Chủ đề: Tìm hiểu ảnh hưởng nguyên tố C, Si,Mn,P,S đến tính chất lý gang,thép phương pháp xác định C S GVHD: Trần Quang Hải Giới thiệu gang thép Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất lí gang Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất lí thép Phương pháp xác định C S 1.Giới Thiệu Về Gang Thép • • 1.1 Khái niệm gang thép 1.1.1 Gang Khái niệm: Gang là hợp kim sắt cacbon số nguyên tố khác như: Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo, Mg, Cu hàm lượng cacbon gang lớn 2,14% Phân loại: gang chia loại Gang trắng Gang Graphit 1.1.2 Thép Khái niệm: Thép là hợp kim với thành phần chính là sắt (Fe), với cacbon (C), từ 0,02% đến 2,14% theo trọng lượng, số nguyên tố hóa học khác Phân loại: Thép cacbon Thép hợp kim Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất Gang Cacbon (C): là ngun tố thúc đẩy q trình graphit hóa Nhưng gang có nhiều cacbon độ dẻo tính dẫn nhiệt giảm Nếu cacbon chứa gang dạng hợp chất hóa học xementit gang gọi gang trắng, cacbon dạng tự (graphit) gang gọi gang xám Sự tạo thành loại gang khác phụ thuộc vào thành phần hóa học tốc độ nguội -  Silic (Si):  Silic nguyên tố ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc tinh thể gang, thúc đẩy q trình graphit hóa Hàm lượng Si tăng làm tăng độ chảy lỗng, tăng tính chịu mài mòn ăn mòn gang Thường hàm lượng Si gang 1,5 3% -   • • -  Phốt (P): P nguyên tố có hại gang, làm giảm độ bền, tăng độ dòn gang, dễ gây nứt vật đúc Tuy nhiên P tăng tính chảy lỗng, tác dụng sử dụng để đúc tượng, chi tiết mỹ thuật Trong trường hợp đúc chi tiết thành mỏng, hàm lượng P chi tiết quan trọng không q 0,1%, chi khơng quan trọng tới 1,2% -  Lưu hùynh (S): là nguyên tố có hại gang, làm cản trở graphit hóa, nên làm giảm tính chảy lỗng làm giảm tính đúc Lưu hùynh làm giảm độ bền cho gang dòn S kết hợp với Fe tạo thành FeS gây bở nóng Vì thành phần S gang không 0,1% (Mn): Mn gang thúc đẩy •- sự Mangan tạo thành gang trắng ngăn cản graphit hóa Bởi gang trắng thường chứa - 2,5% Mn, gang xám lượng Mn khơng q 1,3% Mn ngun tố tăng tính chịu mài mòn, tăng độ bền, giảm tác hại lưu hùynh (S) 3 Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất hóa học thép • • • • • Cacbon: tăng khả chống ăn mòn, tăng độ cứng bền cho thép Mangan: Ngăn trình oxi hóa, loại FeO có hại cho thép Silic: Chống ăn mòn axit H2SO4 Lưu Huỳnh: Tăng hiệu suất gia công nhiên thêm lượng nhỏ Photpho:gây giòn nguội hay bở nguội (ở nhiệt độ thường) Chỉ cần có 0,10%P hòa tan, ferit trở nên giòn, nên để tránh giòn lượng phơtpho thép phải 0,050% 4.Phương pháp xác định Cacbon theo TCVN 1821:2009 • Nguyên tắc: Đốt mẫu dòng oxi nhiệt độ thích hợp , hấp thụ khí CO2 tạo thành dd KOH Từ hiệu số đo thể tích trước sau hấp thụ nhiệt độ áp suất khí, tính hàm lượng Cacbon mẫu • Điều kiện tiến hành: + Tiến hành nhiệt độ cao (12000C – 12500C), với thép hợp kim(13000C – 13500C) + Nguồn cấp khí phải khí O2 sạch, khơ + Tốc độ cung cấp khí phải phù hợp khoảng 4-5 giọt/s • Nếu C>3%, để mẫu phân hủy nhanh cần sử dụng xúc tác • Phương trình phản ứng : C + O2 → CO2 Fe3C + 3O2 → CO2 + Fe3O4 Mn3C + 3O2 → CO2 + Mn3O4 4Cr3C2 + 17O2 → 8CO2+ 6Cr2O3 •• Cơng thức:   %C = P.100% Trong đó: + V1: hiệu số thước đo trước sau hấp thụ khí C mẫu thí nghiệm(ml) + V0: hiệu số thước đo trước sau hấp thụ Cacbon mẫu trắng(ml) + G: khối lượng mẫu(gam) + P: hệ số chỉnh áp suất nhiệt độ 5 Phương pháp xác định Lưu Huỳnh theo TCVN 1820 76 • Ngun tắc: Đốt mẫu dòng oxi nhiệt độ thích hợp để oxi hóa S→SO2 + Cách 1: hấp thụ SO2 nước, chuẩn độ dd Iot với thị hồ tinh bột + Cách 2: hấp thụ hidro peoxit chuẩn độ NaOH với thị MR • Điều kiện xác định: + Lượng mẫu: tùy theo hàm lượng S hợp kim mà khối lượng mẫu lấy cho phù hợp + Cần có thêm chất chảy thiếc đồng để mẫu dễ nóng chảy có khả đốt cháy hoàn toàn mẫu + Nhiệt độ đốt 1350oC thép gang hợp kim cao, 1300oC thép gang hợp kim thấp trung bình • Phương trình phản ứng: 3FeS+5O2 → Fe3O4 + 3SO2 H2SO3+H2O+I2 → 2HI+H2SO4 3MnS+5O2 → Mn3O4+ 3SO2 H2SO3+H2O2 → H2SO4+H2O SO2+H2O → H2SO3 H2SO4+2NaOH → Na2SO4+2 H2O •• Cơng thức tính kết quả:   : V - thể tích dung dịch iot NaOH tiêu tốn chuẩn độ mẫu thí nghiệm(ml) V1 - thể tích dung dịch axit sunfuric tiêu tốn chuẩn độ để cân màu trường hợp màu hai bình khơng đồng nhất(ml) TS - độ chuẩn dung dịch iot natri hydroxyt, tính số g lưu huỳnh 1 ml dung dịch G - lượng cân mẫu, tính bằng (g) P - hệ số nồng độ dung dịch iot với dung dịch thiosunfat dung dịch natri hydroxyt với axit sunfuric 0,02N chuẩn độ  ... phần chính là s t (Fe), với cacbon (C) , từ 0,02% đến 2,14% theo trọng lượng, s nguyên tố hóa h c kh c Phân loại: Thép cacbon Thép hợp kim Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất Gang Cacbon (C) : là...Giới thiệu gang thép Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất lí gang Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất lí thép Phương pháp x c định C S 1.Giới Thiệu Về Gang Thép • • 1.1 Khái niệm... xám S tạo thành loại gang kh c phụ thu c vào thành phần hóa h c t c độ nguội -  Silic (Si):  Silic nguyên tố ảnh hưởng nhiều đến c u tr c tinh thể gang, th c đẩy q trình graphit hóa Hàm lượng Si