Đề cương ôn tập bộ môn Vật liệu Trong Đóng Mới
Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 1 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved ĐỀ CƯƠNG VẬT LIỆU MỚI TRONG ĐÓNG TÀU Câu 1 : Phân loại hợp kim Al và ứng dụng Tiêu chí phân loại hợp kim Al : theo phương pháp chế tạo bán thành phẩm + Hợp kim Al đúc : Là hợp kim nhôm với thành phần nguyên tố hợp kim sao cho trong tổ chức của nó chủ yếu là cùng tinh, có tính đúc cao Nằm bên phải điểm C’ Dùng để chế tạo các chi tiết bằng phương pháp đúc + Hợp kim Al biến dạng : Là hợp kim nhôm có thành phần nguyên tố hợp kim nằm trong giới hạn của dung dịch rắn Nằm bên trái điểm C’ Nhiet do o C 675 o C Bien dang 100% Al Duc + pha thu hai Khong hoa ben bang nhiet luyen duoc Hoa ben bang nhiet luyen duoc % nguyen to hop kim D C' C Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 2 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved Có độ dẻo cao, dùng để chế tạo các chi tiết bằng phương pháp biến dạng Được chia là 2 phân nhóm nhỏ : - Hóa bền bằng nhiệt luyện được ( trong đoạn từ D đến C’) - Không hóa bền bằng nhiệt luyện được ( bên trái điểm D ) + Hợp kim Al thiêu kết là loại hợp kim nhôm được chế tạo từ nguyên tố ban đầu là bột quá ép và thiêu kết Câu 2 : Các phương pháp nhiệt luyện hợp kim Al ? A – Mục đích : Phục hồi tổ chức và tính chất của hợp kim sau khi gia công tạo hình Hóa bền cho hợp kim sau khi đã hoàn thiện sản phẩm B – Các phương pháp nhiệt luyện : Công nghệ ủ + Ủ đồng đều hóa : - Là nguyên công nhiệt luyện đầu tiên sau khi đúc - T o ủ = 450 – 520 o C - t ủ = 4 – 10 giờ Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 3 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved + Ủ kết tinh lại : - Áp dụng cho các chi tiết sau khi bị biến dạng nguội - Làm cho quá trình kết tinh lại xảy ra hoàn toàn nhưng độ hạt phải nhỏ - T o ủ = 50 – 150 o C +Ủ các hợp kim đã hóa bền bằng nhiệt luyện : - Mục đích là thải bền - Tốc độ nguội nhỏ, thường nhỏ hơn 30 o C/h Công nghệ tôi : - Nhằm tạo nên dung dich rắn quá bão hòa. - Chọn nhiệt độ tôi căn cứ vào thành phần và dạng giản đồ pha L L + B + 3 - t dac 2 - t dd 1 - t 1 Al Me 3 2 1 Gian do chon nhiet do dong deu hoa Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 4 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved Công nghệ hóa già : - Thực hiện phân rã tổ chức không ổn định của hợp kim nhôm sau khi tôi phù hợp để có hiệu quả tăng bền - Hóa già sau khi tôi là quá trình tiếp tục hóa bền - Các phương pháp hóa già : + Hóa già tự nhiên + Hóa già nhân tạo + Hóa già đa cấp Câu 5 : Khái quát về Ti và phương pháp sản xuất Ti ? Khái quát về Ti : - Là 1 nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, có hàm lượng 0,61% trong vỏ trái đất Al Me L + L Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 5 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved - Khối lượng riêng của Ti ở 20 o C là 4,5 g/cm 3 - Giới hạn bề kéo 25 – 30 kg/mm 2 - Độ cứng 140 HB - Nhiệt độ nóng chảy 1665 o C - Nhiệt độ sôi 3000 o C Phương pháp sản xuất Ti : - Sử dụng 2 loại quặng cơ bản Imenhit (FeTiO 3 ) và Rutin (TiO 2 ) + Nung quặng Ti ở trong lò ở T o = (700 – 900) o C, sau đó thổi hơi Cl qua quặng Ti trong than: TiO 2 + C + Cl 2 => TiCl 4 + CO + Kết quả phản ứng có TiCl 4 ở trạng thái lỏng có T o sôi là 136 o C , để tách Ti khỏi hợp chất TiCl 4 người ta sử dụng khí MgCl4 : TiCl 4 + Mg => Ti + MgCl 2 + Ti nhận được có dạng bột xốp. + Để thu được Ti kết cấu : écác hợp kim trên tạo kết cấu dày 15 – 20mm ở T o 900- 950 o C + Để thu được Ti có độ sạch và chất lượng cao : TiCl 4 + Na => Ti + NaCl + Để thu được Ti đặc biệt sạch : TiJ 4 Ti + J 2 Câu 6 : Các loại hợp kim Ti và ứng dụng ? Ứng dụng - Do có khối lượng riêng nhỏ, độ bền hóa học cao nên là một vật liệu có ứng dụng đặc biệt trong ngành : hàng không , vũ trụ , - Tính chống ăn mòn cao phù hợp với công nghiệp đóng tàu, hóa chất - Do giá thành cao nên thường dùng để chế tạo sản phẩm đặc biêt trong công nghiệp hàng không, chế tạo tên lửa, tuabin, đóng tàu cao cấp Phân loại: - Hợp kim tổ chức : BT1-00 , BT1-0, BT1-1, BT5, BT5-1 - Hợp kim 2 pha tới 2% ổn định : OT4-1, OT4, BT4, OT4-2, AT3, BT10, BT18, BT20 - Hợp kim 2 pha với hàm lượng ổn định lớn hơn 2% : BT3, BT6C, BT6, BT8, BT9, BT3-1, BT14, BT16 - Hợp kim với tổ chức ổn định : BT15 Câu 7 : Các phương pháp nhiệt luyện hợp kim Ti ? BT3-1 - Ủ : ủ đẳng nhiệt theo chế độ nung tới 870 o C, đẳng nhiệt ở 650 o C (2h) nguội, tiêp ngoài không khí - Nhiệt luyện hóa bền : giữ ở 880 o C 1h, tôi trong nước, hóa già 550 o C trong 5h BT8 Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 6 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved - Ủ : ủ 2 lần theo chế độ nung, lần đầu 920 o C, giữ 1h nguội ngoài không khí. Lần 2 T o nung = 590 o C giữ 1h nguội ngoài không khí - Nhiệt luyện hóa bền : giữ ở 920 o C 1h, tôi trong nước , hóa già 570 o C trong 5h BT9 - Ủ : ủ 2 lần, lần 1 T o nung = 950 o C, giữ 1h nguội ngoài không khí. Lần 2 T o nung = 530 o C , giữ 6h nguội ngoài không khí - Nhiệt luyện hóa bền : giữ ở 950 o C 1h, tôi trong nước, hóa già 570 o C trong 5h Nhận xét : - Việc tôi và hóa già làm tăng giới hạn bền tới (25-30)% so với trạng thái ủ tới 500 o C - Giới hạn bền khi kéo ở nhiệt độ lớn hơn 550 o C các hợp kim Ti giảm đáng kể Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ bền của họp kim Ti khi nhiệt độ cao Câu 8 : Đặc điểm các phương pháp gia công hợp kim Ti Rèn và rập hợp kim Ti : - Các hợp kim Ti có thể áp dụng tất cả các dạng gia công áp lực nóng ( rèn , rập, cán uốn) - Để giảm lực cần thiết và giảm sai hỏng người ta thường gia công nóng - Khi rập thể tích hoặc rèn tự do cho các sản phẩm cỡ lớn từ hợp kim Ti áp dụng gia công áp lực ở nhiệt độ cao Rập tấm hợp kim Ti : - Các hợp kim Ti có độ bền không cao, trung bình ( b = 45-85 Kg/mm 2 ) có khả năng dập nguội tốt - Khi rập nguội các hợp kim Ti tăng nhanh giới hạn chảy 100 200 300 400 500 600 40 60 80 100 BT3-1 BT8 BT9 Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 7 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved - Các hợp kim có độ bền cao ( b > 85 Kg/mm 2 ) cần phải dập nóng - Sau rập phải ủ ở (600-700 o C) để phục hồi tính chất Rập giãn hợp kim Ti : - Chỉ tiến hành với hợp kim Ti có độ bền không cao và trung bình, đặc biêt là Ti kỹ thuật ở trạng thái nguội Gia công cắt gọt hợp kim Ti : - Có thể thực hiện mọi dạng gia công cắt gọt - Khó khăn khi gia công : hợp kim Ti có hợp tính hóa học cao khi T o > 500 o C, độ dẫn nhiệt thấp và tạo phoi dính sẽ tạo ra nhấp nhô bề mặt, khó khăn trong việc tiến dao - Khi cắt gọt, nhiệt độ trong vùng tiếp xúc tăng lên 1000-1200 o C dễ làm biến dạng dụng cụ cắt . Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 1 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng Designs TM ,All Rights Reserved ĐỀ CƯƠNG VẬT LIỆU MỚI TRONG ĐÓNG TÀU Câu 1 : Phân loại hợp. nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, có hàm lượng 0,61% trong vỏ trái đất Al Me L + L Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 5 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright. hóa bền : giữ ở 880 o C 1h, tôi trong nước, hóa già 550 o C trong 5h BT8 Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3 Page | 6 Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu Copyright © 2013 Hoàng