intTypePromotion=1

Vật liệu kim loại ( Hoàng Văn Vương ) - Chương 6. Hợp kim màu và bột

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

0
211
lượt xem
69
download

Vật liệu kim loại ( Hoàng Văn Vương ) - Chương 6. Hợp kim màu và bột

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

Hợp kim nhôm 6.2 Hợp kim đồng 6.3 Hợp kim ổ trượt 6.4 Hợp kim bột 6.1.1 Nhôm nguyên chất & phân loại Đặc điểm - Nhẹ, bền ăn mòn khí quyển, tính dẻo cao (A1), dẫn điện và nhiệt tốt - Chịu nhiệt kém (6600C), độ bền và độ cứng thấp (σb = 60MPa, HB = 25) Hợp kim nhôm và phân loại - Nguyên tố HK: Cu,Zn, Mg, Si, Mn, Ti, Fe… - Phân loại dựa vào giới hạn hòa tan CF

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Vật liệu kim loại ( Hoàng Văn Vương ) - Chương 6. Hợp kim màu và bột

  1. 09/2010 Chương 6. Hợp kim màu và bột Chương 6. Hợp kim và giản đồ pha 6.1 Hợp kim nhôm 6.2 Hợp kim đồng 6.3 Hợp kim ổ trượt 6.4 Hợp kim bột 1
  2. 09/2010 Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.1 Nhôm nguyên chất & phân loại Đặc điểm - Nhẹ, bền ăn mòn khí quyển, tính dẻo cao (A1), dẫn điện và nhiệt tốt - Chịu nhiệt kém (6600C), độ bền và độ cứng thấp (σb = 60MPa, HB = 25) Hợp kim nhôm và phân loại - Nguyên tố HK: Cu,Zn, Mg, Si, Mn, Ti, Fe… - Phân loại dựa vào giới hạn hòa tan CF Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.1 Nhôm nguyên chất & phân loại Hệ thống kí hiệu HK nhôm - TCVN 1659-75: Bắt đầu bằng chữ Al, tiếp theo là kí hiệu của nguyên tố HK cùng chỉ số %: AlCu5Mg, Al99, Al99,5 - Tiêu chuẩn Hoa kỳ (AA) (Aluminum Association) xxxx và xxx.x HK Al biến dạng HK Al đúc 1xxx - Al sạch (≥ 99,0%) 1xx.x - Al sạch thương phẩm 2xxx - Al - Cu, Al - Cu - Mg 2xx.x - Al – Cu 3xxx - Al - Mn 3xx.x - Al - Si - Mg, Al - Si - Cu 4xxx - Al - Si 4xx.x - Al - Si 5xxx - Al - Mg 5xx.x - Al - Mg 6xxx - Al - Mg - Si 6xx.x - không có 7xxx - Al - Zn - Mg, Al - Zn - Mg – Cu 7xx.x - Al – Zn 8xxx - Al - các nguyên tố khác 8xxx - Al - Sn 2
  3. 09/2010 Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền bằng nhiệt luyện Nhôm sạch - Al thương phẩm ≥ 99,0%Al, có tính chống ăn mòn, độ bền thấp, mềm, dẻo, dễ biến dạng nguội: tăng độ bền, độ cứng - VN: A0, A5, A6…; A85, A95, A995… - Hoa kỳ: AA1060 (làm thùng chứa) và AA1350 (cáp điện) Hợp kim Al-Mn - Giới hạn hòa tan Mn (1,8% ở 6590C), tạp chất Fe, Si làm giảm mạnh giới hạn hòa tan Mn: chỉ hóa bền bằng biến dạng - Chống ăn mòn tốt, dễ hàn: thay cho Al sạch khi cần cơ tính cao hơn Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền bằng nhiệt luyện Hợp kim Al-Mg - Thường dùng < 4% Mg (giới hạn hòa tan 15% ở 4150C) - Nhẹ nhất, độ bền khá, hóa bền biến dạng tốt, biến dạng nóng, biến dạng nguội và hàn tốt, bền ăn mòn tốt nhất sau anod hóa - AA5050, AA5052, AA5454 3
  4. 09/2010 Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện - HK Al quan trọng nhất, cơ tính cao nhất, không thua kém thép C Hợp kim Al-Cu và Al-Cu-Mg - Hòa tan cực đại (5,65% ở 5480C) - Hòa tan cực tiểu (0,5% ở nhiệt độ phòng) - Đặc điểm tổ chức tế vi: + Sau ủ: α0,5% + θ(CuAl2) - σb = 200MPa + Sau tôi: α (quá bão hòa 4%Cu) - σb = 250- 300MPa - Cơ chế hóa bền tôi + hóa già: + α(Al(Cu)4%) → GP → θ’’ → θ’ → θ (CuAl2) + Hóa già tự nhiên: 5-7 ngày + Hóa già nhân tạo: 100-2000C - Họ AA 2xxx (đura): 4%Cu, 0,5-1,5%Mg, pha hóa bền CuAl2, CuMg5Al5, CuMgAl2: AA 2014 và AA 2024: kết cấu máy bay, dầm khung chịu lực xe tải Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện Hợp kim Al-Mg-Si và Al-Zn-Mg - Al-Mg-Si: họ AAx6xxx, AA 6061 và AA 6070: độ bền kém đura, dẻo và tính hàn tốt, sau ép chảy, anod hóa; pha hóa bền Mg2Si - Al-Zn-Mg: họ AA 7xxx: Zn = 4-8%, Mg = 1 – 3%, Cu = 2%có độ bền cao nhất (σb > 550MPa); nhiệt độ tôi 350-5000C, pha hóa bền MgZn2 và Al2Mg3Zn3, nguội trong KK hoặc nước nóng 4
  5. 09/2010 Chương 6.1 Hợp kim nhôm 6.1.3 Hợp kim nhôm đúc - Thành phần gần tổ chức cùng tinh - Dễ chảy, dễ đúc có thể biến tính, nguội nhanh để tăng cơ tính - Hợp kim chủ yếu Si (Mg, Cu) Hợp kim Al-Si (silumin đơn giản) - Si = 10-13% - Biến tính: 0,05-0,08% (2/3NaF+1/3NaCl): tăng cơ tính (từ σb = 130MPa, δ = 3% lên σb = 180MPa, δ = 8%) Hợp kim Al-Si-Mg (silumin phức tạp) - Ngoài Al, Si còn có < 1%Mg, 3-5%Cu cải thiện tính đúc và cơ tính; phải qua nhiệt luyện hóa bền, pha hóa bền Mg2Si có tính đúc tốt: đúc piston (AA 390.0) Chương 6.2 Hợp kim đồng 6.2.1 Đồng nguyên chất và phân loại HK đồng Các đặc tính của đồng đỏ - Dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, rất dẻo, dễ kéo sợi, tính hàn, chống ăn mòn - Khối lượng riêng lớn ( ρ = 8,94g/cm3) , tính gia công cắt và tính đúc kém Phân loại HK đồng - Phân loại theo nguyên tắc giống HK nhôm - Phân loại theo truyền thống: Latông (Cu-Zn) và Brông (Cu-các nguyên tố HK khác), Cu-Sn Hệ thống kí hiệu HK Cu - Tiêu chuẩn Hoa Kỳ - CDA (Copper Development Association): CDAxxx 1xx - đồng đỏ và HK Cu-Be 2xx - latông đơn giản 6xx - brông Al, Si 4xx - latông phức tạp 5xx - brông thiếc 7xx - brông Ni, Ag 8xx và 9xx - HK đồng đúc 5
  6. 09/2010 Chương 6.2 Hợp kim đồng 6.2.2 Latông Latông đơn giản - Thường dùng < 45%Zn, tổ chức một pha α (< 35%Zn) hoặc hai pha α + β - Tăng Zn, độ dẻo tăng, max với 30%Zn Latông một pha (α) - < 35%Zn, dẻo cao - Latông - 20%Zn (LCuZn20, CDA 240): màu như Au - Latông - 30%Zn (LCuZn30, CDA 260): dẻo và độ bền lớn nhất, làm vỏ đạn Latông hai pha (α + β) - Với 40%Zn (LCuZn40, CDA 280) dễ căt, bền và cứng hơn, có thể biến dạng nóng Latông phức tạp - Có thêm Pb (< 4%) dễ đúc, cắt gọt, Sn (1%), Al (2-3%) chống ăn mòn trong nước biển; Si – tăng bền, cải thiện tính hàn và đúc, Ni (10-20%) – tăng bền, tạo tính không gỉ - LCuZn40Pb: dễ cắt, LCuZn29Sn: đồng thau Hải quân Chương 6.2 Hợp kim đồng 6.2.3 Brông - Là HK của Cu với các nguyên tố khác Zn: Sn, Al, Be…(brông thiếc, brông Al, brông berili…(riêng Cu-Ni gọi là cuni) Brông thiếc Cu-Sn - Loại biến dạng: < (8-10)%Sn, cơ tính cao, chống ăn mòn trong nước biển tốt hơn latông, thêm Pb để cải thiện tính gia công cắt gọt, dùng Zn thay cho thiếc: BCuSn4Zn4Pb4 - Loại đúc: > 10%Sn tổng lượng HK > 12%, BCuSn5Zn5Pb5, BCuSn10Sn2, chống ăn mòn tốt, tính đúc cao: đúc tác phẩm nghệ thuật, trang trí, chuông, phu điêu… 6
  7. 09/2010 Chương 6.2 Hợp kim đồng 6.2.3 Brông Brông Al: Cu-Al, thêm Ni (5%), Fe (4%): tăng bền, chịu ăn mòn và mài mòn; Si (2%): tăng độ bền và khả năng biến dạng nóng - Brông Al một pha: (5-9)%Al, chịu ăn mòn tốt trong môi trường khí công nghiệp và nước biển: chế tạo bộ ngưng tụ hơi, chi tiết bơm…: CDA 614 (đồ dùng lính thủy), CDA 608 (đúc tiền xu) - Brông Al hai pha: > 9,4%Al, tổ chức gồm α + β (Cu3Al mạng A2), sau tôi và ram cao (5000C) có cơ tính cao - Brông đúc: > 10%, thành phần có thể giống loại 2pha Chương 6.2 Hợp kim đồng 6.2.3 Brông Brông berili - (0,25-2%)Be, sau tôi (750-790)0C trong nước, hóa già ở 3200C, có tính đàn hồi cao, không phát ra tia lửa điện, chịu ăn mòn ở nhiệt độ cao: chế tạo chi tiết đàn hồi và thiết bị 6.2.4 Hợp kim Cu-Ni và Cu-Zn-Ni - Cu và Ni hòa tan vô hạn, tăng mạnh độ bền, độ cứng, tính chống ăn mòn trong nước biển - (10-30)%Ni dùng làm bộ ngưng tụ của tàu biển, ống dẫn nước biển, trong công nghiệp hóa học - (17-27)%Zn và (8-18)%Ni được dùng làm dây biến trở, có điện trở rất cao 7
  8. 09/2010 Chương 6.4 Hợp kim ổ trượt 6.4.1 HK ổ trượt có nhiệt độ chảy thấp: Pb, Sn - Rất mền, ít làm mòn cổ trục - Hệ số ma sát nhỏ, giữ dầu tốt - Không chịu được áp suất và nhiệt độ Babit thiếc - 83%Sn + 11%Sb + 6%Cu: PSnSb11Cu6 (ΓOCTƂ83); 88%Sn + 8%Sb + 3%Cu + 1%(Ni+Cd): SnSb8CuNi - Tổ chức: α-Sn(Sb) + β’-SnSb + Cu3Sn Babit chì - (6-16)%Sn + (6-16)%Sb + 1%Cu: PbSn6Sb6Cu1 (Ƃ6), PbSn16Sb16Cu2 (Ƃ16) - Tổ chức: (Pb+Sb) + SbSn + Cu3Sn: nhiều hạt cứng và giòn Chương 6.4 Hợp kim ổ trượt 6.4.2 Hợp kim nhôm - Ma sát nhỏ, nhẹ, tính dẫn nhiệt cao, chống ăn mòn cao trong dầu, cơ tính cao hơn, tính công nghệ hơi kém - Hệ Al-Sn (3-20)%Sn, có thêm Cu, Ni, Si: AlSn3Cu1, AlSn9Cu2 – đúc, AlSn20Cu1 – trạng thái biến dạng (bimental), chịu được áp lực cao (200-300kG/mm2), tốc độ vòng lớn (15-20)m/s 8
  9. 09/2010 Chương 6.4 Hợp kim ổ trượt 6.4.3 Hợp kim khác Hợp kim đồng - Brông Sn: BCuSnZn4Pb4 (biến dạng), BCuSn5Zn5Pb5 (đúc) - Brông Pb: BCuPb30, BCuSn8Pb12, BCuSn10Pb10; Gang xám, gang cầu, gang dẻo Chương 6.5 Hợp kim bột 6.5.1 Khái niệm chung VL ban đầu → bột → phối liệu → ép → thiêu kết → sản phẩm Công nghệ bột: nghiền, hoàn nguyên từ oxyt, điện phân CVD, PVD… Ép: 100-1000MPa Thiêu kết: - T = (2/3-3/4)Tc - Thiêu kết dưới áp lực: VL kết cấu - Thiêu kết dưới áp lực và phóng điện: dụng cụ cắt Ưu điểm: - Hiệu quả kinh tế cao - Ít tổn hao vl - Đồng đều tổ chức và tính chất - Chế tạo VL cứng, siêu cứng Nhược điểm: - Cấu trúc không sít chặt - Cơ tính không cao - Đầu tư ban đầu lớn - Hao phí khi tạo bột → Đắt, chi tiết phức tạp khó đều áp lực 9
  10. 09/2010 Chương 6.5 Hợp kim bột 6.5.2 Vật liệu cắt và mài Hợp kim cứng - Tính cứng nóng cao (800-1000)0C - Tốc độ cắt cao hàng trăm m/min - Thành phần hóa học và chế tạo: + WC chiếm tỷ lệ cao nhất, TiC, TaC rất cứng, nhiệt độ nóng chảy cao; Co làm chất kết dính (không qua nhiệt luyện + Tạo bột cacbit bằng hoàn nguyên WO3 bằng H2 (700-800)0C + Trộn bột cacbit với Co và ép + Nung sơ bộ: 9000C + Nung thiêu kết (1450-1500)0C Chương 6.5 Hợp kim bột 6.5.2 Vật liệu cắt và mài Hợp kim cứng 10
  11. 09/2010 Chương 6.5 Hợp kim bột 6.5.2 Vật liệu cắt và mài Vật liệu đĩa cắt - Vật liệu bột siêu cứng (HV 8000-10000) - Bột kim cương nhân tạo + (1-2)% BN + B, Be, Si (chất kết dính) Vật liệu mài - Bột mài: SiO2, Al2O3, SiC, BN, kim cương Thép gió bột Chương 6.5 Hợp kim bột 6.5.3 Vật liệu kết cấu Hợp kim Al bột - Al-Al2O3: (5-20)%Al2O3 - σb = (300-450)Mpa (300-350)0C Hợp kim Fe-bột 11
  12. 09/2010 Chương 6.5 Hợp kim bột 6.5.4 Hợp kim xốp và thấm Bạc tự bôi trơn - Cu-10%Sn, hợp kim Al, xốp 25% - Tẩm dầu trong chân không – 750C Màng lọc - Bột đồng đều đẳng trục - Độ xốp cao phân bố đều (30-50)% Thank you Have a good result of test! 12
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2