1287631273

Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KIM LOẠI VÀ HP KIM I TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HP KIM : ¾ Khi sử dụng, chế tạo vật liệu kim loại hay hợp kim cần phải nắm tính chất chúng, cần phải dựa vào yêu cầu kỹ thuật để lựa chọn thích hợp ¾ Các tính chất kim loại hay hợp kim bao gồm : tính, lý tính, hoá tính tính công nghệ Cơ tính : Là đặc trưng học biểu thị khả cuả kim loại hay hợp kim chịu tác động loại tải trọng bao gồm : a Độ bền ( σ ) : Là khả vật liệu chịu tác động ngoại lực mà không bị phá hủy Ký hiệu độ bền “ σ ”( xích ma) gồm có : độ bền kéo ( σ k ) ; độ bền uốn ( σ u ) độ bền nén ( σ n ) b Độ cứng : Là khả cuả vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục có ngoại lực tác động thông qua vật nén Nếu giá trị lực nén mà vết lõm biến dạng mẫu thử lớn, sâu độ cứng c Độ dãn dài tương đối ( δ ) : Là tỉ lệ tính theo phần trăm lượng dãn dài sau kéo chiều dài ban đầu δ = l1 − l x100 % l0 Với : L1 : Chiều dài mẫu thử sau kéo L0 : Chiều dài mẫu thử lúc ban đầu Vật liệu có độ dãn dài δ lớn dẻo ngược lại d Độ dai va chạm: Là khả chịu đựng vật liệu tải trọng tác dụng đột ngột ( tải trọng va đập ) mà không bị phá hủy trình làm việc Lý tính : ¾ Là tính chất kim lọai thể qua tượng vật lý thành phần hóa học không thay đổi ¾ Lý tính kim lọai gồm có : khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện từ tính a Khối lượng riêng: Là khối lượng 1cm3 vật chất Nếu gọi m khối lượng vật chất, V thể tích vật chất γ khối lượng riêng vật chất ta có : m γ = ( gr / cm ) V Khuyết tật phương pháp kiểm tra 1/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com b Nhiệt độ nóng chảy: Là nhiệt độ làm cho kim loại biến từ thể rắn sang thể lỏng Điểm nhiệt độ ứng với thời điểm kim lọai chuyển từ thể đặc sang lỏng hoàn toàn gọi điểm nóng chảy, có ý nghóa quan trọng công nghệ đúc hàn Ví dụ điểm nóng chảy gang 11300÷ 13500C c Tính dãn nở : Là khả kim loại dãn nở nung nóng co lại làm nguội Thực tế kim loại dãn nở theo thể tích, kỹ thuật độ dãn nở biểu thị hệ số dãn nở chiều dài đơn vị ( 1mm ) Ví dụ hệ số dãn nở thép 0,0000120 mm ( 12 10 -6 mm ) d Tính dẫn nhiệt : Là tính chất truyền nhiệt kim loại bị đốt nóng hay làm lạnh Độ dẫn nhiệt kim loại hợp kim không giống Độ dẫn nhiệt kim loại đen gang, thép xa so với kim loại màu Cu, Al… e Tính dẫn điện : Là khả truyền giòng điện kim loại Kim loại có tính dẫn điện tốt dẫn nhiệt tốt ngược lại f Tính nhiễm từ : Là khả kim loại bị từ hoá ( dẫn từ ) sau đặt từ trường Sắt hầu hết hợp kim sắt có tính nhiễm từ Hoá tính : Là độ bền kim loại tác dụng hoá học chất khác : oxy, H2O , acid … mà không bị phá hủy a Tính chịu ăn mòn : Là độ bền kim loại ăn mòn môi trường xung quanh b Tính chịu nhiệt : Là độ bền kim loại ăn mòn oxy không khí hay vài thể lỏng thể khí nhiệt độ cao c Tính chịu acid : Là độ bền kim loại ăn mòn acid Tính công nghệ : Là khả thay đổi trạng thái kim loại hay hợp kim sở tính chất kim loại a Tính đúc : Đặc trưng độ chảy loãng, độ co tính thiên tích Độ chảy loãng cao tính đúc tốt, biểu thị khả điền đầy khuôn kim loại chảy loãng Độ co lớn tính đúc b Tính rèn : Là khả biến dạng vónh cửu kim loại chịu tác dụng ngoại lực để tạo thành hình dạng chi tiết mà không bị phá hủy c Tính hàn : Là khả tạo thành liên kết phần tử hàn nung nóng chỗ hàn đến trạng thái chảy hay dẻo d Tính cắt gọt : Là khả kim loại cắt gọt dễ hay khó Khuyết tật phương pháp kiểm tra 2/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com II CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HP KIM : Cấu tạo kim loại nguyên chất : ¾ Kim loại trạng thái rắn có cấu tạo bên gồm nguyên tử xếp theo trật tự riêng dạng hình học xác định, người ta gọi mạng tinh thể ¾ Mỗi mạng tinh thể có đặc trưng riêng, để phân biệt, người ta lấy phần không gian nhỏ mạng gọi ô Các kiểu mạng thường gặp tương ứng có ô : lập phương diện tâm, lập phương thể tâm lục phương dầy đặc Sự biến đổi mạng tinh thể kim loại : Khả mà kim loại thay đổi hình dáng mạng tinh thể theo nhiệt độ cấu tạo tính chất vật lý người ta gọi tính thù hình kim loại Sự kết tinh kim loại : Bằng thí nghiệm, người ta xác định kim loại có đường nguội nhât định có dạng chung biểu đồ Mỗi kim loại có giá trị nhiệt độ kết tinh xác định ( t0kt ) III PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT KIM LOẠI VÀ HP KIM : Đánh giá độ bền kéo : ¾ Để đánh giá độ bền kéo kim loại hay hợp kim, phải tiến hành thử kéo, trình thử quan trọng để xác định tính kim loại bao gồm tính chất : ™ Độ bền : Là khả kim loại chống lại tác dụng ngoại lực mà không bị phá hỏng ™ Độ đàn hồi : Là khả biến dạng kim loại chịu tác động ngoại lực trở lại cũ bỏ lực tác động ™ Độ dẻo : Là khả biến dạng vónh cửu kim loại chịu lực tác động Khuyết tật phương pháp kiểm tra 3/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Taân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Khi thử kéo, kim loại có biểu đồ biến dạng theo dạng chung nhu biểu đồ sau giá trị độ bền kim loại xác định σ theo công thức: σ= p ( N / mm2 ) F0 Trong : • • P lực kéo lớn ứng mẫu bị thắt ( N ) F0 diện tích tiết diện chỗ bị thắt ( mm2 ) với lúc Đánh giá độ cứng : ¾ Mỗi kim loại hợp kim khác có độ cứng khác Độ cứng kim loại hay hợp kim khả chống lại lún bề mặt chỗ ta ấn vào vật cứng ¾ Tùy theo kích thước vết lõm mà ta xác định độ cứng kim loại theo phương pháp sau : a Phương pháp Brinen : Là dùng viên bi cầu thép cứng có đường kính chuẩn ( 2,5 – 10mm) ấn vào bề mặt cần thử sau dùng kính lúp đặc biệt đo đường kính d vết lõm tra bảng để có độ cứng theo đơn vị đo HB Phương pháp để thử kim loại mềm thép chưa cứng HB = Khuyết tật phương pháp kiểm tra P P = F πD πD − D2 − d2 2 ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎟ P ⎜ π = ⎜ ⎟ D ⎜ ⎛d ⎞ ⎟ ⎜1− 1− ⎜ ⎟ ⎟ ⎝D⎠ ⎠ ⎝ 4/9 Vaên Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Taân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com Trong : • P lực ép (P = 300D2 do91i với thép C thấp gang; P= 100D2đối với đồng hợp kim đồng – đơn vị Kg) • D đường kính viên bi (mm) • d đường kính vết lõm bề mặt vật thử ( mm ) • F diện tích mặt chỏm cầu vết lõm ( mm2) b Phương pháp Rốcven : Là dùng mũi nhọn kim cương có góc đỉnh 1200 để ấn lên bề mặt vật thử Trong thử, độ cứng trực tiếp kim đồng hồ đồng hồ đo Đơn vị đo độ cứng Rốcven HR kèm theo chữ : A,B,C tương ứng với lực ấn lần 60,100 150 kg Ký hiệu HRA, HRC dành cho vật liệu cứng HRB dành cho vật liệu mềm c Phương pháp Vícke : Là dùng mũi nhọn kim cương hình chóp đáy vuông, có góc mặt đối xứng 1360 ấn lên bề mặt vật thử với tải trọng P từ đến 120 kg Độ cứng Vícke ký hiệu HV ( kg/ mm2 )sử dụng cho vật liệu mềm cứng p HV = 1,8544 D Trong : • P tải trọng ( Kg ) • F đường chéo vết lõm (mm) Đánh giá độ dai va đập : ¾ Các chi tiết máy có độ bền cao, thể bị phá hỏng lực va đập dù lực không lớn Do để xem xét tính chất học vật liệu cách toàn diện, việc xét tính trạng thái tải trọng tónh, ta phải xét đến tính trạng thái tải trọng động tức tải trọng có va đập ¾ Khi thử, người ta dùng máy thử buá lắc đập vào mặt đối diện có xẻ rãnh mẫu thử Đồng hồ máy giá trị va đập làm hỏng mẫu A ⎞ a k = ⎛⎜ Nm mm ⎟⎠ F⎝ Trong : • A công phá hỏng mẫu ( Nm ) • F diện tích mặt cắt ngang chỗ xẻ rãnh (mm2) Khuyết tật phương pháp kiểm tra 5/9 Vaên Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Taân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn HP KIM SẮT – CACBON I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HP KIM : ¾ Hợp kim sản phẩm nấu chảy hay nhiều nguyên tố mà nguyên tố chủ yếu kim loại hợp kim có tính chất kim loại Thí dụ thép hợp kim Fe Cacbon ¾ Trong thực tế,người ta sử dụng hợp kim nhiều kim loại nguyên chất hợp kim có tính chất cao Tuy nhiên hợp kim có cấu tạo phức tạp nên cần nắm số khái niệm sau: Pha : Là phần tử hợp kim có thành phần đồng trạng thái ngăn cách với pha khác bề mặt phân chia ( trạng thái rắn phải có đồng kiểu mạng thông số mạng ) Một tập hợp pha trạng thái cân gọi hệ hợp kim Nguyên : Là vật chất độc lập có thành phần không đổi, tạo nên pha hệ Trong số trường hợp, nguyên nguyên tố hoá học hợp chất hoá học có tính ổn định cao Tổ chức hợp kim: a) Dung dịch đặc : Hai nhiều nguyên tố có khả hoà tan vào trạng thái đặc gọi dung dịch đặc Có loại dung dịch đặc: ™ Dung dịch đặc thay : Khi nguyên tử nguyên tố hoà tan B thay nguyên tử nguyên tố dung môi A ™ Dung dịch đặc xen kẻ: Khi nguyên tử nguyên tố hoà tan B xen vào kẻ hở nguyên tố dung môi A B A Thay B A Xen kẻ b) Hợp chất hoá học : Trong nhiều loại hợp kim, nhiều pha tạo nên liên kết nguyên tố khác theo tỉ lệ xác định gọi hợp chất hoá học Ví dụ Fe3C; CuZn… c) Hỗn hợp học : Trong hệ hợp kim, có nguyên tố không hoà tan vào nhau, không liên kết tạo thành hợp chất hoá học mà liên kết với lực học túy làm thay đổi mạng nguyên tử nguyên tố thành phần Khuyết tật phương pháp kiểm tra 6/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com II CÁC TỔ CHỨC CỦA HP KIM SẮT- CACBON : Ở trạng thái rắn, hệ hợp kim sắt cacbon tồn tổ chức pha pha bao gồm: ¾ Tổ chức Xêmentít (Xe, Fe3C) : Là hợp chất hoá học sắt cacbon (C% = 6,67%), tổ chức có độ cứng cao, tính công nghệ kém, độ giòn lớn chịu mài mòn tốt ¾ Tổ chức stênít (γ , Os) : Là dung dịch đặc xen kẻ Cacbon sắt Lượng Cacbon hoà tan tối đa 2,14% nhiệt độ 11470C Đây pha dẻo dai dễ bị biến dạng Chỉ tồn nhiệt độ tr6n 727 0C nên không định tính chất kim loại chịu tải mà có nghóa gia công áp lực nóng nhiệt luyện ¾ Tổ chức Ferít (α , F) : Là dung dịch đặc xen kẻ Cacbon hoà tan sắt Lượng Cacbon hoà tan Ferít nhỏ Nhiệt độ giảm lượng hoà tan giảm nên coi feric sắt nguyên chất Ferít dẻo, mềm có độ bền thấp ¾ Tổ chức Péclít (P) : Là tổ chức gồm pha Đây hỗn hợp học Ferít Xêmentít Tính chất học Péclít phụ thuộc vào lượng Ferít Xêmentít ¾ Tổ chức Lêđêburít (Le) : Là hỗn hợp học Ôstênít Xêmentít hình thành nhiệt độ 11470C với 4,43% C có độ cứng cao giòn Người ta định nghóa kim loại đen kim loại hợp kim có chứa sắt gang, thép hợp kim chúng Khuyết tật phương pháp kiểm tra 7/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quaän 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com III THEÙP CACBON : Khái niệm thép Cacbon : ¾ Thép C hợp kim sắt cacbon với hàm lượng C < 2,14% có chứa tạp chất khác : Mn, Si, P, S ¾ Ảnh hưởng nguyên tố thép: • Cacbon: Khi tăng hàm lượng Cacbon độ cứng độ bền tăng độ dẻo dai lại giảm Sự thay đổi hàm lượng C làm thay đổi tính công nghệ thép Ví dụ tăng C tính rèn xấu tính đúc lại tốt • Silíc Mangan : Là tạp chất có lợi Khi hàm lượng chúng thích hợp ( Mn ≤ 0,75% Si ≤ 0,35% ) có khả khử oxy khỏi oxýt sắt làm tăng độ bền độ cứng cho thép Nhưng không nên tăng hàm lượng nhiều chất tác hại đến tính cắt gọt nhiệt luyện • Phốtpho Lưu huỳnh: Là hai tạp chất có hại Ở nhiệt độ cao lưu huỳnh mềm làm cho liên kết thép không bền vững gọi giòn nóng Ngược lại, Phốt làm thép bị phá hủy trạng thái nguội gọi giòn nguội Do cần hạn chế P,S mức 0,03% ¾ Thép C vật liệu sử dụng rộng rãi giá thành không cao, tính tổng hợp mức trung bình nên dùng làm chi tiết máy chịu tải trọng nhỏ vừa điều kiện áp suất nhiệt độ thấp Phân loại thép Cacbon : Trong kỹ thuật người ta phân loại thép Cacbon theo cách: • Theo tổ chức tế vi ( cấu tạo ) thép • Theo hàm lượng Cacbon thường dùng • Theo phương pháp luyện kim qua loại lò: Lò điện tốt lò Máctin; lò Máctin tốt lò chuyển • Theo công dụng : Đây phương pháp thường dùng tính thực tiễn cao Theo cách này, thép Cacbon chia làm nhóm sau: a) Nhóm thép Cacbon thông dụng : ¾ Còn gọi thép thường, có tính không cao, dùng để chế tạo chi tiết máy, kết cấu chịu tải nhỏ sử dụng phổ biến xây dựng giao thông Trong nhóm thép lại chia làm nhóm nhỏ : A; B; C Nhóm A đặc trưng cho tiêu tính ( độ bền, độ dẻo, độ cứng…); nhóm B đặc trưng cho tiêu thành phần hoá học nhóm C đặc trưng cho hai nhóm A B ¾ Theo TCVN 1765-75 qui định ký hiệu thép C thông dụng : CT kèm theo số giới hạn bền ( σ b ) Ví dụ : CT38 Nhóm B C có ký hiệu giống nhóm A phiá trước chữ CT có thêm chữ B C Ví dụ : BCT38 – CCT38 b) Nhóm thép cacbon kết cấu : Đây loại thép có hàm lượng P, S nhỏ, tính lý hoá tốt, hàm lượng Cacbon xác tiêu tính rõ ràng, dùng sử dụng chế tạo chi tiềt máy chịu lực cao Theo TCVN thép Cacbon kết cấu ký hiệu : C kèm theo số hàm lượng Cacbon tính theo phần vạn Ví dụ : thép C45 hay gọi thép 45 có hàm lượng Cacbon 0,45% Khuyết tật phương pháp kiểm tra 8/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quaän 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com c) Nhóm thép cacbon dụng cụ : Đây loại thép có hàm lượng Cacbon cao ( 0,7 ÷ 1,3% ), có hàm lượng P, S thấp < 0,025% Thép có độ cứng cao nhiệt luyện, chịu nhiệt thấp nên dùng làm dụng cụ thông dụng đục , dũa, loại khuôn, chi tiết cần độ cứng Theo TCVN thép C dụng cụ có ký hiệu : CD số kèm hàm lượng Cacbon tính theo phần vạn Nếu sau số có kèm theo chữ A cho biết loại tốt so với loại Ví dụ : CD100A IV THÉP HP KIM : Khái niệm thép hợp kim : ¾ Đây loại thép Fe; C và nguyên tố thường có như: Mn ; Si ; P ; S người ta cố ý đưa vào thép nguyên tố kim loại đặc biệt khác với hàm lượng định đủ lớn để làm thay đổi tổ chức tính chất thép ( hàm lượng nhỏ tác dụng đóng vai trò tạp chất ) Các nguyên tố kim loại đặc biệt thường dùng laø : Mn ; Si ; Cr ; Ni ; Ti ; W; Co; Mo ; Bo ; Be ; Cu… ¾ Nhờ nguyên tố hợp kim mà thép hợp kim có đặc tính sau : • Cải thiện tính : Khi nhiệt luyện tăng tính rõ rệt, tốt thép C giữ độ bền cao thép C nhiệt độ cao nhờ tương tác nguyên tố hợp kim có tổ chức thép • Tạo tính chất lý hoá đặc biệt : Khả chống ăn mòn cao, có từ tính cao từ tính; độ dãn nở nhiệt nhỏ ¾ Thép hợp kim có giá thành cao đặc tính nên dùng để chế tạo chi tiết chịu lực, chịu nhiệt, chịu ăn mòn nhằm nâng cao tuổi thọ thiết bị, giảm nhẹ khối lượng kích thước máy Công thức tổng quát đọc tên thép Hợp Kim : nAxByCz… Trong : n : Là số hàm lượng C tính theo phần vạn A,B,C,…: Tên nguyên tố kim loại hợp kim thép x,y,z,….: Con số hàm lượng nguyên tố hợp kim tính theo phần trăm * Chú ý : o Neáu n = x = y = z =…= theo qui ước không ghi vào ký hiệu thép hợp kim o Nếu sau ký hiệu thép hợp kim có thêm chữ A cho biết thép có chất lượng tốt so với loại o Những loại thép C kết cấu có hàm lượng Mn Si cao xem thép hợp kim Ví dụ : Cr4Si2 ; 80Cr2Ni4Mo Al ; 12CrNi3A ; C65Mn ; C65Si2…… Phân loại thép hợp kim : Người ta phân loại thep hợp kim theo cách : o Phân loại theo nồng độ hợp kim thép : ƒ Thép hợp kim thấp có tổng lượng nguyên tố hợp kim nhỏ hôn 2,5% Khuyết tật phương pháp kiểm tra 9/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com ƒ Thép hợp kim trung bình có tổng lượng nguyên tố hợp kim từ 2,5 ÷ 10% ƒ Thép hợp kim cao có tổng lượng nguyên tố hợp kim lớn 10% o Phân loại theo tên gọi nguyên tố hợp kim : ví dụ thép Silíc ; thép Mangan… o Phân loại theo công dụng : Đây cách phân loại sử dụng phổ biến, gồm có loại sau : a) Thép hợp kim kết cấu : Đây thép sở thép C kết cấu cho thêm nguyên tố hợp kim Khi nhiệt luyện phải qua thấm than ( C ) tính cao Được sử dụng để chế tạo chi tiết chịu tải trọng cao cần độ cứng, độ chịu mài mòn tính đàn hồi Ví dụ : 20CrNi ; 40CrMn ; C65Mn… Ngày giới có nhóm thép hợp kim thấp với độ bền cao gọi HSLA ( High Strength Low Alloy Steel ) dùng nhiều ngành công nghiệp đặc điểm độ bền cao, có ưu điểm giá thành rẻ, có tính chống ăn mòn tính hàn tốt b) Thép hợp kim dụng cụ : Đây loại thép có độ cứng cao sau nhiệt luyện , có độ chịu nhiệt độ chịu mài mòn cao Hàm lượng C từ 0,7÷ 1,4% nguyên tố hợp kim cho vào : Cr; W ; Si ; Mn Sau nhiệt luyện, thép có độ cứng đạt 60÷62 HRC Ví dụ : 90CrSi ; 100CrWMn ; 100Cr12…Riêng loại thép làm ổ lăn có hàm lượng Crôm cao ký hiệu : OL Ví dụ :OLCr1 ; OLCr1.5 c) Thép gió : Đây thép hợp kim đặc biệt dùng làm dụng cụ cắt gọt dao tiện chi tiết máy có yêu cầu cao Các nguyên tố hợp kim có : Cr ; W ; Co ; V ; Fe Theùp gió có độ cứng cao, bền, chịu nhiệt đến 6500C chịu mài mòn Ví dụ :90W9V2; 75W18V ; 140W9V5 ; 90W18V2… d) Thép không gỉ : Đây thép có khả chống lại môi trường ăn mòn thép thường có nhiều pha Trong thép không gỉ có hàm lượng Crôm cao > 12% Có loại thép không gỉ : loại pha ( Pherít + Cácbít ) loại pha Ôstênít Tùy theo mức độ chống gỉ mà chúng làm việc môi trường nước biển hoá chất e Thép bền nóng : Đây thép làm việc nhiệt độ cao mà độ bền không giảm, không bị oxy hoá bề mặt Ví dụ : 12CrMo ; 4Cr9Si2 chịu nhiệt từ 300÷5000C , loại thép có khả chịu nhiệt 8000C dùng chế tạo dây dẫn, điện trở : Cr20Ni80 ; Cr15Ni60… V GANG : Khái niệm gang : ¾ Gang hợp kim Fe C hàm lượng C nằm khoảng 2,14% ≤ C < 6,67% Tuy nhiên loại gang kỹ thuật thường sử dụng có lượng C nằm khoảng từ 3,5 ÷ 4,5 % với nguyên tố thường có khác : Mn ; Si ; P ; S giống thép Do có hàm lượng C cao nên tổ chức gang nhiệt độ thường nhiệt độ cao tồn lượng Xêmentít cao Đặc tính chung gang cứng, giòn, có nhiệt độ nóng chảy thấp nên dễ đúc ¾ Thành phần tạp chất gang gây ảnh hưởng đến gang Cùng với C, Si thúc đẩy trình graphít hoá ( nghóa phân hủy Fe 3C thành Fe C tự kết tinh ) Ngược lại Khuyết tật phương pháp kiểm tra 10/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quaän 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com Mn gaây cản trở graphít hoá nhằm tạo Fe 3C gang trắng Nguyên tố P , S làm hại đến tính gang nhiên P phần làm tăng tính chảy loãng tính chống mài mòn Phân loại gang : ¾ Trong kỹ thuật , người ta phân làm nhóm gang : gang thường gang hợp kim Gang thường loại gang mà nguyên tố gang giới hạn bình thường Gang hợp kim có hai trường hợp: hàm lượng Si > 4% cho vào gang nguyên tố hợp kim ¾ Phân loại theo tổ chức cấu tạo cách phân loại phổ biến, có loại : a Gang trắng : Mặt gẫy gang có màu sáng trắng gang có nhiều tổ chức Xêmentít Gang trắng cứng giòn, khó gia công cắt gọt nên thường dùng dạng vật đúc Nó dùng làm nguyên liệu để luyện thép chế tạo gang dẻo, chế tạo chi tiết máy cần có tính chịu mài mòn cao bi nghiền, trục cán Gang trắng hình thành hàm lượng C , Mangan thích hợp với điều kiện làm nguội nhanh lò Gang trắng có ký hiệu tổng quát GT ký hiệu riêng b Gang xám : Mặt gẫy gang có màu xám có tổ chức C dạng graphít hình làm nguội chậm gang lò Trong sản xuất, người ta biến tính gang xám để cải thiện tính nên gọi gang biến tính Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có khả dập tắt rung động máy Theo TCVN 1659-75 gang xám có ký hiệu : GX số kèm Con số thứ giới hạn bền kéo ( kg / mm2 ), số thứ hai giới hạn bền uốn ( kg / mm2 ) Các loại gang: GX12-28 ; GX15-32 ; GX18-36 ; dùng làm vỏ hộp máy, nắp che Loại GX21-40 ; GX28-48 có tính cao graphít nhỏ mịn nên dùng làm chi tiết chịu lực bánh đà, thân máy Gang biến tính GX36-56 ; GX40-60 dùng chế tạo vỏ xi lanh… c Gang cầu : Là loại gang có tổ chức gang xám, graphít có dạng thu nhỏ thành hình cầu, mà gang cầu có tính cao độ bền, đặc biệt có độ dẻo Có thể so sánh gang cầu với thép mác thấp tính Sau nấu chảy gang xám, dùng phương pháp biến hình đặc biệt gọi cầu hoá để tạo graphít hình cầu Theo TCVN, gang cầu có ký hiệu : GC số kèm Con số thứ giới hạn bền kéo ( kg/mm2 ), số thứ hai độ dãn dài tương đối ( %/mm) Ví dụ : GC42-12 ; GC45-15 ; GC50-2….Gang cầu dùng chế tạo chi tiết máy trung bình lớn có hình dáng phức tạp, chịu tải trọng cao, chịu va đập trục khuỷu; trục cán, số trường hợp dùng thay cho thép dễ chế tạo giá thành hạ d Gang dẻo : Gang dẻo có tên gọi khác gang rèn không dùng để rèn, mặt cấu tạo có tên gang giun ( graphít có hình dáng giống giun ) chế tạo từ gang trắng phương pháp nhiệt luyện ( ủ ) Người ta nung gang trắng đến nhiệt độ 900÷10000C giữ nhiệt độ thời gian từ 70÷100 Trong trình ủ, graphít phân hủy từ Fe 3C gang trắng để tạo nên dạng cụm Cacbon : Khuyết tật phương pháp kiểm tra 11/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Website: www.kimtingroup.com Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn t0 – thời gian Fe 3C Péclít + Ccụm Với cấu tạo tạo nên độ dẻo lớn cho gang dẻo Theo TCVN gang dẻo có ký hiệu : GZ số kèm Con số thứ giới hạn bền kéo ( kg/mm2 ), số thứ hai độ dãn dài tương đối( %/mm) Ví dụ : GZ33-8 ; GZ37-12 ; GZ45-6 ; GZ60-3…Gang dẻo thường có giá thành cao khó đúc thời gian ủ lâu, đïc dùng để chế tạo chi tiết máy phức tạp KIM LOẠI MÀU VÀ HP KIM MÀU I TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI MÀU : ¾ Sắt hợp kim ( thép, gang ) gọi kim loại đen Kim loại màu hợp kim màu kim loại mà thành phần chúng không chứa sắt chứa lượng nhỏ ¾ Kim loại màu có tính chất đặc biệt ưu việt kim loại đen chỗ : có tính dẻo cao, tính tốt, có khả chống ăn mòn mài mòn., có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt Các kim loại màu thường dùng kỹ thuật laø : Cu , Al , Sn , Pb, Zn, Mg… II NHÔM VÀ HP KIM NHÔM : ¾ Nhôm kim loại nhẹ, có khối lượng riêng 2,7gr/cm3, có tính dẫn điện dẫn nhiệt cao, chống ăn mòn tốt Nhiệt độ nóng chảy 6600C Trên bề mặt nhôm có lớp oxýt bảo vệ chống ăn mòn môi trường không khí nhiệt độ thường lớp oxýt nhôm Al2O3 tự hình thành bề mặt ¾ Nhôm nguyên chất sau nhiệt luyện có màu sáng trắng chia làm nhóm : oNhóm nhôm tinh khiết có 99,999% Al – ký hiệu A999 oNhóm nhôm có độ cao – ký hiệu A995;A99;A97; A95 oNhóm nhôm kỹ thuật – ký hiệu A85 ; A8 ; A7; A0 ¾ Nhôm nguyên chất có độ bền thấp nên phạm vi sử dụng hạn chế, thường dùng công nghiệp điện tiêu dùng Để sử dụng rộng rãi hơn, người ta sử dụng nhôm dạng hợp kim ¾ Tùy theo công dụng, hợp kim nhôm phân hai loại: đúc gia công áp lực Ví dụ :Al99Mg1( 99%Al-1% Mg); AlCu4Mg2 (4% Cu – 2% Mg – 94% Al) Điển hình loại hợp kim nhôm đúc Silumin ( có chứa từ 6÷13% Si ) Điển hình hợp kim nhôm biến dạng Đura, thành phần gồm : Al ; Cu ; Mn Mg, Mg Cu làm tăng độ bền Mn làm tăng tính chịu ăn mòn Do đặc tính có độ bền cao nên Đura dùng nhiều công nghiệp dân dụng chế tạo máy, đặc biệt chế tạo cho ngành hàng không III ĐỒNG VÀ HP KIM ĐỒNG: ¾ Đồng nguyên chất có màu đỏ, có trọng lượng riêng 8,9 gr/cm3, nhiệt độ nóng chảy 10830C Đồng có tính dẫn nhiệt tốt có tính dẫn điện cao gần bạc Độ bền độ cứng đồng không lớn lắm, có độ dẻo cao, thích hợp cho gia công áp lực trạng thái nguội nóng Đồng bền vững với môi trường không khí nước lại bị oxy hóa mạnh nhiệt độ cao Đồng dễ Khuyết tật phương pháp kiểm tra 12/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quận 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com hoaø tan axít, bền dung dịch kiềm Cách nhiệt luyện Cu kim loại màu khác ủ kết tinh ¾ Do đồng nguyên chất bền tính công nghệ nên người ta thường sử dụng hợp kim Cu có hai loại sau : Đồng thau : Trong kỹ thuật có hai loại đồng thau đúc gia công áp lực Đồng thau nhị nguyên đồng thau gồm hai nguyên tố Cu Zn thành phần Zn≤45% Có ký hiệu : L số kèm phần trăm Cu, phần lại kẽm tạp chất khác Ví dụ : L68 có 68 % Cu – 32% kẽm tạp chất Đồng thau đa nguyên đồng thau nguyên tố Cu Zn chứa nguyên tố khác như: Pb ; Si … Ký hiệu chữ L thêm chữ khác biểu thị tên hợp kim đồng thau số kèm thành phần Cu nguyên tố hợp kim Ví dụ : LSiPb80-3-3 có 80% Cu – 3% Si – 3% Pb lại 14% kẽm tạp chất Đồng : Là hợp kim Cu có pha thêm : Zn ; Sn ; Al ; Si ; Be ; Cr Có nhiều loại đồng tên gọi theo tên nguyên tố hợp kim pha vào đồng đồng thiếc, đồng Silíc… Đồng có ký hiệu với chữ đầu Br tên nguyên tố hợp kim số kèm theo thứ tự thành phần nguyên tố hợp kim, phần lại Cu tạp chất khác Ví dụ BrSnP10-1 có 10% Sn – 1% P lại 89% Cu tạp chất IV CÁC KIM LOẠI VÀ HP KIM MÀU KHÁC : Niken hợp kim Niken : ¾ Niken có độ bền hoá học học, có độ dẻo dai, chịu nóng chất bắt từ Niken nguyên liệu để pha vào thép, gang hợp kim dùng để mạ Niken có khối lượng riêng 200C 8,9 gr/cm3 nhiệt độ nóng chảy 14550C sôi 33770C ¾ Hợp kim Niken có tính chịu nhiệt tốt, tính bền nhiệt cao, điện trở lớn, tính chống ăn mòn tốt dẻo dai nhiệt độ thường nhiệt độ cao Kẽm hợp kim Kẽm : ¾ Trong môi trường không khí ẩm, bề mặt kẽm tạo nên lớp oxýt bảo vệ, người ta phủ kẽm lên bề mặt kim loại để chống bị ăn mòn Kẽm có khối lượng riêng 200C 7,136 gr/cm3 nhiệt độ nóng chảy 4200C sôi 9070C ¾ Kẽm thích hợp cho gia công áp lực, mạ thay đồng thiếc hợp kim chúng Chì hợp kim chì : ¾ Chì có trọng lượng riêng 11,34 gr/cm3, nóng chảy 3750C Chì mềm dẻo có tính chống phóng xạ tốt Ở nhiệt độ thấp chì có tính dẫn điện tốt, nhiệt độ cao tính chì giảm -1830C giới hạn bền kéo, độ cứng độ dai va đập tăng lên gấp đôi ¾ Trong ngành y học nghiên cứu vật lý hạt nhân, chì vật liệu sử dụng cho việc chống phóng xạ hiệu Magiê hợp kim Magiê : ¾ Magiê có trọng lượng riêng 200C 1,738 gr/cm3, nóng chảy nhiệt độ 6500C sôi 11070C Magiê sử dụng nhiều hợp kim có độ bền riêng cao thép kết cấu, gang hợp kim nhôm Khuyết tật phương pháp kiểm tra 13/9 Văn Phòng: 69 Nguyễn Thi, Phương 13, Quaän 5, TP.HCM - Tel : 08.9506618 - Fax: 08.9506617 R Nhà Máy: E4/ 48 Quốc Lộ 1A -P Bình Trị Đông B, Q.Bình Tân - TPHCM - Tel: 08.8760427 - Fax: 08.7507673 Email: Kim-metal@hcm.vnn.vn Website: www.kimtingroup.com ¾ Hợp kim Magiê dễ gia công áp lực cắt gọt trạng thái nóng Hợp kim Magiê dùng tốt cho chi tiết chịu uốn làm việc, không bị nhiễm từ toé lửa va chạm mạnh ma sát Hợp kim Magiê dễ hàn, đặc biệt hàn hồ quang argon V HP KIM ĐỢ SÁT : ¾ Trong chế tạo máy, hợp kim đỡ sát dùng để làm ổ trượt, bạc làm việc có ma sát chịu mài mòn Công dụng làm giảm ma sát vật quay máy ¾ Các loại hợp kim đỡ sát thường dùng có : o Hợp kim Babít : Là hợp kim thiếc, chì với antimon đồng (Antimon 10÷17% Cu 1,5 ÷ 6% ) dùng làm ổ trït chịu áp lực với tốc độ lớn Nhờ mềm, dẻo hệ số ma sát thấp nên bảo vệ cho ngõng trục bị mòn việc lưu thông dầu mỡ bề mặt tiếp xúc dễ dàng o Hợp kim Nhôm – Kẽm : Có thể thay cho hợp kim babít đắt tiền làm việc tải trọng có áp suất nhỏ Nhược điểm hợp kim độ cứng cao nên bề mặt trục quay phải có độ cứng độ nhẵn cao Hợp kim có độ dãn nở nhiệt lớn, phải để khe hở lớn trục ổ trục, nhiên có tính dẫn nhiệt tốt o Hợp kim đồng : Dùng phổ biến chế tạo khí để làm bạc trượt Nó làm việc nhiệt độ cao tải trọng lớn so với hợp kim Babít ¾ Trong công nghiệp đại, người ta dùng loại ổ trượt kim loại, vừa có khả chịu ma sát tốt lại chống ăn mòn tốt Hoặc ổ trượt bột kim loại trộn với dầu mỡ đặc biệt ( đồng dầu ) trình làm việc không cần bôi trơn thêm Hiện nay, người ta nghiên cứu thay hợp kim làm ổ trượt vật liệu phi kim loại chất dẻo, nhựa cứng Khuyết tật phương pháp kiểm tra 14/9