BÀI T P L N V T LI U KIM LO IẬ Ớ Ậ Ệ Ạ
N I DUNG:Ộ
Nhíp ô tô t i n ng ,là h th ng gi m sóc , ch u t iả ặ ệ ố ả ị ả
tr ng xe , ch u va d p m nh , l c đ i đ u(ít ch u va đ p).ọ ị ậ ạ ự ổ ấ ị ậ
I. Đ A B N V CHI TI T ,ĐI U KI N LÀM VI C C A CHIƯ Ả Ẽ Ế Ề Ệ Ệ Ủ
TI T TRÊN ,YÊU C U V C TÍNH Đ ĐÁP NG YÊU C U LÀMẾ Ầ Ề Ơ Ể Ứ Ầ
VI C C A CHI TI T. Ệ Ủ Ế
1)B n v chi ti t:ả ẽ ế
Hình1. Ch t nhíp ôtô t i n ngố ả ặ
2)Đi u ki n làm vi c và yêu c u c tính :ề ệ ệ ầ ơ
Nhíp ô tô làm vi c trong đi u ki n: ch u t i tr ng tĩnh c a xe vàệ ề ệ ị ả ọ ủ
ch u va đ p m nh nh ng không cho phép bi n d ng d o.Khi xeị ậ ạ ư ế ạ ẻ
chuy n đ ng còn xu t hi n l c đ i d u.Vi v y thép c n ph i đ tể ộ ấ ệ ự ổ ấ ậ ầ ả ạ
đ c các yêu c u nh sau:ượ ầ ư
- Gi i h n đàn h i cao,t c kh năng ch ng bi n d ng d o cao( đâyớ ạ ồ ứ ả ố ế ạ ẻ ở
gi i h n b n là không có ý nghĩa vì không cho phép bi n d ng d o),doớ ạ ề ế ạ ẻ
v y ta c n quan tâm ch y u t i t l ậ ầ ủ ế ớ ỉ ệ
σ
dh/
σ
b càng g n t i 1 càng t t ,ầ ớ ố
th ng đ t trong gi i h n 0,85ườ ạ ớ ạ
÷
0,95.
- Đ c ng khá cao trong kho ng HRC:35ộ ứ ả
÷
45 là thích h p ; đ d o ,ợ ộ ẻ
đ dai th p d không x y ra bi n d ng d trong quá trình làmộ ấ ể ả ế ạ ư
vi c,nh ng n u quá th p thì chi ti t d b phá h ng do quá giòn.ệ ư ế ấ ế ễ ị ỏ
- Gi i h n m i ph i cao đ thích ng v i đi u ki n làm vi c có t iớ ạ ỏ ả ể ứ ớ ề ệ ệ ả
tr ng thay đ i theo chu kỳ.ọ ổ
II.MÁC THÉP ĐI N HÌNH Đ CH T O CHI TI T TRÊN LÀ:Ể Ể Ế Ạ Ế
60Si2Ni2A
1) Thành ph n hoá h c và c s d ch n mác thép v i thành ph nầ ọ ơ ở ể ọ ớ ầ
nh trên .ư
- Chi ti t chúng ta c n gia công la nhíp ô tô thu c lo i v t li u đànế ầ ộ ạ ậ ệ
h i do v y hàm l ng C= (0,55ồ ậ ượ
÷
0,65)% .Ta c n ph i ch n kho ngầ ả ọ ở ả
này b i n u:ở ế
Hàm l ng các bon mà có %C<0,55 thì nêú ta có gia công và nhi tượ ệ
luy n thì cũng không cho ra đ c đ c ng , gi i h n đàn h i đ t yêuệ ượ ộ ứ ớ ạ ồ ạ
c u .Lúc này đ c ng s th p,ầ ộ ứ ẽ ấ đ d o dai l n do v y không phù h pộ ẻ ớ ậ ợ
v i yêu c u làm vi c c a ti t máy.ớ ầ ệ ủ ế
Hàm l ng các bon mà cao t c %C>0,7 thì sau khi tôi va ram c ngượ ứ ữ
không cho gi i h n dàn h i là l n mà s c ng ,giòn ,tính đàn h i khôngớ ạ ồ ớ ẽ ứ ồ
cao nên cũng không phù h p.ợ
- Chi ti t c n gia công, ch t o ph i có đ đàn h i,ế ầ ế ạ ả ộ ồ đ c ng cao v iộ ứ ớ
yêu c u này nên ch n Mn ,Si .Hai nguyên t này làm tăng r t m nh đầ ọ ố ấ ạ ộ
c ng (đ b n) song cũng làm gi m m nh đ dai(đ d o) chúng ta cũngứ ộ ề ả ạ ộ ộ ẻ
không đ c ch n hàm l ng chúng quá l n vì n u quá l n s gây raượ ọ ượ ớ ế ớ ẽ
cho chi ti t quá c ng và giòn. Hàm l ng Si và Mn trong thép đàn h iế ứ ượ ồ
ch nên dùng 1%Mn,2%Si, v i mác thép trên thì hàm l ng 2 nguyênỉ ớ ở ượ
t trên sau s nh sau:Mn=( 0,4ố ẽ ư
÷
0,7);Si=(1,4
÷
1,8)
Nh ng n u hàm l ng c a Si quá th p thì chi ti t s có đ d o dai caoư ế ượ ủ ấ ế ẽ ộ ẻ
→
d b bi n d ng d o.ễ ị ế ạ ẻ
-Nâng cao đ th m tôi đ đ m b o gi i h n đàn h i cao và đ ng nh tộ ấ ể ả ả ớ ạ ồ ồ ấ
trên toàn ti t di n Cr- Ni là t t nh t ,nh ng Si và Mn cũng có tác d ngế ệ ố ấ ư ụ
này,Cr- Ni cũng có gi i h n (hàm l ng <4%),v i chi ti t trên ta ch nớ ạ ượ ớ ế ọ
hàm l ng Ni=(1.4ượ
÷
1.7)%
2) B ng các ký hi u và thành ph n c a mác thép t ng đ ng v iả ệ ầ ủ ươ ươ ớ
thép trên theo tiêu chu n Vi t Nam (ẩ ệ TCVN), M (ỹASTM) , Nga (
Γ
OCT) , Nh tậ (JIS) ,Trung Qu c(ốGB).
B ng các ký hi u và thành ph n c a mác thép:ả ệ ầ ủ
Tiêu
chu nẩMác thép C Si Mn P
≤
S
≤
Cr Ni
≤
ch tấ
khác
Vi tệ
Nam
(TCVN)
60Si2Ni2A 0,56
÷
0,64
1,5
÷
2,0
0,7
÷
1,0
0.03 0,03 0,3 1,4
÷
1,8
Nga
(
Γ
OCT)
60C2H2A 0,56
÷
0,64
1,4
÷
1,7
0,4
÷
0,7
0,02
5
0.02
5
≤
0.3
1,4
÷
1,7
Cu
≤
0,2
Mỹ
(ASTM)
A877 0,51
÷
0,59
1,2
÷
1,6
0,6
÷
0,8
Nh tậ
(JIS)
SUP6 0.56
÷
0,64
1,5
÷
1,8
0,7
÷
1,0
0,03
5
0,03
5
Đ cứ
(DIN)
60SiCr7 0,57
÷
0,65
1,5
÷
1,8
0,7
÷
1,0
0,03
5
0,03
5
0,2
÷
0,4
Mo=
0,12
Trung
Qu cố
(GB)
60Si2CrVA 0,56
÷
0,64
1,4
÷
1,8
0,4
÷
0,7
0,03 0,03 0,9
÷
1,2
≤
0,3
5
V=
0,1
÷
0,2
Anh 251H60 0,56
÷
0,64
1,6
÷
2,2
0,7
÷
1,0
0,03
5
0,03
5
≤
0,4
Nh n xét v s khác nhau v thành ph n c a các mác thép c a cácậ ề ự ề ầ ủ ủ
n c:ướ
S khác nhau gi a thành ph n c a các mác thép là do nguyên t h pự ữ ầ ủ ố ợ
kim đ c s d ng các n c là khác nhau .ượ ử ụ ở ướ Nh M thì không sư ở ỹ ử
d ng nguyên t h p kim Ni mà s d ng thay vào đó là nguyên t Mo ,ụ ố ợ ử ụ ố
m t s n c cũng nh v y.ở ộ ố ướ ư ậ
III.VAI TRÒ C A CÁC NGUYÊN T H P KIM CHÍNH TRONGỦ Ố Ợ
THÉP TRÊN Đ I V I C TÍNH VÀ V I CÔNG NGH NHI TỐ Ớ Ơ Ớ Ệ Ệ
LUY N Ệ
1) Vai trò c a nguyên t trong thép trên đ i v i C Tính :ủ ố ố ớ ơ
Tác d ng c a nguyên t C :ụ ủ ố
Hàm l ng các bon là r t quan tr ng b i nó quy t đ nh t i đ c ng ,ượ ấ ọ ở ế ị ớ ộ ứ
đ b n ,ộ ề đ d o dai , gi i h n đàn h i c a chi ti t . V i chi ti t nhộ ẻ ớ ạ ồ ủ ế ớ ế ư
trên thì hàm l ng các bon C=(0,56ượ
÷
0,64)% có tác d ng ch y u làụ ủ ế
đ t đ c đ c ng vào kho ng HRC=35ạ ượ ộ ứ ả
÷
45,và hàm l ng các bonở ượ
này n u ch n ph ng pháp nhi t luy n thích h p s cho gi i h n đànế ọ ươ ệ ệ ợ ẽ ớ ạ
h i là l n nh t .ồ ớ ấ
V i các nguyên t h p kim:ớ ố ợ
Các nguyên t h p kim có th làm thay đ i đ c các đ c tính c a v tố ợ ể ổ ượ ặ ủ ậ
li u .Tuỳ theo nguyên t h p kim nh h ng d n các t ch c chính:ệ ố ợ ả ưở ế ổ ứ
dung d ch ferit , austenit , h p ch t xêmentit …và chúng hoà tan vào s tị ợ ấ ắ
thành dung d ch r n hay k t h p v i các bon thành các bít .ị ắ ế ợ ớ
-Nguyên t Mn, Si: hoà tan vào ferit nhi t đ th p và vào austenit ố ở ệ ộ ấ ở
nhi t đ cao.Khi hoà tan vào ferit ( d ng thay th ) làm xô l ch m ngệ ộ ở ạ ế ệ ạ
do đó làm tăng r t m nh đ c ng(ấ ạ ộ ứ đ b n) song làm gi m m nh độ ề ả ạ ộ
dai(đ d o) .ộ ẻ
-Nguyên t Cr,Ni:hoà tan d ng thay th làm tăng đ c ng , mà l i cóố ở ạ ế ộ ứ ạ
th cho đ th m tôi cao h n so v i Si và Mn .ể ộ ấ ơ ớ M c dù giá thành caoặ
nh ng n c ta và m t s n c v n s d ng Ni v i nh ng chi ti tư ở ướ ộ ố ướ ẫ ử ụ ớ ữ ế
đòi h i đ tin c y cao .ỏ ộ ậ
- Nguyên t P : Là nguyên t có kh năng hoà tan vào ferit và làm xôố ố ả
l ch m ng r t m nh m ng tinh th c a pha này làm tăng m nh tínhệ ạ ấ ạ ạ ể ủ ạ
giòn ; khi l ng phôtpho v t quá gi i h n hoà tan nó s t o nên Feượ ượ ớ ạ ẽ ạ 3P
c ng và giòn .Do đó P là nguyên t gây giòn ngu i hay b ngu i (ứ ố ộ ở ộ ở
nhi t đ th ng ) .Ch c n 0,1 % P hoà tan ,ferit tr nên giòn .ệ ộ ườ ỉ ầ ở Phôtpho
là nguyên t thiên tích r t m nh nên đ tránh giòn thì phôtpho ph i nhố ấ ạ ẻ ả ỏ
h n 0,05% .ơ
- Nguyên t S :L u huỳnh không hoà tan trong Fe mà t o nên h p ch tố ư ạ ợ ấ
FeS , cùng tinh (Fe + FeS ) t o thành nhi t đ th p (988ạ ở ệ ộ ấ
°
C) , k t tinhế
sau cùng do đó n m biên gi i h t , khi nung thép nên đ cán ,kéoằ ở ớ ạ ể
( th ng nhi t đ 1100ườ ở ệ ộ
÷
1200
°
C ) biên gi i h t b ch y ra làm thépớ ạ ị ả
d bễ ị
đ t ,gãy nh là r t giòn .Ng i ta g i đây là hi n t ng giòn nóng hayứ ư ấ ườ ọ ệ ượ
b nóng .ở
Khi có Mn vào , do ái l c v i S m nh h n Fe nên thay vì t o nên FeSự ớ ạ ơ ạ
thì t o nên MnS pha này k t tinh 1620ạ ế ở
°
C d i d ng các h t nh r iướ ạ ạ ỏ ờ
r c và nhi t đ cao có đ d o nh t đ nh nên không b ch y ho cạ ở ệ ộ ộ ẻ ấ ị ị ả ặ
đ t ,gãy .ứ
Nh v y nguyên t P và S gây giòn ngu i và giòn nóng cho thép doư ậ ố ộ
v y hàm l ng c a chúng ph i r t nh .V i nh ng mác thép ch tậ ượ ủ ả ấ ỏ ớ ữ ấ
l ng cao ( hàm l ng P , S ượ ượ
≤
0,03% ) cu i có kí hi u ch A nhở ố ệ ữ ư
mác thép c a ta “60Si2Ni2A” .ủ
B ng c tính các v t li u :ả ơ ậ ệ
Tiêu chu nẩMác thép Độ
c ngứ
σ
b
Mpa
σ
s
Mpa
δ
s
(%)
ψ
(%)
ak
b
/Mpa
Vi t Namệ
(TCVN)
60Si2Ni2A 42
÷
48
HRC
≥
166
0
≥
150
0
Nga
(
Γ
OCT)
60C2H2A 147
1
132
4
8 30 24,
5
1225
Mỹ
(ASTM)
A877 48
÷
55
HRC
162
0
÷
207
0
Nh t ậ
(JIS)
SUP6 363
÷
429
HB
123
0
108
0
9 20
Trung
Qu cố
(GB)
60Si2CrVA 186
0
166
5
6 20
Đ cứ
(DIN)
60SiCr7 132
0
÷
157
0
113
0
6 30 21
2) Vai trò c a các nguyên t trong Nhi t Luy n:ủ ố ệ ệ
Các nguyên t h p kim có nh h ng r t l n t i quá trình nhi t luy n ,ố ợ ả ưở ấ ớ ớ ệ ệ
đ c bi t là :Tôi +Ram ,do v y nh h ng t i c tính và đây là đ c tínhặ ệ ậ ả ưở ớ ơ ặ
n i b t c a thép h p kim.ổ ậ ủ ợ
Tr các thép h p kim đ c bi t , các thép h p kim thông th ng v nừ ợ ặ ệ ợ ườ ẫ
có t ch c pecnit , các bít hoà tan vào autenit ,h t austenit phát tri nổ ứ ạ ể
(gi ng nh thép các bon v i các bít là xêmantit ) song có các đ c đi mố ư ớ ặ ể
sau:
-S hoà tan cacbit h p kim khó h n ,ự ợ ơ đòi h i nhi t đ tôi cao và th iỏ ệ ộ ờ
gian gi nhi t dài h n so v i xêmantit trong thép cacbonữ ệ ơ ớ
-Cacbit h p kim do khó hoà tan vào autenit, n m biên gi i h t,nhợ ằ ở ớ ạ ư
hàng rào gi cho h t nh . Tác d ng này r t m nh v i Ti, Zr, Nb ,ữ ạ ỏ ụ ấ ạ ớ
m nh V , và t ng đ i m nh W, Mo. Riêng thép có Mn l i có khuynhạ ươ ố ạ ạ