intTypePromotion=1

Giáo trình cơ khí đại cương - Phần 3

Chia sẻ: Mai Tam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
420
lượt xem
238
download

Giáo trình cơ khí đại cương - Phần 3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình cơ khí đại cương - phần 3', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình cơ khí đại cương - Phần 3

  1. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 IV. Hîp kim S¾t - C¸c bon (Fe-C): 1. Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hîp kim Fe-C: toC B A CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 1500 Láng (L) L + Ostenit (L+γ) L + Xªmentit (L+Xª) C Ostenit (γ) 1147oC E 1147 F Lª®ªbuarit (Lª) γ + Xª + Lª Am Xª + Lª 911 G γ+α A3 γ + Xª S A1 727oC P K 727 α+ Peclit α γ + Xª + Lª P + Xª Xª + Lª P Q 2,14%C 0,8%C 4,43%C 6,67%C 0,02%C 1 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 - ACB là đường lỏng phân biệt pha lỏng hoàn toàn với pha lỏng đã có tinh thể rắn - AECF là đường đặc ứng với điểm bắt đầu nóng chảy hoặc hoá rắn hoàn toàn - GS (A3); SE (Am); GP và PQ tương ứng với giới hạn chuyển biến pha trong trạng thái hoá rắn - PSK (A1) là đường chuyển biến cùng tích khi nguội đến đó sẽ bắt đầu sự chuyển biến cùng tích hỗn hợp cơ học CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 1.1. C¸c tæ chøc cña hîp kim Fe-C: 1.1.1. C¸c tæ chøc 1 pha: 1.1.1.1. Tæ chøc xªmentit (Xª) lµ hîp chÊt ho¸ häc cña Fe vµ C (C% = 6,67%) Fe3C >> Tæ chøc nµy ®−îc kÕt tinh qua ba giai ®o¹n vµ n»m trong hÇu hÕt c¸c khu vùc >> §©y lµ mét tæ chøc cã ®é cøng cao, tÝnh c«ng nghÖ kÐm, ®é gißn lín nh−ng chÞu mµi mßn tèt >> Trªn tõng khu vùc ®é giµu xªmentit (Xª) gi¶m dÇn tõ Xª1 ®ªn Xª3 2 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1
  2. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 1.1.1.2. Tæ chøc «stennit (γ, Os) lµ dung dÞch ®Æc xen kÏ cña cacbon trong Fe (Feγ) >> L−îng hoµ tan C trong Fe tèi ®a lµ 2,14%ë 11470C. T¹i 7270C l−îng hoµ tan C lµ 0,8% >> Khu vùc AESG chØ tån t¹i mét pha «stenit riªng biÖt >> «stenit lµ pha dÎo vµ dai, rÊt dÔ biÕn d¹ng >> V× nã tån t¹i riªng biÖt chØ ë nhiÖt ®é trªn 7270C nªn kh«ng quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt c¬ häc khi kim CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C lo¹i chÞu t¶i mµ chØ cã ý nghÜa khi gia c«ng ¸p lùc nãng vµ nhiÖt luyÖn 3 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1.1.1.3. Ferit (α, F) lµ dung dÞch ®Æc xen kÏ cña C trong Fe (Feα) >> ë 7270C hoµ tan 0,02%C >> NhiÖt ®é cµng gi¶m l−îng hoµ tan cµng gi¶m nªn cã thÓ coi ferit lµ s¾t nguyªn chÊt >> Ferit rÊt dÎo, mÒm vµ cã ®é bÒn thÊp CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 1.1.2. C¸c tæ chøc 2 pha: 1.1.2.1. Peclit (P) lµ hçn hîp c¬ häc cña ferit vµ xªmentit (Xª2) >> Khi h¹ to xuèng 7270C, c¶ ferit vµ xªmentit cïng kÕt tinh ë thÓ r¾n t¹o nªn cïng tÝch peclit (®iÓm S >> C¬ tÝnh cña Peclit phô thuéc vµo l−îng F vµ Xª vµ phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña Xª (tÊm hay h¹t) 4 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 2
  3. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 1.1.2.2. Lª®ªbuarit (Lª) lµ hçn hîp c¬ häc cïng tinh cña γ vµ Xª (Xª1) >> T¹i 1147oC vµ 4,43%C cïng tinh Lª h×nh thµnh t¹i ®iÓm C >> Xuèng d−íi 727oC, mét phÇn γ chuyÓn thµnh P >> L−îng Xª trong Lª kh¸ lín nªn Lª cã ®é cøng cao, dßn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 1.1.2.3. Graphit (Gr) lµ cacbon ë tr¹ng th¸i tù do >> Gr kÐm bÒn, dßn, në thÓ tÝch khi kÕt tinh 5 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1.2. Ph©n lo¹i hÖ hîp kim Fe-C (Fe-Fe3C): HÖ hîp kim Fe-C CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C ThÐp cacbon C < 2,14% Gang C > 2,14% Gang Gang Gang ThÐp ThÐp ThÐp tr−íc cïng tinh sau tr−íc cïng tÝch sau cïng tinh cïng tinh cïng tÝch cïng tÝch C =4,43% C = 0,8% C < 4,43% C > 4,43% C < 0,8% C > 0,8% 6 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 3
  4. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 2. ThÐp cacbon: 2.1. Kh¸i niÖm vÒ ThÐp cacbon: ThÐp cacbon lµ hîp kim cña Fe-C víi hµm l−îng cacbon nhá h¬n 2,14%. Ngoµi ra trong thÐp cacbon cßn chøa mét l−îng t¹p chÊt nh− Si, Mn, S, P, … Nguyªn tè ¶nh h−ëng lín nhÊt trong thÐp lµ cacbon. ChØ cÇn thay ®æi mét l−îng CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C rÊt nhá C, ®∙ lµm thay ®æi nhiÒu tÝnh chÊt lý, ho¸ cña thÐp - C t¨ng ®é cøng vµ ®é bÒn cña thÐp t¨ng lªn cßn ®é dÎo vµ ®é dai l¹i gi¶m xuèng - Thay ®æi hµm l−îng cacbon 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 khö «xy khái c¸c «xyt s¾t, 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… * 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% 7 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 2.2. Ph©n lo¹i ThÐp cacbon: 2.1.1. Ph©n lo¹i theo tæ chøc tÕ vi vµ hµm l−îng C trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i - ThÐp tr−íc cïng tÝch víi tæ chøc Ferit + Peclit (C < 0,8%) - ThÐp cïng tÝch: thÐp cã tæ chøc Peclit (C = 0,8%) - ThÐp sau cïng tÝch trong ®ã cã Peclit + Xªmentit (C > 0,8%) CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 2.1.2. Ph©n lo¹i theo hµm l−îng C th−êng dïng - ThÐp cacbon thÊp: C < 0,25% - ThÐp cacbon trung b×nh: C = 0,25% ... 0,5% - ThÐp cacbon cao: C > 0,5% 2.1.3. Ph©n lo¹i theo ph−¬ng ph¸p luyÖn kim - 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 lß ®iÖn: chÊt l−îng cao h¬n nhiÒu, khö hÕt t¹p chÊt tíi møc thÊp nhÊt 2.1.4. Ph©n lo¹i theo ph−¬ng ph¸p khö ¤xy - 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 8 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 4
  5. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 2.1.5. Ph©n lo¹i theo c«ng dông Ph© lo¹ 1 - ThÐp cacbon th«ng dông (thÐp th−êng): c¬ tÝnh kh«ng cao, chØ dïng ®Ó chÕ t¹o th« êng): kh« cao, chØ c¸c chi tiÕt m¸y, c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i nhá. Th−êng dïng trong ngµnh x©y dùng, giao c¸ nhá ngµ ng, th«ng th« ThÐp cacbon th«ng dông ®−îc ký hiÖu b»ng hai ch÷ CT vµ chia ba nhãm A, B vµ C th« îc hiÖ ch÷ vµ vµ ThÐp Nhãm A: chØ ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh (®é bÒn, ®é dÎo, ®é cøng, v.v…) Nhãm chØ ®¸nh gi¸ chØ tiª bÒn, ng, v.v… CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C Nhãm B: ®¸nh gi¸ b»ng thµnh phÇn ho¸ häc ®¸nh gi¸ thµ phÇ ho¸ Nhãm C: ®¸nh gi¸ b»ng c¶ hai chØ tiªu c¬ tÝnh vµ thµnh phÇn ho¸ häc ®¸nh gi¸ chØ tiª thµ phÇ ho¸ Liªn bang Nga (GOST2772- Liª (GOST2772- Liªn X« (GOST 380 - 71) Liª ViÖt Nam (TCVN1765-75) ViÖ (TCVN1765- 88) CT0 CT31 CT1 CT33 CT2 CT34 CT3 CT245* CT38 CT4 CT275 CT42 CT5 CT285 CT51 CT6 CT345 CT375 CT61 * BiÓu thÞ ®é bÒn σ02= BiÓ 245MPa 9 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 TCVN 1756 -75 quy ®Þnh ký hiÖu thÐp th«ng dông: sau CT ghi chØ sè giíi h¹n bÒn σb hiÖ th« dông: chØ gií TCVN [kG/mm2] thÊp nhÊt øng víi mçi ký hiÖu hiÖ VÝ dô: TC38 cã giíi h¹n bÒn σb = 38 ÷ 49kG/mm2 (380 ÷ 490N/mm2) dô: gií C¸c nhãm B vµ C còng cã ký hiÖu trªn c¬ së nhãm A nh−ng thªm vµo phÝa tr−íc ch÷ vµ hiÖ trª thª íc ch÷ c¸i B hay C ®Ó ph©n biÖt ph© biÖ VÝ dô: CT31 → BCT31 → CCT31 dô: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C >> ThÐp s«i: thªm ký tù S vµo phÇn cuèi, vÝ dô CT31S thª phÇ cuè >> ThÐp nöa s«i: thªm ký tù n vµo phÇn cuèi, vÝ dô: CT31n thª phÇ cuè dô: >> ThÐp kh«ng cã ký hiÖu thªm lµ thÐp l¾ng kh« hiÖ thª 2- ThÐp cacbon kÕt cÊu: lµ lo¹i thÐp cã hµm l−îng t¹p chÊt S, P rÊt nhá, tÝnh n¨ng lý cÊu: lo¹ îng rÊt nhá ho¸ tèt, hµm l−îng cacbon chÝnh x¸c vµ chØ tiªu c¬ tÝnh râ rµng ho¸ îng chØ tiª Ký hiÖu: t−¬ng tù nh− ký hiÖu cña Liªn X« chØ kh¸c ë chç cã thªm ch÷ c¸i C phÝa hiÖ ¬ng hiÖ Liª chØ kh¸ chç thª ch÷ tr−íc ®Ó ph©n biÖt lµ thÐp cacbon íc ph© biÖ VÝ dô: dô: Liªn X«: Liª 08; 10; 15; 20;...; 85 ViÖt Nam: C08; C10; C 15; C20; ...; C85 ViÖ Ký hiÖu thÐp C hiÖ ChØ hµm l−îng C tÝnh theo % ChØ îng 10 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 5
  6. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 3- ThÐp cacbon dông cô: lµ lo¹i thÐp cã hµm l−îng cacbon cao (0,7 ÷1,3%C), cã hµm cô: lo¹ îng l−îng t¹p chÊt S vµ P thÊp (
  7. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 3.2. Ph©n lo¹i Gang: Ph© lo¹ 3.1.1. Ph©n lo¹i theo tæ chøc tÕ vi vµ hµm l−îng C trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i Ph© lo¹ chø vµ îng trª gi¶ tr¹ th¸ - Gang tr−íc cïng tinh cã tæ chøc Peclit + Lª®ªbuarit (C < 4,43%) íc chø ª®ªbuarit - Gang cïng tinh: cã tæ chøc Lª®ªbuarit (C = 4,43%) tinh: chø ª®ªbuarit - Gang sau cïng tinh cã tæ chøc Lª®ªbuarit + Xªmentit (C > 4,43%) chø ª®ªbuarit 3.1.2. Ph©n lo¹i theo tæ chøc vµ cÊu t¹o Ph© lo¹ chø CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 1- Gang tr¾ng lµ lo¹i gang mµ hÇu hÕt cacbon ë d¹ng liªn kÕt Fe3C tr¾ lo¹ liª Gang tr¾ng chØ h×nh thµnh khi cã hµm l−îng C, Mn… thÝch hîp vµ víi ®iÒu ¾ chØ µ ng Mn… Gang tr th î kiÖn nguéi nhanh ë c¸c vËt ®óc thµnh máng, nhá kiÖ ngué thµ ng, nhá Gang tr¾ng kh«ng cã ký hiÖu riªng Gang tr¾ kh« hiÖ riª * Tæ chøc xementit cã nhiÒu trong gang tr¾ng lµm mÆt g∙y cña nã cã mµu s¸ng chø tr¾ tr¾ng! tr¾ 2- Gang x¸m lµ lo¹i gang mµ hÇu hÕt cacbon ë d¹ng graphit. Nhê cã vËy grathit x¸ lo¹ graphit. nªn mÆt g∙y cã mµu x¸m GX Ferit GX Ferit-Peclit Ferit- 13 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 Tæ chøc tÕ vi cña gang x¸m gåm: nÒn c¬ së vµ c¸c garaphit d¹ng tÊm NÒn cña gang x¸m cã thÓ lµ: ferit, pherit - peclit , peclit C¬ tÝnh cña gang x¸m phô thuéc vµo hai yÕu tè: * Tæ chøc cña nÒn: ®é bÒn cña nÒn t¨ng lªn tõ nÒn pherit ®Õn peclit * Sè l−îng, h×nh d¹ng vµ ph©n bè graphit CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 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 3- Gang cÇu lµ lo¹i gang cã thÓ cã tæ chøc nh− gang x¸m, nh−ng graphit cã d¹ng thu nhá thµnh h×nh cÇu 14 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 7
  8. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Gang cÇu cã ®é bÒn cao h¬n gang x¸m nhiÒu, ®Æc biÖt cã ®é dÎo b¶o ®¶m. Cã thÓ so x¸ nhiÒu, biÖ thÓ Gang s¸nh c¬ tÝnh gang cÇu xÊp xØ b»ng thÐp m¸c thÊp §Ó cã tæ chøc gang cÇu, ph¶i nÊu ch¶y gang x¸m vµ dïng ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh ®Æc chø ph¶ ch¶ x¸ ph¸ biÖt gäi lµ cÇu ho¸ ®Ó t¹o ra graphit h×nh cÇu. KÕt qu¶ lµ còng trªn c¸c nÒn t−¬ng tù nh− biÖ ho¸ qu¶ trª c¸ ¬ng gang x¸m víi grathit cÇu ta cã ®é dÎo δ = 5 ÷ 15%; ®é bÒn kÐo σk = 400 - 1000N/mm2 x¸ Ký hiÖu Gang cÇu: GC xx-yy (Liªn x«: Bч xx-yy) CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C hiÖ xx- Liª xx- yy) xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo chØ yy = hai con sè chØ ®é d∙n dµi t−¬ng ®èi δ% chØ ¬ng 4- Gang dÎo lµ lo¹i gang chÕ t¹o tõ gang tr¾ng b»ng ph−¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn (ñ) lo¹ tr¾ ph¸ nhiÖ luyÖ Fe 3 C ⎯ ⎯→ Peclit + C cum 0 tu Ký hiÖu Gang dÎo: GZ xx-yy (Liªn x«: Kч xx-yy) hiÖ xx- Liª xx- yy) xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo chØ yy = hai con sè chØ ®é d∙n dµi t−¬ng ®èi δ% chØ ¬ng 15 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 4. ThÐp hîp kim: kim: 4.1. Kh¸i niÖm vÒ ThÐp hîp kim: Kh¸ niÖ kim: - ThÐp HK lµ lo¹i thÐp cã chøa trong nã mét hµm l−îng c¸c nguyªn tè HK thÝch hîp lµ lo¹ chø îng nguyª - Hµm l−îng cña chóng ph¶i ®ñ ®Õn møc cã thÓ lµm thay ®æi c¬ tÝnh th× míi ®−îc coi lµ îng chó ph¶ thÓ th× îc chÊt cho thªm, nÕu d−íi møc ®ã th× chØ lµ t¹p chÊt. thª íi th× chØ chÊt. CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C C¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña ThÐp hîp kim: kim: - C¶i thiÖn c¬ tÝnh: thÐp hîp cã tÝnh nhiÖt luyÖn tèt h¬n thÐp cacbon. Tr−íc nhiÖt thiÖ tÝnh: nhiÖ luyÖ cacbon. íc nhiÖ luyÖn hai lo¹i thÐp cacbon vµ hîp kim cã c¬ tÝnh t−¬ng tù, nh−ng nÕu nhiÖt luyÖn vµ luyÖ lo¹ ¬ng nhiÖ luyÖ ram hîp lý thÐp hîp kim sÏ t¨ng c¬ tÝnh râ rÖt - ThÐp hîp kim gi÷ ®−îc ®é bÒn cao h¬n thÐp cacbon ë nhiÖt ®é cao nhê sù t−¬ng t¸c gi÷ îc nhiÖ ¬ng cña nguyªn tè hîp kim trong c¸c tæ chøc cña thÐp cacbon nguyª chø - T¹o ra nh÷ng tÝnh chÊt lý ho¸ ®Æc biÖt, nh−: chèng ¨n mßn trong c¸c m«i tr−êng ¨n nh÷ ho¸ biÖ chè mßn; cã thÓ t¹o ra thÐp tõ tÝnh cao hay kh«ng cã tõ tÝnh; ®é gi∙n në v× nhiÖt rÊt nhá. thÓ kh« tÝnh; nhiÖ nhá C¸c sù biÕn ®æi khi Hîp kim ho¸: ho¸ + C¸c dung dÞch ®Æc trong thÐp cacbon hoµ tan thªm nguyªn tè hîp kim t¹o nªn sù hoµ thª nguyª thay ®æi cã lîi c¸c to¹ ®é trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i hoÆc t¹o ra c¸c pherit hîp kim bÒn to¹ trª gi¶ tr¹ th¸ hoÆ h¬n. + Trõ mét sè nguyªn tè nh− Ni, Si, Al… ®a sè c¸c nguyªn tè kh¸c nh− Cr, W, Ti… nguyª Al… nguyª kh¸ Ti… ®Òu kÕt hîp víi cacbon t¹o nªn cacbit hîp kim 16 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 8
  9. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 + §a sè c¸c nguyªn tè lµm cho ®é qu¸ nguéi t¨ng lªn, nªn ®−êng cong ch÷ "C' dÞch vÒ nguyª qu¸ ngué ch÷ bªn ph¶i. §iÒu ®ã sÏ t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó nhiÖt luyÖn dÔ dµng h¬n. ph¶ kiÖ nhiÖ luyÖ + Mét sè nguyªn tè kÕt hîp víi thÐp cacbon vµ m«i tr−êng ngoµi t¹o nªn líp vá «xyt rÊt nguyª ngoµ bÒn ®Ó b¶o vÖ. 4.2. Ph©n lo¹i ThÐp hîp kim: Ph© lo¹ kim: 4.2.1. Ph©n lo¹i theo thµnh phÇn hîp kim trong thÐp: Ph© lo¹ thµ phÇ thÐp: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C - ThÐp hîp kim thÊp: cã tæng l−îng c¸c nguyªn tè hîp kim ®−a vµo < 2,5%. thÊp: îng nguyª - ThÐp hîp kim trung b×nh: cã tæng l−îng c¸c nguyªn tè hîp kim tõ 2,5 ÷ 10%. nh: îng nguyª - ThÐp hîp kim cao: cã tæng l−îng > 10% cao: îng 4.2.2. Ph©n lo¹i theo tªn gäi c¸c nguyªn tè HK chñ yÕu: Ph© lo¹ nguyª chñ yÕu: - ThÐp Mn, thÐp Si, thÐp Cr, thÐp Ni, thÐp Cr-Ni, ... Mn, Cr- Si, 4.2.3. Ph©n lo¹i theo c«ng dông: Ph© lo¹ dông: 1- ThÐp hîp kim kÕt cÊu: lµ lo¹i thÐp trªn c¬ së thÐp cacbon kÕt cÊu cho thªm c¸c cÊu: lo¹ trª nguyªn tè hîp kim (0,1 ÷ 0,85% C vµ l−îng phÇn tr¨m nguyªn tè hîp kim thÊp ) nguyª vµ îng phÇ tr¨ nguyª > ThÐp HK kÕt cÊu ph¶i qua thÊm cacbon råi míi nhiÖt luyÖn th× c¬ tÝnh cao. ph¶ nhiÖ luyÖ th× cao. > Lo¹i thÐp nµy ®−îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt chÞu t¶i träng cao, cÇn ®é cøng, ®é Lo¹ îc trä cao, ng, chÞu mµi mßn, hoÆc cÇn tÝnh ®µn håi cao v.v… hoÆ ®µn v.v… Ký hiÖu: 15Cr, 20Cr, 20CrNi , 12CrNi 3A, 12Cr2Ni4A, 40CrMn, 35CrMnSi hiÖ 17 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 2- ThÐp hîp kim dông cô: lµ lo¹i thÐp cÇn cã ®é cøng cao sau khi nhiÖt luyÖn, ®é chÞu cô: lo¹ nhiÖ luyÖ nhiÖt vµ chÞu mµi mßn cao. Hµm l−îng cacbon trong thÐp HK dông cô tõ 0,7 ÷ 1,4%; nhiÖ cao. îng c¸c nguyªn tè hîp kim cho vµo lµ Cr, W, Si vµ Mn. nguyª vµ Mn. > ThÐp HK dông cô cã tÝnh nhiÖt luyÖn tèt.. Sau nhiÖt luyÖn cã ®é cøng ®¹t 60 - 62 nhiÖ luyÖ nhiÖ luyÖ ®¹t HRC. CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C Ký hiÖu: hiÖ 90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12 vµ OL100Cr1,5 vµ Riªng lo¹i thÐp lµm æ l¨n th−êng chøa hµm l−îngCr cao h¬n vµ ký hiÖu Riª lo¹ chø îngCr hiÖ theo tªn riªng cña nã. OLCr0,6; OLCr1; OLCr1,5 riª nã. 3- ThÐp giã: lµ mét d¹ng thÐp HK ®Æc biÖt ®Ó lµm dông cô c¾t vµ c¸c chi tiÕt m¸y cã yªu giã: biÖ vµ cÇu cao > Trong tæ chøc cña thÐp giã gåm c¸c nguyªn tè cacbon, cr«m, vonfram, c«ban, vanadi chø nguyª cacbon, cr« vonfram, ban, vµ s¾t > ThÐp giã cã ®é cøng cao, bÒn, chÞu mµi mßn vµ chÞu nhiÖt ®Õn 6500C cao, nhiÖ > Hµm l−îng c¸c nguyªn tè trong thÐp giã: îng nguyª 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 vµ îng nhá Ký hiÖu: 90W9V2; 75W18V; 140W9V5; 90W18V2… hiÖ 90W18V2… 18 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 9
  10. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 4- ThÐp HK ®Æc biÖt: biÖ + ThÐp kh«ng gØ lµ lo¹i thÐp cã kh¶ n¨ng chèng l¹i m«i tr−êng ¨n mßn (¨n mßn ho¸ kh« lo¹ kh¶ chè ho¸ häc vµ ¨n mßn ®iÖn ho¸) ho¸ > Trong thÐp th−êng cã nhiÒu pha, mçi pha cã ®iÖn thÕ ®iÖn cùc kh¸c nhau pha, kh¸ > Trong thÐp kh«ng gØ, hµm l−îng cr«m kh¸ cao (>12%) kh« îng cr« kh¸ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C > Cã hai lo¹i thÐp kh«ng gØ: lo¹i hai pha pherit + cacbit; lo¹i mét pha ostennit lo¹ kh« lo¹ cacbit; lo¹ Ký hiÖu: 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr19Ni9, 12Cr18Ni9Ti,… hiÖ 12Cr18Ni9Ti,… + ThÐp bÒn nãng lµ lo¹i thÐp HK lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao mµ ®é bÒn kh«n gi¶m, lo¹ viÖ nhiÖ kh« gi¶ kh«ng bÞ «xy ho¸ bÒ mÆt kh« ho¸ Ký hiÖu: 12CrMo, 10Cr18Ni12N6, 04Cr14Ni14W2Mo,… hiÖ 04Cr14Ni14W2Mo,… + ThÐp tõ tÝnh lµ lo¹i thÐp cã kh¶ n¨ng khö tõ cao lo¹ kh¶ khö > Cã thÓ dïng thÐp dông cô cacbon ®−îc hîp kim ho¸ mét l−îng 2 ÷ 3% Cr thÓ îc ho¸ îng > Còng cã thÓ dïng hÖ hîp kim Fe- Al -Ni hoÆc Al - Si - Fe thÓ Fe- hoÆ Ký hiÖu: AlNi1, AlNi2, 50Ni - 50%Ni; 38NiSi - 38%Ni vµ 38%Si… hiÖ vµ 38%Si… C¸c ký hiÖu vËt liÖu cña mét sè n−íc: tù ®äc SGK hiÖ liÖ íc 19 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 5. Hîp kim cøng: ng: Hîp kim cøng lµ lo¹i vËt liÖu ®iÓn h×nh víi ®é cøng nãng rÊt cao (800 ÷ 1000oC). Nã lo¹ liÖ ®−îc dïng phæ biÕn lµm c¸c dông cô c¾t gät kim lo¹i vµ c¾t gät vËt liÖu phi kim cã ®é îc phæ lo¹ vµ liÖ cøng cao. Hîp kim cøng kh«ng cÇn nhiÖt luyÖn vÉn ®¹t ®é cøng 85 ÷92 HRC. cao. kh« nhiÖ luyÖ ®¹t CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C Th−êng dïng hai nhãm hîp kim cøng sau: sau: - Nhãm mét cacbit: WC + Co cacbit: Ký hiÖu theo Liªn x« lµ BK, Ký hiÖ Liª VD: BK2, BK3, BK8, BK10 : Con sè chØ % Co, cßn l¹i lµ WC chØ lµ >> Nhãm nµy cã ®é dÎo thÝch hîp víi gia c«ng vËt liÖu dßn, lµm c¸c khu«n kÐo, Ðp… liÖ khu« kÐo, Ðp… - Nhãm hai cacbit: WC + TiC + Co Ký hiÖu theo Liªn x« lµ TK, cacbit: Ký hiÖ Liª VD: T30K4; T15K6; T14K8; T5K10 : Con sè chØ % TiC vµ % Co, cßn l¹i lµ WC chØ lµ >> 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 v× khã chÕ t¹o Riª íc Ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o HK cøng: chÕ t¹o bét Ph ¬ng ph¸ ng: Ðp ®Þnh h×nh thiªu kÕt thiª Ðp 20 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 10
  11. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 6. Kim lo¹i vµ Hîp kim mµu: lo¹ vµ 6.1. Nh«m vµ hîp kim Nh«m: Nh« Nh« - Nh«m lµ kim lo¹i nhÑ Nh« lo¹ nhÑ - Khèi l−îng riªng nhÑ: kho¶ng 2,7g/cm3 Khè îng riª nhÑ kho¶ - Cã tÝnh dÉn ®iÖn, dÉn nhiÖt cao nhiÖ - Chèng ¨n mßn tèt Chè CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C - NhiÖt ®é nãng ch¶y: 6600C NhiÖ ch¶ - §é bÒn thÊp: σ = 60N/mm2 thÊp: - §é cøng thÊp: (HB = 25 mÒm), nh−ng dÎo cao thÊp: mÒm), - Trªn bÒ mÆt cña nh«m cã mét líp «xyt b¶o vÖ chèng ¨n mßn trong m«i tr−êng Trª nh« chè kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é b×nh th−êng. Líp «xyt nh«m nµy lu«n lu«n tù h×nh thµnh kh« nhiÖ êng. nh« lu« lu« thµ trªn bÒ mÆt nh«m do t¸c dông víi kh«ng khÝ. trª kh« khÝ. Ng−êi ta cßn dïng c¸ch «xy ho¸ bÒ mÆt nh«m b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÖn ho¸ ho¸ nh« ¬ng ph¸ ho¸ Ng hoÆc ho¸ häc, ®Ó t¹o nªn líp «xyt b¶o vÖ v÷ng ch¾c trong m«i tr−êng kh«ng khÝ vµ hoÆ ho¸ ch¾ kh« mét sè m«i tr−êng kh¸c kh¸ + 3 nhãm nh«m: A999: 99,999% Al lo¹i tinh khiÕt nh« lo¹ A995, A99, A97 vµ A95: 99,995 ÷ 99,95% Al lo¹i cã ®é s¹ch cao vµ lo¹ A85, A8, A7, ... A0: 99,85 ÷ 99% Al nh«m kü thuËt nh« thuË + 2 lo¹i HK Nh«m: HK nh«m ®óc & HK nh«m biÕn d¹ng lo¹ Nh« nh« nh« 21 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 6.2. §ång & HK ®ång: ng: Khèi l−îng riªng ë 200C: 8,94 g/cm3 Khè îng riª NhiÖt ®é nãng ch¶y: 1083 oC NhiÖ ch¶ HÖ sè dÉn nhiÖt ë 200C: 0.923 calo/cm.s.0C nhiÖ HÖ sè gi∙n dµi (0 - 1000C): 16,5.10-6 §iÖn trë suÊt ë 200C (Ω.mm2/m): 0,01784 trë CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C §é dÉn ®iÖn ë 200C: 57 m/Ω.mm2 §é bÒn thÊp σb = 160 N/mm2 §ång cã tÝnh dÉn ®iÖn vµ dÉn ®iÖn tèt, tÝnh chèng ¨n mßn cao dÔ gia c«ng b»ng chè ¸p lùc ë tr¹ng th¸i nãng vµ nguéi, cã thÓ d¸t máng thµnh tÊm cã chiÒu dµy 0,05mm tr¹ th¸ ngué thÓ thµ Hai lo¹i hîp kim ®ång th−êng dïng: lo¹ ng: - §ång thau lµ hîp kim ®ång vµ kÏm, hµm l−îng Zn trong ®ång thau ≤ 45% îng §ång thau ®óc & ®ång thau biÕn d¹ng - §ång thanh lµ hîp kim ®ång vµ: Sn, Al, Cr, ... Sn, C¸c lo¹i ®ång thanh th−êng dïng: lo¹ ng: + §ång ®en: + Babit: Babit: 6.3. Ni, Zn, Pb, Mg, ...: Pb, tù ®äc SGK 22 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 11
  12. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Ch−¬ng III: VËt liÖu phi kim ¬ng liÖ I. Gç: §é bÒn cao Khèi l−îng riªng nhá: (tõ 0,35 ®Õn 0,75g/cm3) vµ gi¸ rÎ Khè îng riª nhá (tõ vµ gi¸ §é cøng kÐm h¬n vµ dÔ gia c«ng (c−a, bµo, c¾t, ®ôc) h¬n so víi KL c¾ ôc) §é bÒn cña gç kh«ng ®ång ®Òu, ®é bÒn däc thí cao h¬n ®é bÒn ngang thí kh« Òu, thí thí II. ChÊt dÎo, nhùa: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C ChÊt dÎo lµ nh÷ng chÊt do c¸c chÊt h÷u c¬ cao ph©n tö t¹o thµnh. VËt phÈm lµm nh÷ ph© thµ nh. phÈ lµm b»ng chÊt dÎo cã thÓ ®−îc chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau nh− Ðp, ®óc, thÓ îc ¬ng ph¸ kh¸ Ðp, gia c«ng c¾t gät, v.v… v.v… >> §a sè c¸c lo¹i chÊt dÎo: nhÑ, ®é c¸ch ®iÖn, hÖ sè ma s¸t lín khi kh«ng cã dÇu mì, lo¹ nhÑ kh« cã h×nh d¹ng bªn ngoµi ®Ñp ngoµ >> ChÊt dÎo th−êng cã chÊt ®én nh− v¶i, giÊy, gç, bét gç, sîi thuû tinh, sîi ami¨ng, giÊy, thuû tinh, ami¨ ng, sîi dÖt vµ chÊt kÕt dÝnh (nhùa). nhù III. Composit - VËt liÖu tæ hîp: ®−îc chÕ t¹o tõ nhiÒu lo¹i vËt liÖu kÕt hîp l¹i îc lo¹ liÖ Gåm: - vËt liÖu cèt (th−êng d−íi d¹ng sîi) nh− sîi thuû tinh; sîi graphit; sîi cacbon; sîi liÖ íi thuû tinh; graphit; cacbon; thÐp,… thÐp, - vËt liÖu c¬ b¶n (nÒn) th−êng lµ c¸c chÊt dÎo hoÆc kim lo¹i cã ®é dÎo cao (nh− Al ,Cu) liÖ nÒn) hoÆ lo¹ ¦u ®iÓm: BÒn, nhÑ, chÞu nhiÖt tèt, cã tÝnh chèng mµi mßn vµ chèng ¨n mßn cao… BÒn, nhÑ nhiÖ chè chè cao… HiÖn nay nã ®−îc dïng nhiÒu trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp nh−: hµng kh«ng, x©y HiÖ îc ngµ nghiÖ kh« ng, dùng, chÕ t¹o m¸y ng, 23 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 IV. Cao su: - Cã tÝnh dÎo cao (®é gi∙n dµi khi kÐo ®¹t tíi 700 - 800%) ®¹t - Kh¶ n¨ng gi¶m chÊn ®éng tèt vµ ®é c¸ch ©m cao Kh¶ gi¶ Cao su ®−îc dïng lµm s¨m lèp, èng dÉn, c¸c phÇn tö ®µn håi cña khíp trôc, ®ai îc phÇ ®µn khí trôc, Cao truyÒn, vßng ®Öm, s¶n phÈm c¸ch ®iÖn v.v… truyÒn, phÈ v.v… Khi l−îng l−u huúnh trong cao su cao tíi (45%) ta cã ®−îc ªb«nit lµ mét lo¹i vËt îng huú îc lo¹ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C liÖu cã tÝnh c¸ch ®iÖn rÊt cao vµ bÒn tr−íc nh÷ng t¸c dông ho¸ häc liÖ íc nh÷ ho¸ V. Gèm, sø: - Cã ®é cøng cao - §é chÞu nhiÖt cao nhiÖ - Chèng mµi mßn tèt Chè Dïng ®Ó lãt trong c¸c lß nhiÖt luyÖn, lµm h¹t mµi trong ®¸ mµi, lµm dao nhiÖ luyÖ c¾t, chi tiÕt c¸ch ®iÖn, c¸ch nhiÖt, ... nhiÖ VI. Da, v¶i, vËt liÖu xèp c¸ch nhiÖt,... 24 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 12
  13. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Ch−¬ng IV: Xö lý nhiÖt Kim lo¹i ¬ng nhiÖ lo¹ I. Thùc chÊt: Thù chÊt: NhiÖt luyÖn kim lo¹i lµ qu¸ tr×nh thay ®æi tÝnh chÊt cña kim lo¹i b»ng c¸ch nung NhiÖ luyÖ lo¹ lµ qu¸ tr× lo¹ nãng nã tíi mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh, gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian vµ sau ®ã lµm nhiÖ Þnh, gi÷ nhiÖ nguéi theo mét chÕ ®é nhÊt ®Þnh, nhê ®ã mµ thay ®æi ®−îc tÝnh chÊt cña kim lo¹i ngué Þnh, mµ îc lo¹ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C theo ý muèn muè II. §Æc ®iÓm: Gia c«ng nhiÖt lµm thay ®æi cÊu t¹o m¹ng tinh thÓ bªn trong cña kim lo¹i khiÕn nhiÖ m¹ thÓ lo¹ cho nh÷ng tÝnh chÊt cña nã nh− ®é cøng, ®é bÒn, tÝnh dÎo, tÝnh dai còng thay ®æi nh÷ ng, bÒn, - Lo¹i thÐp Ýt cacbon (chøa d−íi 0,3% cabon) Ýt thay ®æi khi nhiÖt luyÖn Lo¹ chø íi cabon) nhiÖ luyÖ - Lo¹i thÐp cacbon trung b×nh thay ®æi tÝnh chÊt kh¸ râ rÖt Lo¹ kh¸ - Lo¹i thÐp cacbon dông cô th× thay ®æi râ rÖt h¼n tÝnh chÊt khi nhiÖt Lo¹ th× nhiÖ III. Ph©n lo¹i: Ph© lo¹ 1. NhiÖt luyÖn NhiÖ luyÖ 2. Ho¸ nhiÖt luyÖn Ho¸ nhiÖ luyÖ 3. Phun phñ bÒ mÆt phñ 4. C¸c ph−¬ng ph¸p xö lý ®Æc biÖt ¬ng ph¸ biÖ 25 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 IV. C¸c ph−¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn: ¬ng ph¸ nhiÖ luyÖ 4.1. ñ: lµ qu¸ tr×nh nung nãng vËt phÈm thÐp lªn tíi nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh phï hîp víi tõng qu¸ tr× phÈ nhiÖ phï lo¹i thÐp, gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian, sau ®ã lµm nguéi rÊt chËm trong vßng vµi lo¹ thÐp, gi÷ nhiÖ gian, ngué chË tiÕng ®ång hå, lµm nguéi th−êng tiÕn hµnh ë trong lß ngué Sau khi ñ cã thÓ khö ®−îc nh÷ng øng lùc d− ë bªn trong cña kim lo¹i do viÖc lµm thÓ khö îc nh÷ lo¹ viÖ Sau CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C nguåi kh«ng ®Òu tr−íc ®ã g©y ra, lµm gi¶m ®é cøng cña kim lo¹i vµ t¨ng tÝnh dÎo, tÝnh nguå kh« íc ra, gi¶ lo¹ vµ dai cña kim lo¹i lo¹ ñ lµ mét ph−¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn quan träng vµ cÇn thiÕt v× trong c¸c qu¸ tr×nh ®óc, ¬ng ph¸ nhiÖ luyÖ trä qu¸ tr× c¸n vµ rÌn, viÖc lµm nguéi c¸c vËt ph¶m b»ng thÐp th−êng kh«ng ®−îc ®Òu ë c¸c líp rÌn, viÖ ngué ph¶ kh« îc chiÒu dµy cña kim lo¹i nªn bÒ mÆt cña c¸c vËt phÈm ®ã th−êng cøng h¬n vµ lµm khã lo¹ phÈ kh¨n cho viÖc gia c«ng b»ng c¾t gät kh¨ viÖ 4.2. Th−êng ho¸: ho¸ chØ kh¸c ñ ë chç vËt phÈm thÐp sau khi ®−îc nung nãng th× ®−îc lµm nguéi tù nhiªn chØ kh¸ chç phÈ îc th× îc ngué nhiª (®Ó nguéi ë ngoµi trêi), thêi gian ®Ó nguéi nhanh h¬n so víi khi ñ, NhiÖt ®é ®èt nãng ngué ngoµ trêi), ngué NhiÖ vËt phÈm còng gièng nh− nhiÖt ®é nung nãng khi ñ phÈ giè nhiÖ Sau khi th−êng ho¸, thÐp còng cã cÊu tróc ®ång nhÊt vµ nhá h¹t nh− sau khi ñ. ho¸ tró nhá Sau Nh−ng ®é bÒn, ®é dai cã phÇn cao h¬n thÐp ñ bÒn, phÇ Mét sè lo¹i thÐp hîp kim sau khi gi c«ng ¸p lùc (c¸n, rÌn, dËp) còng ®−îc th−êng lo¹ rÌn, îc ho¸ ®Ó c¶i thiÖn cÊu tróc (æn ®Þnh c¸c h¹t vµ khö øng lùc cã h¹i trong kim lo¹i) ho¸ thiÖ tró vµ khö lo¹ 26 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 13
  14. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 4.3. T«i: lµ qu¸ tr×nh nung nãng vËt phÈm thÐp lªn tíi nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh t−¬ng øng víi tõng qu¸ tr× phÈ nhiÖ ¬ng lo¹i thÐp, gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian ®Ó æn ®Þnh cÊu tróc cña kim lo¹i vµ lµm lo¹ thÐp, gi÷ nhiÖ tró lo¹ vµ nguéi ®ét ngét trong m«i tr−êng t−¬ng øng víi tõng lo¹i thÐp ngué ngé ¬ng lo¹ Sau khi t«i thÐp rÊt cøng vµ bÒn nh−ng ®é dai cña nã bÞ gi¶m xuèng. øng lùc d− bªn gi¶ xuè ng. Sau CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C trong cña thÐp t¨ng lªn vµ thÐp trë nªn dßn. trë Muèn khö øng lùc d− bªn trong vµ gi¶m tÝnh dßn cña thÐp sau khi t«i ph¶i tiÕn hµnh Muè khö gi¶ ph¶ ram NhiÖt ®é nung cña thÐp phô thuéc vµo thµnh phÈm ho¸ häc cña thÐp NhiÖ thué thµ phÈ ho¸ 27 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 - Sù biÕn ®æi tæ chøc kim lo¹i khi t«i: chø lo¹ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C Peclit Xoocbit TrÝch gi¶n ®å Fe-C gi¶ Fe- Trustit Bainit Mactensit §−êng cong ch÷ “C” ch÷ 28 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 14
  15. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 29 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 -VËt cÇn t«i ®−îc nung nãng trong lß ®iÖn, îc lß than hay lß muèi. muè -Lß ®iÖn cã −u ®iÓm lµ qu¸ tr×nh ®èt nãng qu¸ tr× trong lß ®−îc ®Òu, nhiÖt ®é ®èt nãng dÔ ®iÒu îc Òu, nhiÖ chØnh, vËt cÇn t«i kh«ng ph¶i tiÕp xóc víi chØ nh, kh« ph¶ luång khÝ ®−îc t¹o thµnh khi nhiªn liÖu luå îc t¹ thµ nhiª liÖ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C ch¸y ch¸ - Thêi gian gi÷ vËt cÇn t«i ë nhiÖt ®é nung gi÷ nhiÖ nãng cã thÓ tõ vµi phót víi nöa giê tuú theo thÓ phó tuú chiÒu dµy cña vËt ®−îc t«i îc -TiÕp ®ã vËt cÇn t«i ®−îc nhóng vµo m«i tr−êng lµm nguéi. îc nhó ngué - M«i tr−êng ®ã cã thÓ lµ n−íc, dÇu hoÆc dung dÞch muèi. thÓ íc hoÆ muè - Tèc ®é lµm nguéi cã mét ý nghÜa quyÕt ®Þnh trong qu¸ tr×nh t«i. ngué nghÜ qu¸ tr× - VËt cµng cÇn cã ®é cøng cao bao nhiªu th× cµng cÇn lµm nguéi nhanh bÊy nhiªu. nhiª th× ngué nhiª - ChÊt cã kh¶ n¨ng lµm nguéi nhanh nhÊt lµ dung dÞch muèi 10% trong n−íc, kh¶ n¨ng kh¶ ngué muè íc kh¶ lµm nguéi võa lµ n−íc ë nhiÖt ®é b×nh th−êng vµ lµm nguéi chËm h¬n lµ dÇu ngué íc nhiÖ ngué chË 30 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 15
  16. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 NÕu theo yªu cÇu, vËt chØ cÇn cã bÒ mÆt cøng, nÕu bªn trong mÒm (r¨ng b¸nh r¨ng, chØ ng, ng, NÕu ngâng trôc khuûu v.v…) th× dïng ph−¬ng ph¸p t«i bÒ mÆt khuû v.v… th× ¬ng ph¸ Ph−¬ng ph¸p gia nhiÖt: ¬ng ph¸ nhiÖ - Ngän löa Oxy + Gas hoÆc Acetylen Ngä hoÆ - Dßng ®iÖn cao tÇn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C - Tia Laser hoÆc dßng Plasma hoÆ 4.4. Ram: Sau khi t«i, øng lùc d− bªn trong cña thÐp t¨ng lªn lµm cho thÐp bÞ dßn. §Ó c¶i thiÖn thiÖ Sau tÝnh chÊt cña thÐp vµ n©ng cao tuæi thä cña thÐp, cÇn ph¶i khö hoÆc gi¶m nh÷ng øng tuæ thä thÐp, ph¶ khö hoÆ gi¶ nh÷ lùc d− bªn trong ®ã Sau khi t«i, vËt l¹i ®−îc nung nãng lÇn n÷a tíi nhiÖt ®é thÊp h¬n nhiÖt ®é nung (150 - îc nhiÖ nhiÖ Sau 6800C), gi÷ nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian vµ ®Ó nguéi gi÷ nhiÖ ngué C¸c ph−¬ng ph¸p ram: ¬ng ph¸ - Ram ë nhiÖt ®é thÊp (150 - 3000C) nhiÖ - Ram ë nhiÖt ®é trung b×nh (350 - 4500C) nhiÖ - Ram ë nhiÖt ®é cao (500 - 6800C) nhiÖ 31 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 Ram ë nhiÖt ®é thÊp gi¶m bít ®−îc øng lùc d− trªn trong cña vËt cÇn nhiÖt luyÖn, Ram nhiÖ gi¶ îc trª nhiÖ luyÖ n©ng cao ®é dai ®ång thêi hÇu nh− kh«ng lµm gi¶m ®é cøng cña kim lo¹i, do ®ã th−êng kh« gi¶ lo¹ ®−îc dïng cho c¸c lo¹i dông cô c¾t gät kim lo¹i (khoan, phay, chµy, cèi,…) îc lo¹ lo¹ (khoan, phay, chµ Ram ë nhiÖt ®é trung b×nh lµm gi¶m ®é cøng vµ ®é bÒn cña kim lo¹i xuèng nh−ng l¹i Ram nhiÖ gi¶ lo¹ xuè CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C n©ng cao ®é dai, dé gi∙n dµi lªn vµ gi¶m øng lùc d− bªn trong cña vËt t«i nhiÒu h¬n so dai, gi¶ víi ram ë nhiÖt ®é thÊp. Ph−¬ng ph¸p ram nµy th−êng ®−îc dïng ®Ó nhiÖt luyÖn lß xo. nhiÖ thÊp. ¬ng ph¸ îc nhiÖ luyÖ Ram ë nhiÖt ®é cao khö ®−îc gÇn hÕt øng lùc d− bªn trong vµ n©ng cao ®é bÒn, ®é Ram nhiÖ khö îc bÒn, dai cña kim lo¹i. HÇu hÕt nh− tÊt c¶ c¸c chi tiÕt m¸y quan träng ®Òu ®−îc ram theo lo¹ trä îc ph−¬ng ph¸p nµy ¬ng ph¸ 32 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 16
  17. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 V. Ho¸ nhiÖt luyÖn: Ho¸ nhiÖ luyÖ 5.1. Kh¸i niÖm: Kh¸ niÖ Ho¸ nhiÖt luyÖn lµ ph−¬ng ph¸p gia c«ng nhiÖt cã thÓ lµm thay ®æi kh«ng chØ cÊu t¹o Ho¸ nhiÖ luyÖ ¬ng ph¸ nhiÖ thÓ kh« chØ cña kim lo¹i mµ cßn c¶ thµnh phÇn ho¸ häc cña líp bÒ mÆt kim lo¹i n÷a lo¹ mµ thµ phÇ ho¸ lo¹ Muèn thay ®æi thµnh phÇn ho¸ häc cña líp bÒ mÆt, cÇn ph¶i t¨ng c−êng cho nã nh÷ng Muè thµ phÇ ho¸ ph¶ nh÷ nguyªn tè cÇn thiÕt b»ng c¸ch cho bÒ mÆt ®ã tiÕp xóc víi m«i tr−êng cã chøa nhiÒu nguyª chø CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C l−îng nguyªn tè cÇn bæ sung. Sau mét thêi gian tiÕp xóc l©u, d−íi nhiÖt ®é cao, c¸c îng nguyª íi nhiÖ cao, nguyªn tè sÏ khuÕch t¸n vµo bÒ mÆt cña s¶n phÈm ë mét chiÒu s©u nhÊt ®Þnh nguyª phÈ 5.2. C¸c PP Ho¸ nhiÖt luyÖn KL: Ho¸ nhiÖ luyÖ 5.2.1. ThÊm cacbon: cacbon: lµ qu¸ tr×nh t¨ng c−êng thªm cacbon vµo líp bÒ mÆt cña s¶n phÈm b»ng thÐp qu¸ tr× thª phÈ - ThÐp dïng ®Î thÊm cacbon lµ lo¹i thÐp Ýt cacbon (chøa 0,12 - 0,25% cacbon) lo¹ chø cacbon) - Sau khi thÊm cacbon xong líp bÒ mÆt sÏ trë thµnh thÐp nhiÒu cacbon (hµm l−îng trë thµ îng cacbon t¨ng tíi 0,9 - 1,0%) cã ®ñ ®é cøng cÇn thiÕt, trong khi ®ã bªn trong s¶n phÈm thiÕt, phÈ vÉn lµ thÐp Ýt cacbon, mÒm vµ dai. cacbon, dai. - Khi thÊm cacbon, s¶n phÈm ®−îc nung nãng tíi nhiÖt ®é 850 - 9500C vµ gi÷ mét thêi cacbon, phÈ îc nhiÖ vµ gi÷ gian l©u trong m«i tr−êng cã chøa nhiÒu cacbon (ë thÓ r¾n, thÓ láng hoÆc thÓ khÝ) ®Ó chø thÓ thÓ hoÆ thÓ khÝ) cacbon khuyÕch t¸n vµo mÆt kim lo¹i. lo¹ - ChiÒu s©u cacbon khuyÕch t¸n vµo kim lo¹i th−êng 0,5 - 2mm lo¹ 33 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 5.2.2. ThÊm Nit¬: Nit¬ lµ qu¸ tr×nh t¨ng c−êng thªm nit¬ vµo líp bÒ mÆt cña s¶n phÈm b»ng thÐp ®Ó líp bÒ qu¸ tr× thª nit¬ phÈ mÆt ®ã cã ®é cøng cao vµ tÝnh chèng ¨n mßn ë mét chiÒu s©u kh«ng lín l¾m (0,1 - chè kh« 0,5 mm) -ThÊm nit¬ ®−îc dïng cho c¸c chi tiÕt b»ng thÐp hîp kim (chøa nh«m, cr«m, m«lip®en nit¬ îc chø nh« cr« lip® …) hay bÞ va ®Ëp vµ ma s¸t nhiÒu trong qu¸ tr×nh lµm viÖc qu¸ tr× viÖ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C - Dïng cho c¸c chi tiÕt b»ng thÐp cacbon kh«ng cÇn ®é cøng bÒ mÆt cao nh−ng l¹i cÇn kh« tÝnh chèng ¨n mßn bÒ mÆt cao chè - Khi thÊm nit¬, s¶n phÈm ®−îc nung nãng tíi nhiÖt ®é 500 - 6000C trong lß kÝn cã khÝ nit¬ phÈ îc nhiÖ am«niac (NH3) ®i qua. am« >> D−íi nhiÖt ®é ®ã, NH3 ph©n huû thµnh nit¬ vµ hy®r«. íi nhiÖ ph© huû thµ nit¬ hy® >> Nit¬ khuyÕch t¸n vµo kim lo¹i cßn hy®r« th× theo víi khÝ NH3 ch−a ph©n huû ®i ra Nit¬ lo¹ hy® th× ch ph© huû ngoµi ngoµ 5.2.3. ThÊm Cacbon vµ Nit¬: thÊm xyanua Nit¬ lµ qu¸ tr×nh t¨ng c−êng c¶ cacbon vµ nit¬ vµo líp bÒ mÆt cña s¶n phÈm b»ng thÐp ®Ó qu¸ tr× nit¬ phÈ n©ng cao ®é cøng; tÝnh chèng mßn vµ giíi h¹n mái cña líp bÒ mÆt ng; chè gií - ChiÒu s©u thÊm cacbon vµ nit¬ kh«ng lín (0,1 - 0,2mm). nit¬ kh« - ThÊm cacbon vµ nit¬ cã hiÖu qu¶ nhÊt ®èi víi nh÷ng chi tiÕt cì nhá vµ trung b×nh nit¬ hiÖ qu¶ nh÷ nhá - ThÊm cacbon vµ nit¬ cã thÓ tiÕn hµnh trong m«i tr−êng r¾n d−íi nhiÖt ®é 540 - 5600C, nit¬ thÓ íi nhiÖ trong m«i tr−êng láng víi nhiÖt ®é kh¸c nhau (thÊp: 550 - 6000C, trung b×nh: 800 – nhiÖ kh¸ thÊp: nh: 8500C, cao: 900 - 9500C) vµ trong m«i tr−êng khÝ d−íi nhiÖt ®é kho¶ng 850 - 9300C cao: íi nhiÖ kho¶ 34 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 17
  18. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 5.2.4. ThÊm Kim lo¹i: Hîp kim ho¸ líp bÒ mÆt lo¹ ho¸ lµ qu¸ tr×nh t¨ng c−êng c¸c nguyªn tè KL (nh«m, cr«m, silic, bo, beri, v.v…) vµo líp bÒ qu¸ tr× nguyª (nh« cr« silic, bo, beri, v.v… m¨t cña s¶n phÈm b»ng thÐp ®Ó lµm cho thÐp cã thªm nh÷ng tÝnh n¨ng quý nh− chÞu phÈ thª nh÷ nhiÖt, chèng gØ, chèng mµi mßn, v.v.. nhiÖ chè chè v.v.. -> Trong mét sè tr−êng hîp cã thÓ dïng thÐp thÊm kim lo¹i ®Ó thay thÕ cho nh÷ng thÐp thÓ lo¹ nh÷ hîp kim cao cÊp, hiÕm cÊp, CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C - ThÊm kim lo¹i ®−îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch nung nãng s¶n phÈm thÐp ®Õn nhiÖt ®é nhÊt lo¹ phÈ nhiÖ ®Þnh vµ gi÷ s¶n phÈm ë vÞ trÝ tiÕp xóc víi mét trong c¸c nguyªn tè cÇn thÊm, c¸c nguyªn gi÷ phÈ nguyª thÊm, c¸ nguyª tè nµy cã thÓ ë d¹ng r¾n, láng hoÆc khÝ. Nhê vËy c¸c nguyªn tè kim lo¹i sÏ khuyÕch t¸n thÓ hoÆ khÝ. nguyª lo¹ vµo bÒ mÆt s¶n phÈm phÈ VI. Phun phñ: phñ lµ qu¸ tr×nh phun c¸c kim lo¹i hoÆc hîp kim cøng lªn bÒ mÆt cña chi tiÕt m¸y, sau khi qu¸ tr× lo¹ hoÆ phun ta nhËn ®−îc chi tiÕt víi líp bÒ mÆt cã c¸c ®Æc tÝnh ®Æc biÖt nhË îc biÖ C¸c PP phun: phun: - Phun b»ng ngän löa khÝ ch¸y ngä ch¸ - Phun b»ng Hå quang ®iÖn - Phun b»ng Plasma - Phun Cao tèc – phun næ 35 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 Phun Ngän löa Ngä CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C Phun Plasma 36 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 18
  19. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Phun Hå quang ®iÖn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C Phun Cao tèc - phun næ: HVOF 37 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 VII. C¸c PP xö lý kh¸c: kh¸ 7.1. Xö lý nhiÖt khuÕch t¸n: nhiÖ lµ mét tr−êng hîp cña ho¸ nhiÖt luyÖn. Sù t¹o thµnh líp phñ lµ do t¸c ®éng nhiÖt lµm ho¸ nhiÖ luyÖ thµ phñ nhiÖ nãng ch¶y (cã thÓ chØ ch¶y mét phÇn) vËt liÖu phñ vµo bÒ mÆt chi tiÕt cÇn phñ, t¹o ®iÒu ch¶ thÓ chØ ch¶ phÇ liÖ phñ phñ t¹ kiÖn cho sù khuÕch t¸n vµ h×nh thµnh líp phñ. kiÖ thµ phñ CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C - Nhóng kÏm, nhóng thiÕc, nhóng ch×: b¶o vÖ khái t¸c ®éng cña m«i tr−êng Nhó nhó thiÕc, nhó ch× khá 7.2. C«ng nghÖ bèc bay trong ch©n kh«ng: PVD – Physic Vapor Deposit nghÖ ch© kh« ng: ®Ó t¹o líp phñ KL vµ Ceramic (gèm) lªn bÒ mÆt chi tiÕt phñ vµ (g >> T¹o líp phñ chÞu mµi mßn: TiC, TiN, Al2O3, ... T¹ phñ TiC, TiN, >> T¹o líp phñ chèng ¨n mßn: Cr, Al, Si, ... T¹ phñ chè 7.3. C«ng nghÖ bèc bay ho¸ häc CVD – Chemical Vapor Deposit: nghÖ ho¸ ®äc s¸ch 38 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 19
  20. Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Ch−¬ng V: LuyÖn kim ¬ng LuyÖ Tù ®äc SGK CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Hợp kim Fe – C 39 / 39 © ThS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2