2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM KHÁI NIỆM CHUNG CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Vỏ động cơ – Gang hoặc Hợp kim Nhôm Vỏ xe – Thép tấm hoặc Nhựa tổng hợp Ghế ngồi Nhựa Kính chắn Mặt đèn hậu Nhựa Chụp Bugi Gốm Dây điện Đồng Chương II VẬT LIỆU DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP Dây tóc bóng đèn - Vonfram Chắn nước Nhựa Vành xe – Thép hoặc Hợp kim Nhôm Dầm xe - Thép Ống xả - Thép không gỉ Lốp xe – Cao su Hình 1: Một vài dạng vật liệu được sử dụng trong xe Ôtô – Kim loại, Hợp kim và Vật liệu phi kim End Show > DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Next >> Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Ứng xử và các Tính chất của vật liệu Vật liệu dïng trong c«ng nghiệp gia công cơ khí Cấu trúc Kim loại và Hợp kim Nhựa Gốm Composit Kim loại màu Thép kết cấu Nhôm Nằm trong sự quan tâm chính của môn học CKĐC ! Hoá – Lý tính Tính công nghệ Khối lượng riêng Tính đúc Độ bền Nhiệt độ nóng chảy Tính rèn Cấu tạo mạng tinh thể Độ dẻo Tính giãn nở Tính hàn Tổ chức Độ đàn hồi Tính dẫn nhiệt v.v.. Thành phần pha Độ cứng Tính dẫn điện v.v.. Độ bền mỏi Từ tính Dạng liên kết Kim loại đen Cơ tính của vật liệu Thép không gỉ Đồng Thép dụng cụ Titan Độ giãn dài tương đối Tính chịu ăn mòn Gang Vonfram v.v.. Độ dai va chạm Tính chịu nhiệt v.v.. v.v.. Tính chịu axit v.v.. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.1. Cơ tính B. Độ cứng Cơ tính là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại và hợp kim chịu tác dụng của các loại tải trọng: - Khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng thông qua vật nén. A. Độ bền - Khả năng của vật liệu chịu tác dụng của tải trọng mà không bị phá huỷ. - Ký hiệu: σ Độ bền kéo: σk Độ bền nén: σn Độ bền uốn: σu - Các phương pháp đo Phá huỷ l0 σk = P 2.1.1. Cơ tính + Độ cứng Brinen + Độ cứng Rốcoen + Độ cứng Vicke (HB) (HRB, HRC, HRA) (HV) P ( N / mm 2 ) Fo DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.1. Cơ tính C. Độ giãn dài tương đối [δ%] - Là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa lượng giãn dài sau khi kéo và chiều dài ban đầu. δ= l1 − l0 ×100% l0 D. Độ dai va chạm ak (J/mm2) (kJ/m2) - Khả năng chịu tải trọng tác dụng đột ngột (tải trọng động) mà không bị phá huỷ. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM γ= 2.1.2. Lý tính a. Khối lượng riêng (g/cm3) - Là khối lượng của 1cm3 vật chất. P ( g / cm3 ) V b. Nhiệt độ nóng chảy - Là nhiệt độ nung nóng mà tại đó sẽ làm cho kim Gang: 1130 – c. Tính giãn nở - Là khả năng giãn nở của kim loại khi nung nóng. chất khác như Ôxy, Axit, v.v.. Mà không bị phá huỷ. 1350oC Sắt nguyên chất: 0,0000118/1mm Thép: 0,0000120/1mm d. Tính dẫn nhiệt - Là khả năng dẫn nhiệt của kim loại. Bạc: 1 Æ Đồng: 0,9 ÆNhôm: 0,5 ÆSắt: 0,15 e. Tính dẫn điện - Là khả năng truyền dòng điện của kim loại. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. - Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hoá học của các Sắt nguyên chất: 1535oC loại chuyển từ thể rắn sang thể lỏng f. Từ tính - Là khả năng dẫn từ của kim loại. 2.1.3. Hoá tính a. Tính chịu ăn mòn. - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của môi trường xung quanh. b. Tính chịu nhiệt - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Ôxy Ví dụ như trong cắt khí Ôxy-Axêtylen trong không khí ở nhiệt độ cao. c. Tính chịu axít - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Axít Bạc Æ Đồng ÆNhôm Æ…Hợp kim Sắt, Niken, Coban và hợp kim của chúng Æ Kim loại từ tính Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.1.4. Tính công nghệ 2.2.1. Cấu tạo của kim loại nguyên chất E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 -Là khả năng của kim loại và hợp him cho phép gia công nóng hay gia công nguội. Gia công nguội (Cold working) : T/Tm < 0,3 Tm: Nhiệt độ nóng chảy của kim loại Gia công trung gian (Warm working) : T/Tm = 0,3 đến 0,5 Gia công nóng (Hot working) : T/Tm > 0,6 a. Tính đúc - Đặc trưng bởi: Độ chảy loãng, Độ co, Tính thiên tích. Thép có tính rèn cao (To). b. Tính rèn - Là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Gang không có tính rèn. Đồng, Chì rèn tốt ở nhiệt độ bình thường. c. Tính Hàn - Là khả năng tạo thành liên kết giữa các chi tiết bằng phương pháp hàn DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.2.1. Cấu tạo của kim loại nguyên chất ) Kim lo¹i cã cÊu t¹o tinh thÓ CÊu tróc cña kim lo¹i Mét sè chi tiÕt m¸y b»ng kim lo¹i S¬ ®å m¹ng tinh thÓ cña KL Ghi nhí: - C¸c nguyªn tö KL ph©n bè theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh - NhiÒu m¹ng tinh thÓ s¾p xÕp thµnh m¹ng kh«ng gian CÊu tróc KL nhìn qua kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. ¤ c¬ b¶n: Liªn kÕt kim lo¹i nhê ®¸m m©y ®iÖn tö Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 - Mçi nót m¹ng ®−îc coi lµ t©m cña c¸c nguyªn tö DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 C¸c kiÓu ¤ c¬ b¶n: lµ phÇn kh«ng gian nhá nhÊt cña m¹ng tinh thÓ 1. LËp ph−¬ng thÓ t©m: Ký hiÖu: ¤ c¬ b¶n cña m¹ng tinh thÓ KL 2. LËp ph−¬ng diÖn t©m: Ký hiÖu: M¹ng tinh thÓ cña KL nhìn d−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2. Lôc ph−¬ng dµy ®Æc : Ký hiÖu: ) Tuú theo lo¹i « c¬ b¶n ng−êi ta x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè m¹ng Th«ng sè m¹ng lµ gi¸ trÞ ®é dµi ®o theo chiÒu c¹nh cña « - M¹ng lËp ph−¬ng: chØ cã mét th«ng sè m¹ng la a - M¹ng lôc gi¸c: cã 2 th«ng sè m¹ng lµ a vµ c ) Ьn vÞ ®o cña th«ng sè m¹ng lµ Angstrong (Ao): 1Ao = 10-8cm *. Sù biÓn ®æi m¹ng tinh thÓ cña kim lo¹i : Khi ®iÒu kiÖn ngoµi thay ®æi (¸p suÊt, nhiÖt ®é, v.v..) tæ chøc kim lo¹i sÏ thay ®æi theo Ký hiÖu: DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Sơ đồ tổ chức thô dại của thỏi đúc 2.2.2. Sự kết tinh của kim loại - Kim loại chuyển trạng thái từ Lỏng sang Rắn Æ Kết tinh 1- Hạt mịn, đều trục 2- Dạng trụ, trục vuông góc với thành khuôn 3- Tinh thể lớn, đều trục D¹ng « c¬ b¶n thay ®æi Th«ng sè m¹ng cã gi¸ trÞ thay ®æi DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. } Sù biÓn ®æi m¹ng tinh thÓ Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Quá trình kết tinh của Sắt nguyên chất E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Tèc ®é nguéi to C T1 T CR = tgα Nhiệt độ, oC Lỏng Bắt đầu kết tinh Kết thúc kết tinh α T2 Nhiệt độ kết tinh Rắn τ (s) 0 Lỏng tn + Lỏng Rắn Rắn Thời gian (s) t Làm nguội tự nhiên Tổ chức xuyên tinh Tổ chức đều trục Quá nung Nhiệt độ rót thấp Đ−êng nguéi ) Đèi víi mçi kim lo¹i nguyªn chÊt, b»ng thÝ nghiÖm ng−êi ta x¸c ®Þnh ®−îc mét ®−êng nguéi nhÊt ®Þnh Đường nguội DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 ) Kim lo¹i kÕt tinh theo mét qu¸ trình gåm nhiÒu giai ®o¹n to C C¸c giai ®o¹n cña Qu¸ trình kÕt tinh Trung t©m kÕt tinh – t©m mÇm Qu¸ trình kÕt tinh ph¸t triÓn to C KÕt thóc qu¸ trình kÕt tinh Pha láng τ (s) T©m mÇm: - cã thÓ lµ c¸c ph©n tö t¹p chÊt kh«ng nãng chảy nh− bôi t−êng lß - chÊt s¬n khu«n v.v… - t©m mÇm tự sinh h×nh thµnh ë những nhãm nguyªn tö cã trËt tù ®¹t ®Õn kÝch th−íc ®ñ lín Nhiệt ®é kÕt tinh Pha r¾n τ (s) ) Tuú theo vËn tèc nguéi kh¸c nhau mµ l−îng t©m hÇm xuÊt hiÖn nhiÒu hay Ýt, sù kÕt tinh sÏ t¹o ra sè l−îng ®¬n tinh thÓ (hay h¹t) nhÊt ®Þnh DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.3. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỢP KIM H−íng kÕt tinh 2.3.1. PHA lµ những phÇn tö cña hîp kim cã thµnh phÇn ®ång nhÊt ë cïng mét tr¹ng th¸i vµ ngăn c¸ch víi c¸c pha kh¸c b»ng bÒ mÆt ph©n chia (nÕu ë tr¹ng th¸i r¾n thì ph¶i cã sù ®éng nhÊt vÒ cïng mét kiÓu m¹ng vµ th«ng sè m¹ng) PHA ) Mét tËp hîp c¸c pha ë tr¹ng th¸i c©n b»ng gäi lµ hÖ hîp kim A A B B B A A A A B A B B A 2.3.2. NGUYÊN NGUYÊN lµ mét vËt chÊt ®éc lËp cã thµnh phÇn kh«ng ®æi, t¹o nªn c¸c pha cña hÖ. Trong mét sè tr−êng hîp nguyªn còng lµ c¸c nguyªn tè ho¸ häc hoÆc lµ hîp chÊt ho¸ häc cã tÝnh æn ®Þnh cao KÕt tinh kiÓu nh¸nh c©y DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.3. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỢP KIM 2.3.3. CÁC TỔ CHỨC CỦA HỢP KIM 2. Hîp chÊt ho¸ häc: 1. Dung dÞch ®Æc: Pha ®−îc t¹o nªn do sù liªn kÕt giữa c¸c nguyªn tè kh¸c nhau theo mét tû lÖ x¸c ®Þnh gäi lµ hîp chÊt ho¸ häc Hai hoÆc nhiÒu nguyªn tè cã kh¶ năng hoµ tan vµo nhau ë tr¹ng th¸i ®Æc gäi lµ dung dÞch ®Æc Cã hai lo¹i dung dÞch ®Æc: VÝ dô: Hîp chÊt ho¸ häc Fe3C rÊt æn ®Þnh - dung dÞch ®Æc thay thÕ - dung dÞch ®Æc xen kÏ 3. Hçn hîp c¬ häc: Dung dịch xen kẽ Dung dịch đặc thay thế Những nguyªn tè kh«ng hoµ tan vµo nhau còng kh«ng liªn kÕt ®Ó t¹o thµnh hîp chÊt ho¸ häc mµ chØ liªn kÕt víi nhau b»ng lùc c¬ häc thuÇn tuý, thì gäi hÖ hîp kim ®ã lµ hçn hîp c¬ häc B - Thay thế các nguyên tử ở nút mạng. - Xen kẽ vào các các lỗ trống giữa các nút mạng. - Có thể hoà tan vô hạn - Hoà tan có hạn DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 ) hçn hîp c¬ häc kh«ng lµm thay ®æi m¹ng nguyªn tö cña c¸c nguyªn tè thµnh phÇn DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. 4. Giản ®å tr¹ng th¸i cña hîp kim: Cấu trúc của hợp kim: Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 lµ sù biÓu diÔn qu¸ trình kÕt tinh cña hệ hîp kim C¸ch x©y dùng Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hÖ Hîp kim Nguyªn tö Hydro Nguyªn tö S¾t Nguyªn tö Titan Nguyªn tö S¾t ) X©y dùng gi¶n ®å tr¹ng th¸i b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt, nghÜa lµ thiÕt lËp c¸c ®−êng nguéi Nguyªn tö Titan DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 ) Dùa vµo c¸c ®−êng nguéi, ta x¸c ®Þnh ®−îc c¸c ®iÓm tíi h¹n cña mçi hîp kim ) Đ−a tÊt c¶ c¸c ®iÓm tíi h¹n lªn 1 gi¶n ®å tæng hîp, ta cã gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hÖ hîp kim ) Qu¸ trình kÕt tinh phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ nång ®é cña c¸c chÊt t¹o thµnh to C C¸c ®−êng nguéi cña c¸c hîp kim chì - antimon: 375 0 0 0 95%Pb 5%Sb 100%Pb to C to C to C to C 0 90%Pb 10%Sb Pha láng ACB: ®−êng láng 0 DCE: ®−êng ®Æc 75%Pb 25%Sb 87%Pb 13%Sb Sb + Láng Pb + Láng DCE: ®−êng cïng tinh 1 325 1’ 1 200 3 2 2’ 2 2 3 3 τ 2’ 2’ 1 2 3 τ 3 τ τ E Điểm cùng tinh ) Gi¶n ®å tr¹ng th¸i chØ râ c¶ tæ chøc cña hîp kim trong c¸c ®iÒu kiÖn c©n b»ng 1 2’ 246 C D 246 1 to C A 375 [Pb + Sb] to C B Pb + [Pb + Sb] Sb + [Pb + Sb] 200 τ 0 5 10 13 25 40 60 80 100% Pb 95 90 87 75 60 40 20 100% Sb 0 Giản ®å tr¹ng th¸i cña hÖ hîp kim chì - antimon DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Các loại giản đồ trạng thái của hợp kim 2 nguyên: Các loại giản đồ trạng thái của hợp kim 2 nguyên: to C to C to C to C to C to C to C [AmBm] to C Pha láng Pha láng α+L Pha láng B+L A+L 0 100% B 0 0 α 0 Loại II Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / β [α + β] B+ [A+B] 100% B 100% A Loại I DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. [A+B] A + [A+B] 100% A L+β L+α α Pha láng E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 0 100% B 100% A 0 0 Loại III DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. AmBm 100% A 100% B 0 Loại IV Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 HỢP KIM Fe - C toC 1600 Giản đồ trạng thái Fe-Fe3C (Sắt-Cácbon) B A Fe3C 1500 E Ostenit (γ) C 1147oC F 1100 1000 G II A3 γ+F 800 Ferit + XêIII S 700 Ferit F+P 600 Q A1 Peclit P 0 0,81 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. - Chịu mài mòn tốt. 2,14 - Tính công nghệ kém, XeI + Le 727oC K P + Xê + Lê 2 3 - Độ cứng cao, - Độ giòn lớn, Lêđebuarit (Lê) γ + Xê + Le 911oC 900 + Xê: hợp chất hoá học Fe-C (%C=6,67%), có mặt ở hầu hết các khu vực. ( L+XeI ) 1200 cm PSK(A1) - Chuyển biến cùng tinh Lỏng + Xêmentit L+ γ A GS(A3), ES(Acm), GP, PQ - Giới hạn chuyển biến pha. 1300 Xê AECF - Đường đặc XÊMENTIT – (XÊ) Lỏng (L) 1400 γ+ ACB - Đường lỏng HỢP KIM Fe - C Xê + Lê 4 Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / 4,43 5 6 6,67%C E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 HỢP KIM Fe - C DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 HỢP KIM Fe - C OSTENIT – (γ) FERIT – (α) γ : Dung dịch đặc xen kẽ của C α : Dung dịch đặc xen kẽ của C trong Fe α trong Fe γ Tại 727oC : 0,8%C Tại 727oC hoà tan 0,02%C Nhiệt độ hoà tan giảm Æ Fe nguyên chất Tại 1147oC : 2,14%C - Pha dẻo, dai, dễ biến dạng. - Chỉ tồn tại trên 727oC Æ không quyết định tc Cơ học. Chỉ có ý nghĩa khi gia công Áp lực và Nhiệt luyện. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / - Dẻo, Mềm và Độ bền thấp Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. HỢP KIM Fe - C HỢP KIM Fe - C PECLIT – (P) LÊĐÊBUARIT – (Lê) P : (Tổ chức hai pha) Lê : . Hỗn hợp cơ học: F + XêII . Hỗn hợp cơ học: γ + XêI . F và Xê cùng kết tinh ở thể rắn ÆCùng tích Peclit . (1147oC, 4,43%C): γ và Xê cùng kết tinh từ pha lỏng ÆCùng tinh Lêđêbuarit. - Tính chất cơ học phụ thuộc vào lượng F và Xê và hình dạng của Xê. (Hạt, Tấm). DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. - Độ cứng cao, Dòn (do Xê cao) Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 HỢP KIM Fe - C DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 PHÂN LOẠI HỢP KIM Fe - C GRAPHIT Fe – C (Fe-Fe3C) Thép C (C2,14%) T/c: . Kém bền . Dòn . Nở thể tích khi kết tinh DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Thép trước cùng tích Thép cùng tích Thép sau cùng tích Gang trước cùng tinh Gang cùng tinh Gang sau cùng tinh C (=) 0,8% C (=) 4,43% DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 II. THÉP CÁC BON II. THÉP CÁC BON 2.2. Ph©n lo¹i 2.1. Kh¸i niÖm - ThÐp cacbon lµ hîp kim cña Fe-C víi hµm l−îng cacbon nhá h¬n 2,14%. Æ Nguyªn tè ¶nh h−ëng lín : Cacbon. ChØ cÇn thay ®æi mét l−îng rÊt nhá C, ®∙ lµm thay ®æi nhiÒu tÝnh chÊt lý, ho¸ cña thÐp - C tăng Æ Đé cøng vµ ®é bÒn cña thÐp tăng lªn cßn ®é dÎo vµ ®é dai l¹i gi¶m xuèng - Ngoµi ra trong thÐp cacbon cßn chøa mét l−îng t¹p chÊt nh− Si, Mn, S, P, … - Thay ®æi hµm l−îng cacbon Æ lµm thay ®æi c¶ tÝnh c«ng nghÖ, tÝnh ®óc, tÝnh hµn vµ tÝnh rÌn dËp * C¸c t¹p chÊt cã lîi trong thÐp cacbon: Si vµ Mn - Khi hµm l−îng cña chóng thÝch hîp (Mn ≤ 0,75% vµ Si ≤ 0,35%) cã kh¶ n¨ng: Æ khö «xy khái c¸c «xyt s¾t, Æ lµm t¨ng ®é bÒn, ®é cøng cña thÐp. - Tuy nhiªn kh«ng nªn cho nhiÒu t¹p chÊt lo¹i nµy v× nã sÏ ph−¬ng h¹i ®Õn mét sè tÝnh c«ng nghÖ nh− gia c«ng c¾t gät nhiÖt luyÖn v.v… DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. II. THÉP CÁC BON * C¸c t¹p chÊt cã h¹i cho thÐp cacbon: P vµ S - Nguyªn tè S sÏ lµm cho thÐp bÞ dßn nãng (bë nãng) - Nguyªn tè P l¹i lµm thÐp bÞ ph¸ huû ë tr¹ng th¸i nguéi (dßn nguéi) ) V× thÕ cÇn h¹n chÕ S vµ P d−íi møc 0,03%! Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 1. Theo tæ chøc tÕ vi vµ hµm l−îng C (trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i) 2. Theo hµm l−îng C th−êng dïng. - ThÐp tr−íc cïng tÝch víi tæ chøc Ferit + Peclit (C < 0,8%). 5. Theo c«ng dông C < 0,25% - ThÐp cacbon trung b×nh: C = 0,25% ... 0,5% - ThÐp cïng tÝch: thÐp cã tæ chøc Peclit (C = 0,8%) - ThÐp cacbon cao: C > 0,5% - ThÐp sau cïng tÝch trong ®ã cã Peclit + Xªmentit (C > 0,8%) 3. Theo ph−¬ng ph¸p luyÖn kim 4. Theo ph−¬ng ph¸p khö ¤xy - ThÐp lß chuyÓn: chÊt l−îng kh«ng cao, hµm l−îng kÐm chÝnh x¸c. -ThÐp lß m¸c tanh (Martin): chÊt l−îng cao h¬n trong lß chuyÓn mét Ýt. - ThÐp s«i: chøa nhiÒu rç khÝ nªn kÐm dÎo vµ dai - ThÐp nöa s«i: chÊt l−îng cao h¬n thÐp s«i v× cßn Ýt rç khÝ h¬n - ThÐp l¾ng: ®é bÒn cao h¬n thÐp s«i vµ thÐp nöa s«i - ThÐp lß ®iÖn: chÊt l−îng cao h¬n nhiÒu, khö hÕt t¹p chÊt tíi møc thÊp nhÊt. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. II. THÉP CÁC BON 2.2. Ph©n lo¹i (tiếp theo) - ThÐp cacbon thÊp: Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.2. Ph©n lo¹i (tiếp theo) 5. Theo c«ng dông So sánh các loại ký hiệu ™ ThÐp cacbon th«ng dông (thÐp th−êng): - C¬ tÝnh kh«ng cao Æ chØ dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y, c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i nhá... - Th−êng dïng trong ngµnh x©y dùng, giao th«ng,… Liªn X« (GOST 380 - 71) Liªn bang Nga (GOST2772-88) ™ ThÐp cacbon th«ng dông (thÐp th−êng): ViÖt Nam (TCVN1765-75) CT0 CT31 - C¬ tÝnh kh«ng cao Æ chØ dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y, c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i nhá... - Th−êng dïng trong ngµnh x©y dùng, giao th«ng… Ký hiệu CT1 CT33 Ký hiệu ThÐp cacbon th«ng dông ®−îc ký hiÖu b»ng hai chữ CT vµ chia ba nhãm A, B vµ C. CT2 CT34 Nhãm A: Nhãm B: ChØ ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh (®é bÒn, ®é dÎo, ®é cøng, v.v…) иnh gi¸ b»ng thµnh phÇn ho¸ häc. CT3 CT245* CT38 CT4 CT275 CT42 CT5 CT285 CT51 CT6 CT345 Nhãm C: иnh gi¸ b»ng c¶ hai chØ tiªu c¬ tÝnh vµ thµnh phÇn ho¸ häc. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. CT375 CT61 * BiÓu thÞ ®é bÒn σ02= 245MPa Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 ThÐp cacbon th«ng dông ®−îc ký hiÖu b»ng hai ch÷ CT vµ chia ba nhãm A, B vµ C. Nhãm A: Nhãm B: ChØ ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh (®é bÒn, ®é dÎo, ®é cøng, v.v…) иnh gi¸ b»ng thµnh phÇn ho¸ häc. Nhãm C: иnh gi¸ b»ng c¶ hai chØ tiªu c¬ tÝnh vµ thµnh phÇn ho¸ häc. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. ) TCVN 1756 -75 quy ®Þnh ký hiÖu thÐp th«ng dông: sau CT ghi chØ sè giíi h¹n bÒn σb [kG/mm2] thÊp nhÊt øng víi mçi ký hiÖu VÝ dô: CT38 cã giíi h¹n bÒn σb = 38 ÷ 49kG/mm2 (380 ÷ 490N/mm2) ) C¸c nhãm B vµ C còng cã ký hiÖu trªn c¬ së nhãm A nh−ng thªm vµo phÝa tr−íc ch÷ c¸i B hay C ®Ó ph©n biÖt VÝ dô: CT31 → BCT31 → CCT31 >> ThÐp s«i : thªm ký tù S vµo phÇn cuèi, vÝ dô CT31S >> ThÐp nöa s«i: thªm ký tù n vµo phÇn cuèi, vÝ dô: CT31n >> ThÐp kh«ng cã ký hiÖu thªm lµ ThÐp l¾ng Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 II. THÉP CÁC BON III. GANG 2.2. Ph©n lo¹i (tiếp theo) 5. Theo c«ng dông ™ ThÐp cacbon kÕt cÊu: ™ ThÐp cacbon dông cô: - Lµ lo¹i thÐp cã hµm l−îng t¹p chÊt S, P rÊt nhá, - TÝnh n¨ng lý ho¸ tèt, hµm l−îng cacbon chÝnh x¸c vµ chØ tiªu c¬ tÝnh râ rµng - Lµ lo¹i thÐp cã hµm l−îng cacbon cao (0,7 ÷1,3%C), - Cã hµm l−îng t¹p chÊt S vµ P thÊp ( 4,43%) - Cacbon cµng nhiÒu th× kh¶ n¨ng graphit ho¸ cµng m¹nh, nhiÖt ®é nãng ch¶y cµng gi¶m Æ t¨ng tÝnh ®óc. Nh−ng t¨ng hµm l−îng cacbon sÏ lµm gi¶m ®é bÒn, t¨ng dßn. V× vËy trong gang x¸m ch¼ng h¹n, hµm l−îng cacbon giíi h¹n tõ 2,8 ÷ 3,5% . III. GANG 3.2. Ph©n lo¹i ¾ Tæ chøc tÕ vi cña gang x¸m gåm: nÒn c¬ së vµ c¸c garaphit d¹ng tÊm ¾ NÒn cña gang x¸m cã thÓ lµ: ferit, pherit - peclit , peclit GANG C¬ tÝnh cña gang x¸m phô thuéc vµo hai yÕu tè: Gang Cầu Gang Dẻo * Tæ chøc cña nÒn: ®é bÒn cña nÒn tăng lªn tõ nÒn pherit ®Õn peclit * Sè l−îng, hình d¹ng vµ ph©n bè graphit. - Gang tr¾ng lµ lo¹i gang mµ hÇu hÕt cacbon ë d¹ng liªn kÕt Fe3C ) Gang tr¾ng chØ hình thµnh khi cã hµm l−îng C, ) Gang tr¾ng kh«ng cã ký hiÖu riªng Mn… thÝch hîp vµ víi ®iÒu kiÖn nguéi nhanh ë c¸c vËt ®óc thµnh máng, nhá Tæ chøc xementit cã nhiÒu trong gang tr¾ng lµm mÆt g·y cña nã cã mµu s¸ng tr¾ng! DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. - Ng−îc l¹i Mn l¹i c¶n trë sù graphit ho¸ nh»m t¹o ra Fe3C cña gang tr¾ng. hµm l−îng cacbon lµ 0,8% Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / 1. Ph©n lo¹i theo tæ chøc tÕ vi vµ hµm l−îng C trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i - T¹p chÊt S vµ P lµm h¹i ®Õn c¬ tÝnh cña gang. Nh−ng nguyªn tè P phÇn nµo lµm t¨ng tÝnh ch¶y lo∙ng, t¨ng tÝnh chèng mµi mßn do ®ã cã thÓ hµm l−îng ®Õn 0,1 ÷ 0,2%P . Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 GX Ferit ¾ Gang x¸m cã ®é bÒn nÐn cao nh−ng bÒn kÐo kÐm, chÞu mµi mßn tèt, ®Æc biÖt cã tÝnh ®óc tèt Ký hiÖu Gang x¸m: GX xx-yy (Liªn x«: Cч xx-yy) xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo yy = hai con sè chØ ®é bÒn uèn GX 21- 40 σkéo = 210 N/mm2 σuốn = 400 N/mm2 GX Ferit-Peclit DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Gang Cầu III. GANG III. GANG Gang Dẻo - Gang cÇu lµ lo¹i gang cã thÓ cã tæ chøc nh− gang x¸m, nh−ng graphit cã d¹ng thu nhá thµnh hình cÇu Gang dÎo lµ lo¹i gang chÕ t¹o tõ gang tr¾ng b»ng ph−¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn (ñ) GC xx-yy Ký hiÖu: Gang cÇu: (Liªn x«: Bч xx-yy) xx = chØ ®é bÒn kÐo yy = chØ ®é d∙n dµi t−¬ng ®èi δ % GC 42-12 σkéo = 420 N/mm2 - Độ bền cao, δ - Độ dẻo lớn nhờ Graphit phân huỷ từ Fe3C trong gang = 12 % dÎo b¶o ®¶m. Cã thÓ so s¸nh c¬ tÝnh gang cÇu xÊp xØ b»ng thÐp m¸c thÊp. Chế tạo bằng PP Đúc các chi tiết máy trung bình và lớn, hình dạng phức tạp, chịu tải lớn, chịu va đập. DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. (Trục khuỷu, Trục cán…) Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / xx-yy (Liªn x«: Kч xx-yy) xx = chØ ®é bÒn kÐo yy = chØ ®é d∙n dµi t−¬ng ®èi δ% GZ 37-12 σkéo = 370 N/mm2 δ = 12 % Ứng dụng -Giá thành cao do khó đúc hơn và thời gian ủ lâu. - Chế tạo các chi tiết phức tạp, thành mỏng. E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 iv. THÉP HỢP KIM 4.1. Kh¸i niÖm trắng tạo nên dạng cụm. Ký hiÖu: GZ Ứng dụng: ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh ®Æc biÖt gäi lµ cÇu ho¸ ®Ó t¹o ra graphit hình cÇu. KÕt qu¶ lµ còng trªn c¸c nÒn t−¬ng tù nh− gang x¸m víi grathit cÇu ta cã: ®é dÎo δ = 5 ÷ 15%; ®é bÒn kÐo σk = 400 - 1000N/mm2 . Peclit + Ccụm Tính chất: ) Gang cÇu cã ®é bÒn cao h¬n gang x¸m nhiÒu, ®Æc biÖt cã ®é ) ĐÓ cã tæ chøc gang cÇu, ph¶i nÊu ch¶y gang x¸m vµ dïng To ủ Fe3C DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 iv. THÉP HỢP KIM - ThÐp HK lµ lo¹i thÐp cã chøa trong nã mét hµm l−îng c¸c nguyªn tè HK thÝch hîp - Hµm l−îng cña chóng ph¶i ®ñ ®Õn møc cã thÓ lµm thay ®æi c¬ tÝnh thì míi ®−îc coi lµ chÊt cho thªm, nÕu d−íi møc ®ã thì chØ lµ t¹p chÊt. ™ C¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña ThÐp hîp kim: - C¶i thiÖn c¬ tÝnh: thÐp HK cã tÝnh nhiÖt luyÖn tèt h¬n thÐp C. (Tr−íc nhiÖt luyÖn hai lo¹i thÐp C vµ HK cã c¬ tÝnh t−¬ng tù, nh−ng nÕu nhiÖt luyÖn vµ ram hîp lý thÐp hîp kim sÏ tăng c¬ tÝnh râ rÖt). - ThÐp HK giữ ®−îc ®é bÒn cao h¬n thÐp C ë nhiÖt ®é cao nhê sù t−¬ng t¸c cña nguyªn tè hîp kim trong c¸c tæ chøc cña thÐp cacbon - T¹o ra những tÝnh chÊt lý ho¸ ®Æc biÖt, nh−: chèng ăn mßn trong c¸c m«i tr−êng ăn mßn; Cã thÓ t¹o ra thÐp tõ tÝnh cao hay kh«ng cã tõ tÝnh; ®é gi∙n në nhiÖt rÊt nhá. ™ C¸c sù biÕn ®æi khi Hîp kim ho¸: - C¸c dung dÞch ®Æc trong thÐp C hoµ tan thªm nguyªn tè hîp kim t¹o nªn sù thay ®æi cã lîi c¸c to¹ ®é trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i hoÆc t¹o ra c¸c pherit hîp kim bÒn h¬n. - Trõ mét sè nguyªn tè nh− Ni, Si, Al… ®a sè c¸c nguyªn tè kh¸c nh− Cr, W, Ti… ®Òu kÕt hîp víi cacbon t¹o nªn cacbit hîp kim DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. - Đa sè c¸c nguyªn tè lµm cho ®é qu¸ nguéi tăng lªn, Æ ®−êng cong chữ "C' dÞch vÒ bªn ph¶i. ĐiÒu ®ã sÏ t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó nhiÖt luyÖn dÔ dµng h¬n. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / - Mét sè nguyªn tè kÕt hîp víi thÐp C vµ m«i tr−êng ngoµi t¹o nªn líp vá «xyt rÊt bÒn ®Ó b¶o vÖ. E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 4.2. Ph©n lo¹i 1. Ph©n lo¹i theo thµnh phÇn hîp kim trong thÐp: - ThÐp hîp kim thÊp: cã tæng l−îng c¸c nguyªn tè hîp kim ®−a vµo < 2,5%. - ThÐp hîp kim trung bình: cã tæng l−îng c¸c nguyªn tè hîp kim tõ 2,5 ÷ 10%. - ThÐp hîp kim cao: cã tæng l−îng > 10% 2. Ph©n lo¹i theo tªn gäi c¸c nguyªn tè HK chñ yÕu: - ThÐp Mn, ThÐp Si, ThÐp Cr, ThÐp Ni, thÐp Cr-Ni, ... 3. Ph©n lo¹i theo c«ng dông: Thép HK Dụng cụ Thép HK Kết cấu Thép HK Thép Gió DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Thép HK Đặc biệt E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 iv. THÉP HỢP KIM iv. THÉP HỢP KIM - Lµ lo¹i thÐp trªn c¬ së thÐp cacbon kÕt cÊu cho thªm c¸c nguyªn tè hîp kim (0,1 ÷ 0,85% C vµ l−îng phÇn trăm nguyªn tè hîp kim thÊp ) - Lµ lo¹i thÐp cÇn cã ®é cøng cao sau khi nhiÖt luyÖn, ®é chÞu nhiÖt vµ chÞu mµi mßn cao. Hµm l−îng cacbon trong thÐp HK dông cô tõ 0,7 ÷ 1,4% C; c¸c nguyªn tè hîp kim cho vµo lµ Cr, W, Si vµ Mn. > ThÐp HK kÕt cÊu ph¶i qua thÊm cacbon råi míi nhiÖt luyÖn Æ c¬ tÝnh cao. > Lo¹i thÐp nµy ®−îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt chÞu t¶i träng cao, cÇn ®é cøng, ®é chÞu mµi mßn, hoÆc cÇn tÝnh ®µn håi cao v.v… > ThÐp HK dông cô cã tÝnh nhiÖt luyÖn tèt.. Sau nhiÖt luyÖn cã ®é cøng ®¹t 60 - 62 HRC. Ký hiÖu: - Lµ mét d¹ng thÐp HK ®Æc biÖt ®Ó lµm dông cô c¾t vµ c¸c chi tiÕt m¸y cã yªu cÇu cao > Trong tæ chøc cña thÐp giã gåm c¸c nguyªn tè C, Cr, W, Co, Va vµ Fe. > ThÐp giã cã ®é cøng cao, bÒn, chÞu mµi mßn vµ chÞu nhiÖt ®Õn 6500 oC. > Hµm l−îng c¸c nguyªn tè trong thÐp giã: 8,5 ÷ 19% W; 0,7 ÷ 1,4%C; 3,8 ÷4,4%Cr; 1 ÷ 2,6V vµ mét l−îng nhá Mo hay Co > Trong thÐp th−êng cã nhiÒu pha, mçi pha cã ®iÖn thÕ ®iÖn cùc kh¸c nhau > Trong thÐp kh«ng gØ, hµm l−îng cr«m kh¸ cao (>12%) > Cã hai lo¹i thÐp kh«ng gØ: lo¹i hai pha pherit + cacbit; lo¹i mét pha ostennit 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr19Ni9, 12Cr18Ni9Ti,… 2. ThÐp bÒn nãng: lµ lo¹i thÐp HK lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao mµ ®é bÒn kh«n gi¶m, kh«ng bÞ «xy ho¸ bÒ mÆt 12CrMo, 10Cr18Ni12N6, 04Cr14Ni14W2Mo 90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12 vµ OL100Cr1,5 Ký hiÖu: Ký hiÖu: 15Cr, 20Cr, 20CrNi , 12CrNi 3A, 12Cr2Ni4A, 40CrMn, 35CrMnSi 1. ThÐp kh«ng gØ : lµ lo¹i thÐp cã kh¶ năng chèng l¹i m«i tr−êng ăn mßn. Thép Gió Thép HK Dụng cụ Thép HK Kết cấu Thép HK Đặc biệt ) Riªng lo¹i thÐp lµm æ lăn th−êng chøa hµm l−îng Cr cao h¬n vµ ký hiÖu theo tªn riªng cña nã. OLCr0,6; OLCr1; OLCr1,5 90W9V2; 75W18V; 140W9V5; 90W18V2… 3. ThÐp tõ tÝnh: lµ lo¹i thÐp cã kh¶ năng khö tõ cao > Cã thÓ dïng thÐp dông cô cacbon ®−îc hîp kim ho¸ mét l−îng 2 ÷ 3% Cr > Còng cã thÓ dïng hÖ hîp kim Fe- Al -Ni hoÆc Al - Si - Fe AlNi1, AlNi2, 50Ni - 50%Ni; 38NiSi - 38%Ni vµ 38%Si… DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 v. HỢP KIM CỨNG DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 vi. KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU Hîp kim cøng lµ lo¹i vËt liÖu ®iÓn hÌnh víi ®é cøng nãng rÊt cao (800 ÷ 1000oC). Nã ®−îc dïng phæ biÕn lµm c¸c dông cô c¾t gät kim lo¹i vµ c¾t gät vËt liÖu phi kim cã ®é cøng cao. Hîp kim cøng kh«ng cÇn nhiÖt luyÖn vÉn ®¹t ®é cøng 85 ÷ 92 HRC. Th−êng dïng hai nhãm hîp kim cøng sau: - Nhãm mét cacbit: WC + Co Æ Ký hiÖu theo Liªn x« lµ BK, VD: BK2, BK3, BK8, BK10 : Con sè chØ % Co, cßn l¹i lµ WC >> Nhãm nµy cã ®é dÎo thÝch hîp víi gia c«ng vËt liÖu dßn, lµm c¸c khu«n kÐo, Ðp… - Nhãm hai cacbit: WC + TiC + Co Æ Ký hiÖu theo Liªn x« lµ TK, VD: T30K4; T15K6; T14K8; T5K10 : Con sè chØ % TiC vµ % Co, cßn l¹i lµ WC >> Nhãm nµy cã ®é dÎo thÊp h¬n so víi nhãm BK. >> Riªng nhãm ba cacbit WC + TIC + TaC + Co Ýt dïng ë n−íc ta vÌ khã chÕ t¹o ) Ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o HK cøng: chÕ t¹o bét Æ Ðp ®Þnh hÌnh Æ thiªu kÕt 6.1. Nh«m vµ hîp kim Nh«m: - Nh«m lµ kim lo¹i nhÑ - Khèi l−îng riªng nhÑ: kho¶ng 2,7g/cm3 - Cã tÝnh dÉn ®iÖn, dÉn nhiÖt cao - Chèng ăn mßn tèt - NhiÖt ®é nãng ch¶y: 6600C - Đé bÒn thÊp: σ = 60N/mm2 - Đé cøng thÊp: (HB = 25 Æ mÒm), nh−ng dÎo cao - Trªn bÒ mÆt cña nh«m cã mét líp «xyt b¶o vÖ chèng ăn mßn trong m«i tr−êng kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é bình th−êng. Líp «xyt nh«m nµy lu«n lu«n tù hình thµnh trªn bÒ mÆt nh«m do t¸c dông víi kh«ng khÝ. ) Ng−êi ta cßn dïng c¸ch «xy ho¸ bÒ mÆt nh«m b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÖn ho¸ hoÆc ho¸ häc, ®Ó t¹o nªn líp «xyt b¶o vÖ vững ch¾c trong m«i tr−êng kh«ng khÝ vµ mét sè m«i tr−êng kh¸c + 3 nhãm nh«m: A999: 99,999% Al Æ lo¹i tinh khiÕt A995, A99, A97 vµ A95: 99,995 ÷ 99,95% Al Æ lo¹i cã ®é s¹ch cao A85, A8, A7, ... A0: 99,85 ÷ 99% Al Æ nh«m kü thuËt + 2 lo¹i HK Nh«m: HK nh«m ®óc & HK nh«m biÕn d¹ng DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 vi. KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU vii. VẬT LIỆU PHI KIM 6.2. Đång & HK Đång: Khèi l−îng riªng ë 200C: NhiÖt ®é nãng ch¶y: HÖ sè dÉn nhiÖt ë 200C: HÖ sè gi∙n dµi (0 - 1000C): ĐiÖn trë suÊt ë 200C (Ω.mm2/m): Đé dÉn ®iÖn ë 200C: Đé bÒn thÊp : 8,94 g/cm3 1083 oC 0.923 calo/cm.s.0C 16,5.10-6 0,01784 57 m/Ω.mm2 σb = 160 N/mm2 ) Đång cã tÝnh dÉn ®iÖn vµ dÉn nhiÖn tèt, tÝnh chèng an mßn cao dÔ gia c«ng b»ng ¸p lùc ë tr¹ng th¸i nãng vµ nguéi, cã thÓ d¸t máng thµnh tÊm cã chiÒu dµy 0,05mm - Đång thau lµ hîp kim ®ång vµ kÏm, hµm l−îng Zn trong ®ång thau ≤ 45% Khè Khèi l−îng −îng riª riªng nhá nhá: (tõ (tõ 0,35 ®Õn 0,75g/cm3) vµ vµ gi¸ gi¸ rÎ Đé cøng kÐm h¬n vµ dÔ gia c«ng (c− (c−a, bµo, c¾ c¾t, ®ôc) ôc) h¬n so víi KL Đé bÒn cña gç kh« kh«ng ®ång ®Òu, Òu, ®é bÒn däc thí thí cao h¬n ®é bÒn ngang thí thí II. ChÊt dÎo, nhùa: ChÊt dÎo lµ những chÊt do c¸c chÊt hữu c¬ cao ph© ph©n tö t¹o thµ thµnh. nh. VËt phÈ phÈm lµm lµm b»ng chÊt dÎo ng ph¸ cã thÓ ph¸p kh¸ kh¸c nhau nh− nh− Ðp, Ðp, ®óc, gia c«ng c¾t gät, v.v… v.v… thÓ ®−î ®−îc chÕ t¹o b»ng ph−¬ ph−¬ng - Đång thanh lµ hîp kim ®ång vµ: Sn, Al, Cr, ... C¸c lo¹i ®ång thanh th−êng dïng: + Đång ®en: + Babit: III. Composit - VËt liÖu tæ hîp: ®−î ®−îc chÕ t¹o tõ nhiÒu lo¹ lo¹i vËt liÖ liÖu kÕt hîp l¹i Gåm: - vËt liÖ liÖu cèt (th− th−êng d−íi −íi d¹ng sîi) nh− nh− sîi thuû thuû tinh; tinh; sîi graphit; graphit; sîi cacbon; cacbon; sîi thÐp, thÐp,… - vËt liÖ liÖu c¬ b¶n (nÒn) nÒn) th− th−êng lµ c¸c chÊt dÎo hoÆ hoÆc kim lo¹ lo¹i cã ®é dÎo cao (nh− nh− Al ,Cu) ¦u ®iÓm: bÒn, bÒn, nhÑ nhÑ, chÞu nhiÖ nhiÖt tèt, cã tÝnh chè chèng mµi mßn vµ chè chèng ¨n mßn cao… cao… HiÖ HiÖn nay nã ®−î ®−îc dïng nhiÒu trong c¸c ngµ ngµnh c«ng nghiÖ nghiÖp nh− nh−: hµng kh« kh«ng, ng, x©y dùng, ng, chÕ t¹o m¸y 6.3. Ni, Zn, Pb, Mg, ...: ) tù ®äc SGK DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Đé bÒn cao >> Đa sè c¸c lo¹ lo¹i chÊt dÎo: nhÑ nhÑ, ®é c¸ch ®iÖn, hÖ sè ma s¸t lín khi kh« kh«ng cã dÇu mì, cã h×nh d¹ng bªn ngoµ ngoµi ®Ñp >> ChÊt dÎo th− th−êng cã chÊt ®én nh− nh− v¶i, giÊy, giÊy, gç, bét gç, sîi thuû thuû tinh, tinh, sîi amiăng, ng, sîi dÖt vµ chÊt kÕt dÝnh (nhù nhùa). Hai lo¹i hîp kim ®ång th−êng dïng: ) Đång thau ®óc & ®ång thau biÕn d¹ng I. Gç: Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 vii. VẬT LIỆU PHI KIM CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG IV. Cao su: - Cã tÝnh dÎo cao (®é gi∙ gi∙n dµi khi kÐo ®¹t ®¹t tíi 700 - 800%) - Kh¶ Kh¶ năng gi¶ gi¶m chÊn ®éng tèt vµ ®é c¸ch ©m cao Æ Cao su ®−î ®−îc dïng lµm s¨m lèp, èng dÉn, c¸c phÇ phÇn tö ®µn ®µn håi cña khí khíp trôc, trôc, ®ai truyÒn, truyÒn, vßng ®Öm, s¶n phÈ phÈm c¸ch ®iÖn v.v… v.v… Æ Khi l−îng −îng l−u huú huúnh trong cao su cao tíi (45%) ta cã ®−î ®−îc ªb«nit lµ mét lo¹ lo¹i vËt liÖ liÖu cã tÝnh c¸ch ®iÖn rÊt cao vµ bÒn tr−í ho¸ häc tr−ícc những t¸c dông ho¸ Chương II VẬT LIỆU DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP V. Gèm, sø: - Cã ®é cøng cao - Đé chÞu nhiÖ nhiÖt cao - Chè Chèng mµi mßn tèt Æ Dïng ®Ó lãt trong c¸c lß nhiÖ nhiÖt luyÖ luyÖn, lµm h¹t mµi trong ®¸ mµi, lµm dao c¾t, chi tiÕt c¸ch ®iÖn, c¸ch nhiÖ nhiÖt, ... VI. Da, v¶i, vËt liÖu xèp c¸ch nhiÖt,... DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. AND … ? Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 [...]... gia công cắt gọt, v.v v.v thể đợ đợc chế tạo bằng phơ phơng - ồng thanh là hợp kim đồng và: Sn, Al, Cr, Các loại đồng thanh thờng dùng: + ồng đen: + Babit: III Composit - Vật liệu tổ hợp: đợ đợc chế tạo từ nhiều loạ loại vật liệ liệu kết hợp lại Gồm: - vật liệ liệu cốt (th thờng dới ới dạng sợi) nh nh sợi thuỷ thuỷ tinh; tinh; sợi graphit; graphit; sợi cacbon; cacbon; sợi thép, thép, - vật liệ liệu cơ. .. Phân loại (tip theo) 5 Theo công dụng So sỏnh cỏc loi ký hiu Thép cacbon thông dụng (thép thờng): - Cơ tính không cao ặ chỉ dùng để chế tạo các chi tiết máy, các kết cấu chịu tải nhỏ - Thờng dùng trong ngành xây dựng, giao thông, Liên Xô (GOST 380 - 71) Liên bang Nga (GOST2772-88) Thép cacbon thông dụng (thép thờng): Việt Nam (TCVN1765-75) CT0 CT31 - Cơ tính không cao ặ chỉ dùng để chế tạo các chi tiết... cao - Trên bề mặt của nhôm có một lớp ôxyt bảo vệ chống n mòn trong môi trờng không khí ở nhiệt độ bỡnh thờng Lớp ôxyt nhôm này luôn luôn tự hỡnh thành trên bề mặt nhôm do tác dụng với không khí ) Ngời ta còn dùng cách ôxy hoá bề mặt nhôm bằng các phơng pháp điện hoá hoặc hoá học, để tạo nên lớp ôxyt bảo vệ vng chắc trong môi trờng không khí và một số môi trờng khác + 3 nhóm nhôm: A999: 99,999% Al ặ... phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 vi KIM LOI MU V HP KIM MU Hợp kim cứng là loại vật liệu điển hènh với độ cứng nóng rất cao (800 ữ 1000oC) Nó đợc dùng phổ biến làm các dụng cụ cắt gọt kim loại và cắt gọt vật liệu phi kim có độ cứng cao Hợp kim cứng không cần nhiệt luyện vẫn đạt độ cứng 85 ữ 92 HRC Thờng dùng hai nhóm hợp kim cứng sau: - Nhóm một cacbit: WC + Co ặ Ký hiệu theo Liên xô là BK,... và độ cách âm cao ặ Cao su đợ đợc dùng làm săm lốp, ống dẫn, các phầ phần tử đàn đàn hồi của khớ khớp trục, trục, đai truyền, truyền, vòng đệm, sản phẩ phẩm cách điện v.v v.v ặ Khi lợng ợng lu huỳ huỳnh trong cao su cao tới (45%) ta có đợ đợc êbônit là một loạ loại vật liệ liệu có tính cách điện rất cao và bền trớ hoá học trớcc nhng tác dụng hoá Chng II VT LIU DNG TRONG CễNG NGHIP V Gốm, sứ: - Có độ... 8692204 Gang Cu III GANG III GANG Gang Do - Gang cầu là loại gang có thể có tổ chức nh gang xám, nhng graphit có dạng thu nhỏ thành hỡnh cầu Gang dẻo là loại gang chế tạo từ gang trắng bằng phơng pháp nhiệt luyện (ủ) GC xx-yy Ký hiệu: Gang cầu: (Liên xô: B xx-yy) xx = chỉ độ bền kéo yy = chỉ độ dn dài tơng đối % GC 42-12 kộo = 420 N/mm2 - bn cao, - do ln nh Graphit phõn hu t Fe3C trong gang = 12... đồng và kẽm, hàm lợng Zn trong đồng thau 45% Khố Khối lợng ợng riê riêng nhỏ nhỏ: (từ (từ 0,35 đến 0,75g/cm3) và và giá giá rẻ ộ cứng kém hơn và dễ gia công (c (ca, bào, cắ cắt, đục) ục) hơn so với KL ộ bền của gỗ khô không đồng đều, ều, độ bền dọc thớ thớ cao hơn độ bền ngang thớ thớ II Chất dẻo, nhựa: Chất dẻo là nhng chất do các chất hu cơ cao phâ phân tử tạo thà thành nh Vật phẩ phẩm làm làm bằng... dới mức đó thỡ chỉ là tạp chất Các đặc tính cơ bản của Thép hợp kim: - Cải thiện cơ tính: thép HK có tính nhiệt luyện tốt hơn thép C (Trớc nhiệt luyện hai loại thép C và HK có cơ tính tơng tự, nhng nếu nhiệt luyện và ram hợp lý thép hợp kim sẽ tng cơ tính rõ rệt) - Thép HK gi đợc độ bền cao hơn thép C ở nhiệt độ cao nhờ sự tơng tác của nguyên tố hợp kim trong các tổ chức của thép cacbon - Tạo ra nhng... càng giảm ặ tăng tính đúc Nhng tăng hàm lợng cacbon sẽ làm giảm độ bền, tăng dòn Vì vậy trong gang xám chẳng hạn, hàm lợng cacbon giới hạn từ 2,8 ữ 3,5% III GANG 3.2 Phân loại ắ Tổ chức tế vi của gang xám gồm: nền cơ sở và các garaphit dạng tấm ắ Nền của gang xám có thể là: ferit, pherit - peclit , peclit GANG Cơ tính của gang xám phụ thuộc vào hai yếu tố: Gang Cu Gang Do * Tổ chức của nền: độ bền... nhng tác dụng hoá Chng II VT LIU DNG TRONG CễNG NGHIP V Gốm, sứ: - Có độ cứng cao - ộ chịu nhiệ nhiệt cao - Chố Chống mài mòn tốt ặ Dùng để lót trong các lò nhiệ nhiệt luyệ luyện, làm hạt mài trong đá mài, làm dao cắt, chi tiết cách điện, cách nhiệ nhiệt, VI Da, vải, vật liệu xốp cách nhiệt, DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc AND ? Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 ... Các loại đồng thờng dùng: + ồng đen: + Babit: III Composit - Vật liệu tổ hợp: đợ đợc chế tạo từ nhiều loạ loại vật liệ liệu kết hợp lại Gồm: - vật liệ liệu cốt (th thờng dới ới dạng sợi) nh nh sợi... LOI MU V HP KIM MU Hợp kim cứng loại vật liệu điển hènh với độ cứng nóng cao (800 ữ 1000oC) Nó đợc dùng phổ biến làm dụng cụ cắt gọt kim loại cắt gọt vật liệu phi kim có độ cứng cao Hợp kim cứng... loại vật liệ liệu có tính cách điện cao bền trớ hoá học trớcc nhng tác dụng hoá Chng II VT LIU DNG TRONG CễNG NGHIP V Gốm, sứ: - Có độ cứng cao - ộ chịu nhiệ nhiệt cao - Chố Chống mài mòn tốt ặ Dùng