VẬT LIỆU CƠ KHÍ KIM LOẠI

Chia sẻ: Vo Han | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

266
lượt xem 86
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đặc điểm chính là có độ bền cao kết hợp với độ dẻo dai. Đây là nhóm vật liệu chính trong chế tạo cơ khí.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: VẬT LIỆU CƠ KHÍ KIM LOẠI

82 Chương 3 VẬT LIỆU CƠ KHÍ I-PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CƠ KHÍ KIM LOẠI: Vật liệu cơ khí kim loại được phân ra 03 nhóm chính: Thép-Gang-Hk màu. 1-NHÓM THÉP: Đặc điểm chính là có độ bền cao kết hợp với độ dẻo dai. Đây là nhóm vật liệu chính trong chế tạo cơ khí. Có một số phương pháp phân loại sau: a-Phân loại theo công dụng: 04 nhóm . -Thép xây dựng: Là loại thép có chất lượng thường (thép cacbon hoặc thép HK thấp) sử dụng chủ yếu trong xây dựng, hoặc dùng cho các chi tiết máy không quan trọng, không có khả năng nhiệt luyện. -Thép chế tạo máy hay còn gọi là thép kết cấu: Là loại thép có chất lượng tốt dùng để chế tạo các chi tiết máy. -Thép dụng cụ: Là loại thép dùng để chế tạo các loại dụng cụ. -Thép HK có T/C vật li, hoá học đặc biệt: Dùng vào các mục đích đặc biệt như kĩ thuật điện, công nghiệp hoá học... b-Theo TPHH : Chia thành thép Cácbon và thép hợp kim. c-Theo chất lượng (Tùy thuộc vào phương pháp luyện) chia ra: -Thép có chất lượng thường: Có thể chứa tới 0.06% S và 0.07% P. -Thép có chất lượng tốt: Không cho phép chứa quá 0.04% S và 0.035% P. -Thép có chất lượng cao: Không cho phép chứa quá 0.025% S và P. -Thép chất lượng đặc biệt cao: Không cho phép chứa quá 0.015% S và 0.025% P. d-Theo phương pháp luyện chia ra : -Thép lò Mactanh; -Thép lò thổi; -Thép lò điện; e-Theo phương pháp khử Oxy chia ra: -Thép sôi; -Thép lắng;
83 -Thép nửa lắng; f-Theo tổ chức: Chia thành thép trước cùng tích, cùng tích, sau cùng tích. g-Theo hàm lượng cacbon: Chia thành thép có hàm lượng cacbon thấp (0.08 0.25%), hàm lượng cacbon trung bình (0.3 0.65%), hàm lượng cacbon cao (0.7 1.4%). 2-GANG: Là nhóm vật liệu được sử dụng rộng rãi thứ hai sau thép trong ngành cơ khí. Đặc điểm chính của gang là không có khả năng biến dạng nhưng lại có tính đúc tốt và có khả năng hấp thu chấn động. Gang có 04 loại: Trắng; Xám; Cầu; Dẻo; Trong mỗi loại đều có loại thường và loại hợp kim. 3-NHÓM HK MÀU: Đặc điểm chính của nhóm là có độ bền thấp hơn thép, có tính chống ăn mòn tốt trong môi trường khí quyển, hệ số ma sát nhỏ. Các hợp kim màu dùng trong cơ khí được chia ra các nhóm tuỳ theo nguyên tố chính: HK Nhôm, HK Đồng... II-THÉP : 1-THÉP CACBON: TPHH: C
84 chảy cao (1620oC) kết tinh thành các hạt nhỏ phân tán không ảnh hưởng đến tính giòn nóng. -Các khí O2, N2, H2: Hoà tan vào thép có tác dụng xấu, làm giòn thép, gây đốm trắng trên mặt gãy. a-Phân loại thép cacbon: -Thép Cacbon chất lượng thường (Thép xây dựng): -Thép kết cấu cacbon (Thép chế tạo máy): -Thép dụng cụ cacbon (Thép làm dụng cụ cắt): 2- THÉP HỢP KIM: a-Khái niệm về thép hợp kim: -Thép hợp kim là thép cacbon có chứa thêm lượng các nguyên tố HK lớn hơn một giới hạn nào đó. Giới hạn lượng chứa để phân biệt các nguyên tố HK là tạp chất hay NgTHK hoá như sau: Mn-0.8-1%; Si-0.5- 0.8%; Cr-0.2 -0.8%; Ni-0.2- 0.6%; W-0.1- 0.5%; Mo-0.05- 0.2%; Ti 0.1%; Cu 0.1%; Be 0.002%. -Đặc điểm của thép HK: Độ bền của thép hợp kim cao hơn so với thép cacbon, nhưng chỉ thể hiện rõ rệt sau khi nhiệt luyện. Cùng với độ bền cao là sự giảm của độ dẻo, độ dai và tính công nghệ kém. Thép HK có tính bền ở nhiệt độ cao hơn so với thép cacbon và có tính chống ăn mòn trong khí quyển tốt hơn. b-Tác dụng của NTHK với sắt: Phần lớn các nguyên tố hợp kim đều có kiểu mạng LPTT, (Cr, V, W, Mo) LPDT, (Ni, Mn) LGXC, (Ti) với đường kính nguyên tử trong khoảng từ 2.50Ao -2.95Ao; Fe có đường kính nguyên tử là 2.54Ao và kiểu mạng LPTT, LPDT nên đa số các nguyên tố hợp kim đều có thể hoà tan nhiều vào Fe tạo thành DD rắn thay thế. Khi hoà tan với thép chúng sẽ làm mở rộng hay thu nhỏ vùng nhiệt độ tồn tại của Feγ (vùng Austenit). c-Tác dụng của NTHK với cacbon: -Tạo cacbit HK với kiểu mạng đơn giản: TiC; VC; WC; NbC; ZrC; W2C; Mo2C. (Dc/DMe2500oC, có tính ổn định, khó phân huỷ khi nung, có độ cứng cao hơn Xementit nhưng ít dòn hơn. Các cacbit có kiểu mạng phức tạp (D c/DMe>0.59) Mn3C; Cr7C3; Cr23C6; Có nhiệt độ chảy không cao lắm, tính ổn định kém, dễ bị phân huỷ khi nung.
85 -Những nguyên tố không tác dụng với cácbon (Ni; Si; Co; Cu) khi hoà tan vào trong Fe có thể có hiệu ứng không cho cacbon tác dụng với Fe (Si; Co) làm dễ thoát cacbon khi nung, tạo graphit trong thép. d-Ảnh hưởng của NTHK đến quá trình NL: - Nâng cao các nhiệt độ tới hạn, kéo dài thời gian giữ nhiệt để phân huỷ cacbit HK. Các cacbit HK như TiC; VC; WC; Mo2C có tác dụng giữ hạt Austenit luôn nhỏ mịn dù nung và giữ lâu ở nhiệt độ cao. - Làm chậm tốc độ phân hoá của Austenit quá nguội khi giữ đẳng nhiệt dưới Ar1, Làm các đường cong chữ C dịch chuyển sang phải, giảm tốc độ tôi tới hạn, tăng độ thấm tôi. - Làm giảm các điểm Mđ và MK dẫn đến tăng lượng Austenit dư khi tôi. (trư 02 NgT Al và Co làm tăng Mđ ). -Các quá trình ram của thép hợp kim đều xảy ra ở nhiệt độ cao hơn so với thép cacbon, do các nguyên tố HK có ái lực mạnh với cacbon . Hình 45: Ảnh hưởng Ng.Tố HK đến nhiệt độ CB cùng tính (a) và hàm lượng C cùng tích (b) e-Anh hưởng của nguyên tố HK đến cơ tính của thép: (Hình 47-48): Hai nguyên tố Mn và Si khi hoà tan vào ferit làm tăng mạnh độ cứng nhưng lại làm giảm nhiều đến độ dai va đập, tức là làm tăng tính giòn cuả thép. Hai nguyên tố Cr và Ni khi hoà tan vào Ferit thì cũng làm tăng độ cứng ở mức độ thấp hơn, nhưng
86 không làm giảm mà thậm chí còn làm tăng độ dai va đập trong giới hạn Cr
87 Tác dụng của nguyên tố HK trong thép Tác dụng và trạng thái tồn tại Ng tố Cường hóa nền kim lọai Si, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo, W, V Làm nhỏ hạt Cr, Ni(% thấp), Si, Al(khử O2) Làm thô hạt Mn, P, Cr, Si(%vừa và cao) Hình thành Cacbit V, Ti, Zr, Nb, Ta Tạo cacbit hòa tan một phần vào α , γ Mn, Cr, Mo, W Không tạo cacbit hòa tan vào α or γ Si, Al, Cu, Ni, Co Hình thành các HC KL FeSi, FeCr, Fe2W, Ni3Ti, Fe2Ti Hình thành tạp chất lẫn Al2O3, MnO, SiO2, TiO2, AlN, TiN, ZrN Mở rộng vùng γ Mn, Ni, N, Cu, C, Co Thu hẹp vùng γ Al, Si, P, S,Ti,V, Cr, Mo, W, Zr, Nb, Ce, Bo Chuyển dịch đường cong S qua phải Ti, W, Cr, V, Mo, Mn, Cu, Si, P Chuyển dịch đường cong S qua trái Co Nâng cao điểm Mđ Co, Al Hạ thấp điểm Mđ C, W, V, Cr, Ni, Cu, Mo Ít ẢH đến Mđ Si, Bo Nâng cao nhiệt độ NL Cr, V,Al, Ti Tăng độ nhạy cảm quá nhiệt Mn, C Giảm độ nhạy cảm quá nhiệt W, Mo, Ti, V, Ni, Si, Co Nâng cao độ thấm tôi C,Mn,P,Si,Ni,Cr,Mo,Bo,Cu,Sn,Ni,W,V,T,Be Giảm độ thấm tôi S, Co, Ce, (V, Ti, Nb,W khi tạo cácbít) Nâng cao nhiệt độ ram V,W,Ti,Cr,Mo(Khi tạo cacbit), Co,Si Tăng tính giòn ram Mn, Cr,Ni,P,V,Cu,Ni Giảm giòn ram Mo,W, Be Gây biến cứng lần thứ 2 Mn, Mo, W, Cr, Ni, V Làm sấu tính hàn P, S, C, Si Làm tốt tính hàn V, Ti, Nb, Zr f -Khuyết tật của thép HK: -Thiên tích nhánh cây: - Đốm trắng: Gây dòn. Nguyên nhân do H2 hoà tan thoát ra mạnh khi giảm nhiệt độ.
88 g-Một số GĐTT của Fe-Ng.Tố HK