. Nhiều nghiên cứu 
khẳng định sự tăng độ cứng trong quá trình làm việc của thép 
austenite mangan cao là do xô lệch xếp chồng, do song tinh, do 
khuyết tật và do biên giới của austenite tạo ra trong quá trình biến 
dạng. Quan sát ảnh hiển vi điện tử truyền qua (hình 2.14) có thể dễ 
dàng nhận thấy các giải song tinh xuất hiện trên bề mặt mẫu, điều 
này chứng tỏ không có sự chuyển biến từ austenite sang mactenxit. 
Bề mặt biến dạng dẻo của thép là kết quả của biến dạng song tinh 
(twin) và khuyết tật sắp xếp (stack fault). 
Hình 2.14: Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của thép austenite mangan cao 
a) song tinh b) Ảnh vi nhiễu xạ nền austenite [49]. 
 Nghiên cứu của tác giả Yunhua SU và cộng sự tại Học viện kỹ 
thuật cơ điện tử thuộc trường Đại học Kiến trúc và Công nghệ Xian 
chỉ ra rằng độ chống mài mòn của thép austenite mangan cao tăng 
lên đáng kể khi năng lượng tác động lớn, có liên hệ tới sự phát triển 
của cấu trúc tế vi trong suốt quá trình tác động. Bề mặt biến dạng 
dẻo của thép là kết quả của biến dạng song tinh (twin) và khuyết tật 
xếp (stack fault). Sự tương tác giữa chúng và xô lệch mạng gây ra 
cấu trúc hạt nano austenite bị lồng vào trong cấu trúc vô định hình. 
Điều đó có lợi trong việc nâng cao cơ tính cùng khả năng chống mài 
mòn của thép austenite mangan cao [57]. 
Hình 2.16: Ảnh hiển vi phân giải cao của thép austenite mangan cao sau 
biến dạng [57]. 
2.1.3 Ảnh hưởng của cacbit 
 Các quan điểm trước đây cho rằng khi hợp kim hóa bằng các 
nguyên tố tạo cacbit thì quá trình biến cứng của austenite sẽ trở nên 
khó khăn và cacbit có thể gây giòn cho thép khi chịu va đập. Các tác 
7 
giả theo quan điểm mới cho rằng nếu trong tổ chức có cacbit thì, độ 
cứng tăng, tính chống mài mòn tăng, tuổi thọ tăng [13,32,38,39]. 
Cacbit chỉ gây giòn khi tập trung ở biên giới hạt. Nếu bằng quá trình 
nhiệt luyện, thay đổi sự phân bố cacbit đều trong hạt thì tính chống 
mài mòn của thép tăng lên nhiều và tuổi thọ của chi tiết tăng lên. 
2.1.4. Cơ chế hóa bền thép austenite mangan cao theo cơ chế 
chuyển biến mactenxit 
Mặc dù khi tính toán nhiệt động học về chuyển biến mactenxit các 
nhà khoa học nhận thấy rằng chuyển biến mactenxit chỉ xảy ra khi 
năng lượng khuyết tật nhỏ hơn 18mJ/m2 ứng với hàm lượng cacbon 
khá nhỏ (nhỏ hơn 0.6%). Tuy nhiên trong một thời gian dài, chuyển 
biến từ austenit sang mactenxit dưới tải trọng va đập đã được sử 
dụng để giải thích về sự hóa bền của thép mangan cao. Một số tác 
giả cho rằng việc có thể có tổ chức mactenxit là do trong quá trình 
nung thép không có khí bảo vệ nên thành phần đã bị thoát C và Mn. 
Các quan hệ về hướng và mặt phẳng ứng xử 
Hai hình thái khác nhau được quan sát thấy trong vi cấu trúc 
mactenxit sắt: mactenxit tấm và mactenxit thanh mỏng, như thể hiện 
trong hình 2.22. Một đặc điểm quan trọng của mactenxit tấm là sự 
hiện diện của vết nứt tế vi. Những vết nứt này xảy ra khi các tinh thể 
mactenxit liền kề chạm vào nhau (hình 2.23). Do cơ chế trượt, vận 
tốc biến đổi của mactenxit có thể tiếp cận 106 mm/s, và do đó tấm 
mactenxit phát triển có thể đạt được một xung lượng đáng kể. Tác 
động giữa các tấm di chuyển tạo ra những nứt tế vi. 
2.2. Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến thép austenite 
mangan cao 
2.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng cacbon và mangan 
 Cacbon là nguyên tố cùng với sắt tạo thành dung dịch rắn hoàn tan 
có hạn, khi hòa tan trong thép cacbon làm mở rộng vùng austenite. 
Cacbon làm tăng lượng xementit. Ngoài ra, cacbon có thể kết hợp 
với một số nguyên tố hợp kim như Cr, W, Mn, Mo, Ti, V, Nb tạo 
thành cacbit hợp kim trong thép. 
 Mangan nguyên tố hòa tan lượng lớn vào Feγ dưới dạng nguyên tử 
thay thế [2,5], gây nên xô lệch mạng, làm tăng bền cho thép. Ngoài 
ra đóng góp một phần không nhỏ vào việc ổn định austenite bằng 
cách làm chậm quá trình chuyển biến (nhưng không loại bỏ nó). 
2.2.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Cr 
8 
 Với hàm lượng cacbon thông thường khoảng 1.15%C, Crom làm 
tăng ứng suất chảy dẻo (hình 2.25). Cr bổ sung vào thép đem lại cải 
thiện cơ tính đáng kể; với thép austenite mangan cao, Crom phổ biến 
nhất là trong mác thép ASTM A128 loại C còn loại B cũng thường 
có một ít Cr. Việc bổ sung thêm 2% crom ở mác C không làm giảm 
bớt độ dẻo dai của thép. Tuy nhiên nếu lớn hơn ảnh hưởng của nó 
tương tự như việc tăng hàm lượng cacbon, là làm giảm tính dẻo do 
sự gia tăng lượng cacbit trong tổ chức tế vi. 
2.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng V 
 V là nguyên tố tạo cacbit mạnh và nó làm cho thép mangan tăng 
ứng suất chảy bao nhiêu thì làm giảm độ dẻo bấy nhiêu. V được sử 
dụng trong thép mangan biến cứng phân tán trong phạm vi hàm 
lượng từ 0.5 đến 2%. Cacbit V là nguyên tố rất ổn định do vậy khi 
tôi cần thực hiện ở nhiệt độ cao hơn khoảng 1120 đến 1175oC và 
trước đó cần phải hóa già ở nhiệt độ từ 500 đến 650oC. V có tác dụng 
làm nhỏ hạt cho thép 
2.2.6. Ảnh hưởng của đất hiếm 
Đất hiếm là những nguyên tố, hiếm có trong lòng đất, bao gồm 17 
nguyên tố: scanđi, ytri, lanthan Các nguyên tố này rất khó tách ra 
riêng biệt. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng đưa đất hiếm vào thép 
sẽ có tác dụng làm nhỏ mịn cấu trúc và tăng độ dai va đập cho vật 
liệu này. 
2.3. Đặc điểm điều kiện đúc thép austenite mangan cao 
2.3.1. Ảnh hưởng của các thông số nhiệt lý tới tổ chức của hợp 
kim đúc 
2.3.2 Ảnh hưởng của công nghệ đúc rót 
2.3.3. Nguồn gốc tạp chất trong thép 
2.4. Nhiệt luyện thép austenite mangan cao 
2.4.1. Mục đích nhiệt luyện 
2.4.2. Sự hòa tan cacbit và đồng đều hóa austenite trong thép 
austenite mangan cao 
Sau khi tạo thành, hạt austenite sẽ phát triển bằng cách mở rộng 
biên giới hạt. Trong quá trình này, vẫn còn 1 số cacbit chưa hòa tan 
do tốc độ phát triển của austenite là nhanh hơn. Để những cacbit này 
hòa tan hết vào austenite thì cần phải tăng nhiệt độ hoặc kéo dài thời 
gian giữ nhiệt đã cho. Việc hòa tan cacbit vào austenite là rất quan 
trọng trong các loại thép austenite mangan cao. 
9 
 Như vậy, đối với các mác thép austenite mangan cao với các thành 
phần khác nhau, việc khống chế và điều khiển quá trình tạo mầm và 
phát triển mầm austenite cũng như phân bố lại các hạt cacbit trong 
nền austenite là rất quan trọng. Điều này hoàn toàn có thể thực hiện 
được thông qua việc nghiên cứu xây dựng các quy trình nhiệt luyện 
hợp lý đối với từng mác thép austenite mangan cao khác nhau. 
2.4.3. Sự hòa tan cacbit và đồng đều hóa austenite trong thép 
austenit mangan cao. 
2.4.4. Phân tích quy trình xử lý nhiệt 
 Quy trình nhiệt luyện truyền thống được xây dựng dựa trên 
yêu cầu cơ tính của các chi tiết và chủ yếu cho thép mangan chỉ 
có, mangan và cacbon, không có hoặc ít các nguyên tố hợp kim 
đặc biệt là nguyên tố tạo cacbit mạnh. 
 Thép có tổ chức austenite sau khi tôi sẽ được tăng bền trong quá 
trình làm việc. Như phần đầu đã phân tích khi cacbit được tạo ra nếu 
phân bố dọc theo biên giới hạt sẽ gây giòn, giảm cơ tính của thép. 
Nhưng nếu cacbit tồn tại dưới dạng hạt nhỏ mịn và phân bố đều 
trong hạt austenite thì sẽ làm tăng mạnh tính chống mài mòn. 
2.4.5. Phân tích quy trình xử lý nhiệt 
CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
3.1. Nội dung nghiên cứu 
1. Nghiên cứu cơ chế tăng bền cho thép austenite mangan cao khi 
làm việc dưới tác dụng của tải trọng va đập để từ đó đưa ra được 
phương pháp tăng bền cho thép này là hợp kim hóa và xử lý nhiệt. 
2. Về hợp kim hóa, luận án tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của Cr, 
V (một số mẫu có thực hiện biến tính bằng đất hiếm) đến tổ chức và 
cơ tính của thép austenite mangan cao. Như đã phân tích trong 
chương 3, phần hợp kim hóa các mẫu có hàm lượng Cr là 0%; 2%; 
2.5% và V là 0%; 1% và 2%. 
3. Về xử lý nhiệt, luận án tập trung nghiên cứu và đưa ra quy trình 
xử lý nhiệt phù hợp cho mác thép 15%Mn + 2%Cr + 1%V nghiên 
cứu các quy trình nhiệt luyện khác nhau, nghiên cứu sự thay đổi tổ 
chức, sự phân bố và giảm kích thước hạt pha nền, sự thay đổi cơ tính 
thép austenite mangan cao với hàm lượng Mn là 15% nhằm lựa chọn 
quy trình hợp lý nhất. 
4. Nghiên cứu cơ chế chuyển biến của thép austenite mangan cao 
dưới tác dụng của tải trọng va đập: luận án tiến hành va đập mẫu 
(được mô tả ở phần 3.4.3) và xử lý ở nhiệt độ -800C để tìm hiểu bản 
chất quá trình tăng bền đối với thép austenite mangan cao. 
10 
3.2. Chế tạo mẫu nghiên cứu 
 Các mẫu được chia thành 3 nhóm hợp kim theo mục đích nghiên 
cứu như sau: 
 Các hợp kim nhóm 1: Gồm các mẫu ký hiệu từ 1 đến 3 là các mẫu 
thép mangan cao với hàm lượng mangan là khoảng 15% hàm lượng 
crôm được thay đổi là 0%; 2% và 2.5%. 
 Các hợp kim nhóm 2: Gồm các mẫu ký hiệu từ 4 đến 6 là các mẫu 
thép mangan cao với hàm lượng mangan là khoảng 15%, hàm lượng 
crôm là khoảng 2%, hàm lượng V được thay đổi là 0%; 1% và 2%. 
 Các hợp kim nhóm 3: Là mẫu thép mangan cao với hàm lượng 
mangan là 15%; hàm lượng Cr là 2%; hàm lượng V là 1%; mẫu được 
hợp kim hóa thêm 1% fero đất hiếm. 
3.3. Nhiệt luyện các mẫu nghiên cứu 
Mẫu sau đúc được thực hiện xử lý nhiệt ở các quy trình sau (như 
hình 3.3): 
3.4. Phương pháp nghiên cứu 
3.4.1. Xác định thành phần hóa học 
 Thành phần hóa học của các mẫu nghiên cứu được phân tích bằng 
phương pháp quang phổ phát xạ trên máy ARL-3460 của hãng 
Fisons Thụy Sỹ tại Viện tên lửa – Viện Khoa học và công nghệ Quân 
sự. 
3.4.2. Nghiên cứu tổ chức 
Cấu trúc tế vi được quan sát và chụp trên kính hiển vi quang học 
(HVQH) Leica 4000 và kính hiển vi quang học Axiovert 25A (Hình 
3.5 và 3.6) có độ phóng đại tối đa là 1000 lần với phần mềm phân 
tích IPwin32. 
3.4.3. Nghiên cứu va đập mẫu 
11 
Sau khi nhiệt luyện để đồng đều tổ chức Austenite, tiến hành cho 
mẫu va đập dưới tải trọng xác định để nghiên cứu quá trình chuyển 
biến. Quá trình va đập dùng quả tải có trọng lượng 100N thả từ độ 
cao 60cm đối với mẫu không biến tính và 65cm đối với mẫu biến 
tính. Số lần đập mẫu là: 1000 và 3000 lần. 
3.4.4. Nghiên cứu đánh giá quá trình mài mòn 
Độ mài mòn của mẫu được kiểm tra trên máy Tribotech 
3.4.5. Nghiên cứu quá trình phá hủy mẫu do va đập 
3.4.6. Xác định độ cứng 
Độ cứng của mẫu được xác định theo phương pháp HB trên máy 
ATKF 1000 của hãng Mitutoyo 
3.4.7. Xác định tổng hàm lượng cacbit 
Tổng hàm lượng cácbit được phân tích trên phần mềm image Pro-
Plus, là phần mềm cài trên thiết bị hiển vi quang học Axiovert 25. 
3.4.8 Phân tích rơnghen 
Xác định thông số mạng hợp kim. 
Xác định các thông số mạng của các pha tạo ra. 
3.4.9 Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét 
Xác định tổ chức hợp kim ở mức độ phóng đại cao. 
Quan sát được các tổ chức và các pha tạo thành không quan sát 
được dưới hiển vi quang học thông thường. 
3.4.10 Phương pháp EDS và mapping 
Phương pháp EDS. 
Mục đích: 
Xác định tổ chức hạt. 
Xác định phân bố nguyên tố hợp kim trong hạt và tại biên hạt theo 
điểm. Mức độ tạp chất trong hạt và biên hạt theo điểm 
Phương pháp mapping: 
Mục đích: 
Xác định phân bố nguyên tố hợp kim trong hạt và tại biên hạt bằng 
quét phân bố bề mặt. 
3.4.11 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua 
Phân tích cấu trúc tế vi của thép: tổ chức sau va đập và xử lý ở 
nhiệt độ âm, phân tích hạt cacbit sử dụng phương pháp hiển vi điện 
tử truyền qua. 
CHƯƠNG 4 ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN TỐ Cr VÀ V 
4.1 Ảnh hưởng của hàm lượng Cr (0%; 2% và 2.5%) đến tổ 
chức và cơ tính của thép austenite Mn cao với hàm lượng Mn là 
khoảng 15%. 
12 
Các mẫu nghiên cứu có thành phần trên bảng 4.1. Hàm lượng Cr có 
các giá trị 0%; 2% và 2.5%. Sau khi đúc tất cả các mẫu đều được 
nhiệt luyện theo quy trình được trình bày trên hình 4.2 (được ký hiệu 
là quy trình số 3a theo chương 2). 
4.1.1 Ảnh hưởng của Cr đến tổ chức tế vi sau nhiệt luyện của 
thép 
Ảnh tổ chức của ba mẫu có thành phần Cr khác nhau được trình 
bày trên hình 4.3. Hình 4.3 cho thấy tổ chức sau nhiệt luyện đều có 
nền là austenite, mẫu không hợp kim hóa Cr (hình 4.3.a) có kích 
thước hạt austenite thô, khoảng trên 100 đến 120µm. 
 Khi có mặt Cr, kích thước hạt trong thép nhỏ mịn hơn. Kích thước 
hạt lúc này giảm còn khoảng 40 - 50µm (hình 4.3.b và c). 
Việc tạo ra ra austenite hạt nhỏ khi có mặt Cr là kết quả của khâu 
nung trung gian ở 650oC. Các hạt cacbit nhỏ mịn được tiết ra phân 
tán trong tổ chức có vai trò như những cái chốt, ngăn cản sự lớn lên 
và sát nhập của austenite trong quá trình nung tôi. 
Kết quả phân tích EDS đã chỉ ra rằng trong thành phần của hạt màu 
đen phân bố trong hạt austenite có đủ các nguyên tố hợp kim: Mn, 
Cr và C, với thành phần Mn (15,7); Cr (3,3%) và C(6,3%), Khi phân 
tích nhiễu xạ Xray tổ chức thép sau khi tôi ở 1050oC nhận thấy bên 
cạnh nền austenite còn có mặt các hạt cacbit Cr như Cr7C3 phân tán 
bên trong nền austenite (hình 4.5). 
Tiếp tục phân tích sâu hơn bằng kính hiển vi điện tử truyền qua 
(TEM). Trên ảnh TEM ở hình 4.6 cacbit Cr có hình tròn, vô cùng 
nhỏ mịn, có kích thước khoảng 50nm có thể được nhận diện. 
4.1.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Cr đến độ cứng và tính chống 
mài mòn của mẫu 
Hình 4.6: Ảnh TEM mẫu 2%Cr 
13 
Từ kết quả độ cứng thấy rõ: khi lượng Cr tăng độ cứng của mẫu 
tăng lên: Mẫu 0% Cr có độ cứng 160HB, mẫu 2% Cr có độ cứng 
182HB và mẫu 2,5% Cr độ ứng là 185HB. 
Kết quả khi cùng một chế độ thử mài mòn như đã trình bày trong 
phần thực nghiệm: mẫu khi được hợp kim hóa thêm Cr, khối lượng 
hao mòn có giảm đi so với mẫu không được hợp kim hóa. Mẫu 
không hợp kim hóa hao mòn 14.2% còn mẫu hợp kim hóa lượng hao 
mòn là 10.9%. 
4.1.3 Ảnh hưởng của hàm lượng Cr đến độ dai va đập 
Bảng 4.4 trình bày kết quả đo độ dai va đập của mẫu 0% Cr và 2% 
Cr. Kết quả thử nghiệm độ dai va đập cho thấy: Khi được hợp kim 
hóa Cr và với quy trình xử lý nhiệt (quy trình số 3a – như hình 4.1) 
giá trị độ dai va đập thu được là 84J/cm2 cao hơn hẳn so với giá trị 
độ dai va đập của mẫu không được hợp kim hóa Cr. 
4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng V đến tổ chức và cơ tính của thép 
Trong luận án này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của V 
với các thành phần V được thay đổi với các giá trị 0%V; 1%V và 
2%V trên nền thép có 15%Mn và 2%Cr. Mẫu sau đúc được xử lý 
theo quy trình 3b 
4.2.1 Ảnh hưởng của V đến tổ chức tế vi 
4.2.1.1 Ảnh hưởng đến tổ chức sau đúc 
Tổ chức các mẫu đều bao gồm nền austenite với cacbit phân bố ở 
biên giới. 
Ở hình 4.11a không có V, (0%V), kích thước hạt trung bình theo 
bảng chuẩn ASTM là cấp hạt số 4. 
Ở hình 4.11b hàm lượng V là 1%V sau đúc kích thước hạt trung 
bình theo bảng tiêu chuẩn ASTM ở cấp hạt số 5. 
Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng V lên 2%, kích thước hạt của mẫu 
2%V sau đúc được xác định cấp hạt theo bảng ASTM ở cấp hạt 4, 
cacbit nhiều và phân bố trên các đường biên giới hạt. 
4.2.1.2 Ảnh hưởng của V đến tổ chức tế vi mẫu sau nhiệt luyện dưới 
kính hiển vi quang học 
14 
Kích thước hạt của austenite mẫu 0%V kích thước trung bình của 
hạt là : 3,910µm2. Với độ phóng đại của kính hiển vi quang học, mẫu 
1%V (hình 4.12b), sau nhiệt luyện theo chế độ 3b chỉ nhìn thấy 
austenite đồng nhất, không nhìn thấy cacbit dư chưa tan hết. Kích 
thước hạt austenite là: 1,950µm2. Kích thước trung bình của hạt 
austenite strong mẫu 2% vanadi là 3,910µm2. 
4.2.1.3 Phân tích SEM, EDS, mapping và TEM 
Trong thép mangan được hợp kim hóa 2%Cr + 1%V pha đó chỉ có 
thể là pha cacbit (hình 4.18). Các pha cacbit có kích thước rất nhỏ 
nằm trên biên giới hạt austenite cũng rất nhỏ, đó chính là các hạt 
cacbit “chốt” kìm hãm sự phát triển của austenite trong suốt quá 
trình nung và giữ nhiệt . 
4.2.2 Ảnh hưởng của V đến độ cứng và khả năng chịu mài mòn 
Hình 4.19: Giá trị độ cứng của mẫu sau đúc và sau nhiệt luyện khi thay đổi hàm 
lượng V 
Khi thép không được hợp kim hóa bằng V (0%V), giá trị độ cứng 
của mẫu sau nhiệt luyện là 180HB. 
Được hợp kim hóa bằng vanadi 1%V ,kết quả thu được thay đổi 
theo trạng thái xử lý như sau: Giá trị độ cứng của mẫu sau đúc là 
175HB, độ cứng của mẫu sau khi nhiệt luyện là 223HB. 
Khi hợp kim hóa với hàm lượng 2%V, giá trị độ cứng của mẫu sau 
đúc lớn hơn giá trị độ cứng của mẫu sau nhiệt luyện. Mẫu 6 không 
biến tính sau đúc có độ cứng là 216HB giá trị độ cứng của mẫu sau 
nhiệt luyện là 186HB. 
Hình 4.18: Ảnh TEM các hạt phân tán của mẫu 1%V 
15 
Từ kết quả ở bảng 4.7 cho thấy: Mẫu chỉ được hợp kim hóa bằng 
Cr hao mòn 0.9g còn mẫu được hợp kim hóa thêm V lượng hao mòn 
là 0,35g. 
4.2.3 Ảnh hưởng của V đến độ dai va đập 
Mẫu không có V (mẫu số 4) độ dai va đập chỉ đạt được 75 J/cm2. 
Mẫu 1%V (mẫu số 5) có kết quả độ dai va đập cao nhất (115 J/cm2). 
Mẫu được hợp kim hóa 2%V (mẫu số 6) có giá trị độ dai va đập thấp 
nhất (26 J/cm2). 
4.3 Ảnh hưởng của đất hiếm đến tổ chức và cơ tính của thép 
austenite mangan cao 
4.3.1 Phân tích tổ chức tế vi 
Tổ chức tế vi của mẫu thép sau đúc khi không biến tính và có biến 
tính bằng đất hiếm. Mẫu có hàm lượng V là 1%, không biến tính có 
kích thước hạt sau đúc tương đương cấp 5 theo ASTM, kích thước 
hạt trung bình là 3.910μm2. 
Hình 4.21 là ảnh tổ chức các mẫu sau khi nhiệt luyện. Có thể thấy 
rằng cả các mẫu biến tính và không biến tính, các hạt cacbit đều đã 
hòa tan hoàn toàn vào trong nền austenite và kích thước hạt austenite 
đều đạt cấp 6 theo ASTM. Tuy nhiên mẫu biến tính có tổ chức đồng 
đều hơn so với mẫu không biến tính. 
Khi sử dụng TEM mới phát hiện ra rằng trong hạt austenite có tồn 
tại các hạt cacbit. 
4.3.2 Ảnh hưởng của biến tính đến kết quả độ cứng, độ dai va 
đập và mài mòn 
Phân tích giá trị độ cứng cho thấy mẫu có biến tính cho giá trị độ 
cứng cao hơn so với mẫu không thực hiện biến tính (240HB so với 
223HB). 
Kết quả độ dai va đập cho thấy khi thực hiện biến tính bằng đất 
hiếm với quy trình xử lý nhiệt như ở trên giá trị độ dai va đập thu 
được là 132 J/cm2 cao hơn so với 115 J/cm2 của mẫu không được 
biến tính. Điều này cho thấy, vai trò của chất biến tính trong việc làm 
nhỏ hạt và nâng cao cơ tính của thép. 
Mẫu khi được biến tính bằng đất hiếm khối lượng hao mòn có giảm 
đi so với mẫu không được biến tính. Mẫu không được biến tính hao 
mòn 7.5% còn mẫu hợp kim hóa lượng hao mòn là 3%. 
CHƯƠNG 5 ẢNH HƯỞNG CỦA QUY TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT 
ĐỐI VỚI THÉP Mn15Cr2V 
5.1 Trạng thái đúc của thép 
5.1.2 Tổ chức tế vi 
16 
Tổ chức của thép gồm hai thành phần chính: nền austenite và 
cacbit. Theo bảng tiêu chuẩn ASTM, kích thước hạt của austenite 
sau đúc trên hình 5.1 được xác định cấp hạt ở cấp hạt 5 kích thước 
trung bình của hạt là: 3,910µm2. 
Trong tổ chức sau đúc của có mặt rất nhiều hạt cacbit, phân bố 
xung quanh biên giới hạt vói kích thước khá lớn. 
5.1.3 Phân bố và tỷ phần cacbit 
Hình 5.3a chỉ sự phân bố cacbit của mẫu sau đúc và hình 5.3b là 
đánh giá tỷ phần cacbit. Trong mẫu đúc, tỷ phần cacbit là 6.12%. 
5.2 Sự tiết cacbit khi nung mẫu đúc dưới nhiệt độ austenite hóa 
Kết hợp các phương pháp nghiên cứu: tổ chức tế vi trên kính hiển 
vi quang học (hình 5.4), phân tích: Ảnh SEM BSED (hình 5.5), phân 
tích đường nồng độ các nguyên tố khi quét qua hạt, EDS Line (hình 
5.6) và Phân tích EDS điểm (hình 5.7)