Báo cáo Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá huỷ trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá huỷ trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ÐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ÐỘ BỀN CAO Mã số: T2013-96 Chủ nhiệm đề tài: GV.ThS. Nguyễn Nhựt Phi Long S K C0 0 5 4 2 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO Mã số: T2013-96 Chủ nhiệm đề tài: GV.ThS. Nguyễn Nhựt Phi Long TP. HCM, Tháng 12 năm 2013
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO Mã số: T2013-96 Chủ nhiệm đề tài: GV.ThS. Nguyễn Nhựt Phi Long Thành viên đề tài: TP. HCM, Tháng 12 năm 2013
4. THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO - Mã số: T2013 - 96 - Chủ nhiệm: GV.ThS. Nguyễn Nhựt Phi Long - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 01/2013 – 12/2013 2. Mục tiêu: - Nghiên cứu kim loại học mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao. - Xây dựng bài thí nghiệm kiểm tra, phân tích kim loại học mối hàn dùng cho môn học Công Nghệ Kim Loại 3. Tính mới và sáng tạo: - Đƣa vào trong môn học Công Nghệ Kim Loại để sinh viên có thể tự nghiên cứu 4. Kết quả nghiên cứu: - Hoàn thiện mục tiêu đề ra, xây dựng đƣợc bài thí nghiệm 5. Sản phẩm: - Bản thiết kế và cụm thiết bị hàn hồ quang dƣới thuốc. 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Có khả năng áp dụng tại bộ môn Công nghệ Kim loại và một số trƣờng khác tuỳ điều kiện cụ thể. Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên) Page iv
5. MỤC LỤC Trang MỤC LỤC v MỞ ĐẦU 1 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài ở trong và ngoài nƣớc 1 2. Tính cấp thiết : 1 3. Mục tiêu: 1 4. Cách tiếp cận: 1 5. Phƣơng pháp nghiên cứu 1 6. Đối tƣợng nghiên cứu: 1 7. Phạm vi nghiên cứu: 1 8. Nội dung nghiên cứu : 2 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 1.1. Tổng quan về thép hợp kim thấp độ bền cao 3 1.2 Khái quát về lý thuyết cơ học phá hủy 20 CHƢƠNG 2. ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT CƠ HỌC PHÁ HỦY TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP 34 2.1 Kiểm tra độ dai va đập ak 34 2.2 Kiểm tra độ dai phá hủy biến dạng phẳng KIC 41 KẾ T LUÂṆ - ĐỀ NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Page v
6. MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài ở trong và ngoài nƣớc Nguyên nhân chính của hầu hết các sự cố kỹ thuật trong thực tế đều là quá trình hình thành, phát triển vết nứt, và đi đến phá hủy. Thế giới tập trung nghiên cứu cơ chế phá hủy trong các kết cấu và các mối ghép, từ lý thuyết tổng quát đến các vật liệu cụ thể, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu, nghiên cứu xác định nguyên nhân, dự đoán và phòng tránh các tai nạn, sự cố tiềm năng. Trong những năm gần đây, Việt Nam cũng có các nghiên cứu và một số kết quả đƣợc quốc tế chú ý. 2. Tính cấp thiết : Phá hủy kết cấu hàn đã đƣợc quan tâm từ lâu. Đánh giá độ bền và độ ổn định của kết cấu hàn định kỳ theo từng khoảng thời gian trong quá trình làm việc là yêu cầu rất quan trọng, nhằm phát huy tối đa hiệu quả sử dụng của các kết cấu hàn. Thực tế Việt Nam, tại các Công ty Chế tạo thiết bị dầu khí; Công ty Doosan – KCN Dung Quất; Tổng Công ty Rƣợu, Bia và Nƣớc giải khát Sài Gòn; Nhà máy nhiệt điện bằng tuabin khí, Công ty IMECO, quá trình phá hủy của các chi tiết, cụm chi tiết có mối ghép hàn là điều đáng lo ngại. 3. Mục tiêu: - Nghiên cứu lý thuyết cơ học phá hủy - Áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao 4. Cách tiếp cận: - Tìm hiểu nhu cầu thực tế và tính khả thi của đề tài 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế - Nghiên cứu tài liệu - Thực nghiệm. 6. Đối tƣợng nghiên cứu: - Lý thuyết cơ học phá hủy - Mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao 7. Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết cơ học phá hủy Page 1
7. - Áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao 8. Nội dung nghiên cứu : - Khái niệm chung về thép hợp kim thấp độ bền cao - Khái quát về lý thuyết cơ phá hủy - Ứng dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép Page 2
8. CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về thép hợp kim thấp độ bền cao Khái niệm chung Thép hợp kim thấp có độ bền cao (Thép HSLA: High Strength Low Alloy Steel) là nhóm thép hợp kim có hàm lƣợng cacbon thấp và hàm lƣợng nhỏ các nguyên tố hợp kim chẳng hạn nhƣ: Mangan, Silic, nhôm, vanadi, titan, molipden, đồng, Do các đặt điểm nhƣ vậy nên chúng có các đặc tính chất nhƣ: độ bền và độ dai va đập cao, có tính hàn tốt. Độ bền cao đƣợc sinh ra do chúng đƣợc thêm vào một lƣợng nhỏ các nguyên tố hợp kim có hàm lƣợng nhỏ hơn 0.1%. Giới hạn chảy của chúng lớn. Nhờ vậy nhóm thép này có các thông số yêu cầu về độ dẻo, độ dai, tính hàn và tính chống ăn mòn rất tốt. Hàm lƣợng các thành phần nguyên tố hợp kim đƣợc điều chình tùy vào yêu cầu làm việc của từng loại thép. Thép HSLA có thể đƣợc chia thành sáu loại sau: Thép hợp kim thấp Ferite – Pearlite: có chứa bổ sung rất nhỏ (bé hơn 0,1%) cacbite mạnh hay carbonitride hình thành nhƣ Nb, V, Ti, để tăng cƣờng độ bền, làm mịn hạt. Thép cán Pearlite: bao gồm thép C - Mn nhƣng cũng có thể bổ sung lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim khác để tăng cƣờng độ bền, dẻo dai và tính hàn. Thép Ferrite hình kim: (cacbon thấp bainite) cacbon thấp (ít hơn 0,05% C) độ bền cao, (690 MPa) khả năng hàn và tính dẻo dai tốt. Thép song pha:trong đó có một cấu trúc tinh thể của mactenxit phân tán trong ma trận Ferite và tạo một hợp chất có độ dẻo và độ bền kéo cao. Thép tạo hình: bổ sung thêm các nguyên tố hợp kim Ca, Zr, Ti để cải thiện tính dẻo dai của thép. Thành phần hóa học và Cơ tính theo tiên chuẩn của một số Quốc gia Tiêu chuẩn Viêṭ Nam TCVN 1659 – 75 quy điṇ h phƣơng pháp biểu thi ṃ ác thép . Ký hiệu mác thép HSLA gồm hai phần : 2 chƣ̃ số đƣ́ ng đầu biểu thi ḥ àm lƣơṇ g cacbon trung bình theo phần vaṇ và ký hiêụ chỉ nguyên tố hơp̣ kim đƣ́ ng sa u thƣờ ng là Mn , Cr, Si, Ni, Nếu hàm lƣợng hợp kim khoảng 1% thì sau nguyên tố hợp kim không có chữ số , nếu vƣơṭ quá 1.5% thì thêm số 2. Ví dụ : thép 12MnSi – thép chứa cacbon trung bình 0.12%, hàm lƣợng Mn khoảng 1% và hàm lƣơṇ g Si khoảng 1%. Tiêu chuẩn Nga (Liên Xô cũ) Tiêu chuẩn Viêṭ Nam biểu thi ṃ ác thép gần giống tiêu chuẩn của Nga (tiêu chuẩn ΓΟCT). Sau đây là bảng biểu thi ṭ ên nguyên tố hơp̣ kim tƣơng đƣơng giƣ̃a tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn ΓΟCT. (Trang 130 Sổ tay mác thép thế giới) Page 3
9. Bảng 1.1: Ký hiệu nguyên tố hợp kim tương đương giữa tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn ΓΟCT Ký hiệu theo tiêu Tên nguyên Ký hiệu theo tiêu chuẩn ΓΟCT tố hơp̣ kim chuẩn TCVN A Nitơ N Б Niôbi Nb B Vônfram W Γ Mangan Mn Д Đồng Cu К Côban Co M Môlipđen Mo H Niken Ni П Phốt pho P P Bo B C Silic Si T Titan Ti Y Cacbon C Ф Vanadi V X Crôm Cr Ц Kẽm Zn Ю Nhôm Al Page 4
10. Bảng 1.2.Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn TCVN3104-79 Hàm lƣợng (%) Mác thép Nguyên tố C Si Mn Cr Ni Cu P S max max max max max khác Thép kết cấu hợp kim 14Mn 0,12÷0,18 0,17÷0,37 0,7÷1,0 0,3 0,3 0,3 0,035 0,04 09Mn2 ≤ 0,12 0,17÷0,37 1,4÷1,5 0,3 0,3 0,3 0,035 0,04 18Mn2 0,14÷0,2 0,25÷0,55 1,2÷1,6 0,3 0,3 0,3 0,035 0,04 12MnSi 0,09÷0,15 0,50÷0,80 0,5÷1,2 0,3 0,3 0,3 0,035 0,04 V: 09Mn2Si ≤0,12 0,50÷0,80 1,3÷1,7 0,3 0,3 0,3 0,035 0,04 0,05÷0,1 15MnV 0,12÷0,18 0,17÷0,37 0,9÷1,2 0,3 0,3 0,3 0,035 0,04 14CrMnSi 0,11÷0,16 0,40÷0,70 0,9÷1,2 0,5÷0,8 0,3 0,3 0,035 0,04 15CrSiNiC 0,12÷0,18 0,40÷0,70 0,4÷0,7 0,6÷0,9 0,3÷0,6 0,2÷0,4 0,035 0,04 Thép làm cốt bêtông 33MnSi 0,30÷0,37 0,6÷0,9 0,8÷1,2 0,3 0,3 0,3 0,04 0,045 Zr: 20CrMn2Z 0,19÷0,26 0,4÷0,7 1,5÷1,7 0,9÷1,2 0,3 0,3 0,04 0,045 0,07÷0,14 Page 5
11. Bảng1 .3 Một số mác thép hợp kim thấp có độ bền cao theo tiêu chuẩn Nga Mác Thép Si Mn P≤ S≤ Cr≤ Ni≤ Cu Thành phần khác 09Γ2 ≤0.12 0.17 ÷ 0.37 1.4 ÷ 1.8 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 09Γ2 Д ≤0.12 0.17 ÷ 0.37 1.4 ÷ 1.8 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 14Γ2 0.12 ÷ 0.18 0.5 ÷ 0.8 1.2 ÷ 1.6 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 12ΓC 0.09 ÷ 0.15 0.5÷ 0.8 0.8 ÷ 1.2 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 16ΓC 0.12 ÷ 0.18 0.4 ÷ 0.7 0.9 ÷ 1.2 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 17ΓC 0.14 ÷ 0.2 0.4 ÷ 0.6 ÷ 1.40 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 09 Γ2C ≤0.12 0.5 ÷ 0.8 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 09Γ2C Д ≤ 0.12 0.5 ÷ 0.8 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 10Γ2C1 ≤ 0.12 0.8 ÷ 1.1 1.3 ÷ 1.65 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 As≤0.08 10Γ2C Д ≤ 0.12 0.8 ÷ 1.1 1.3 ÷ 1.65 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Ni≤0.008 15ΓФ 0.12÷ 0.18 0.17 ÷ 0.37 1.3 ÷ 1.65 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 15ΓФД 0.12÷ 0.18 0.17 ÷ 0.37 0.9 ÷ 1.2 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 15Γ2CФ 0.12÷ 0.18 0.4 ÷ 0.7 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 15Γ2CФ Д 0.12÷ 0.18 0.4 ÷ 0.7 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 14Γ2AФ 0.12÷ 0.18 0.3 ÷ 0.6 1.2 ÷ 1.6 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.05÷0.12 Page 6
12. As≤0.08,Ni≤0.008 14Γ2AФ Д 0.12÷ 0.18 0.3 ÷ 0.6 1.20÷ 1.60 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 16Γ2AФ 0.12÷ 0.18 0.3 ÷ 0.6 1.30÷ 1.70 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 16Γ2AФ Д 0.14 ÷ 0.20 0.30 ÷ 0.60 1.30 ÷ 1.70 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 18Γ2AФnc 0.14 ÷ 0.20 ≤ 0.17 1.30 ÷ 1.70 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 10 Γ2Б 0.14 ÷ 0.22 0.17 ÷ 0.37 1.20 ÷ 1.60 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 10 Γ2Б Д ≤ 0.12 0.17 ÷ 0.37 1.20÷ 1.60 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 V0.08÷0.14,As≤0.08 No0.015÷0.025 Page 7
13. Theo Tiêu chuẩn Hoa Kỳ Theo tiêu chuẩn SAE quy điṇ h về phƣơng pháp biểu thi ṃ ác thép , trong đó thép HSLA đƣơc̣ ký hiêụ nhƣ sau : Chƣ̃ số thƣ́ nhất là số Hai chƣ̃ số tiếp theo là giới haṇ chảy tối thiểu theo đơn vi Ḳ Tiếp theo là chƣ̃ cái A, B, C, D hoăc̣ X để phân biêṭ các thành phần khác nhau trong nhóm mác có cùng giớ i haṇ chảy . Theo tiêu chuẩn ASTM thì biểu thi ṭ hép HSLA nhƣ sau Chƣ̃ thƣ́ nhất là Grade Hai chƣ̃ số tiếp theo chỉ giớ i haṇ chảy tối thiểu theo đ ơn vi Ḳ si hoăc̣ các chƣ̃ cái A, C, D, E Theo tiêu chuẩn ASTM có các mác thép nhƣ A656, A690, A709, A715, A808, A812, A841, A871, A242, A440, A441, A529, A588, A606, A607, A618 (trang 512 sổ tay mác thép thế giới) Bảng 3.4 thành phần hóa học của mác thép A558 theo tiêu chuẩn ASTM Mác Thép C Si Mn P S Cu V Nguyên tố ASTM UNS khác Gr. H K12032 0.2 0.2÷ 1.25 0.04 0.04 0.2 0.02 Cr0.1÷0.25 0.75 ÷0.35 ÷ 0.1 Ni0.3÷0.6, Ti0.005 0.03 Gr. J K12044 0.2 0.3÷ 0.6 1 0.04 0.05 ≥0.03 Ni 0.5÷0.7 0.5 Ti0.03 ÷0.05 Cr0.4 ÷0.7 Gr. K 0.17 0.5÷ 0.04 0.05 0.25÷ 1.2 0.3÷ Ni 0.4 0.5 0.5 Mo 0.1 Nb0.005÷0.05 Page 8
14. Bảng1 .5: Thành phần hóa học và cơ tính của một số mác thép HSLA theo SAE Hàm lƣợng (%) R Mác thép 0,2 (min, Ksi) Cmax Mnmax Simax Pmax Smax SAE 942X 0,21 1,35 0,90 0,040 0,050 42 SAE 945A 0,15 1,00 0,90 0,040 0,050 45 SAE 945C 0,23 1,40 0,90 0,040 0,050 45 SAE 945X 0,22 1,35 0,90 0,040 0,050 45 SAE 950A 0,15 1,30 0,90 0,040 0,050 50 SAE 950B 0,22 1,30 0,90 0,040 0,050 50 SAE 950C 0,25 1,60 0,90 0,040 0,050 50 SAE 950D 0,15 1,60 0,90 0,040 0,050 50 SAE 950X 0,23 1,35 0,90 0,040 0,050 50 SAE 955X 0,25 1,35 0,90 0,040 0,050 55 SAE 960X 0,26 1,45 0,90 0,040 0,050 60 SAE 965X 0,26 1,45 0,90 0,040 0,050 65 SAE 970X 0,26 1,65 0,90 0,040 0,050 70 SAE 980X 0,26 1,65 0,90 0,040 0,050 80 Bảng1 .6: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A572-88C Hàm lƣợng (%) Simax Đƣờng kính /chiều dài Grade Tấm>40mm Tấm ≤40mm (mm) Cmax Mnmax Pmax Smax Thép hình Thép hình >630 ≤630 Kg/m,Z,T Kg/m 150 42 0,21 1,35 0,04 0,05 0,4 0,15÷0,40 100 50 0,23 1,35 0,04 0,05 0,4 0,15÷0,40 32 60 0,26 1,35 0,04 0,05 0,4 _ 13÷32 65 0,23 1,65 0,04 0,05 0,4 _ ≤13 65 0,26 1,35 0,04 0,05 0,4 _ Page 9
15. Bảng1 .7: Cơ tính của các mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A572-88C R0,2 (min) Rm (min) A (min, %) Grade Mẫu 200 Mẫu 50 MPa Ksi MPa Ksi (mm) (mm) 42 290 42 415 60 20 24 50 345 50 450 65 18 21 60 415 60 520 75 16 18 65 450 65 550 80 15 17 Bảng1 .8: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A573-89 Hàm lƣợng (%) các nguyên tố hóa học ASTM Cmax Mn Pmax Smax Si Dày ≤13 mm 13÷40 mm Grade 58 0,23 0,23 0,60÷0,90 0,04 0,050 0,10÷0,35 Grade 65 0,24 0,26 0,85÷1,20 0,04 0,050 0,15÷0,40 Grade 70 0,27 0,28 0,85÷1,00 0,04 0,050 0,15÷0,40 Bảng1. 9: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A573-89 R0.2 (min) Rm (min) A (min, %) ASTM Mẫu 200 Mẫu 50 MPa Ksi MPa Ksi (mm) (mm) Grade 58 220 32 480÷490 58÷71 21 24 Grade 65 240 35 450÷530 65÷77 20 23 Grade 70 290 42 485÷620 70÷79 18 21 Page 10
16. Bảng1 .10: Thành phần hóa họccủa một số mác thép ASTM A633-90 Hàm lƣợng (%) Mn ASTM Cuma Cmax Pmax Smax Si Nbmax V Nimax Crmax Momax Dày≤14 40÷100 100÷150 x (mm) (mm) (mm) 0,05 Grade A 0,18 1,0÷1,35 1,0÷1,35 - 0,04 0,05 0,15÷0,5 - - - - - - Grade D 0,20 0,7÷1,35 1,0÷1,6 - 0,04 0,05 0,15÷0,5 - 0,35 0,25 0,25 0,08 0,01÷0,0 Grade E 0,22 1,15÷1,5 1,15÷1,5 1,15÷1,5 0,04 0,05 0,15÷0,5 0,04÷0,11 - - - - 5 Bảng 3.11: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn ASTM A633-90 R0,2 (min) Rm (min) A (min) ASTM MPa MPa % dày ≤ ≤160 dày ≤ 65 Mẫu 200 Mẫu 50 ≤100(mm) ≤ 100 (mm) ≤ 160 (mm) 65(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Grade A 290 290 - 430÷570 430÷570 - 18 23 Grade D 345 315 - 485÷620 450÷590 - 18 23 Grade E 415 415 380 550÷690 550÷690 515÷655 18 23 Page 11
17. Tiêu chuẩn Nhâṭ Bản Tiêu chuẩn Nhâṭ JIS quy điṇ h phƣơng pháp biểu thi ṃ ác thép gồm ba phần : Chƣ̃ cái thƣ́ nhất biểu thi ṭ hép S (Steel) Chƣ̃ cái thƣ́ hai biểu thi c̣ ông duṇ g H (Hot rolling) cán nóng . Ba chƣ̃ số tiếp theo biểu thi g̣ i á trị thấp nhất của độ bền . Ngoài ra các mác thép đôi khi có thể có thêm ký hiêụ biểu thi ḥ ình daṇ g vâṭ liêụ thép , phƣơng pháp chế taọ và nhiệt luyện . P (Plate) thép tấm, S thép băng . Bảng1 .12: Thành phần hóa học (%) của các mác thép theo JIS G319-88 Hàm lƣợng (%) JIS Cmax Mnmax Pmax Smax Simax (Nb + V) max SH590P 0,12 2,0 0,030 0,03 0,4 0,15 SH590S 0,18 1,8 0,035 0,03 0,4 0,15 Bảng1 .13: Cơ tính của một số mác thép theo tiêu chuẩn JIS G319-88 JIS R0,2 (min) Rm (min) A (MPa) (MPa) (%) SH590P 440 590 19÷26 SH590S 440 590 13÷17 Bảng1 .14: Thành phần hóa học (%) của các mác thép theo JIS G3128-87 Hàm lƣợng (%) JIS Cmax Simax Pmax Smax Cumax Ni Crmax Momax Vmax Bomax SHY-685 SHY- 0,18 0,55 0,030 0,025 0,50 - 1,20 0,60 0,10 0,005 685N 0,18 0,55 0,030 0,025 0,50 0,70÷1,50 0,80 0,60 0,10 0,005 SHY- 0,18 0,55 0,015 0,015 0,50 0,70÷1,50 0,80 0,60 0,10 0,005 685NS Cơ tính của cả 3 mác thép SHY-685, SHY685N, SHY685NS đều đảm bảo: R0.2 ≥ 685 Mpa Rm ≥ 785 MPa(Trích từ sổ tay mác thép thế giới trang 294) Tiêu chuẩn Trung Quốc Page 12
18. Bảng1 .15: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn GB 1591- 94 Phẩm Hàm lƣợng (%) Mác thép cấp Cmax Mn Simax Pmax Smax V N Ti max Al A 0.16 0.80 ÷ 1.50 0.55 0.045 0.045 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 - Q295 B 0.16 0.80 ÷1.50 0.55 0.040 0.040 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 - A 0.20 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.045 0.045 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 - B 0.20 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.040 0.040 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 - Q345 C 0.20 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.035 0.035 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 D 0.18 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.030 0.030 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 E 0.18 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.025 0.025 0.02 ÷ 0.15 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 A 0.20 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.045 0.045 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 - B 0.20 1.00 ÷ 1.60 0.55 0.040 0.040 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 - Q390 C 0.20 1.00÷1.60 0.55 0.035 0.035 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 D 0.20 1.00÷1.60 0.55 0.030 0.030 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 E 0.20 1.00 ÷1.60 0.55 0.025 0.025 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 A 0.20 1.00 ÷ 1.70 0.55 0.045 0.045 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 - B 0.20 1.00 ÷ 1.70 0.55 0.040 0.040 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 - Q420 C 0.20 1.00÷1.70 0.55 0.035 0.035 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 D 0.20 1.00÷1.70 0.55 0.030 0.030 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 E 0.20 1.00 ÷ 1.70 0.55 0.025 0.025 0.02 ÷ 0.20 0.015 ÷ 0.060 0.02 0.015 C 0.20 1.00 ÷ 1.70 0.55 0.035 0.035 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 0.015 Q460 D 0.20 1.00 ÷ 1.70 0.55 0.030 0.030 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 0.015 F 0.20 1.00 ÷ 1.70 0.55 0.025 0.025 0.02 ÷ 0.20 0.02 ÷ 0.20 0.02 0.015 Giới hạn chảy (MPa) (min) Độ Độ bền kéo Độ dai va đập Uốn cong 108o Phẩm Chiều dày hoặc đƣờng kính (mm) giãn Mác thép σ cấp b dài δ Nhiệt độ ≤ >16÷10 ≤ 16 > 16 ÷ 35 35 ÷ 50 50 ÷ 100 (MPa) o ≤ 16 (%) C Akv/J 0 A 295 275 255 235 390 ÷ 570 23 - - d = 2a d = 3a Q295 B 295 275 255 235 390 ÷ 570 23 +20 34 d = 2a d = 3a Page 13
19. A 345 325 295 275 470 ÷ 630 21 - - d = 2a d = 3a Bảng B 345 325 295 275 470 ÷ 630 21 +20 34 d = 2a d = 3a 1.16: Q345 C 345 325 295 275 470 ÷ 630 22 0 34 d = 2a d = 3a Cơ D 345 325 295 275 470 ÷ 630 22 -20 34 d = 2a d = 3a tính E 345 325 295 275 470 ÷ 630 22 -40 27 d = 2a d = 3a của A 390 370 350 330 490 ÷ 650 19 - - d = 2a d = 3a một số B 390 370 350 330 490 ÷ 650 19 +20 34 d =2a d = 3a mác Q390 C 390 370 350 330 490 ÷ 650 20 0 34 d = 2a d = 3a thép D 390 370 350 330 490 ÷ 650 20 -20 34 d = 2a d = 3a theo E 390 370 350 330 490 ÷ 650 20 -40 27 d = 2a d = 3a tiêu A 420 400 380 360 520 ÷ 680 18 - - d = 2a d = 3a chuẩn B 420 400 380 360 520 ÷ 680 18 +20 34 d = 2a d = 3a GB159 Q420 C 420 400 380 360 520 ÷ 680 19 0 34 d = 2a d = 3a 1- 94 D 420 400 380 360 520 ÷ 680 19 -20 34 d = 2a d = 3a E 420 400 380 360 520 ÷ 680 19 -40 34 d = 2a d = 3a C 460 440 420 400 520 ÷ 720 17 0 34 d = 2a d = 3a Q460 D 460 440 420 400 520 ÷ 720 17 -20 34 d = 2a d = 3a E 460 400 420 400 520 ÷ 720 17 -40 27 d = 2a d = 3a Page 14
20. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Theo tiêu chuẩn GB 1591 – 94 thì mác thép HSLA đƣợc biểu thị nhƣ sau : Chƣ̃ cái đứng đầu mác thép là chữ cái “Q” , chữ số đứng sau chỉ giá trị giới hạn chảy thấp nhất( Trang 179 Sổ tay sử dụng mác thép thế giới) Theo tiêu chuẩn Đứ c Tiêu chuẩn DIN 17006 quy điṇ h phƣơng pháp biểu thi ṃ ác thép theo đô ̣bền của vật liệu nhƣ sau : (trang 340 sổ tay mác thép thế giới) Chƣ̃ cái đầu tiên biểu thi p̣ hƣơng pháp luyêṇ hoăc̣ đăc̣ tính ban đầu : Q: có thể dập nguội (có thể ép, có thể biến dạng nguội ) Z: có thể kéo chuốt Hai chƣ̃ cái tiếp theo là St (Stahl) và theo sau là giá trị độ bền kéo (MPa). Trang 15
21. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Bảng1 .16: Thành phần hóa học của một số mác thép theo tiêu chuẩn DIN Hàm lƣợng (%) Mác thép Cmax Simax Mnmax Pmax Smax Al max Nbmax Ti max Vmax QStE 340 TM QStE 360 TM 0.12 0.5 1.3 0.03 0.03 0.015 0.09 0.22 - QStE 380 0.12 0.5 1.5 0.025 0.02 0.015 0.09 0.15 0.2 TM 0.12 0.5 1.4 0.03 0.03 0.015 0.09 0.22 - QStE 420 0.12 0.5 1.6 0.25 0.015 0.015 0.09 0.15 0.2 TM 0.12 0.5 1.6 0.25 0.015 0.015 0.09 0.15 0.2 QStE 460 0.12 0.5 1.7 0.25 0.015 0.015 0.09 0.15 0.2 TM 0.12 0.5 1.8 0.25 0.015 0.015 0.09 0.15 0.2 QStE 500 0.15 0.5 2.1 0.025 0.02 - 0.06 0.22 - TM 0.16 0.5 1.2 0.025 0.02 0.015 0.09 0.15 0.1 QStE 550 0.16 0.5 1.4 0.025 0.02 0.015 0.09 0.15 0.1 TM 0.16 0.5 1.5 0.03 0.03 0.015 0.09 0.22 - QstE 690 TM 0.18 0.5 1.6 0.025 0.015 0.015 0.09 0.15 0.1 QStE 260 N 0.18 0.5 1.6 0.03 0.03 0.015 0.09 0.22 - QStE 300 N 0.20 0.5 1.6 0.025 0.015 0.015 0.09 0.15 0.1 QStE 340 N 0.21 0.5 1.7 0.03 0.03 0.015 0.09 0.22 - QStE 360 N 0.22 0.5 1.7 0.03 0.03 0.015 0.09 0.22 - QStE 380 N 0.24 0.5 ~ 1.55 0.035 0.035 0.025 - 0.2 - QStE 420 N QStE 460 N QStE 500 N QStE 550 N Trang 16
22. S K L 0 0 2 1 5 4