Bài giảng Vật liệu kim loại - Chương 5: Thép và gang

Chia sẻ: TRƯƠNG DIỆP CHI | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

624
lượt xem 110
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Gang xám biến trắng: Trong sản xuất cơ khí hầu như không dùng gang trẵng do cứng, giòn không gia công cơ khí được, song có dùng gang xám biến trắng ở bề mặt có tính chống mài mòn rất cao, ví

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu kim loại - Chương 5: Thép và gang

88 d./ Gang xám biến trắng: Trong sản xuất cơ khí hầu như không dùng gang trẵng do cứng, giòn không gia công cơ khí được, song có dùng gang xám biến trắng ở bề mặt có tính chống mài mòn rất cao, ví dụ: bi nghiền, trục cán, trục nghiền. Muốn vậy khi đúc gang xám người ta làm nguội nhanh những phần cần cứng bằng cách đặt kim loại dẫn nhiệt nhanh trong phần khuôn cát tiếp giáp để tạo ra gang trắng. 2-/ GANG CẦU: Gang cầu là loại gang có độ bền cao nhất trong các loại gang do grafit ở dạng quả cầu tròn, bề ngoài cũng có màu xãm tối như gang xám, nên khi nhìn bên ngoài không thể phân biệt được hai loại gang này. a./ Tổ chức tế vi: Tổ chức tế vi của gang cầu cũng giống như gang xám song chỉ khác là grafit của nó có dạng thu gọn nhất - hình quả cầu. Chính điều này quyết định độ bền kéo rất cao của gang cầu so với gang xám. Khác với gang xám, grafit dạng cầu ở đây được tạo thành nhờ biến tính đặc biệt gang xám lỏng. Về tổ chức tế vi, gang cầu cũng giống như gang xám ở chổ nó cũng có 3 loại nền kim loại: ferit, ferit-peclit và peclit , chỉ khác là grafit trong đó ở dạng cầu. Tương tự, ta cũng có 3 loại gang cầu. b./Thành phần hóa học và cách chế tạo: * Thành phần hoa học: Để chế tạo gang cầu phải dùng gang xám lỏng rồi biến tính, do vậy về cơ bản thành phần hóa học của gang cầu giống gang xám, song có những điểm lưu ý sau: - Lượng cacbon và silic cao để bảo đảm khả năng grafit hóa-(%C + %Si) đạt tới 5-6%. - Không có hoặc có không đáng kể ví dụ (< 0,1-0,01%) các nguyên tố cản trở cầu hóa như Ti, Al, Sn, Pb, Zn, Bi và đặc biệt là S. - Có một lượng nhỏ chất biến tính Mg (0,04-0,08%) hoặc Ce (xêri). - Có các nguyên tố nâng cao cơ tính như Ni (2%) Mn (< 1%). Do vậy gang nấu luyện về cơ bản phải là gang xám được kiểm tra kỹ về thành phần hóa học. * Cách chế tạo: Việc chế tạo gang cần phải qua 2 bước: - Nấu chảy gang xám, bảo đảm cho nhiệt độ nước gang đạt khoảng 14500C tức cao hơn bình thường 50-80oC và khử S trong gang để bảo đảm thành phần của nó không lớn hơn 0,01%. Cách tốt nhất hiện nay (đối với các nước công nghiệp) là nấu chảy gang trong lò điện tính bazơ (xỉ có nhiều CaO khử S). Cũng có thể dùng lò đứng song khi phối liệu phải đưa vào nhiều đất đèn CaC2 để khi chảy nó toả nhiệt và tạo ra CaO có tác dụng nâng cao nhiệt độ nước gang và khử S. - Biến tính, thường dùng kim loại hay hợp kim trung gian của Mg. Yêu cầu của biến tính là sao cho sau khi cháy hao do bốc hơi, cháy kết hợp S (khử S), lượng Mg còn lại trong gang lỏng ( đi vào thành phần của gang) ở trong giới hạn
89 rất nhỏ từ 0,04-0,08% mới làm cho Grafit cầu hóa* (lý thuyết cầu hóa Grafit rất phức tạp, không trình bày ở đây), nhỏ hơn giới hạn này gang nhận được vẫn là gang xám, lớn hơn giới hạn này ta lại được gang trắng vì Mg lại là nguyên tố gây hóa trắng gang. Do vậy nếu không khống chế được một tỷ lệ cháy hao thật ổn định thì không thể biến tính với kết quả ổn định. Hiện nay người ta dùng hai cách sau đây: + Dùng bình áp suất (Ôtôclav) tới 6 at, lúc đó Mg không bị sôi, bốc hơi, cháy, nhờ vậy lượng Mg tiêu thụ giảm đi và có thể tính toán dễ dàng lượng Mg đưa vào, (để khử S và cầu hóa). + Dùng hợp kim trung gian có tỷ lệ Mg thấp ( 20%), Mg cũng không bị sôi, bốc hơi mạnh, phản ứng sẽ êm hơn. Hiện nay hay dùng các hợp kim trung gian như Ni- Mg, Fe-Si-Mg. Sau khi biến tính Grafit hóa bằng Ferô- Silic và biến tính cầu hóa bằng Mg, hợp kim lỏng phải được rót vào khuôn ngay. c./ Cơ tính và biện pháp nâng cao cơ tính: * Cơ tính: Do Grafit hình cầu là dạng thu gọn nhất, ít chia cắt nền kim loại nhất và không có đầu nhọn để tập trung ứng suất, nên nó làm giảm rất ít cơ tính của nền kim loại, do vậy gang cầu có độ bền khoảng 70-90% của thép, tức không thua kém thép nhiều lắm. Các đặc điểm của gang cầu là: - Giới hạn bền kéo (và giới hạn chảy) cao trong giới hạn từ 400 đến 1000N/ mm2 tức là tương đương với thép Cacbon thông thường như CT.3 (CT38) hoặc 45 (C45), - Có độ dẻo và độ dai tương đối cao ψ =5-15%, ak=300-600KJ/m2, tuy có kém thép chút ít, song cao hơn gang xám rất nhiều. Điều này bảo đảm cho gang cầu ít có khả năng bị phá hủy giòn. - Độ cứng vừa phải (trên dưới 200HB), dễ gia công cắt. * Biện pháp nâng cao cơ tính: Độ bền của gang cầu phụ thuộc vào đặc tính của tổ chức tế vi, chủ yếu là của nền kim loại. Ngoài biện pháp biến tính tốt tạo ra Grafit cầu càng tròn và càng nhỏ, người ta thường áp dụng các biện pháp sau để nâng cao cơ tính của nền kim loại: - Hợp kim hóa nâng cao độ bền của Ferit và hiệu quả đối với nhiệt luyện tôi+ram. Với mục đích người ta hay dùng Niken. - Nhiệt luyện tôi+ram, đặc biệt gang cầu rất thích hợp với tôi đẳng nhiệt thành bainit, lúc đó giới hạn bền có thể đạt đến 700-1000N/mm2. Công dụng nổi bật của gang cầu là làm trục khuỷu. Nó là loại chi tiết có hình dạng phức tạp, chịu tải trọng lớn và va đập. Người ta làm nó bằng gang cầu là để lợi dụng hai đặc tính quí của nó là tính đúc tốt và cơ tính tổng hợp cao. Cách chế tạo này giãm được hao phí nguyên vật liệu, chi phí gia công và nâng cao tuổi thọ.Ví dụ hãy so sánh giữa hai phương án: Gang cầu đúc và thép cacbon rập nóng cho trục khuỷu của động cơ ôtô rA3(Liên xô).
90 Gang cầu đúc Thép cacbon rập nóng - Tỷ lệ phôi/thành phẩm (Kg) 19/16 30/18,5 - Thời gian đại tu tính theo Km 120-150 nghìn 60-70 nghìn - Thiết bị máy ép lớn 3-/ GANG DẺO: Gang dẻo là loại gang có tính dẻo tốt (như gang cầu) có độ bền tương đối cao (hơn gang xám nhưng kém gang cầu) với Grafit ở dạng cụm (trung gian giữa cầu và tấm) cũng có màu tối như gang xám. a./ Tổ chức tế vi: Tổ chức của gang dẻo cũng giống gang xám, gang cầu, song chỉ khác là Grafit ở dạng cụm - tức dạng tụ tập từng đám. Điều khác với hai gang trên là Grafit cụm trong gang dẻo không được tạo thành khi kết tinh (từ trạng thái lỏng) mà là từ Xêmentit khi ủ gang trắng, tức là nó được tạo thành từ trạng thái rắn. Giống như gang cầu và gang xám, gang dẻo cũng có thể có ba loại nền kim loại: Ferit, Ferit-Peclit, và Peclit và như vậy cũng có ba loại gang dẻo tương ứng (hình 80 chỉ trình bày hai loại đầu). b./ Thành phần hóa học: Gang dẻo được ủ từ gang trắng nên thành phần hóa học của nó về cơ bản giống với gang trắng. Đây là yêu cầu rất khắc khe vì phải bảo đảm phôi trước khi đem ủ có tổ chức hoàn toàn (100%) là gang trắng, tuyệt đối không có Grafit, vì nếu có Grafit (dù rất ít chỉ là mầm) thì khi ủ các phần Grafit sẽ phát triển lên thành tấm, tức là sau khi ủ sẽ được gang xám chứ không phải gang dẻo. Như vậy đặc trưng về thành phần hóa học của gang dẻo là ít cacbon và ít silic làm nguội nhanh (thành mỏng) để dễ đúc thành gang trắng. Tuy nhiên nó có những điểm lưu ý sau: - Lượng cacbon trong gang dẻo thường lấy khá thấp, khoảng 2,2 + 2,8%, để bảo đảm ít Grafit làm cho tính dẻo cao. - Lượng Silic một mặt phải vừa thấp dễ bảo đảm biến trắng hoàn toàn gang khi đúc nhưng cũng phải vừa đủ để thúc đẩy nhanh sự Grafit hóa khi ủ tiếp theo. Nhờ cacbon đã lấy ít đi nên lượng silic có thể lấy cao hơn một chút, 0,8+1,4%, để bảo đảm tổng lượng (%C + %Si) đạt khoảng 3,5%. - Để bảo đảm nguội nhanh khi đúc, vật đúc phải có thành mỏng, không nên dày qúa 10- 15mm. c./ Caùch cheá taïo vaø quaù trình uû: * Caùch cheá taïo:
91 Qua caùc böôùc sau ñaây: - Đúc thành gang trắng: phải dùng loại gang ít C và Si, nâng cao Hình 47: Quy trình ủ gang trắng. nhiệt độ nước gang và chọn chi tiết phù hợp để khi đúc ra được gang trắng. - Kiểm tra mức độ hóa trắng của gang, phải đảm bảo 100%. - Ủ Grafit hóa: nguyên công tốn nhiều thời gian và nâng lượng nhất, đóng vai trò quan trọng trong giá thành. * Quá trình ủ: Ủ theo sơ đồ hình 47 (cho lò lớn) (1) Đầu tiên vật đúc đưa vào lò ủ dưới dạng gang trắng trước cùnh tinh với tổ chức P + XeII+(P+Xe). (2) Khi nung nóng lên ñeán 1000oC (caàn thôøi gian tôùi 20h do loø lôùn), seõ coù chuyeån bieán P------>γ 0,8 roài XeII hoøa tan vaøo γ ñeå pha naøy ñaït tôùi noàng ñoä cacbon khoaûng 1,8% (ôû 1000oC). Vaäy ở 1000oC gang có tổ chức 1,8 + ( 1,8 + Xe), ở đây phần lớn XeII đã hòa tan vào Austenit nên có thể bỏ qua. Trong quá trình giữ nhiệt từ (2) đến (3) sẽ có quá trình Xêmentit cùnh tinh: Fe3C trong cùng tính ( + Xe) ----------> γ 1,8 + Gcụm (3) Đến thời điểm (3) gang chỉ có tổ chức gồm 1,8 và Grafit cụm. Làm ngội rất chậm từ 1000oC xuống còn 700oC trong vòng 10h sẽ có ba quá trình sau xảy ra: - Theo giản đồ trạng thái Fe-C, Austenit giảm lượng cacbon hòa tan từ 1,8 xuống còn 0,8% bằng cách tiết ra Xêmentit thứ hai: 1,8 ------------> γ 0,8 + XeII - Sau đó Xêmentit thứ hai Grafit hóa: Fe3C ------------> γ 0,8 + Gcụm - Cuối cùng theo giản đồ trạng thái Fe-C, ở 727oC Austenit với 0,8%C biến thành Peclit: γ 0,8 -------------> P Có thể viết phản ứng tổng trong quá trình từ (3) đến (4) như sau: γ 1,8 ----------------> P + Gcụm (4) Đến (5) gang có tổ chức gồm Peclit + Grafit cụm tức gang dẻo Peclit. Giữ nhiệt ở 700oC lâu (30h) Xêmentit ở trong cùng tích Peclit bị Grafit hóa theo phản ứng: Fe3C -------------------> F + Gcụm Sau thời gian dài Xê bị phân hóa hết, vậy cuối cùng chỉ còn Ferit + Gcụm, tức gang dẻo Ferit. (5) Quá trình nguội từ đây không xảy ra diễn biến nào.
92 Nhận xét: Xêmentit trong gang trắng tồn tại ở ba dạng: trong cùnh tinh (P+Xe), Xêmentit thứ hai và trong cùng tích Peclit sẽ bị lần lượt phân hóa ở 3 giai đoạn kế tiếp nhau: + Ở 1000oC: Grafit hóa của xêmentit cùng tinh, + 1000-700oC: Grafit hóa của Xêmentit thứ hai, + Ở 700oC: Grafit hóa của Xêmentit cùng tích. d./ Cơ tính: - Đặc tính nổi bật của gang dẻo là có độ dẻo cao. Đó là do lượng cacbon của gang thấp, ít Grafit và Grafit ở dạng cụm (ít hại hơn ở dạng tấm). Về mặt độ dẻo, nó không thua kém gang cầu, - Độ bền kéo cao hơn gang xám nhưng thấp hơn gang cầu vì tác dụng của Grafit cụm (nó thu gọn hơn tấm nhưng kém cầu), Vì vậy trong chừng mực nào đó gang dẻo cũng có cơ tính tổng hợp cao. e./ Các loại gang dẻo và công dụng: Thường dùng hai loại gang dẻo Ferit và Peclit. Gang dẻo Ferit (lõi đen) có thành phần cacbon thấp (giới hạn dưới) khoảng 2,2-2,4%, nung ủ trong môi trường trung tính (cát, phôi thép, bột samôt) để nhận được tổ chức Ferit + Grafit cụm với lượng nhiều nên có màu tối (lõi đen). Đặc tính của gang dẻo Ferit là: - Độ dẻo cao ( =8-12%) song độ bền thấp ( b= 300-400N/mm2), - Chế tạo khó vì gang có nhiệt độ chảy cao, - Thời gian ủ dài, Gang dẻo Peclit (lõi trắng) có thành phần cacbon cao hơn (giới hạn trên), khoảng 2,6-2,8%, đôi khi cao hơn, nung ủ trong môi trường Ôxy hóa (quặng sắt) để cháy bớt cacbon và Grafit, tổ chức nhận được Peclit + Grafit cụm với lượng ít nên mặt gãy không tối bằng loại trên, nó có màu hơi sáng. Đặc tính của gang dẻo Peclit là: - Độ bền cao ( b=450-600N/mm2), độ dẻo thấp ( =2-6%), song mọi mặt đều cao hơn gang xám. - Chế tạo dễ hơn, do cacbon cho phép tới trên 3% nên có thể nấu chảy trong lò đứng, - Thời gian ủ ngắn hơn. So với gang xám, gang dẻo tuy có cơ tính tổng hợp tốt hơn song đắt hơn vì thời gian ủ dài, vì thế nó chỉ dùng để chế tạo các chi tiết đòi hỏi đồng thời các tính chất sau: - Hình dạng phức tạp (lợi dụng tính đúc tốt của gang), - Tiết diện thành mỏng (để dễ đúc thành gang trắng),
93 - Chịu va đập (lợi dụng độ dẻo cao). Chỉ cần không đòi hỏi một trong các yêu cầu trên, chi tiết được làm bằng vật liệu khác, rẻ hơn. Gang dẻo được dùng làm các chi tiết ôtô như trục khuỷu (bơm dầu, khí), guốc phanh, máy dệt, cuốc bàn... Để cho chế tạo gang dẻo dễ dàng người ta đã cải tiến theo các hướng sau: + Dùng gang có (%C +%Si) cao (gần như gang xám thường) để rút ngắn thời gian ủ Grafit hóa, song đồng thời phải cho thêm các nguyên tố gây hóa trắng mạnh như Sb, Bi, Te để tạo phôi là gang trắng. + Trước khi ủ người ta tôi vật đúc bằng gang trắng để tạo mềm Grafit hóa, rút ngắn được thời gian ủ. + Dùng gang nhiều S tới mức có tỷ lệ S/Mn=0,8-1,2, sau khi ủ được Grafit hình cầu (khi S/Mn < 0,6 khi ủ chỉ được dạng cụm). Với tỷ lệ Mn và S cao như vậy sự hóa trắng gang xảy ra rất dễ dàng. IV- CÁC HỆ THỐNG TIÊU CHUẨN VỀ THÉP VÀ GANG: 1-TIÊU CHUẨN LB NGA: a-Thép xây dựng: ГOCT 380-71: Thép cacbon thông dụng chất lượng thường. Kí hiệu CT0 - CT6. Chia 03 phân nhóm A, b, B ( Quy định về cơ tính, TPHH, cả cơ tính và THHH). Nếu phía sau kí hiệu có thêm: K -Thép sôi. C -Thép nửa lắng. ГOCT 27772-88: Thép cacbon chất lượng thường theo TC mới (thay số thứ tự chỉ cấp độ bền bằng số chỉ độ bền kéo tính bằng MPa-Phân nhóm A). ГOCT 19281-73; 19282-73: Thép xây dựng hợp kim thấp, độ bền cao (HSLA-High Strength Low Alloy Steells). Đây là các mác thép XD HK hoá thấp có 0.2 >350MPa ( Các thép XD thường có 0.2
94 -Thép HK kí hiệu: Số chỉ lượng chứa cacbon theo phần vạn (nếu =1 không gi)+ Kí hiệu nguyên tố HK theo chữ cái tiếng Nga + Số chỉ lượng nguyên tố HK % (nếu = 1 thì không gi). -Các chữ cái Nga kí hiệu nguyên tố HK trong thép HK: X-Cr, B-Vonfram, T-Ti, -Mn, P-Bo, Ю-Al, Б-Niôbi, A-N, H-Ni, M-Mo, K-Co, C-Si, -Vanađi, -Cu, ½-Đất hiếm. -Nếu phía sau kí hiệu thép có thêm chữ A là loại thép tốt (chứa ít P, S
95 TCVN 1766-75: Thép kết cấu cacbon chất lượng tốt (Tương tự Nga, nhưng phía trước có chữ C). Thép HK kí hiệu tương tự Nga nhưng dùng ngay kí hiệu HH của nguyên tố HK để thay cho các kí hiệu nguyên tố HK theo chữ cái của Nga. TCVN 1767-75: Thép đàn hồi. Kí hiệu tương tự như thép kết cấu. 3-TIÊU CHUẨN MỸ: a-Thép xây dựng: b- Thép kết cấu: *-Các nhóm thép của AISI/SAE: Kí hiệu bằng hệ thống gồm 4 hoặc 5 chữ số (xxxx hoặc xxxxx), trong đó: hai hoặc 3 số cuối chỉ lượng cacbon theo phần vạn; một và hai số đầu chỉ loại thép: 10-Thép C; 2-Thép Ni; 3-Thép Cr-Ni; 4-Thép Mo; 5-Thép Cr; 6-Thép Cr-V; 7-Thép W; 8-Thép Cr-Ni-Mo; 9-Thép Si-Mn; 11, 12-Thép dễ cắt; 13-Thép Mn; Cụ thể hơn xem bảng sau: Bảng xx: Các loại thép theo TC AISI/SAE. Số Loại thép Số Loại thép hiệu hiệu Thép các bon đơn giản 10xx 86xx Thép dễ cắt có S cao 11xx 87xx Thép dễ cắt chứa S và P cao 88xx 12xx 13xx Thép Mn 93xx chứa 94xx 15xx Thép cacbon 1÷ 1.65%Mn Thép có ≈ 3.5% Ni 23xx 97xx Thép có ≈ 5% Ni 25xx 98xx ≈ 1.25%Ni 46xx 31xx Thép có ≈ 0.72%Cr ≈ 1.75%Ni 48xx 32xx Thép có ≈ 1.07%Cr ≈ 3.50%Ni 50xx 33xx Thép có ≈ 1.53%Cr ≈ 3.00%Ni 51xx 34xx Thép có ≈ 0.77%Cr Thép có ≈ 0.2 và 0.25%Mo 40xx 50xxx Thép có ≈ 0.4 và 0.52%Mo 44xx 51xxx 41xx Thép Mo-Cr 52xxx 43xx Thép Mo-Cr-Ni 61xx 43BVx Thép Mo-Cr-Ni có chứa B,V 72xx x 47xx Thép Mo-Cr-Ni 92xx 81xx xxBxx xxLxx Ví dụ: 1005, 1035, 1045, 1110, 1513
96 *-Nhóm thép ổ lăn : ASTM A295-89: AISI/SAE: 52100; 51100; 50100; 5195; 1070M; 5160; UNS: K19526. ASTM A485-89: Có 04 mác: Grade 1, Grade 2, Grade 3, Grade 4. ASTM A543-90: Thép ổ lăn thấm các bon. ASTM A535-85: Thép ổ bi, ổ dũa chất lượng cao( % P, S
97 DIN 17223/1-84: Dây thép tròn tôi chì dùng để quấn lòso. DIN 17230-90: Thép làm ổ lăn. c-Gang: DIN 1691-85: Gang xám thường, kí hiệu: GG10; GG15... GG40. (Số chỉ GHBK/10 MPa) DIN 1693/1-73: Gang cầu, kí hiệu: GGG-40; GGG-50; GGG-60... DIN 1692-82: Gang dẻo lõi đen, kí hiệu: GTS-Số chỉ GHBK/10(MPa)-Độ giãn dài tương đối(%). DIN 1692-82: Gang dẻo lõi trắng: GTS-GHBK/10MPa-độ giãn dài(%). 6-TUÊU CHUẨN EU (liên minh Châu Âu): EN 10083-90: -Thép cacbon kí hiệu: xCxx, với: Số đầu tiên x -Số thứ tự, hai số cuối xx -Lượng chứa C theo phần vạn. -Thép HK: Số chỉ lượng chứa C theo phần vạn+ Kí hiệu HH của các nguyên tố HK + Số chỉ Lượng chứa % của nguyên tố HK *4. (Tương tự DIN) 7-TIÊU CHUẨN TRUNG QUỐC GB: 8-TIÊU CHUẨN ANH QUỐC BS: 9-TIÊU CHUẨN PHÁP NF: V- HK MÀU: 1- HK NHÔM: a-Khái niệm: Nhôm kí hiệu hóa học: Al; Tên: Alumin; Tìm ra vào năm 1808 bởi Đevi. HK Nhôm đầu tiên ra đời vào năm 1906 do Anpheret Wienmer chế tạo. TP của HK này là cơ sở của HK đura (Al-Cu-Mg) được ứng dụng rộng rãi ngày nay. Ngày nay sản lượng Al trên thế giới đã đứng hàng thứ hai sau thép. Về trữ lượng Al chiếm khoảng 8.8% trọng lượng vỏ trái đất, trong khi Fe chỉ chiếm 5.1%. Ưu điểm chính của Al là nhẹ, độ dẫn nhiệt, dẫn điện cao, khả năng chống ăn mòn trong nhiều môi trường khá tốt. Độ bền riêng của Al khoảng 16.5, trong khi thép là 15.4. Như vậy khi sử dụng Al làm vật liệu kết cấu nó tỏ ra có nhiệu ưu điểm lớn. b-Tính chất của Al: -Trọng lượng nguyên tử: 26,9825; Bán kính nguyên tử: 1.43AO; Kiểu mạng: LPDT; Tỷ trọng: 2.71g/cm3; T0chảy=6600C; Nhiệt độ sôi: 2450oC; Ẩn nhiệt chảy lỏng: 96cal/g; Tỉ nhiệt ở 200C: 0.214Kcal/g.độ, ở 7000C: 0.308Kcal/g.độ; Độ dẫn điện, dẫn nhiệt phụ thuộc vào tạp chất. -Nhôm sạch 99.99% cán nguội có độ bền kéo: 11.4KG/mm2; Sau khi ủ độ bền giảm còn dưới 4.81KG/mm2. Độ giãn dài tương đối ở hai trạng thái này là: 5.5% và 48.8%. Đối với nhôm siêu sạch (99.999%) quá trình kết tinh lại sảy ra ngay ở 37oC và hoàn thành sau một vài ngày đêm. Al 99.994% bắt đầu kết tinh lại ở 150oC và kết thúc ở 270oC.
98 Nhôm có họat động hoá học mạnh, ở nhiệt độ thường nó tác dụng với Oxy trong không khí tạo ra lớp màng Oxít mỏng rất xít chặt có liên kết chắc với nền KL, chiều dày lớp màng phụ thuộc vào nhiệt độ: Ở nhiệt độ thường lớp Oxít nhôn dày khoảng 50-100Ao; Ở gần nhiệt độ chảy nó có thể đạt 2000A0. Chính vì lớp màng bảo vệ này mà nhôm có tính chống 8ăn mòn khá cao trong nhiều môi trường hoá học. c-Phân loại HK nhôm: Theo nguyên tố HK chia ra các hệ: Al-Cu; Al-Si; Al-Mg; Al-Cu-Mg; Al-Cu- Mg-Si; Al-Mg-Si; Al-Zn-Mg-Cu. Ở trạng thái cân bằng các HK này được tạo thành từ pha dung dịch rắn HK thấp và pha có nhiệt độ chảy thấp: CuAl2 ( pha); Mg2Si; Al2CuMg (S-pha); Al6CuMg4 và Al2Mg3Zn3 (T-pha) Al3Mg2 ... Theo công nghệ chế tạo chia ra: HK nhôm biến dạng, HK nhôm đúc, HK nhôm thiêu kết và HK nhôm ổ trượt. HK nhôm biến dạng và HK nhôm đúc đều được chế tạo bằng phương pháp nấu chảy. Phân biệt hai loại nhôm này phải dựa vào GĐTT Al-NgTHK. Một số dạng GĐTT của các hệ HK Al-NgTHK được trình bày dưới đây (hình 48). Hình 48 : GĐTT hệ HK Al-Si và hệ Al-Cu (Độ hòa tan lớn nhất của Si trong Al là:1,65%. Của Đồng trong Al là: 5,65% theo KL) -HK Đuara: Đuara là HK trên cơ sở Al - Cu - Mg (có thêm Mn, Si, Fe). Thuộc loại HK Al biến dạng điển hình được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật, đặc biệt là trong công nghiệp chế tạo máy bay. Ưu điểm chính của Đuara là bền, nhẹ: σb=420- 470N/mm2; σ0.2=240 - 320N/mm2. Độ bền riêng (σb/γ )=15 - 16 ; e-HK Silumin: Si lu min là HK Nhôm trên cơ sở Al-Si, thuộc nhóm HK nhôm đúc điển hình. Silumin đơn giản chỉ có Al-Si, Silumin phức tạp còn có thêm Cu, Mg. f-HK Nhôm thiêu kết:
99 HK ĐỒNG: 2- a-Khái niệm: Đồng là nguyên tố KL được tìm thấy đầu tiên. Trong tự nhiên Đồng có thể tìm thấy ở dạng nguyên sinh (nguyên chất). Trữ lượng của Đồng nhỏ, khoảng 0.1% trọng lượng vỏ trái đất. b-Tính chất của Đồng nguyên chất: -Mạng tinh thể: LPDT; Hằng số mạng: 3.6080 AO; -Tỉ trọng 8.94kg/dm3; -Nhiệt độ nóng chảy: 1083OC ; -Nhiệt độ sôi: 2595OC ; -Ẩn nhiệt chảy lỏng: Cal/g: 48,9. -Độ bền kéo: 22Kg/mm2; Gh chảy: 6KG/mm2; Độ giãn dài tương đối: 60% ; Độ thắt tỉ đối: 75% ; Độ cứng HB: 45KG/mm2; -Tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao, không bị ăn mòn trong môi trường khí quyển, trong môi trường nước biển đồng bị ăn mòn ít. c-Các HK trên cơ sở Đồng: -Latông đơn giản (Đồng thau): HK Cu-Zn: -La tông phức tạp: HK Cu-Zn-Pb-Ni: -Brông thiếc (Đồng thanh thiếc): -Brông nhôm (Đồng thanh nhôm): -Brông berili (Đồng thanh Berili): 3- HK MAGIE: 4- HK TITAN: 5- HK NIKEN: CÁC KL THIẾC, KẼM, CHÌ VÀ HK CỦA CHÚNG: 6- CÁC KIM LOẠI KHÓ CHẢY VÀ HK CỦA CHÚNG: 7- VI-CÁC VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI: