Chỉång 1: NHỈỴNG TÊNH CHÁÚT CÅ BN CA THẸP XÁY DỈÛNG ξ1.Thẹp xáy dỉûng: Tỉì qûng (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) luûn trong l dỉåïi tạc dủng t o âỉåüc gang (%C > 1,7%), tiãúp tủc luûn v khỉí båït C trong gang s âỉåüc thẹp (%C < 1,7%). Càn cỉï vo hm lỉåüng C% âãø phán biãût gang v thẹp. Váût liãûu ch úu lm kãút cáúu thẹp l thẹp than (thẹp C) v thẹp håüp kim tháúp, ngoi ra âäi khi cn dng gang âục lm gäúi tỉûa hồûc håüp kim nhäm (ráút hản chãú vç giạ thnh cao) . 1.1.Phán loải thẹp xáy dỉûng 1.Theo thnh pháưn họa hc : Dỉûa vo hm lỉåüng C% trong thẹp v cạc thnh pháưn khạc: - Thẹp C : ( %C< 1,7% ) chia ra lm 3 loải: * Thẹp C tháúp ( %C < 0,22%): Do, mãưm v dãù hn. Thẹp xáy dỉûng l thẹp C tháúp. * Thẹp C vỉìa (0,22 < %C < 0,6 %): Cỉåìng âäü cao hån nhỉng dn * Thẹp C cao ( 0,6% < %C< 1,7% ). - Thẹp håüp kim: Cọ thãm cạc thnh pháưn kim loải khạc: Cr,Ni,Mn âãø ci thiãûn tênh cháút thẹp. Thẹp håüp kim tháúp cọ hm lỉåüng cạc kim loải < 2,5%. 2.Theo phỉång phạp luûn: Cọ 2 loải - Thẹp l quay (L Bessmer, Thomas): Dung têch låïn 50-60 táún/m; thåìi gian luûn nhanh 10-20 phụt/l. Khọ khäúng chãú v âiãưu chènh thnh pháưn, khäng loải hãút tảp cháút cọ hải, cáúu trục khäng thưn nháút nãn cháút lỉåüng tháúp , khäng dng lm kãút cáúu chëu ti trng nàûng , ti trng âäüng. - Thẹp l bàòng (L Martin): Dung têch nh hån 30÷35 táún/m,thåìi gian luûn láu 8÷12h/l. Cọ thãø khäúng chãú v âiãøu chènh thnh pháưn, â thåìi gian khỉí hãút tảp cháút, cáúu trục thưn nháút nãn cháút lỉåüng cao, dng lm kãút cáúu chëu lỉûc.Tuy nhiãn, nàng sút tháúp, giạ thnh cao. Ỉ Khàõ c phủc:Luûn bàòng l thäøi äxy cháút lỉåüng tỉång âỉång l bàòng, giạ thnh tháúp hån do nàng sút cao, thåìi gian luûn nhanh hån (40÷50 phụt/m). 3.Theo phỉång phạp khỉí äxy: Cọ 3 loải 7 - Theùp tộnh: Theùp loớng ra loỡ õổồỹc khổớ ọxy vaỡ taỷp chỏỳt, traùnh õổồỹc boỹt khờ trong theùp nón cỏỳu truùc thuỏửn nhỏỳt, chỏỳt lổồỹng cao nón õổồỹc duỡng laỡm kóỳt cỏỳu chởu taới troỹng nỷng, taới troỹng õọỹng. - Theùp sọi: Theùp loớng ra loỡ õọứ vaỡo khuọn, boỹt khờ O 2 , CO 2 chổa ra hóỳt õaợ nguọỹi, taỷo nhổợng chọự khuyóỳt tỏỷt, dóự sinh ổùng suỏỳt tỏỷp trung khi chởu lổỷc vaỡ bở laợo hoùa, dỏựn õóỳn phaù hoaỷi doỡn, khọng nón duỡng laỡm kóỳt cỏỳu chởu lổỷc chờnh . - Theùp nổớa tộnh: Chỏỳt lổồỹng vaỡ giaù thaỡnh trung gian giổợa 2 loaỷi trón . 1.2.Cỏỳu truùc vaỡ thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc cuớa theùp: 1. Cỏỳu truùc tinh thóứ: Hỗnh 1.1: Cỏỳu truùc tinh thóứ Cỏỳu truùc theùp (hỗnh 1.1) taỷo bồới: - Ferit: Fe nguyón chỏỳt, chióỳm 99% thóứ tờch , deớo vaỡ móửm. - Ximentic: Hồỹp chỏỳt Fe 3 C, cổùng vaỡ doỡn do thaỡnh phỏửn C. - Maỡng peclit: Họứn hồỹp Fe vaỡ Fe 3 C, laỡ maỡng õaỡn họửi, bao quanh ferit. Maỡng caỡng daỡy, theùp caỡng cổùng vaỡ keùm deớo. 2.Thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc: - Fe chióỳm 99 %. - C: Coù haỡm lổồỹng nhoớ hồn 1,7%. Lổồỹng C caỡng cao, theùp coù cổồỡng õọỹ lồùn nhổng doỡn nón khoù haỡn vaỡ khoù gia cọng. Yóu cỏửu theùp xỏy dổỷng coù: %C < 0,22%. - Caùc thaỡnh phỏửn coù lồỹi: * Mn: 0,4 ữ 0,65 %. Tng cổồỡng õọỹ,õọỹ dai, nhổng laỡm theùp doỡn ặ %Mn < 1,5% * Si:0,12 ữ 0,35%. Tng cổồỡng õọỹ nhổng giaớm tờnh chọỳng gố, khoù haỡn ặ %Si < 0,3%. - Caùc thaỡnh phỏửn coù haỷi: * P: Giaớm tờnh deớo vaỡ õọỹ dai va chaỷm, theùp doỡn ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp. * S: Laỡm theùp doỡn ồớ nhióỷt õọỹ cao, dóự nổùt khi reỡn vaỡ haỡn. * O 2 ,N 2 : Laỡm theùp doỡn, cỏỳu truùc khọng thuỏửn nhỏỳt ặ %O 2 < 0,05 %; %N 2 < 0,0015%. Ngoaỡi ra trong theùp hồỹp kim coỡn coù thóm mọỹt sọỳ thaỡnh phỏửn Ni, Cr,Cu õóứ caới thióỷn tờnh chỏỳt theùp. 1.3.Sọỳ hióỷu cuớa theùp xỏy dổỷng: 1. Theùp C: Theo kyù hióỷu Lión Xọ (cuợ) tổỡ CT O ữ CT 7 . Chố sọỳ caỡng cao haỡm lổồỹng C caỡng lồùn, theùp coù cổồỡng õọỹ cao nhổng keùm deớo khoù haỡn vaỡ gia cọng. 8 * CTo: Do, dng lm kãút cáúu khäng chëu lỉûc: Buläng thỉåìng, âinh tạn, chi tiãút * CT 1 ,CT 2 : Mãưm , cỉåìng âäü tháúp, dng trong kãút cáúu v. * CT 3 : Phäø biãún nháút trong xáy dỉûng, thỉåìng l thẹp l bàòng-säi hồûc thẹp nỉía ténh. Kãút cáúu chëu ti trng nàûng, âäüng dng thẹp l bàòng-ténh. * CT 4 : Cỉåìng âäü cao, dng trong cäng nghiãûp âọng tu. * CT 5 : Khọ gia cäng chãú tảo, khọ hn chè dng cho kãút cáúu âinh tạn. * CT 6 , CT 7 : Qụa cỉïng, dn khäng dng âỉåüc trong xáy dỉûng, chè dng lm mạy cäng củ 2.Thẹp håüp kim tháúp: Ngy cng phäø biãún trong xáy dỉûng nhåì cỉåìng âäü cao, bãưn v chäúng gè täút. Theo k hiãûu LiãnXä (c), cạc chè säú chè thnh pháưn họa hc v hm lỉåüng C. Vê dủ: 15XCHΓΠ: 0,15% C, C: Silic, H:Ni , Π: Cu. ξ2.Sỉû lm viãûc ca thẹp chëu kẹo: Sỉû lm viãûc chëu kẹo l dảng chëu lỉûc cå bn ca thẹp, qua âọ cọ thãø tháúy âỉåüc cạc âàûc trỉng cå hc ch úu ca thẹp nhỉ : ỉïng sút giåïi hản, biãún dảng giåïi hản, mäduyn ân häưi 2.1.Biãøu âäư ỉïng sút - biãún dảng: - Kẹo mäüt náøu thẹp mãưm CT3 tiãu chøn bàòng ti trng ténh tàng dáưn. V biãøu âäư quan hãû ỉïng sút ( σ ) - biãún dảng tỉång âäúi ( ε ), hçnh 1.2: Trủc tung Oy biãøu thë ỉïng sút σ = N/ F (KN/cm 2 ). Trủc honh Ox biãøu thë biãún dảng tỉång âäúi ε = ∆ l /l %. ( F,l: Tiãút diãûn v chiãưu di ban âáưu ca máùu thẹp ) . - Biãøu âäư gäưm 4 giai âoản: 1.Giai âoản 1 ( Giai âoản ân häưi ) Hçnh 1.2: Biãøu âäư kẹo ca thẹp carbon tháúp. 9 * Âoản OA: Âoản thàóng. Quan hãû σ - ε tuún tênh. Váût liãûu lm viãûc theo âënh lût Hooke: σ = E. ε ( E: Mäduyn ân häưi, thẹp CT 3 cọ E=2,1.10 6 Kg/cm 2 ). Âãún A, thäi tạc dủng, váût liãûu khäi phủc lải trảng thại ban âáưu. Giai âoản ny gi l: Giai âoản t lãû. ỈÏng sút t lãû σ tl = σ A = 2000 Kg/cm 2 . ε A = ε tl = 0,2 %. * Âoản AA’: Håi cong. Khäng cn giai âoản t lãû nhỉng thẹp váùn lm viãûc ân häưi, biãún dảng s máút âi khi khäng cn ti trng. 2.Giai âoản 2 ( Giai âoản ân häưi - do) * Âoản A’B: Âoản cong.Váût liãûu lm viãûc ân häưi - do. E ≠ const v gim dáưn âãún 0. Âãún B thäi tạc dủng, biãøu âäư s qua A tråí vãư 0. σ B = σ c = 2400 Kg/cm 2 . 3.Giai âoản 3 ( Giai âoản chy do) * Âoản BC: Háưu nhỉ nàòm ngang. Biãún dảng tàng nhỉng ỉïng sút khäng tàng. Âãún C, thäi tạc dủng, váût liãûu tråí vãư theo âỉåìng gim ti C0’ // A0 Ỉ Thẹp cọ biãún dảng dỉ 00’. σ C = σ B = σ c = 2400 Kg/cm 2 . ε = 0,2 %÷ 2,5%. Hçnh 1.3: Biãøu âäư kẹo ca thẹp carbon cao. 4.Giai âoản 4 ( Giai âoản tỉû gia cỉåìng, cng cäú) * Âoản CD: Âoản cong thoi . Thẹp khäng chy nỉỵa m lải nhỉ cọ v chëu âỉåüc lỉûc Ỉ Thẹp tỉû gia cỉåìng. Sau âọ, biãún dảng tàng nhanh, tiãút diãûn máùu thẹp bë thu hẻp v bë kẹo âỉït åí σ D = σ b = 3800÷4000 Kg/cm 2 . ε D = ε b = 20 ÷25 %. Gii thêch: Dỉûa vo cáúu trục hảt ca thẹp v cáúu trục tinh thãø ca cạc hảt ferit. Mảng ngun tỉí ca cạc tinh thãø hảt ferit cọ nhỉỵng khuút táût (biãún vë) lm cho cạc pháưn tinh thãø ferit khi chëu lỉûc dãù bë trỉåüt tỉång âäúi våïi nhau. Trong giai âoản t lãû, biãún dảng ca thẹp l do biãún dảng häưi phủc âỉåüc ca cạc mảng ngun tỉí. Sau âọ, mäüt säú hảt feri tcọ biãún vë xút hiãûn trỉåüt lm biãún dảng tàng nhanh hån ỉïng sút (giai âoản ân häưi do). Khi ỉïng sút tiãúp tủc tàng, sỉû trỉåüt cạc hảt riãng l phạt triãøn thnh âỉåìng trỉåüt lm thẹp biãún dảng låïn våïi ỉïng sút khäng âäøi (giai âoản chy do). Sau âọ, mng peclit cỉïng hån so våïi ferit ngun cháút ngàn cn biãún dảng ca cạc tinh thãø. ỈÏng sút do âọ tiãúp tủc tàng (giai âoản tỉû gia cỉåìng). Khi ỉïng sút táûp trung chäù tiãút diãûn thu hẻp vỉåüt quạ lỉûc tỉång tạc ngun tỉí, thẹp måïi bë âỉït. Nháûn xẹt: - Vãư quan niãûm tênh : Khi ỉïng sút trong thẹp vỉåüt quạ giåïi hản chy, thẹp coi nhỉ khäng cn kh nàng lm viãûc bçnh thỉåìng do biãún dảng quạ låïn Ỉ Láúy giåïi hản chy σ c lm giåïi hản khäng âỉåüc phẹp vỉåüt qua. Màût khạc, khi σ < σ c , biãún dảng kãút cáúu nh nãn ph håüp våïi cạc gi thiãút ca sỉïc bãưn váût liãûu. Giai âoản 1: Giai âoản ân häưi. σ < σ tl : Dng l thuút ân häưi. E= const Giai âoản 2: Giai âoản ân häưi-do. σ tl < σ < σ c : Dng l thuút ân häưi - do. E ≠ const. σ = σ c : Dng l thuút do. E= 0. - Hiãûn tỉåüng “thãưm chy”: Chè xy ra åí thẹp cọ hm lỉåüng C% = 0,1÷0,3% . Nãúu khäng, sau giai âoản ân häưi, âỉåìng cong chuøn ngay sang giai âoản tỉû gia cỉåìng. 10 Âäúi våïi thẹp ny, quy ỉåïc láúy giåïi hản chy tỉång ỉïng våïi biãún dảng ε = 0,2 %. Biãøu âäư váût liãûu dn cọ dảng nhỉ hçnh 1.3. 2.2.Tênh toạn cáúu kiãûn chëu kẹo: Tênh theo âiãưu kiãûn bãưn * Cáúu kiãûn khäng cho phẹp biãún dảng do: σ = th F N ≤ γ .R (1.1) F th : Diãûn têch tiãút diãûn thu hẻp. γ : Hãû säú âiãưu kiãûn lm viãûc. * Cáúu kiãûn cho phẹp biãún dảng do: σ = th F N ≤ γ .R b / γ b (1.2 ) Våïi: γ b = 1,3 2.3.Cạc âàûc trỉng cå hc ch úu ca thẹp Biãøu âäư kẹo cho tháúy cạc âàûc trỉng cå hc ch úu ca thẹp quy âënh trong quy phảm ty mạc thẹp, âọ l: - Môun ân häưi E: Âäü däúc ca âoản thàóng OA. E= σ / ε = tg α . (α: Gọc nghiãng ca biãøu âäư ân häưi - Thẹp CT 3 E= 2 .10 6 Kg/cm 2 ) . Giai âoản t lãû E= const, giai âoản chy E=0, giai âoản tỉû gia cỉåìng, E ráút nh v E ≈ 0. - Giåïi hản t lãû σ tl : Giạ trë ỉïng sút giåïi hản váût liãûu lm viãûc theo âënh lût Hooke. -Giåïi hản chy σ c : Quan trng nháút vç âọ l ỉïng sút låïn nháút cọ thãø cọ trong váût liãûu m khäng âỉåüc phẹp vüt qua. Khi ỉïng sút trong kãút cáúu âảt σ c (Thẹp CT 3 , σ c = 2400 Kg/cm 2 ), coi nhỉ kãút cáúu âảt trảng thại giåïi hản vãư cỉåìng âäü Ỉ l càn cỉï xạc âënh cỉåìng âäü tênh toạn ca thẹp. - Giåïi hản bãưn σ b : Cỉåìng âäü tỉïc thåìi ca thẹp khi bë kẹo âỉït, Âäúi vọi thẹp CT 3 , σ b > σ c do âọ nọ xạc âënh vng an ton dỉû trỉỵ giỉỵa hai trảng thại lm viãûc v phạ hoải. Âäúi våïi thẹp khäng cọ thãưm chy, σ b l trë säú giåïi hản ỉïng sút lm viãûc (kãø thãm hãû säú an ton). Âäúi våïi thẹp cọ thãưm chy nhỉng cho phẹp biãún dảng do cọ thãø láúy ỉïng sút giåïi hản theo σ b (kãø thãm hãû säú an ton). - Biãún dảng khi âỉït: Âàûc trỉng cho âäü do v âäü dai ca thẹp. Thẹp CT 3 cọ ε b =20÷25% >> ε c = 0,2% chỉïng t thẹp khäng bao giåì bë kẹo âỉït khi cn åí trảng thại do. Thẹp chè bë phạ hoải khi â chuøn sang dn. Gii thêch: Nãúu êt C, mng peclit khäng â âãø ngàn cạc hảt ferit trỉåüt. Ngỉåüc lải, mng peclit dy ln ln ngàn cn khäng cho cạc hảt ferit trỉåüt nãn biãøu âäư s háưu nhỉ khäng cọ thãưm chy. 11 . giạ thnh cao) . 1. 1.Phán loải thẹp xáy dỉûng 1. Theo thnh pháưn họa hc : Dỉûa vo hm lỉåüng C% trong thẹp v cạc thnh pháưn khạc: - Thẹp C : ( %C< 1, 7% ) chia ra lm 3 loải: * Thẹp C tháúp. - Theùp nổớa tộnh: Chỏỳt lổồỹng vaỡ giaù thaỡnh trung gian giổợa 2 loaỷi trón . 1. 2.Cỏỳu truùc vaỡ thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc cuớa theùp: 1. Cỏỳu truùc tinh thó : Hỗnh 1. 1: Cỏỳu truùc tinh. 1. 3. 2.2.Tênh toạn cáúu kiãûn chëu kẹo: Tênh theo âiãưu kiãûn bãưn * Cáúu kiãûn khäng cho phẹp biãún dảng do: σ = th F N ≤ γ .R (1. 1) F th : Diãûn têch tiãút diãûn thu hẻp. γ :