intTypePromotion=1

Giáo trình Tính toán kết cấu hàn (MĐ: Hàn) - CĐ Cơ Điện Hà Nội

Chia sẻ: Bachtuoc999 Bachtuoc999 | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:98

0
9
lượt xem
1
download

Giáo trình Tính toán kết cấu hàn (MĐ: Hàn) - CĐ Cơ Điện Hà Nội

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

(NB) Giáo trình Tính toán kết cấu hàn (MĐ: Hàn) là môn học chuyên ngành hàn mang tính lý thuyết và bài tập thực hành giúp sinh viên tiếp thu và thực hiện các kỹ năng tính toán kết cấu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Tính toán kết cấu hàn (MĐ: Hàn) - CĐ Cơ Điện Hà Nội

  1. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI GIÁO TRÌNH  MÔN HỌC:         TÍNH TOÁN KẾT CẤU HÀN NGÀNH/NGHỀ:  HÀN  TRÌNH ĐỘ:          CAO ĐẲNG  (Ban hành kèm theo Quyết định số:        /QĐ­CĐCĐ­ĐT   ngày…….tháng….năm ................... của Trường Cao đẳng Cơ điện Hà Nội) (Fonst chữ Times New Roman cỡ chữ 14 chữ thường in nghiêng) 1
  2. HÀ NỘI ­ NĂM 2017 2
  3. TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu môn học:  Tính toán kết cấu hàn  thuộc loại giáo trình nên các  nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục  đích đào tạo hoạc làm tài liệu tham khảo khác. Mọi mục đích khác mang tính  lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích mang tính kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị  nghiêm cấm. 3
  4. LỜI GIỚI THIỆU Tập bài giảng “Kết cấu hàn” được biên soạn dựa theo chương trình môn  học Kết cấu hàn dùng cho đào tạo bậc Cao đẳng Công nghệ Hàn tại Trường CĐ   Cơ  Điện Hà Nội được Bộ  LĐTB&XH ban hành. Tập bài giảng được sử  dụng   để  làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên giảng dạy, là tài liệu học tập cho sinh  viên đang theo học ngành hàn và làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư cơ khí. Tập bài giảng “Kết cấu hàn” đã đề  cập đến những vấn đề  cần thiết,  phương pháp vận dụng kiến thức của một số  môn học khác như  “Lý thuyết   hàn”, “Sức bền vật liệu”, “Nhiệt kỹ thuật” để  tính toán, sử  lý các kết cấu hàn,  tạo điều kiện cho việc lựa chọn và xác định quá trình công nghệ cho kết cấu. Vì  vậy để nâng cao được chất lượng bài giảng, giáo viên cần dựa vào tính chất của  từng bài giảng mà tham khảo thêm kiến thức của mốt số môn học có liên quan   để hướng dẫn cho sinh viên biết vận dụng các kiến thức đó giải quyết các vấn   đề của kết cấu hàn. Tập bài giảng “Kết cấu hàn” nhằm trang bị những kiến thức cần thiết để  người học có điều kiện lựa chọn phương án công nghệ được chính xác hơn. Vì  vậy nó cũng thường xuyên được bổ  sung, đổi mới theo cùng với mức độ  phát  triển của khoa học công nghệ trong khu vực cũng như trên thế giới. Để tăng giá trị sử dụng của tài liệu rất mong sự đóng góp ý kiến của các  đồng chí giáo viên bộ  môn, các bạn đồng nghệp, bạn đọc. Có thể  góp ý bằng  văn bản hay gặp trực tiếp văn phòng Khoa Cơ khí. Xin trân trọng cảm ơn!                                                                        Hà Nội, ngày 15 tháng 06 năm 2017 Giáo viên biên soạn Chủ biên: Th.s. Nguyễn Trọng Điệu.  4
  5. 1. K. sư. Phạm Quang Tuấn. 2. K. sư Đỗ Quang Khải.                          MỤC LỤC 5
  6. GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên môn học: Tính toán kết cấu hàn. Mã môn học: MH ­ 34 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:  * Vị trí: Tính toán kết cấu hàn là môn học chuyên môn nghề trong chương  trình đào tạo nghề hàn. Môn học được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã học  xong các môn học kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn MĐ – 20; MĐ – 21;  MĐ – 23 hoặc song song với MĐ – 22; MĐ – 24; MĐ – 25; MĐ – 26; MĐ – 27;… * Tính chất của môn học: Tính toán kết cấu hàn là môn học chuyên  ngành hàn mang tính lý thuyết và bài tập thực hành giúp sinh viên tiếp thu và  thực hiện các kỹ năng tính toán kết cấu. * Ý nghĩa và vai trò của môn học: Trang bị cho học các kiến thức cơ bản  để tính toán, xác định được tuổi thọ của kết cấu sau khi hàn. Mục tiêu của môn học: * Kiến thức:  ­ Được đánh giá qua kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp đạt các yêu cầu sau:  ­ Liệt kê đầy đủ các loại vật liệu chế tạo kết cấu hàn.  ­ Tính toán chích xác vật liệu chế tạo kết cấu hàn.  ­ Trình bày rõ các công thức tính toán độ bền, ứng suất và biến dạng khi  hàn.  ­ Giải đúng các bài toán nghiệm bền và tính ứng suất biến dạng khi hàn  của các kết cấu hàn đơn giản. ­ Trình bày được các kiến thức cơ bản về bảo vệ môi trường, sử dụng  năng lượng và tài nguyên hiệu quả. ­ Xác định được vị trí của các thiết bị tiết kiệm điện trong sơ đồ, quy trình  luyện tập. * Kỹ năng: ­ Nhận biết đúng các loại vật liệu chế tạo các kết cấu hàn.  ­ Tra bảng, tính toán vật liệu hàn chính xác.  ­ Tính toán được sự biến dạng của kết cấu hàn sau khi hàn từ đó đưa ra được  biện pháp giảm ứng xuất và biến dạng hợp lý. ­ Kiểm tra đánh giá đúng công việc tính toán các kết cấu hàn.  ­ Áp dụng được những biện pháp bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng và tài  nguyên hiệu quả. ­ Lựa chọn và sử dụng được các thiết bị tiết kiệm điện trong quá trình  luyện tập. ­ Lập được kế hoạch sử dụng nguyên vật liệu trong quá trình luyện tập. 6
  7. ­ Đóng góp, xây dựng được một môi trường học tập, làm việc sạch, tiết  kiệm năng lượng và hạn chế rác thải nguy hại. * Năng lực tự chủ và trách nhiệm: ­ Tích cực, tự giác trong học tập, cẩn thận, chính xác, biết bảo quản các loại  dụng cụ và đảm bảm an toàn, vệ sinh công nghiệp trong thực tập.         ­ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích  cực sáng tạo trong học tập. 7
  8. BÀI 1: MỘT SỐ KIẾN THỨC BỔ TRỢ Mục tiêu: ­ Nhận biết và giải thích được ký hiệu các loại vật liệu thường dùng để  chế tạo kết cấu hàn. ­ Phân loại được mối hàn. ­ Trình bày được nguyên lý thử kéo, nén liên kết hàn. ­ Tính toán được vật liệu gia công kết cấu hàn chính xác, đạt hiệu suất sử  dụng vật liệu cao. ­ Có tính kỷ luật cao, cẩn thận, chính xác trong thực tập và sản xuất      Nội dung chính: 1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO KẾT CẤU HÀN: Nghiên cứu vật liệu hàn để  tìm ra tính năng, tác dụng của từng loại vật   liệu hàn và khả năng có thể cung cấp nó, từ đó mới lựa chọn được vật liệu phù  hợp cho từng dạng kết cấu hàn.  1.1. Thép các bon: 1.1.1. Khái niệm thép các bon: Thép các bon là hợp kim trên cơ  sở sắt và các bon với hàm lượng các bon  nhỏ hơn 2,14%. Trong thực tế, thép các bon không phải là hợp kim chỉ gồm Fe và  C. Do điều kiện nấu luyện còn nhiều các nguyên tố lẫn với thép với hàm lượng  nhất định, nhỏ  hơn giới hạn cho phép. Đó là các tạp chất. Tạp chất thường có   như Mn, Si, P, S, H2, N2, các tạp chất ngẫu nhiên như Cr, Ni, Cu, Mo, Ti,.. Giới hạn cho phép của các tạp chất rất khác nhau, tuy nhiên đều thỏa mãn  nguyên tắc: sự có mặt của tạp chất không gây ảnh hưởng đáng kể tới tổ chức và  tính chất của thép, kể cả ảnh hưởng có lợi. Thành phần của thép các bon thông   thường, ngoài Fe ra còn được giới hạn như sau: C 
  9. ­ Thép có hàm lượng cácbon thấp (C  0,7%) có độ cứng và tính chống mài   mòn cao thường được sử dụng làm các khuôn dập nguội, dụng cụ cắt có tốc độ  thấp. Đây là loại thép có tính hàn xấu 1.1.2.2 Theo tổ chức trên giản đồ pha Fe­C: ­ Thép trước cùng tích (C  0,8%), thành phần gồm peclit + Xê mentit II 1.1.2.3 Phân loại theo chất lượng: Căn cứ vào mức độ đồng nhất của các thành phần hóa học, tổ chức và đặc  biệt là mức độ tạp chất có hại như P và S, người ta chia thành các loại: Thép các bon chất lượng thường có 0,06 % S và 0,07% P Thép các bon chất lượng tốt, không cho phép lớn hơn 0,04% S và 0,035%   P Thép   các   bon   chất   lượng   cao,   không   cho   phép   vượt   quá   0,025%   mỗi   nguyên tố Thép các bon chất lượng đặc biệt, có hàm lượng 0,15% S và 0,25% P 9
  10. 1.1.2.4.  Phân loại theo công dụng: 1) Thép cácbon chất lượng thường:  Loại này cơ tính không cao, chỉ dùng để  chế tạo các chi tiết máy, các kết   cấu chịu tải trọng nhỏ. Thường dùng trong ngành xây dựng, giao thông. Nhóm  thép thông dụng này hiện chiếm tới 80% khối lượng thép dùng trong thực tế,  thường được cung cấp  ở  dạng qua cán nóng (tấm, thanh, dây,  ống, thép hình:  chữ U, I, thép góc, ...). Nhóm thép này có các mác thép sau: Theo TCVN 1765­75 nhóm thép này được ký hiệu bằng chữ  CT (C: là  Carbon, T: thường) với con số tiếp theo chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu. Ví dụ: CT38, CT42,…(Bảng 1. ) Ngoài ra người ta còn chia nhóm thép này thành ba phân nhóm nhỏ: Phân nhóm A: chỉ  quy định về  cơ  tính mà không quy định về  thành phần  hóa học Phân nhóm B: chỉ  quy định về  thành phần hóa học mà không quy định về  cơ tính. Thép thuộc nhóm này ký hiệu thêm chữ B trước chữ CT, ví dụ: BCT31 Phân nhóm C: được quy định cả  về  cơ  tính và thành phần hóa học (bao  gồm cả  nhóm A và nhóm B). Ký hiệu thêm chữ  C vào trước chữ  CT, ví dụ  CCT31. Bảng 1.  Cơ tính quy định của mác thép phân loại theo nhóm A Số hiệu thép  (MPa) 0,2 b (MPa) % Nga Việt Nam CT0 CT31 ­ >320 18 ­ 20 CT1 CT33 ­ 320 – 400 28 – 33 CT2 CT34 220 ­ 190 340 – 420 26 – 31 CT3 CT38 240 – 220 380 – 470 21 – 27 CT4 CT42 260 – 240 420 – 520 19 – 25 CT5 CT51 280 – 260 500 – 620 15 – 21 CT6 CT61 310 – 300 600 – 720 11 – 16 10
  11. Bảng 1.  Thành phần hóa học của mác thép phân nhóm B Si trong  P, % S, % Mác  thép, % C, % Mn, % thép Nửa  Sôi Lặng Không quá lặng BCT31 ≤ 0,23 ­ ­ ­ ­ 0,06 0,06 0,06 ­  0,25 ­  0,05 ­  0,12 ­  BCT33 0,05 0,05 0,04 0,12 0,50 0,17 0,30 0,09 ­  0,25 ­  0,05 ­  0,12 ­  BCT34 0,05 0,05 0,04 0,15 0,50 0,17 0,30 0,14 ­  0,30 ­  0,05 ­  0,12 ­  BCT38 0,07 0,05 0,04 0,22 0,65 0,17 0,30 0,18  0,40 ­  0,05 ­  0,12 ­  BCT42 0,07 0,05 0,04 ­0,27 0,70 0,17 0,30 0,27 ­  0,50 ­  0,05 ­  0,15 ­  BCT51 ­ 0,05 0,04 0,37 0,80 0,17 0,30 0,38 ­  0,50 ­  0,05 ­  0,15 ­  BCT61 ­ 0,05 0,04 0,49 0,80 0,17 0,30 2) Thép cácbon kết cấu:  Là loại thép có hàm lượng tạp chất S, P rất nhỏ, củ thể: S ≤ 0,04%, P ≤  0,035%, tính năng lý hoá tốt thuận tiện, hàm lượng cácbon chính xác và chỉ  tiêu   cơ  tính rõ ràng. Theo TCVN 1766­75, nhóm thép này được ký hiệu bằng chữ  C   với con số  chỉ  lượng cácbon trung bình theo phần vạn. Ví dụ: thép C40 là thép  cácbon kết cấu với lượng cácbon trung bình là 0,40%. Thép cácbon kết cấu dùng  để chế tạo các chi tiết máy chịu lực cao như các loại trục, bánh răng, lò xo v.v...   Loại này thường được cung cấp dưới dạng bán thành phẩm với các mác thép  sau: C08, C10, C15, C20, C30, C35, C40, C45, C50, C55, C60 C65, C70, C80,  C85. 3) Thép cácbon dụng cụ:  11
  12. Là loại thép có hàm lượng cácbon cao (0,70÷1,3%), có hàm lượng tạp chất  P và S thấp (
  13. Thép luyện trong lò điện cho chất lượng tốt nhất, nhưng giá thành cao  hơn. 1.1.2.6. Phân loại theo mức độ khử ôxy: Thép sôi: mức độ  khử  ôxy không triệt để, chất lượng thép thấp, thép hay  bị giòn nguội. Loại thép này thường dùng cho các kết cấu có nhiệt độ dương. Thép bị nứt nóng dẫn đến kết cấu khi hàn cho chiều sâu ngấu nhỏ Ưu điểm: rẻ tiền Thép lặng: mức độ khử ôxy triệt để, chất lượng tốt hơn so với thép sôi. Thép nửa sôi: 1.1.2.7. Phân loại theo độ bền:  σ0,2  giới hạn chảy quy  ước – là ứng suất dưới tác dụng của nó sau khi bỏ  lực thử kéo mẫu bị biến dạng dư 0,2% so với chiều dài ban đầu Ví dụ: Thép CT 38 có σb = 320   420 Mpa; σ0,2 = 210   220 Mpa          Thép CT 42 có σb = 420   540 Mpa; σ0,2 = 240   260 Mpa 1.2. Thép hợp kim: 1.2.1 Khái niệm: Thép hợp kim là loại thép mà ngoài sắt, cácbon và các tạp chất ra, người ta   còn cố  ý đưa vào các nguyên tố  đặc biệt với một lượng nhất định để  làm thay  đổi tổ  chức và tính chất của thép để  hợp với yêu cầu sử  dụng. Các nguyên tố  đưa vào gọi là nguyên tố  hợp kim thường gặp là: Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Mo, Ti,   Nb, Cu,...với hàm lượng như sau: Mn: 0,8 ­ 1,0%; Si: 0,5 ­ 0,8%; Cr: 0,2 ­  0,8%; Ni: 0,2 ­ 0,6%; W: 0,1 ­ 0,6%; Mo: 0,05 ­ 0,2%; Ti, V, Nb, Cu > 0,1%; B > 0,002%. Trong thép hợp kim, các tạp chất có hại như  S, P và các khí ôxy, hyđrô,  nitơ là rất thấp so với thép cácbon. Về cơ tính thép hợp kim có độ  bền cao hơn  13
  14. hẳn so với thép cácbon đặc biệt là sau khi nhiệt luyện. Về tính chịu nhiệt: Thép  hợp kim giữ được độ cứng cao và tính chống rão tới 6000C (trong khi thép cácbon  chỉ  đến 2000C), tính chống ôxy hoá tới 800­10000C. Về  các tính chất vật lý và  hoá học đặc biệt: thép cácbon bị  gỉ  trong không khí, bị  ăn mòn mạnh trong các  môi trường axit, bazơ  và muối,...Nhờ  hợp kim hoá mà có thể  tạo ra thép không   gỉ, thép có tính giãn nở và đàn hồi đặc biệt, thép có từ tính cao và thép không có   từ tính, ... Vì vậy thép hợp kim có nhiều chủng loại và được sử  dụng rộng rãi trong   nhiều lĩnh vực công nghiệp (chiếm 10%). Đặc biệt cần trong trường hợp các kết  cấu chịu tải trọng lớn, các kết cấu phải làm việc trong các môi trường đặc biệt  và yêu cầu giảm về khối lượng và kích thước. Khi thành phần hợp kim có mặt càng nhiều thì tính hàn càng giảm (trừ một  số trường hợp đặc biệt). Giá thành thép hợp kim cao. Do   vậy   khi   tính   toán   thiết   kế   kết   cấu   hàn   cần   phải   lựa   chọn   nhiều   phương án để từ đó rút ra phương án tối ưu. 1.2.2 Phân loại: 1.2.2.1 Phân loại theo công dụng: 1) Thép hợp kim kết cấu:  Trên cơ  sở  là thép cácbon kết cấu cho thêm các nguyên tố  hợp kim. Thép  hợp kim kết cấu có hàm lượng cácbon khoảng 0,1÷0,85% và lượng phần trăm  nguyên tố hợp kim thấp. Thép này phải qua thấm than rồi nhiệt luyện thì cơ tính   mới cao. Loại thép này được dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng cao, cần   độ cứng, độ chịu mài mòn, hoặc cần tính đàn hồi cao v.v...Các mác thép hợp kim  kết cấu thường gặp: 15Cr, 20Cr, 40Cr, 20CrNi, 12Cr2Ni4, 35CrMnSi; các loại có  hàm lượng cácbon cao dùng làm thép lò xo như 50Si2, 60Si2CrA v.v... 14
  15. Ký hiệu mác thép biểu thị chữ số đầu là hàm lượng cácbon tính theo phần  vạn, các chữ số đặt sau nguyên tố hợp kim là hàm lượng của nguyên tố  đó, chữ  A là loại tốt. Ví dụ: thép 12Cr2Ni4A trong đó có 0,12% C, 2% Cr, 4% Ni và là  thép tốt. 2)  Thép hợp kim dụng cụ : Là loại thép dùng để  chế  tạo các loại dụng cụ  gia công kim loại và các   loại vật liệu khác như  gỗ, chất dẻo v.v...Thép hợp kim dụng cụ  cần độ  cứng   cao sau khi nhiệt luyện, độ  chịu nhiệt và chịu mài mòn cao. Hàm lượng cácbon  trong thép hợp kim dụng cụ cao từ 0,7÷1,4%; các nguyên tố  hợp kim cho vào là   Cr, W, Si và Mn. Thép hợp kim dụng cụ sau khi nhiệt luyện có độ cứng đạt 60 ÷  62 HRC. Có một số mác thép chuyên dùng như sau: Thép dao cắt: dùng chế  tạo các loại dao cắt như  dao tiện, dao bào, dao  phay, mũi khoan như  90CrSi, 140CrW5, 100CrWMn, hoặc một số thép gió như  80W18Cr4VMo, 90W9V2, 75W18V các loại thép gió có độ  cứng cao, bền, chịu  mài mòn và chịu nhiệt đến 6500C. Thép làm khuôn dập: đối với khuôn dập nguội thường dùng 100CrWMn,  160Cr12Mo,   40CrSi.   Đối   với   khuôn   dập   nóng   thường   dùng   các   mác   thép:  50CrNiMo, 30Cr2W8V, 40Cr5W2VSi. Thép  ổ  lăn: là loại thép dùng để  chế  tạo các loại  ổ  bi hay  ổ  đũa là loại  thép chuyên dùng như OL100Cr2, OL100Cr2SiMn. Các ổ lăn làm việc trong môi   trường nước biển phải dùng thép không  gỉ  như 90Cr18  và  làm  việc trong điều  kiện nhiệt độ cao phải dùng thép gió loại 90W9Cr4V2Mo. Các ký hiệu của thép  hợp kim dụng cụ cũng được biểu thị như các loại thép hợp kim khác trừ thép ổ  lăn là có thêm chữ OL ban đầu. 3) Thép hợp kim đặc biệt: 15
  16. Trong công nghiệp cần thiết phải có những loại thép đặc biệt để đáp ứng  yêu cầu của công việc. Có các loại thép: Thép không gỉ: là loại thép có khả  năng chống lại môi trường ăn mòn.  Thường dùng các mác thép: 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr18Ni9, 12Cr18Ni9Ti,... Thép bền nóng: là loại thép làm việc  ở  nhiệt độ  cao mà độ  bền không   giảm, không bị  ôxy hoá bề  mặt. Ví dụ  12CrMo, 04Cr9Si2 chịu được nhiệt độ  300÷5000C;  loại bền  nóng 10Cr18Ni12, 04Cr14Ni14W2Mo chịu được nhiệt độ  500÷7000C; hoặc là thép Ni­Crôm chuyên chế tạo dây điện trở 10Cr150Ni60. Thép từ  tính: là loại thép có độ  nhiễm từ  cao. Thép hợp kim từ  cứng   thường dùng các thép Cr, Cr­W, Cr­Co hoặc dùng hợp kim hệ  Fe­Ni­Al, Fe­Ni­ Al­Co để  chế  tạo các loại nam châm vĩnh cữu bằng phương pháp đúc và qua  một quá trình nhiệt luyện đặc biệt trong từ trường. Thép và hợp kim từ mềm có  lực khử  từ  nhỏ  độ  từ  thẩm lớn dùng làm lõi máy biến áp, stato máy điện, nam  châm điện các loại,...Thường dùng: sắt tây nguyên chất kỹ  thuật (
  17. Thép Si: thành phần thép gồm Cr và Si Thép Cr: thành phần thép gồm Cr và Si 1.3. Kim loại màu và hợp kim của chúng: 1.3.1. Đồng và hợp kim đồng dùng trong kết cấu hàn: 1.3.1.1. Đặc điểm và phân loại hợp kim đồng: Tính dẫn nhiệt và dẫn điện cao. Về tính dẫn điện Cu chỉ đứng sau Ag. Chống ăn mòn khá tốt trong các môi trường thường gặp như  khí quyển,   nước, nước biển hay kiềm, axit hữu cơ. Tính dẻo rất cao do có mạng A1 nên rất dễ biến dạng nóng và nguội, dễ  chế tạo thành các bán thành phẩm dài, tiện cho sử dụng. Ở trạng thái ủ  tuy có độ  bền không cao nhưng sau khi biến dạng dẻo độ  bền tăng rất mạnh. Với đồng và hợp kim, biến dạng nguội là biện pháp hoá bền  rất quan trọng. Tính hàn của đồng khá tốt song khi hàm lượng tạp chất đặc biệt là ôxy   tăng lên, ưu điểm này giảm đi rõ rệt. Tuy nhiên đồng có nhược điểm sau: khối lượng riêng lớn, tính gia công  cắt kém do phoi quá dẻo, không gãy, để  cải thiện thường cho thêm Pb vào, tính  đúc kém, tuy nhiệt độ nóng chảy là 1083oC song độ chảy loãng nhỏ. 1.3.1.2. Phân loại: 1) Đồng nguyên chất: Các loại đồng nguyên chất để dẫn điện phải có ít nhất 99,9%Cu được sản  xuất theo 3 phương pháp khác nhau. ­ Đồng điện phân: chứa khoảng 0,04%O2. Trong đồng, ôxy hầu như không  hoà tan chỉ tạo ra Cu2O nên không giảm tính dẫn điện. Tuy nhiên loại này nhạy  cảm với hydro khi nhiệt độ > 400oC (H2 khử Cu2O tạo nên bọt nước, gây nứt ở  biên hạt). Do vậy loại này chỉ dùng để gia công 17
  18. ­ Đồng sạch ôxy là loại nấu chảy các catod đồng trong khí quyển hoàn   nguyên, có ít nhất 99,95% Cu, lượng ôxy nhỏ hơn 0,003% nên không nhạy cảm   với hydro. ­ Đồng được khử ôxy là loại được khử ôxy triệt để bằng phôtpho, toàn bộ  ôxy  ở  dưới dạng P2O5. Nếu lượng P tự  do trong đồng 
  19. 3) Brông: (đồng thanh) Brông là hợp kim của Cu với các nguyên tố  không phải là Zn như  Sn, Al,  Be…và được gọi là brông thiếc, brông nhôm…Riêng hợp kim Cu­Ni không gọi là  brông. a) Brông thiếc: Cu­Sn:Với hàm lượng Sn nhỏ hơn 13,5% sau khi kết tinh chỉ có 1 pha   là  dung dịch rắn thay thế của Sn trong Cu kiểu mạng A1 d ẻo và tương đối bền do  cơ chế hoá bền dung dịch rắn. Vì khoảng kết tinh lớn, quá trìnhthiên tích xảy ra  khá mạnh nên ngay với hàm lượng Sn khá nhỏ (9,4%Al) với sự  xuất hiện của pha   β  (hợp chất điện tử  mạng A2 là Cu3Al) chỉ  ổn định  ở trên 565oC và chịu biến dạng tốt.  Ở 565oC có  chuyển biến cùng tích  β    [   +γ2  ]. Nếu làm nguội nhanh  β  β’ (mạng sáu  phương) cũng có tên là mactenxit, nhưng không cứng, khi ram ở 500oC, γ2 tiết ra  19
  20. ở  dạng nhỏ  mịn, làm tăng mạnh độ  bền, lại ít gây ra dòn nên các brông nhôm  chứa 10­13%Al  được tôi ram cao và có cơ tính cao. 4) Hợp kim Cu­Ni và Cu­Zn­Ni: Hai nguyên tố Cu và Ni hoà tan vô hạn vao nhau nên luôn có vùng tổ chức   1 pha và kiểu mạng A1. Ni hoà tan vô hạn vào Cu làm tăng mạnh độ  bền, độ  cứng, tính chống mài mòn trong nước biển. Hợp kim Cu­Ni với 10­30%Ni được   dùng làm bộ ngưng tụ của tàu biển, ống dẫn nước biển, trong công nghiệp hoá   học. Hợp kim Cu với 17­27%Zn và 8­18%Ni được dùng làm biến trở  với tổ  chức là dung dịch rắn nên có điện trở suất rất cao và có màu bạc như của Ni. 1.3.2. Nhôm và hợp kim nhôm dùng trong kết cấu hàn: Về phương diện sản xuất và ứng dụng, nhôm và hợp kim nhôm chiếm vị  trí thứ  2 sau thép. Sở  dĩ như  vậy vì vật liệu này có các tính chất phù hợp với   nhiều công dụng khác nhau, trong một số  trường hợp đem lại hiệu quả  kinh tế  lớn. 1.3.2.1 Đặc tính của nhôm nguyên chất:  Khối lượng riêng nhỏ (2,7g/cm3) bằng 1/3 thép. Chính vì ưu điểm này mà  người ta ưu tiên sử dụng khi phải giảm nhẹ tối khối lượngcủa hệ thống hay kết   cấu. Tính chống ăn mòn nhất định trong khí quyển nhờ  luôn có lớp màng oxit  (Al2O3) xít chặt bám chắc vào bề  mặt. Để  tăng tính chống ăn mòn trong khí   quyển người ta làm cho   lớp bảo bệ  này dày lên bằng cách anod hoá. Nhờ  đó  nhôm   và   hợp   kim   nhôm   có   thể   dùng   trong   xây   dựng,   trang   trí   nội   thất   mà   khôngcần bảo vệ. Dẫn điện cao: tuy bằng 62% của đồng nhưng do khối lượng riêng chỉ  bằng 1/3 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2