1 CHƯƠNG 12 THÉP VÀ HỢP KIM CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 12.1. THÉP KHÔNG GỈ 12.2. THÉP VÀ HỢP KIM LÀM VIỆC Ở NHIỆT ĐỘ CAO 12.3. THÉP CHỐNG MÀI MÒN 2 CHƯƠNG 12: THÉP VÀ HỢP KIM CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 12.1. THÉP KHÔNG GỈ 12.1.1. Khái niệm về thép không gỉ - Thép không gỉ là loại thép không bị gỉ trong không khí và có tính chống ăn mòn cao trong các môi trường ăn mòn mạnh như axit các loại hoặc bị ăn mòn nhưng với tốc độ rất chậm. - Đặc điểm: + Hàm lượng cacbon thấp 0,09 ÷ 0,45%; + Hàm lượng Cr ≥ 12,5% và có thêm Ni, Mn. - Phân loại theo tính chống ăn mòn: + Cao – khi độ xâm nhập < 0,125mm/năm; + Đạt yêu cầu – khi độ xâm nhập 0,125 ÷ 1,25mm/năm; + Không đạt yêu cầu – khi độ xâm nhập > 1,25mm/năm. 3 12.1. THÉP KHÔNG GỈ - Các thép không gỉ hai pha là loại có 0,1 ÷ 0,4%C và 13%Cr với tổ chức là Ferit (hoà tan Crôm cao) và cacbit Crôm, hai pha này có thể điện cực xấp xỉ nhau nên có tính chống ăn mòn cao. - Gồm: 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13 (12X13, 40X13 ). - 12Cr13, 20Cr13, T 0 t ~1050 0 C, trong dầu, T 0 r = 700÷750 0 C, V th < V kk . Dùng làm cánh tuốc bin hơi, trục bơm, vít không gỉ. - 30Cr13, 40Cr13, T 0 t ~ 1050 0 C trong dầu, T 0 r = 200÷250 0 C độ cứng 48 ÷ 56HRC dùng làm các chi tiết cần đàn hồi và cứng như dao mổ, dao kéo không gỉ, ổ lăn và lò xo chịu ăn mòn. - Có tính chống ăn mòn cao trong không khí, nước sông, nước máy, axít HNO 3 12.1.2. Thép không gỉ hai pha 4 12.1. THÉP KHÔNG GỈ - Thép không gỉ một pha với tổ chức là Ferit hoặc Austenit có tính chất chống ăn mòn cao hơn so với thép không gỉ hai pha. a , Thép không gỉ Ferit (thép không gỉ Cr). - Là loại thép có 13 ÷ 25%Cr, 0,08 ÷ 0,2%C - 08Cr13, 12Cr17, 15Cr25Ti với các đặc tính sau: + Không có chuyển biến pha, thù hình – luôn có tổ chức Ferit; + Nung lâu ở nhiệt độ ≥ 475 0 C sẽ bị giòn 12.1.2. Thép không gỉ một pha 5 12.1.2. Thép không gỉ một pha b , Thép không gỉ Austenit (thép không gỉ Cr-Ni). - Là loại thép có 18%Cr, 9 ÷ 10%Ni, có tổ chức một pha là Austenit. - Gồm: 12Cr18Ni9, 17Cr18Ni9Ti, 04Cr18Ni10 (12X18H9, 17X18H9T, 04X18H10) với các đặc tính sau: + Tính chống ăn mòn cao trong các axit: HNO 3 H 2 SO 4 HCl; + Tính công nghệ tốt: có thể cán, dập, gò ở trạng thái nguội do tính dẻo cao; + Cơ tính tốt: sau khi biến dạng nguội δ 0,2 = 750MPa; + Bị ăn mòn tinh giới khi làm việc lâu trong môi trường ăn mòn ở 500 ÷ 800 0 C. 6 CHƯƠNG 12: THÉP VÀ HỢP KIM CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 12.2. THÉP VÀ HỢP KIM LÀM VIỆC Ở NHIỆT ĐỘ CAO 12.2.1. Khái niệm - Là các loại thép có khả năng chống Oxy hoá khi bị nung nóng, giữ được độ bền, độ cứng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài. a, Thép làm Xupap xả - Làm việc với tải trọng cao, nhiệt độ cao tới 650 ÷ 700 0 C; - Thường dùng hai loại thép Mactenxit và Austenit. 12.2.2. Các thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 7 12.2.2. Các thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao + Thép Mactenxit - Là loại có: ~ 0,4%C, ~ 9%Cr; ~ 2% Si. - Thường dùng các mác thép: 40Cr9Si2, 40Cr10Si2Mo (40X9C2, 40X10C2M); - Thép được tôi ở 1000 ÷ 1050 0 C và ram 700 ÷ 750 0 C; - Tính bền nóng thấp, dùng cho các động cơ công suất nhỏ. + Thép Austenit - Là loại có: 0,35 ÷ 0,5%C, 10 ÷ 15%Cr, 10 ÷ 15%Ni; - Điển hình 45Cr14Ni14W2Mo (45X14H14B2M); - Được sử dụmg trong các loại động cơ công suất lớn. 8 12.2.2. Các thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao b, Thép làm nồi hơi và tuốc bin hơi - Gồm các loại thép được dùng để làm các chi tiết như ống quá nung hơi, ống dẫn hơi có yêu cầu về độ bền nóng cao; - Thường dùng thép như: 15, 20, CT2, 12XM, 12XM φ ; + Thép CT2, CT3, 15, 20 dùng làm nồi hơi có áp suất thấp và trung bình (dưới 60 at) với nhiệt độ ≤ 450 0 C; + Thép 12XM, 12M φ dùng làm các ống quá nung hơi, ống dẫn hơi làm việc ở nhiệt độ 450 ÷ 560 0 C; + Thép 15X12BHM φ dùng làm các cánh tuốc bin hơi ở các nhiệt độ 540 ÷ 560 0 C . 9 12.2.2. Các thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao c, Các hợp kim bền nóng - Các hợp kim trên cơ sở là Fe (thép hợp kim) T 0 lv ≤ 800 0 C. Các hợp kim trên cơ sở của: Ni có T 0 c = 1455 0 C, Cr có T 0 c = 1850 0 C, Ti có T 0 c = 1672 0 C, Mo có T 0 c = 2600 0 C và W có T 0 c = 3410 0 C + Nicrom là hợp kim của Ni - Cr như: X15H60 và X20H80 có cơ tính thấp nhưng lại chịu được nhiệt độ cao, thường được dùng làm dây điện trở; + Nimonic là hợp kim của Ni - Cr - Ti - Al (khoảng 20%Cr, 2%Ti, 1%Al còn lại là Ni), là hợp kim bền nóng tốt. Thường dùng là các mác XH77TЮ và XH77TЮP. 10 CHƯƠNG 12: THÉP VÀ HỢP KIM CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 12.3. THÉP CHỐNG MÀI MÒN 12.3.1. Khái niệm về tính chống mài món của thép - Là các loại thép có khả năng tự tăng mạnh độ cứng bề mặt khi làm việc → tăng mạnh tính chống mài mòn, các lớp biến cứng bề mặt luôn được hình thành. a, Thép Grafit hoá - Hàm lượng: 1,5 ÷ 2%C và 1 ÷ 2%Si, tiến hành nhiệt luyện: + Ủ grafít hoá; + Tôi, độ cứng cao tới 63HRC. - Dùng làm khuôn dập nguội, calíp, khuôn kéo, . 12.3.2. Các thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao [...].. .12. 3.2 Các thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao b, Thép Mangan - Là loại thép có tính chống mài mòn đặc biệt cao trong điều kiện ma sát dưới áp lực lớn và chịu va đập nó có thành phần: 0,9 ÷ 1,3%C và 11,4 ÷ 14,5%Mn - Kí hiệu: 110Γ13Л - Dùng để chế tạo các chi tiết ở trạng thái đúc như xích xe tăng, răng gầu múc, ghi ray, lưỡi gạt của máy ủi hoặc các bộ phận chịu mài mòn mạnh dưới áp suất cao và . 1 CHƯƠNG 12 THÉP VÀ HỢP KIM CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 12. 1. THÉP KHÔNG GỈ 12. 2. THÉP VÀ HỢP KIM LÀM VIỆC Ở NHIỆT ĐỘ CAO 12. 3. THÉP CHỐNG MÀI MÒN 2 CHƯƠNG 12: . Ni), là hợp kim bền nóng tốt. Thường dùng là các mác XH77TЮ và XH77TЮP. 10 CHƯƠNG 12: THÉP VÀ HỢP KIM CÓ TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 12. 3. THÉP CHỐNG MÀI MÒN 12. 3.1.