Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11235 -1:2015 về Thép thanh cuộn không hợp kim để chế tạo dây - Yêu cầu chung

• Số hiệu: TCVN11235-1:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

Đối tượng kiểm tra	Thép thanh để chế tạo dây thép thông dụng TCVN 11235-2 (ISO 16120-2)	Thép thanh bằng thép sôi và nửa lặng có hàm lượng cacbon thấp TCVN 11235-3 (ISO 16120-3)	Thép thanh để chế tạo dây thép dùng cho các ứng dụng đặc biệt TCVN 11235-4 (ISO 16120-4)
Các điểm gián đoạn trên bề mặt	0	0	0
Sự thoát cacbon	-	-	0
Tạp chất phi kim loại	-	0	0
Sự thiên tích của lõi	0	-	0
Phân tích sản phẩm	0	0	0
Giới hạn bền kéo	0	0	0
Tổ chức tế vi	-	-	0^a
-: không thực hiện 0: chỉ được thực hiện nếu một phần của các sự lựa chọn được thỏa thuận tại thời điểm đặt hàng
^a Xem Phụ lục D

9.3. Đơn vị chấp nhận, số lượng mẫu thử và phôi mẫu thử

Nếu không có quy định khác, đơn vị chấp nhận bao gồm thép thanh cuộn để chế tạo dây có cùng một kích thước mặt cắt ngang, thuộc cùng một mẻ nấu và được cán trong cùng một lô cán liên tục.

Nếu có yêu cầu phải kiểm tra riêng, phải áp dụng số lượng các mẫu thử và phôi mẫu thử được cho trong Bảng 2. Đối với các thép thanh cuộn dùng cho các ứng dụng đặc biệt, có thể lựa chọn theo thỏa thuận một tần suất lấy mẫu cao hơn. Nếu không có yêu cầu phải kiểm tra riêng, có thể sử dụng các dữ liệu thống kê về chất lượng sử dụng hoặc các dữ liệu thích hợp.

Bảng 2 - Đơn vị chấp nhận và số lượng các mẫu thử và phôi mẫu thử

Loại yêu cầu

Số lượng các phôi mẫu thử và mẫu thử

Phân tích sản phẩm

3, từ 3 cuộn khác nhau thuộc cùng một mẻ nấu, nhưng không cần thiết phải được cán trong cùng một lô cán liên tục ^a

Độ sâu cho phép của các điểm gián đoạn trên bề mặt

...

...

...

Tạp chất phi kim loại

Giới hạn bền kéo

Tổ chức tế vi

1 trên 20 t với tối thiểu là 3 và tối đa là 5 trên một đơn vị chấp nhận ^a

Sự thiên tích của tâm lõi

10 ^b

^a Có thể thỏa thuận về số lượng mẫu thử khác giữa nhà cung cấp và khách hàng tại thời điểm đặt hàng tùy thuộc vào khả năng gia công.

^b Có thể thỏa thuận về số lượng mẫu thử được kiểm tra giữa nhà cung cấp và khách hàng, số lượng tối thiểu được ưu tiên là 10.

9.4. Lấy mẫu và chuẩn bị phôi mẫu thử và mẫu thử

...

...

...

Khi đã thỏa thuận phải kiểm tra thành phần hóa học của sản phẩm, phải thực hiện việc lấy mẫu và chuẩn bị các mẫu thử cho phân tích mẻ nấu phù hợp với TCVN 1811 (ISO 14284).

9.4.2. Giới hạn bền kéo

Nếu đã thỏa thuận thực hiện phép thử kéo, phải lấy mẫu thử và chuẩn bị mẫu thử phù hợp với TCVN 4398 (ISO 377).

9.4.3. Sự thoát cacbon, các điểm gián đoạn trên bề mặt, tạp chất phi kim loại, sự thiên tích của lõi và tổ chức tế vi

Để kiểm tra sự thoát cacbon, các điểm gián đoạn trên bề mặt, các tạp chất phi kim loại, sự thiên tích của lõi và tổ chức tế vi, số lượng yêu cầu của các phôi mẫu thử phải được lấy từ một đầu mút của các cuộn thép thanh cuộn riêng được cắt ra. (Xem 7.4).

9.5. Phương pháp thử

9.5.1. Thành phần hóa học

Các phương pháp phân tích mẻ nấu phải phù hợp với ISO/TR 9769. Các phương pháp được áp dụng cho kiểm tra việc phân tích sản phẩm phải được thỏa thuận tại thời điểm đặt hàng. Trong trường hợp có sự tranh chấp về các phương pháp phân tích, phải xác định thành phần hóa học phù hợp với một phương pháp chuẩn.

9.5.2. Giới hạn bền kéo

...

...

...

9.5.3. Các điểm gián đoạn trên bề mặt

Phương pháp được sử dụng để làm lộ ra và đo các điểm gián đoạn trên bề mặt phải do nhà cung cấp lựa chọn.

9.5.4. Sự thoát cacbon

Thử nghiệm về sự thoát cacbon phải được thực hiện trên thép thanh cuộn để chế tạo dây ở trạng thái cán phù hợp với TCVN 4507 (ISO 3887). Kiểm tra sự thoát cacbon bằng kính hiển vi với độ phóng đại ưu tiên 200x trên một phôi mẫu thử kim tương ở mặt cắt ngang đã được tẩm thực thích hợp.

Độ sâu thoát cacbon của mẫu thử được xem xét là giá trị trung bình của tám giá trị đo tại các đầu mút của bốn đường kính (hoặc đường chéo) được định vị cách nhau 45^o, bắt đầu từ vùng thoát cacbon lớn nhất và tránh bắt đầu từ một vùng có khuyết tật. Trong tính toán giá trị trung bình nêu trên, bất cứ điểm đo nào trong bảy điểm đo còn lại được đặt ở một điểm gián đoạn cục bộ trên bề mặt cũng không được tính đến trong tính toán. Độ sâu thoát cacbon được đo vuông góc với bề mặt của phôi mẫu thử.

9.5.5. Tạp chất phi kim loại

Phải thực hiện các phép thử trên thép thanh cuộn để chế tạo dây ở trạng thái cán phù hợp với 5.5 của TCVN 11235-3 (ISO 16120-3) và với 4.6 của TCVN 11235-4 (ISO 16120-4).

9.5.6. Sự thiên tích của lõi

Phương pháp xác định sự thiên tích của lõi là kiểm tra thô đại trên tiết diện ngang của mẫu thử như đã mô tả trong Phụ lục A.

...

...

...

Phải thực hiện các phép thử trên thép thanh cuộn để chế tạo dây ở trạng thái cán. Phương pháp để xác định tổ chức tế vi phải được thực hiện như đã quy định trong Phụ lục D.

9.6. Thử lại

Các phép thử lại thép thanh cuộn để chế tạo dây và các chuẩn chấp nhận của chúng nên theo quy định trong TCVN 4399 (ISO 404).

10. Ghi nhãn

Mỗi cuộn thép thanh trong mỗi lô hàng gửi đi phải được ghi nhãn với các thông tin sau:

a) Các kích thước mặt cắt ngang của thép thanh cuộn;

b) Mác thép;

c) Số liệu mẻ nấu;

d) Tên và/hoặc biểu tượng của nhà máy cung cấp;

...

...

...

Trừ khi có sự thỏa thuận khác giữa các bên có liên quan, việc ghi nhãn phải chịu được sự tẩy gỉ. Tuổi thọ của nhãn dùng cho ghi nhãn phải được thỏa thuận giữa các bên tại thời điểm đặt hàng.

11. Sự tranh chấp

Xem TCVN 4399 (ISO 404).

Phụ lục A

(Quy định)

Xác định sự thiên tích của lõi

A.1. Phạm vi áp dụng

Phụ lục này áp dụng cho thép thanh cuộn để chế tạo dây được chế tạo từ thép đúc liên tục có hàm lượng cacbon tối thiểu là 0,40 % và được quy định trong tiêu chuẩn này. Phương pháp được mô tả dưới đây là phương pháp ảnh chụp thô đại để xác định và đánh giá sự thiên tích của lõi xuất hiện trong thép thanh cuộn bằng thép đúc liên tục có hàm lượng cacbon cao bằng cách làm lộ ra sự thiên tích của cacbon.

...

...

...

Phụ lục này áp dụng thuật ngữ và định nghĩa sau.

A.2.1. Sự thiên tích của lõi (core segregation)

Sự thay đổi cục bộ trong thành phần hóa học dễ nhận thấy trên một mặt cắt ngang của thép thanh cuộn để chế tạo dây bằng kiểm tra ảnh chụp thô đại có liên quan chủ yếu đến sự thiên tích do quá trình đông đặc khi đúc liên tục.

CHÚ THÍCH 1: Vì lý do này, một phép kiểm tra dành riêng cho sự thiên tích cacbon của lõi sẽ làm bộc lộ ra sự hiện diện của chia tách.

CHÚ THÍCH 2: Một kỹ thuật khác được sử dụng để đánh giá xementit ở ranh giới hạt (hiện tượng này có hại cho gia công tiếp sau), sự tạo thành xêmentit ở ranh giới hạt có liên quan đến sự thiên tích cacbon và tới độ làm nguội sau khi cán thép thanh cuộn. Tuy nhiên, không nên nhầm lẫn sự tạo thành xementit ở ranh giới hạt với sự thiên tích của lõi.

A.3. Nguyên lý

Tính không đồng nhất hóa học được biểu lộ khi tẩm thực hóa học một mặt cắt ngang của thép thanh cuộn để chế tạo dây khi sử dụng dung dịch nital.

Ảnh quan sát được bằng kiểm tra ảnh vĩ mô được so sánh với các ảnh trong biểu đồ chuẩn và được phân loại một cách thích hợp.

A.4. Chuẩn bị mẫu thử

...

...

...

Bề mặt được kiểm tra là một tiết diện ngang từ mỗi mẫu thử được kiểm tra. Tiết diện này được tạo ra bằng cách cắt dần ở tốc độ thấp. Phải luôn luôn tránh sự nung nóng quá mức bằng làm nguội một cách thích hợp.

A.4.2. Đánh bóng

Mẫu thử được đánh bóng theo từng nấc bằng sử dụng các bột mài có chia độ và được hoàn thiện bằng bột kim cương mịn có cỡ hạt 1 μm.

Sau khi đánh bóng như gương, mẫu thử được rửa sạch cẩn thận bằng nước và được sấy khô bằng cồn.

A.4.3. Tẩm thực

Dung dịch nital là một dung dịch có 2 ml axit nitric (ρ₂₀ = 1,33 g/ml) trong 100 ml ethanol.

Bề mặt đánh bóng được tẩm thực ở nhiệt độ môi trường trong dung dịch nital trong thời gian tối thiểu 10 s tới khi bề mặt được ăn mòn rõ rệt.

Sau khi tẩm thực, sấy khô bề mặt bằng cồn.

A.4.4. Đánh giá sự thiên tích

...

...

...

Các hình ảnh trong biểu đồ là các chuẩn tham chiếu giới hạn cho mỗi cấp có liên quan.

Các hình ảnh thực được so sánh, xác định vị trí và phân cấp trong biểu đồ chuẩn. Chúng được phân loại vào cấp của hình ảnh chuẩn tham chiếu bằng hoặc xấu hơn hình ảnh được quan sát.

A.4.5. Cấp thiên tích

Xem Hình A1.

Biểu đồ chuẩn tham chiếu giới thiệu 5 cấp thiên tích

- Cấp 1: không có vùng thiên tích;

- Cấp 2: thiên tích ở lõi với độ tương phản nhẹ (màu xám trung bình);

- Cấp 3: thiên tích ở lõi với độ tương phản trung bình (màu xám sẫm);

- Cấp 4: thiên tích ở lõi với độ tương phản rõ rệt (lõi hơi đen);

...

...

...

A.4.6. Đánh giá các kết quả thử

Thường nhận thấy rằng phần lớn các kết quả được yêu cầu dùng cho đánh giá bằng thống kê sự thiên tích ở lõi của một mẻ nấu hoặc một đợt xếp hàng xuống tàu. Sự thiên tích rõ rệt ở lõi trên một mẫu thử riêng chỉ là giá trị giới hạn. Vì lý do này và để hạn chế số lượng các phép thử tới một mức tiết kiệm chấp nhận được nên dùng phương pháp xác định sự thiên tích như một phần của một hệ thống chất lượng.

Hình A1 - Biểu đồ chuẩn tham chiếu đối với sự thiên tích ở lõi

Phụ lục B

(Tham khảo)

Đo các điểm gián đoạn trên bề mặt

B.1. Lời giới thiệu

...

...

...

B.2. Thuật ngữ và định nghĩa

Phụ lục này áp dụng thuật ngữ và định nghĩa sau.

B.2.1. Điểm gián đoạn trên bề mặt (surface discontinuity)

Bất cứ chỗ gián đoạn nào có thể đo được ở bề mặt của thép thanh cuộn để chế tạo dây được tạo ra tại một vài điểm trong quá trình chế tạo

B.3. Nguyên lý

Các điểm gián đoạn trên bề mặt được bộc lộ ra bằng kiểm tra, khi sử dụng một kính hiển vi, một tiết diện đã đánh bóng của thép thanh cuộn để chế tạo dây. Tiết diện đã đánh bóng có thể được tẩm thực.

B.4. Chuẩn bị mẫu thử

B.4.1. Cắt

Bề mặt được kiểm tra là một mặt cắt ngang

...

...

...

Mẫu thử được đánh bóng theo từng nấc bằng sử dụng các bột mài có chia độ và được gia công hoàn thiện bằng bột kim cương mịn.

Sau khi đánh bóng như gương, mẫu thử được rửa sạch cẩn thận bằng nước, được làm sạch bằng cồn và sấy khô.

B.4.3. Tẩm thực

Mẫu thử có thể được kiểm tra ở trạng thái được tẩm thực hoặc không được tẩm thực. Nếu được khắc ăn mòn, sử dụng chất khắc ăn mòn là nital, đó là một dung dịch gồm có 2 ml nitric axit (ρ₂₀ = 1,33 g/ml) trong 100 ml ethanol. Bề mặt đã đánh bóng được tẩm thực ở nhiệt độ môi trường trong dung dịch khắc ăn mòn trong thời gian tối thiểu là 10 s hoặc tới khi bề mặt được khắc ăn mòn rõ rệt. Sau khi tẩm thực, bề mặt được làm sạch bằng cồn và được sấy khô.

B.4.4. Đánh giá độ sâu của điểm gián đoạn trên bề mặt

Quan trắc bề mặt bằng kính hiển vi quang học ở độ khuếch đại thích hợp đối với đường kính của thép thanh cuộn và độ sâu của điểm gián đoạn. Phải kiểm tra toàn bộ chu vi của phôi mẫu thử.

B.4.5. Báo cáo kết quả

Có thể báo cáo kết quả theo hai cách “độ sâu hướng kính” hoặc “chiều dài thực”.

Độ sâu hướng kính:

...

...

...

Chiều dài thực:

- Được định nghĩa là khoảng cách từ điểm tại đó sự gián đoạn làm cho bề mặt bị nứt vỡ ra tới điểm kết thúc của gián đoạn (xem Hình B.2). Trong trường hợp sự gián đoạn không theo đường thẳng cần sử dụng một phương pháp thích hợp bằng cách chia khoảng cách gián đoạn thành một số đoạn thẳng, sau đó cộng các chiều dài riêng lại (xem Hình B.3).

CHÚ DẪN:

1 điểm gián đoạn

L độ sâu hướng kính

Hình B.1 - Đo các điểm gián đoạn trên bề mặt: Trường hợp 1

CHÚ DẪN:

...

...

...

L_r chiều dài thực

Hình B.2 - Đo các điểm gián đoạn trên bề mặt: Trường hợp 2

CHÚ DẪN:

1 điểm gián đoạn

L_r chiều dài thực

Lr = L1 + L2 + L3

Hình B.3 - Đo các điểm gián đoạn trên bề mặt: Trường hợp 3

...

...

...

(Tham khảo)

Hư hỏng cơ học

C.1. Lời giới thiệu

Phụ lục này dùng để cung cấp thông tin liên quan đến các kiểu và dạng bên ngoài của hư hỏng cơ học trên thép thanh cuộn để chế tạo dây. Nếu hư hỏng đủ nghiêm trọng thì có thể dẫn đến phá hủy thép thanh cuộn trong quá trình kéo hoặc trong quá trình gia công tiếp sau.

C.2. Thuật ngữ và định nghĩa

Phụ lục này áp dụng thuật ngữ sau.

C.2.1. Hư hỏng cơ học (mechanical damage)

Bất cứ chỗ tiếp xúc nào có thể thấy rõ trên thép thanh cuộn để chế tạo dây sau nguyên công cán và làm nguội, nghĩa là trong quá trình xử lý tiếp theo của cuộn thép thanh cuộn, tạo ra dấu vết trên bề mặt.

CHÚ THÍCH: Chỗ tiếp xúc có thể được tạo ra bởi mài mòn hoặc va đập và có thể xảy ra giữa các cuộn thép thanh cuộn hoặc giữa cuộn thép thanh cuộn và bất cứ vật liệu nào khác có thể gây ra hư hỏng (bê tông, thép hoặc các vật liệu khác).

...

...

...

C.3.1. Kiểu hư hỏng và các nguyên nhân

Có ba kiểu hư hỏng được chỉ dẫn trên các Hình C.1 đến C.3.

Hình C.1 - Hư hỏng vì mài (cọ) mòn do sự tiếp xúc giữa các cuộn phôi với nhau

Hình C.2 - Hư hỏng do tiếp xúc gây mòn với sàn bê tông

Hình C.3 - Hư hỏng do tiếp xúc giữa các cuộn phôi trong quá trình xếp thành chồng

C.3.2. Hậu quả của hư hỏng cơ học

...

...

...

Hình C.4 - Hư hỏng cơ học trên bề mặt của thép thanh cuộn (được chỉ thị bằng mũi tên)

Hình C.5 - Ảnh chụp qua kính hiển vi (có độ phóng đại x18) của hư hỏng cơ học

Hình C.6 - Ảnh chụp qua kính hiển vi (có độ phóng đại x118) của hư hỏng cơ học

C.4. Phòng tránh hư hỏng cơ học

Các biện pháp trong C.4.1 đến C.4.3 thường được chấp nhận để tránh hư hỏng cơ học trong các giai đoạn xử lý khác nhau sau khi thép thanh cuộn được dỡ tải khỏi dây chuyền sản xuất

C.4.1. Vận chuyển các cuộn thép thanh cuộn (nghĩa là nâng, chất tải, dỡ tải)

...

...

...

b) Các cuộn phôi nên được nâng lên theo phương thẳng đứng để tránh cọ vào mặt đất, kết cấu thép hoặc các cuộn phôi khác.

c) Bộ dây treo nên được chế tạo bằng vật liệu sợi dệt hoặc vật liệu phi kim loại khác. Nếu không tránh được phải sử dụng xích hoặc cáp thì chúng nên có lớp phủ hoặc có lớp vỏ bọc bằng chất dẻo hoặc vật liệu không có hại khác.

C.4.2. Bảo quản cuộn thép thanh cuộn

a) Cuộn phôi nên được lưu trữ trên gỗ, thảm cao su, hoặc vật liệu nhẹ khác. Miếng đệm “mềm” (làm bằng gỗ ép hoặc bìa cứng) nên được đặt giữa các cuộn phôi.

b) Trường hợp cuộn phôi được xếp chồng lên phía trên của mỗi lớp khác, miếng đệm “mềm” [như trong C.4.2, a)] nên được sử dụng giữa các lớp.

c) Đối với những mác thép của dây mà có chất lượng bề mặt đặc biệt, nên lưu giữ theo lớp đơn.

C.4.3. Vận chuyển

a) Các cuộn phôi nên được bảo quản trên gỗ, vật liệu cao su hoặc các vật liệu mềm khác. Nên đặt các đệm ngăn cách “mềm” (được chế tạo bằng bìa cứng hoặc bìa cac-tông) giữa các cuộn phôi.

b) Tối thiểu, sàn của xe đẩy/toa xe/tàu thuyền phải làm bằng gỗ hoặc vật liệu không độc hại khác hoặc được bảo vệ bằng các vật liệu tương tự.

...

...

...

d) Khi các cuộn phôi đã được chẳng buộn bằng đai vào một vị trí cố định để bảo đảm an toàn cho vận chuyển, vật liệu làm đai buộc nên là vật liệu mềm hơn thép (ví dụ, hàng dệt).

Phụ lục D

(Tham khảo)

Xác định tỷ lệ phần trăm của peclit hòa tan

D.1. Phạm vi áp dụng

Phụ lục này áp dụng cho thép thanh cuộn để chế tạo dây được chế tạo từ thép cán liên tục có hàm lượng cacbon lớn hơn 0,40 %. Phương pháp được mô tả là phương pháp chụp ảnh tổ chức tế vi để xác định và đánh giá tỷ lệ phần trăm của peclit hòa tan hiện diện trong thép thanh cuộn để chế tạo dây có hàm lượng cacbon cao bằng cách làm lộ ra và đánh giá tổ chức tế vi của thép.

D.2. Nguyên lý

Peclit hòa tan được làm lộ ra bằng tẩm thực hóa học một tiết diện đã được đánh bóng của thép thanh cuộn để chế tạo dây khi sử dụng chất khắc ăn mòn thích hợp.

...

...

...

D.3.1. Cắt

Bề mặt được kiểm tra chỉ có thể là một mặt cắt dọc hoặc ngang.

D.3.2. Đánh bóng

Mẫu thử được đánh bóng theo từng nấc (bước) bằng sử dụng các bột mài có chia độ và được gia công hoàn thiện bằng bột kim cương mịn.

Sau khi đánh bóng như gương, mẫu thử được rửa sạch cẩn thận bằng nước, được làm sạch bằng cồn và được sấy khô.

D.3.3. Tẩm thực

Có thể sử dụng một trong hai chất tẩm thực

a) Một chất tẩm thực picral, đó là một dung dịch bão hòa của axit picric trong ethanol.

b) Một chất tẩm thực nital, đó là một dung dịch 2 ml axit nitric (ρ₂₀ = 1,33 g/ml) trong 100 ml ethanol.

...

...

...

D.4. Đánh giá tỷ lệ phần trăm của peclit hòa tan

Quan sát bề mặt đã được tẩm thực bằng kính hiển vi quang học ở độ khuếch đại x500 khi sử dụng một khẩu độ số 0,8. Nguồn ánh sáng phải là ánh sáng trắng nhưng có thể sử dụng nguồn ánh sáng khác.

Phải kiểm tra vùng tiêu biểu của mẫu thử. Vùng mẫu thử được kiểm tra nên ở giữa lõi và bề mặt (1/2 bán kính). Cần đánh giá 500 điểm riêng biệt.

Trong ảnh chụp qua kính hiển vi dưới đây (Hình D.1: độ phóng đại x500), cấu trúc peclit được xem như không hòa tan, nhưng có các vùng nhỏ peclit hòa tan (trong đó có thể phân biệt được các lưới ferit và xementit).

Hình D.1 - Cấu trúc peclit với phần lớn peclit không hòa tan và các vùng nhỏ peclit hòa tan (x500)

D.5. Báo cáo kết quả

Nếu có yêu cầu của khách hàng, phải báo cáo lượng peclit hòa tan, tính bằng phần trăm trong chứng chỉ.

...

...

...

[1] ISO 683 - 17, Heat treated steels, alloy steels and free - cutting steels - Part 17: Ball and roller bearing steels. (Thép, thép hợp kim và thép tự động đã xử lý nhiệt - Phần 17: Thép ổ bi và ổ đũa).

[2] EN 10204, Metallic products - Types of inspection documents. (Sản phẩm kim loại - Các loại tài liệu kiểm tra).

1) Tham khảo ISO 4948-1. Trong Bảng 1 của TCVN 7446-1, hàm lượng các nguyên tố nhôm (AI), coban (Co), silic (Si)