BÀI THAM KHẢO DÀNH CHO SINH VIÊN CƠ KHÍ
Trường đại học công nghiệp thực phẩm TP.HCM Khoa khí Môn: Vật liệu khí Đề tài: Thép kết cấu Giáo viên hướng dẫn: Vấn đề hôm tìm hiểu : Thép kết cấu Thép kết cấu Theo thành phần cacbon Thép thấm cacbon (0,1 - 0,25%) Thép đàn hồi (0,5 - 0,7%) Theo nguyên tố hợp kim Thép hóa tốt (0,3 - 0,5%) Thép kết cấu có công dụng riêng Thép ổ lăn thép dễ cắt Thép kết cấu I Khái niệm, đặc điểm thép kết cấu : Khái niệm thép kết cấu : loại thép dùng chủ yếu chế tạo chi tiết máy, chúng có chất lượng cao nhiều chủng loại Đặc điểm thép kết cấu Đặc điểm thép kết cấu tính chất thành phần cacbon nguyên tố hợp kim Về tính chất thép kết cấu phải đạt hai yêu cầu : + Có tính công nghệ tốt + Có tính tổng hợp tốt Về thành phần cacbon : có hàm lượng cacbon thấp trung bình, nằm giới hạn 0,10 ÷ 0,60% Về nguyên tố hợp kim : cho thêm nguyên tố hợp kim vào nhằm mục đích nâng cao độ thấm tính nên hàm lượng nguyên tố hợp kim không cao thường từ ÷ 3% II Phân loại thép kết cấu theo đăc điểm nhiệt luyện chung : Thép kết cấu theo đặc điểm nhiệt luyện chung thép thấm cacbon thép hóa tốt thép đàn hồi Kí hiệu thép kết cấu Theo TCVN 1766-75 quy định cách kí hiệu thép kết cấu sau: Kí hiệu : CXX Trong : + C : Chỉ thép kết cấu + XX : Hàm lượng cacbon tính theo phần vạn VD: Thép C45 C45 Có nghĩa là: Thép kết cấu có hàm lượng cacbon 0,45% - Nhiệt luyện thép đàn hồi + Để đạt giới hạn đàn hồi cao Thép phải nhiệt luyện để có tổ chức trôstit ram cách ram trung bình.Với tổ chức này, tỷ lệ tăng lên gần tới Ngoài ra, để tăng khả chịu mỏi người ta tạo nên lớp ứng suất nén dư bề mặt cách cán, phun bi, lăn ép, Bảng 6.10 Thành phần hóa học thép đàn hồi Mác thép C70 65Mn 60Si2 60SiMn 50CrV 60Si2CrA 60Si2Ni2A Thành phần nguyên tố % C Mn Si Cr Nguyên tố khác 0,67-0,75 0,62-0,70 0,57-0,65 0,55-0,65 0,46-0,54 0,56-0,64 0,56-0,64 0,5-0,8 0,8-1,2 0,6-0,9 0,8-1,0 0,5-0,8 0,5-0,8 0,5-0,8 0,17-0,37 0,17-0,37 1,50-2,00 1,30-1,80 0,17-0,37 1,40-1,80 1,40-1,80 < 0,25 0,8-1,1 0,7-1,0 - 0,1-0,2V 1,4-1,7Ni - Dạng cung cấp thép đàn hồi tấm, lá, dây d Thép kết cấu có công dụng riêng : - Gồm loại : + Thép dễ cắt + Thép ổ lăn - Thép dễ cắt : Là loại thép chuyên dụng để cắt gọt với suất cao máy tự động Thép có độ cứng vừa phải (159250HB) - Đặc điểm thành phần hóa học : Để đảm bảo độ cứng vừa phải, lượng cacbon thép không vượt 0,5% Để phôi dễ gãy, thép phải chứa S P cao giới hạn bình thường: S: 0,1 - 0,3%; P: 0,05 - 0,15% + Đồng thời lượng Mn phải đủ cao để giảm tác hại S + Cũng có nhiều P, S nên tính thép bị xấu đi: độ dẻo, dai giảm, đồng thời độ bền mỏi tính chống ăn mòn xấu Bảng 6.11 Thành phần học tính thép dễ cắt Mác thép 12S 20S 30S 40MnS Thành phần hóa hoc % C Mn 0,08-0,16 0,15-0,25 0,25-0,35 0,35-0,45 0,60-0,90 0,60-0,90 0,70-1,00 1,20-1,55 S P 0,08-0,20 0,08-0,15 0,08-0,12 006 0,08-0,12 006 0,18-0,30 005 Cơ tính σb , Mpa δ, ψ, H % % B 420-570 460-510 520-670 60-570 22 20 15 14 36 20 15 20 160 168 185 207 - Thép ổ lăn : Gồm vòng ổ, bi (hoặc đũa) Khi làm việc bề mặt chịu ứng suất tiếp xúc cao với số lượng chu kì ứng suất lớn Để đáp ứng nhu cầu đó, thép ổ lăn phải có độ bền mỏi tiếp súc chống mài mòn cao, phải có độ cứng cao độ bền đồng + Đặc điểm thành phần hóa học tổ chức tế vi : Để đảm bảo sau có độ cứng cao chống mài mòn tốt lượng cacbon phải cao (khoảng 1%) Để tăng độ thấm tính đồng đều, thép hợp kim hóa 0,6 - 1,5%Cr, Mn, Si, Mo Để đảm bảo điểm mềm, lượng P S phải thấp (< 0,020%S; < 0,027%P) rỗ xốp + Thép ổ lăn kí hiệu OL với số lượng cacbon trung bình theo phần vạn lượng nguyên tố hợp kim trung bình theo phần trăm Ký hiệu %C %Cr %Mn %Si OL100Cr2 0,95-1,05 1,30-1,65 0,2-0,4 0,17-0.37 OL100Cr2SiMn 0,95-1,05 1,30-1,65 0,9-1,2 0,40-0,65 - Trục cá nguội ,tarô, bàn ren, chi tiết vòi phun cao áp,dụng cụ đo Cảm ơn thầy bạn lắng nghe [...]... tính tổng hợp cao nhất của thép đạt được bằng cách nhiệt luyện hóa tốt (tôi và ram cao) - Các nhóm thép hóa tốt : + Nhóm thép cacbon + Nhóm thép crôm + Nhóm thép crôm-mangan,crômmangan-silic + Nhóm thép crôm-niken hợp kim hóa thấp + Nhóm thép crôm-niken hợp kim hóa trung bình Bảng 6.9 Trình bày thành phần hóa học của một số mác thép hóa tốt Thành phần các nguyên tố % Mác thép C40 C45 40Cr 40CrB 40CrMnB... một số ví dụ về ứng dụng thép crôm Nhóm thép crôm-mangan,crômmangan-silic : gồm các mác 40CrMn, 40CrMnB, 30CrMnSi, 35CrMnSi - Được dùng nhiều trong chế tạo ôtô: các trục, các kết cấu chịu lực, các chi tiết bộ phận lái Nhóm thép crôm-niken hợp kim hóa thấp : gồm các mác 40CrNi, 45CrNi, 50CrNi, 40CrNiMo(cho thêm Mo để tránh giòn ram) Do có Ni nên thép có độ dẻo dai hơn các nhóm thép trên, đồng thời có...a Thép thấm cacbon: có độ dẻo, dai cao, bề mặt có độ cứng cao, chịu mài mòn (bánh răng, chốt, xích, đĩa ma sát ) Nhóm thép cacbon Nhóm thép crôm Thép thấm cacbon Nhóm thép crôm-niken Nhóm thép rôm-mangan-titan (môlipđen) - Đặc điềm thành phần hóa học: +Hàm lượng cacbon thấp nằm trong khoảng 0,10... Nhóm thép cacbon: gồm các mác C35, C40, C45, C50, trong đó thường dùng nhất là C45 -Sau khi luyện hóa tốt với phôi có đường kính 60mm, thép C45 có cơ tính: σb = 850MPa, σ0,2 = 580MPa, δ = 11%, ak = 450kJ/ ㎡ -Nhóm thép cacbon được dùng làm các chi tiết chịu tải không cao: Trục khuỷu ô tô nhỏ và trung bình, trục truyền, thanh truyền, bánh răng có tốc độ chậm, - Một số hình ảnh về ứng dụng của thép cacbon... cứng bề mặt > 60HRC - Trục động cơ máy bay và tàu biển Nhóm thép crôm-mangan-titan (hoặc molipđen) bao gồm mác 18CrMnTi, 25CrMnTi, 30CrMnTi, 25CrMnMo - Sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp, cơ tính của thép này như sau :σb = 1150 ÷ 1500MPa, σ0,2 = 900 ÷ 1300MPa, δ = 9 ÷ 11% - Bánh răng cầu số và bánh răng trục sau b Thép hóa tốt : - Là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình (0,30 ÷ 0,50%) dùng để... truyền, bánh răng có tốc độ chậm, - Một số hình ảnh về ứng dụng của thép cacbon Nhóm thép crôm: Gồm mác 35Cr, 40Cr4, 45Cr, 50Cr, trong đó nhóm mác 40Cr được dùng phổ biến hơn cả - Sau khi luyện hóa tốt với phôi có đường kính dưới 50mm, thép 40Cr có cơ tính: σb = 800 ÷ 950, σ0,2 = 650÷750, δ = 10%, ak = 600kJ/ ㎡ -Nhóm thép crôm được dùng làm các chi tiết làm việc trong điều kiện tốc độ, áp lực riêng... mà không yêu cầu cao về độ bền Nhóm thép crôm: Gồm các mác 15Cr, 20Cr, 15CrV Chúng được làm các chi tiết nhỏ có đường kính dưới 30mm yêu cầu chống mài mòn bề mặt cao, chịu tải trung bình - Cơ tính sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp: σb = 700 ÷ 800MPa, σ0,2 = 500 ÷ 600MPa, δ = 10 ÷ 12%, độ cứng bề mặt ≥ 60HRC - Đây là hình ảnh chốt piston và trục cam ô tô Nhóm thép crôm-niken : Gồm các mác 20CrNi,... cơ tính : + Độ cứng bề mặt: 59 ÷ 63 HRC + Độ cứng lõi : 30 ÷ 42 HRC + Độ bền kéo : 600 ÷ 1200 MPa + Độ dai va đập : 700 ÷ 1200 kJ/ ㎡ Bảng 6.8: Thành phần hóa học của một số mác thép thấm cacbon Thành phần các nguyên tố % Mác thép C Cr Ni Mn Nguyên tố khác C10 C20 15Cr 20Cr 15CrV 20CrNi 12CrNi 3A 12Cr2Ni4A 18Cr2Ni4MoA 18CrMnTi 25CrMnTi 30CrMnTi 0,07-0,14 0,17-0,24 0,12-0,18 0,17-0,23 0,12-0,18 0,17-0,23... 0,80-1,10 0,80-1,10 0,06-0,12V 0,3-0,4Mo 0,03-0,09Ti 0,03-0,09Ti 0,03-0,09Ti Nhóm thép cacbon: gồm các mác C10, C15, C20, C25 và đôi khi cả CT38 Thường được dùng làm các chi tiết mỏng, hình dạng đơn giản, có yêu cầu chống mài mòn ở bề mặt mà không yêu cầu cao về độ bền - Cơ tính sau khi thấm cacbon, tôi và ram thấp của nhóm thép này: σb = 500 ÷ 600MPa, σ0,2 = 300 ÷ 400MPa, δ = 15 ÷ 20%, độ cứng bề mặt... 45CrNi, 50CrNi, 40CrNiMo(cho thêm Mo để tránh giòn ram) Do có Ni nên thép có độ dẻo dai hơn các nhóm thép trên, đồng thời có độ thấm tôi cao - Ở trạng thái hóa tốt với phôi có tiết diện 25 mm, cơ tính thép 40CrNi đạt được như sau: σb = 1000MPa, σ0,2 = 800MPa, δ = 11%, ψ = 45%, ak = 700kJ/ ㎡ ... : Thép kết cấu Thép kết cấu Theo thành phần cacbon Thép thấm cacbon (0,1 - 0,25%) Thép đàn hồi (0,5 - 0,7%) Theo nguyên tố hợp kim Thép hóa tốt (0,3 - 0,5%) Thép kết cấu có công dụng riêng Thép. .. lăn thép dễ cắt Thép kết cấu I Khái niệm, đặc điểm thép kết cấu : Khái niệm thép kết cấu : loại thép dùng chủ yếu chế tạo chi tiết máy, chúng có chất lượng cao nhiều chủng loại Đặc điểm thép. .. ÷ 3% II Phân loại thép kết cấu theo đăc điểm nhiệt luyện chung : Thép kết cấu theo đặc điểm nhiệt luyện chung thép thấm cacbon thép hóa tốt thép đàn hồi Kí hiệu thép kết cấu Theo TCVN 1766-75