Chương 6 vật liệu thông dụng trong chế tạo máy và công nghiệp ô tô

làm bài slide theo mãu về chế tạo máy ô tô học tập thêm tìm hiểu theo mẫu và có những chuyên môn phù hợp sát với những giáo trình.Nội dung chi tiết tỉ mỉ và ko thiếu điều gì.Hoạt động tiềm năng về công nghiệp chế tạo máy và công nghiệp ô tô

Trang 1

CHƯƠNG 5 Vật liệu thông dụng trong Chế tạo máy và Công nghiệp ô tô

Trang 2

1 Định nghĩa về Gang

- Gang là hợp kim của Fe và C với hàm lượng %C>2,14

- Thực tế hay dùng gang với hàm lượng %C =(2,14-4).Theo Tổ chức tế vi gang được chia làm 4 loại chính:

• Gang trắng

• Gang xám

• Gang cầu

• Gang dẻo

Trang 3

tòan phù hợp với giản đồ trạng thái Fe –Fe3C và luôn

có chứa hỗn hợp cơ học cùng tinh Ledeburit

- Hàm lượng C cao: 2,8%<%C<3,8%

-Gang trắng có độ cứng cao không cắt gọt được Khả năng chống mài mòn cao

- Gang trắng không có ký hiệu

-Gang trắng dùng để luyện thép, chế tạo trục cán thô, mép lưỡi máy cày, bánh răng tốc độ chậm…

Trang 4

2 Phân loại Gang

a Gang trắng

* Theo tổ chức tế vi có 3 loại gang trắng

- Gang trắng trước cùng tinh:

Tổ chức tế vi (P+XeII+Le)

- Gang trắng cùng tinh: Tổ chức tế vi (Le)

- Gang trắng sau cùng tinh: Tổ chức tế vi (XeI+Le)

Trang 5

b Gang xám

- là loại gang mà C ở trạng thái tự do là graphit với

các hình dạng khác nhau: vảy, vạch, đường nhọn hai

-S: Là nguyên tố cản trở mạnh quá trình graphit

hóa, làm xấu tính đúc của gang do làm giảm độ chảy loãng

(0,11,2)%

- P: Làm tăng tính chảy loãng, Làm tăng tính chống mài mòn (0,10,2)%

Trang 10

c Gang cầu

-Gang cầu còn được gọi là gang có độ bền cao với

graphit ở dạng hình cầu, có độ bền cao nhất đồng thời

có thể chịu được tải trọng va đập

-Để có được graphít dạng cầu người ta đã phải cho vào gang chất biến tính đặc biệt (Mg, Ce (xêri)) trong khi nấu luyện gang

Trang 11

+ Gang cầu pherít+peclít: (F+P+Gcầu)

+ Gang cầu peclít: (P+Gcầu)

- Thành phần hóa học giống gang xám nhưng có thêm lượng chất biến tính Mg=(0,04-0,08)%

Trang 12

+ Nếu nền kim loại là pherit thì gang có tính dẻo cao

+ Nếu nền là peclit thì có độ bền cao

Trang 14

d Gang dẻo

-Gang dẻo là gang có graphít ở dạng cụm nên có độ dẻo

có thể rèn tốt nên còn được gọi là gang rèn - theo tổ chức tế vi chia gang dẻo làm 3 loại:

+ Gang dẻo pherít: (F+ Gcụm)

+ Gang dẻo pherít+peclít: (F+P+ Gcụm)

+ Gang dẻo peclít: (P+ Gcụm)

Trang 15

vì thế gang dẻo còn có tên gọi là gang cácbon ủ.

- Để đảm bảo cho quá trình graphit hóa không được xảy

ra khi kết tinh thì tổng lượng C và Si không được

nhiều quá (hàm lượng C+Si=3,5% là đủ)

Trang 16

-Nhược điểm chủ yếu của gang dẻo là giá thành khá cao

do thời gian ủ kéo dài

* Ký hiệu gang dẻo

Trang 19

3 Nhiệt luyện Gang

a Gang trắng

+ Làm nguội (BC): từ 1000oC xuống 700oC

~ Giữ nhiệt ở 700oC trong thời gian 10h (P+Gcụm)

~ Giữ nhiệt ở 700oC trong thời gian 10<t<30h (α+P+Gcụm)

~ Giữ nhiệt ở 700oC trong thời gian 30h (α+Gcụm)

  P 

G  

G

Trang 20

b Gang xám

- Chủ yếu làm biến đổi tổ chức nền kim loại hay lớp

vỏ biến trắng không làm biến đổi dạng tấm của

graphit và kích thước nó

*Ủ khử ứng suất bên trong: bảo quản vật đúc (6-12)

tháng sau đó mới gia công cơ khí (hóa già tự nhiên)

*Ủ khử lớp võ biến trắng: do nguội nhanh lớp bền mặt

bị biến trắng rất cứng khó gia công cắt gọt nên cần ủ bằng cách nung nóng (800-850) oC giữ nhiệt (1-2)h để phân

hóa Xe→γ+Gγ+G tiếp tục làm nguội thì Xe tiếp tục phân hóa phân hóa Xe→γ+Gα+G

Trang 21

b Gang xám

* Ủ khử để thay đổi nền kim loại:

- Ủ giảm C liên kết: nung tới 700 oC giữ nhiệt Xe→γ+Gα+G

-Ủ tăng C liên kết: nung tới T>A1 hay A3 giữ nhiệt để nền kim loại có tổ chức P

* Tôi và ram: làm tăng độ cứng, tăng độ chống mài mòn

c Gang cầu và gang dẻo

- Các phương pháp nhiệt luyện cho gang xám cũng áp

dụng cho gang cầu và gang dẻo

- Chu ý: gang cầu có nhiều Mg nên dễ hóa trắng nên nhiệt

độ ủ phải cao hơn (850-900) oC

Trang 22

1 Định nghĩa

- Thép cacbon là hợp kim của Fe và C với hàm lượng

C < 2.14% ngoài ra còn có một số nguyên tố khác ở giới hạn cho phép gọi là tạp chất

một số tạp chất Mn ≤ 0,8%; Si ≤ 0,4%; P ≤ 0,05%; S ≤ 0,05%

THÉP CABON

Trang 23

Cacbon: là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định chủ yếu

đến tổ chức, tính chất(cơ tính), công dụng của thép(cả thép

hợp kim).

+ Tổ chức tế vi: từ giản đồ Fe-C, khi hàm lượng Cacbon tăng lên tỷ lệ xementit là pha giòn trong tổ chức cũng tăng lên

tương ứng( cứ 0,1%C sẽ tăng lên 1,5%Xe)

- C < 0,8% tổ chức Ferit + Peclit – thép trước cùng tích;

- C = 0,8% tổ chức Peclit – thép cùng tích;

- C > 0,8% tổ chức Peclit + XeII – thép sau cùng tích.

2 Ảnh hưởng của C tới tinh chất của thép

THÉP CABON

Trang 24

Cacbon: là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định chủ yếu

đến tổ chức, tính chất(cơ tính), công dụng của thép(cả thép

Trang 25

2 Ảnh hưởng của Cacbon đến cơ tính của thép.

- Thép Cacbon thấp : C ≤ 0,25%, có độ dẻo, độ dai rất cao, nhưng độ bền, độ cứng rất thấp nên hiệu quả nhiệt luyện tôi và ram không cao.

- Dùng làm kết cấu xây dựng, làm thép lá, tấm để dập nguội,

THÉP CABON

Trang 26

- Thép Cacbon trung bình: C =(0,3  0,5)%, có độ bền, độ

cứng, độ dẻo, độ dai đều cao( có cơ tính tổng hợp cao).hiệu

quả tôi + ram cao.

+Dùng làm chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập như: trục, bánh răng,

THÉP CABON

Trang 27

- Thép Cacbon tương đối cao : C = (0,5  0,7)%, có độ cứng,

độ bền cao, độ dẻo, độ dai không quá thấp, có giới hạn đàn hồi cao nhất so với các thép khác;

- Dùng làm các chi tiết cần tính đàn hồi cao như: lò xo,

nhíp,

THÉP CABON

Trang 28

- Thép Cacbon cao : C  0,7%, có độ cứng và tính chống mài mòn cao nhất, độ deo,dai thấp nhất

+ Dùng làm dụng cụ như dao cắt, dụng cụ đo, khuôn dập

nguội

THÉP CABON

Trang 29

Khi thành phần C tăng lên,độ bền,độ cứng cũng tăng lên, còn

độ dẻo,dai giảm đi Tuy nhiên riêng độ bền chỉ tăng theo C đến giới hạn 0,8  1%C, vượt quá giới hạn này độ bền lại giảm đi.

THÉP CABON

Trang 30

3 Ảnh hưởng của tạp chất đến tính chất của thép

( MnO nổi lên, đi vào xỉ và được cào ra khỏi lò)

-Mn hòa tan vào nền Ferit, làm tăng độ bền, độ cứng và giảm

độ deo,dai của thép. ảnh hưởng tốt cơ tính

-Hàm lượng: 0,5  0,8%Mn

THÉP CABON

Trang 31

b Silic: là tạp chất có lợi

Si được cho vào thép dưới dạng fero-Si(FeSi) để khử ôxy triệt để ở trạng thái lỏng:

Si + FeO  Fe + SiO2(SiO2 nổi lên, đi vào xỉ và được cào ra khỏi lò)

- Si hòa tan vào nền Ferit, làm tăng độ bền, cứng, giảm deo, dai

Trang 32

- Hàm lượng: ≤ 0,05%

THÉP CABON

Trang 33

Tuy nhiên P,S làm tăng tính gia công cắt gọt, nâng cao sản

lượng chế tạo và hạ giá thành.

Ngoài ra còn có oxy, nito và hidro là các tạp chất ẩn có hại

THÉP CABON

Trang 34

4 Phân loại thép Cacbon

- Có 5 cách phân loại thép Cacbon

a Phân loại theo tổ chức

Trang 35

4 Phân loại thép cacbon

b Phân loại theo phương pháp nấu luyện

- Phương pháp cổ điển luyện bằng lò Mác tanh

+ Khi tường lò mang tính Bazo có thể khử được P và

S nên luyện được thép chất lượng tốt

+ Khi tường lò mang tính Axit để luyện thép

chất lượng cao

- Phương pháp L-D thổi oxy từ đỉnh

+ Để sản xuất thép chất lượng thường

+ Phương pháp này hay dùng, năng suất cao, nhưng không khử được P và S

THÉP CABON

Trang 36

b Phân loại theo phương pháp nấu luyện

- Phương pháp dùng lò điện

+ Dùng luyện thép chất lượng cao, thép hợp kim

+ Có khả năng khử P và S cao, giá thành của thép cao

c Phân loại theo phương pháp khử O

* Thép sôi

- Là thép khử O không triệt để nên khi rót vào khuôn

khí CO bay lên giống hiện tượng sôi

- Dùng Phero mangan để khử O nên khử không mạnh vì vậy còn lại FeO và FeO sẽ tiếp tục có phản ứng với C

FeO + C →γ+G Fe + CO 

- Thép sôi chứa ít Si (<0,07%) nên dẻo dai, Thép này rẻtiền

THÉP CABON

Trang 37

-Ngoài chất khử phero mangan còn dùng thêm

phero silic và nhôm để khử O nên khử mạnh

-Thép lặng là thép tốt chứa ít bọt khí dùng để chế tạo các chi tiết máy

THÉP CABON

Trang 38

* Thép lặng

- Thép lặng có giá thành cao do chi phí khử O cao

* Thép nửa lặng

Dùng chất khử phero mangan và nhôm để khử O nên

không triệt để bằng thép lặng nhưng hơn thép sôi

d Phân loại theo chất lượng

- Dựa vào mức độ đồng nhất về thành phần hóa học, tổ chức tế vi, và tính chất của thép Đặc biệt là mức độ tạp chất có hại như P, S, và chất khí Để phân loại ra các loại thép C

THÉP CABON

Trang 39

d Phân loại theo chất lượng

Trang 40

e Phân loại theo công dụng

Dựa vào đặc điểm sử dụng người ta chia làm 3

Trang 41

4 Ký hiệu thép cacbon

THÉP CACBON

CHẤT LƯỢNG THƯỜNG

TỐT

C

x x

THÉP CABON

Trang 42

5 Ký hiệu thép cacbon

Dựa vào đặc điểm, tính chất và cơ tính của thép người

ta ký hiệu các loại thép như sau

a Nhóm thép C chất lượng thường

- Là các loại thép được cung cấp ở dạng: tấm, thanh, dây, thép ống, thép hình…chủ yếu để làm các kết cấu xây dựng nhà xưởng, cầu…và có thể làm một số chi tiết máy không quan trọng Thép này người ta chia làm 3 phân nhóm

* Phân nhóm A

- Loại thép C thường chỉ qui định về cơ tính không qui

định về thành phần hóa học

THÉP CABON

Trang 46

-Nhóm thép này thường hay sử dụng để chế tạo các chi tiết máy

Trang 47

aa: chỉ số phần vạn cacbon trung bình

b: Cách khử oxy [sôi (s); lặng ( ); nửa lặng (n)] Cho mác thép C45

Trang 49

Ví dụ: Cho mác thép CD 70 ; CD 70A

- Thép C dụng cụ

- Có 70 phần vạn Cacbon (0,7%C)

Trang 50

6 Ưu nhược điểm của thép cacbon

- Độ thấm tôi thấp nên kém hiệu quả khi nhiệt luyện

- Tính chịu nhiệt độ cao kém

- Không có các tính chất đặc biệt như: chống ăn

mòn,tính chịu nhiệt cao.

THÉP CABON

Trang 51

CÁC LOẠI THÉP

I Thép hợp kim thấp có độ bền cao (HSLA)

1 Đặc điểm

- Độ bền cao hơn thép thông dụng (300-320 MPa) Để

nâng cao độ bền, hợp kim hóa thép bằng nhiều nguyên tố hợp kim hòa tan vào Fe nhưng ít làm hại tinh hàn (Mn, Si, Cr, Cu, Ni, B, N)

- Hiệu quả theo HSLA rất tốt, riêng về mặt tiết kiệm

kim loại khi thay thế thép C bằng thép HSLA

2 Một số mác thép điển hình

14Mn; 9Mn2; 14Mn2; 18Mn2; 12MnSi; 16MnSi;

17MnSi; 14CrMnSi; 9Mn2Si; 10Mn2Si; 9Mn3Si2

Trang 52

II Thép kết cấu

1 Khái niệm chung về thép kết cấu

- Thép kết cấu là loại thép được sử dụng nhiều trong công nghiệp Dùng để chế tạo các chi tiết máy và các kết cấu chịu lực

Đặc điểm:

- Tính chất: Có tính công nghệ tốt ở trạng thái gia công

và có cơ tính tổng hợp ở trạng thái làm việc

- Hàm lượng C: 0,1-0,6%

- Thành phần hợp kim: Nâng cao độ thấm tôi và nâng

cao cơ tính ở trạng thái liên kết

- Cho thêm B (0,001-0,002%); Ti (<0,1%) vào thép Mn

để tránh tạo hạt lớn; Thêm Mo, W vào thép Cr, Ni để tránh giòn

Trang 53

1 Khái niệm chung về thép kết cấu

- Thép kết cấu là loại thép được sử dụng nhiều trong công nghiệp Dùng để chế tạo các chi tiết máy và các kết cấu chịu lực

2 Yêu cầu đối với thép kết cấu

a Yều cầu về cơ tính tổng hợp cao

* Phải có giới hạn chảy cao

- Khi đó giảm được kích thước và khối lượng chi tiết

máy mà vẫn đảm bảo bền

* Phải có độ dẻo và độ dai tốt

- Khi giới hạn chảy cao thông thường độ dẻo độ dai giảm

dể sinh ra phá hủy giòn nên cần có độ dẻo độ dai cao

Trang 54

a Yều cầu về cơ tính tổng hợp cao

* Phải có về giới hạn mỏi cao

- cần cho những chi tiết làm việc dưới tải trọng thay đổi

* Phải có độ chống mài mòn cao

- Vì có những chi tiết làm việc bị mòn thiếu hụt

kích thước không còn xài được nữa, Nên có độ

cứng cao

Trang 55

b Yêu cầu về tính công nghệ

- Gia công bằng áp lực tốt

- Gia công bằng cắt gọt, đúc, hàn tốt

- Gia công nhiệt luyện tốt, tôi dễ đạt độ cứng

c Yêu cầu về tính kinh tế

Đây cũng là yêu cầu quan trọng vì thép kết cấu sử dụng nhiều

Trang 56

3 Các nhóm thép kết cấu và nhiệt luyện chúng.

a Thép thấm cacbon

-Là thép có hàm lượng C thấp (0,1-0,25)%C, cá biệt lên tới 0.3%

-Thường dùng chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và

va đập với bề mặt chịu mài mòn mạnh như bánh răng, trục cam, chốt

- Yêu cầu độ cứng bề mặt cao nhưng trong lõi có độ dẻo,

độ dai tốt

- Độ cứng bề mặt (59-63)HRC nhưng độ cứng trong lõi (30-42)HRC

Trang 57

3 Các nhóm thép kết cấu và nhiệt luyện chúng.

Trang 60

III THÉP DỤNG CỤ

A Thép và hợp kim làm dao cắt

1 Yêu cầu đối với vật liệu làm dao cắt

a Yêu cầu về cơ tính

* Thép làm dao cắt phải có độ cứng cao:

Trang 61

1 Yêu cầu đối với vật liệu làm dao cắt

b Yêu cầu về tính công nghệ

Trang 62

2 Các loại thép và hợp kim làm dụng cụ cắt

a Thép làm dao cắt có năng suất thấp

- Là các loại thép làm dao chỉ có khả năng cắt gọt

Trang 63

* Thép hợp kim thấp

- Độ thấm tôi cao hơn thép C dụng cụ vì được hợp kim hóa bởi Cr 1% nên tăng độ thấm tôi, Si 1% làm tăng độ cứng và W làm tăng tính chống mài mòn

Trang 64

b Thép làm dao cắt có năng suất trung bình-thép gió

- Là loại thép làm dao cắt quan trọng nhất, thoả mãn

tốt nhất các yêu cầu đối với vật liệu làm dao

-So với thép C dụng cụ năng suất cao gấp (2-4) lần, tuổi thọ cao gấp (810) lần tính chống mài mòn cao

- Tính cứng nóng đạt (560  600)0C, Tốc độ cắt (25  30)

Trang 65

phân cấp trong muối nóng

chảy rồi nguội ngoài

không khí

Trang 66

c Thép làm dao cắt tốc độ cao- hợp kim cứng

-Hợp kim cứng là loại thép làm dao cắt có tính cứng nóng cao nhất (8001000)0C tốc độ cắt đạt 100

m/phút

-Thành phần chủ yếu của mọi hợp kim cứng là cacbit:

WC, TiC, rất cứng và nhiệt độ nóng chảy rất cao, ngoài ra còn có lượng nhỏ Coban (Co) làm chất dính kết

Trang 67

# Phân loại và ký hiệu

Trang 68

* Nhóm 2 cacbit: WC + TiC + Co

WC- (liên xô ký hiệu WC-B ) hiểu ngầm không

ghi TiC- là Titan (liên xô ký hiệu TiC-T )

là coban làm chất kết dính (liên xô ký hiệu

Co-K )

- Ký hiệu: TxKy ý nghĩa: x=% Titan; y=% coban; còn lại % WC

Trang 69

Trang 70

* Nhóm 3 cacbit: WC + TiC + TaC + Co

WC- (liên xô ký hiệu WC-B) hiểu ngầm ko ghi TiC+ TaC là Titan và Tatan (liên xô ký hiệu

Trang 71

* Nhóm 3 cacbit: WC + TiC + TaC + Co

- Ví dụ: TT10K8 ý nghĩa: 10% ( 3%TiC+ 7%TaC) ;

8%

Co; còn lại 82% WC

Các mác thép thông dụng: TT7K12; TT20K9

Trang 72

SƠ ĐỒ CÁC LOẠI THÉP

Thép đàn hồi (lò xo, nhíp) Thép ổ bi

Thép làm dao cắt có năng suất thấp

Thép Cacbon dụng cụ Thép hợp kim thấp

Thép làm dao cắt có năng suất tb

Thép gió

Thép làm dao cắt có năng suất cao

Hợp kim cứng

Một cácbit Hai cácbit

Ba cácbit

Trang 74

có độ bền cao, chịu mài mòn.

B Thép làm khuôn rập

1 Thép làm khuôn dập nguội

b Các thép làm khuôn dập nguội

- Thép cacbon: Thường dùng các số hiệu: CD100

– CD120 thích hợp với khuôn rập chịu tải trọng

nhỏ, hình dạng đơn giản và có kích thước bé

-Thép hợp kim thấp: Thường dùng thép hợp kim thấp 100Cr, 100CrWMn, 100CrWSiMn

- Thép crom cao: Để làm các khuôn rập chịu tải trọng nặng, yêu cầu chống mài mòn cao, các số hiệu 210Cr12, 160Cr12Mo

- Thép crom trung bình: dùng làm dụng cụ biến dạng

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	703,56 KB

Tiêu đề	Vật liệu thông dụng trong Chế tạo máy và Công nghiệp ô tô
Chuyên ngành	Chế tạo máy và Công nghiệp ô tô