Tìm hiểu sự ảnh hưởng của các nguyên tố c, si, mn, p, s đến tính chất cơ lý của gang,thép và phương pháp xác định c và s

PHÂN TÍCH CƠNG NGHIỆP NHĨM Tìm hiểu ảnh hưởng nguyên tố C, Si, Mn, P, S đến tính chất lý gang,thép phương pháp xác định C S GVHD: Trần Quang Hải Thành viên:  Nguyễn Thị Nhân  Nguyễn Thị Như Ngọc  Đinh Hồng Nhung  Đinh Thị Phương  Lê Thị Ngọc NỘI DUNG CHÍNH Giới thiệu gang thép Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất gang Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất thép Phương pháp xác định C S 1.Giới thiệu gang thép:  Gang: là hợp kim sắt cacbon số nguyên tố khác như: Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo, Mg, Cu hàm lượng cacbon gang lớn 2,14% Phân loại: + Gang trắng + Gang Graphit  Thép: hợp kim với thành phần sắt với cacbon từ 0,02% đến 2,14% theo trọng lượng, số nguyên tố hóa học khác Phân loại: + Thép cacbon + Thép hợp kim Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất Gang:  Cacbon: là nguyên tố thúc đẩy q trình graphit hóa + Cacbon nhiều độ dẻo tính dẫn nhiệt giảm +Cacbon chứa gang dạng hợp chất hóa học xementit gang gọi gang trắng + Nếu cacbon dạng tự (graphit) gang gọi gang xám  Silic: nguyên tố ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc tinh thể gang, thúc đẩy q trình graphit hóa + Hàm lượng Si tăng làm tăng độ chảy lỗng, tăng tính chịu mài mòn ăn mòn gang Thường hàm lượng Si gang 1,5 - 3%  Mangan: thúc đẩy tạo thành gang trắng ngăn cản graphit hóa Bởi gang trắng thường chứa - 2,5% Mn, gang xám lượng Mn không 1,3% + Mn ngun tố tăng tính chịu mài mòn, tăng độ bền, giảm tác hại lưu hùynh Photpho: nguyên tố có hại gang + Làm giảm độ bền, tăng độ giòn gang, dễ gây nứt vật đúc + P tăng tính chảy lỗng, tác dụng sử dụng để đúc tượng, chi tiết mỹ thuật Lưu hùynh: là nguyên tố có hại gang + Làm cản trở graphit hóa, nên làm giảm tính chảy lỗng làm giảm tính đúc + Lưu hùynh làm giảm độ bền cho gang giòn + S kết hợp với Fe tạo thành FeS gây bở nóng + Vì thành phần S gang khơng q 0,1% 3 Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất Thép:  Cacbon: Cacbon có mặt thép giúp tăng khả chịu ăn mòn, tạo đặc tính cứng bền cho thép  Mangan: Mangan thêm vào thép nhằm khử oxi hóa q trình nấu chảy để ngăn ngừa hình thành chất bẩn sunfua sắt làm cho thép bị nứt  Silic: thêm vào lượng nhỏ nhằm chống lại ăn mòn axit sunfuric  Lưu huỳnh: được thêm vào giúp tăng hiệu suất gia công Tuy nhiên, lưu huỳnh thêm với hàm lượng nhỏ có mặt lưu huỳnh nguyên nhân xuất sunfua bẩn  Photpho: + Tăng độ cứng, tăng tính chịu kéo + Tính dát mỏng, tính dẻo giảm + Dễ gia cơng cắt gọt + Ở nhiệt độ thường tính va đập đặc biệt kém, sinh vết nứt Đây tượng giòn nguội, chất có hại 4 Phương pháp xác định Cacbon theo TCVN 1821:2009 Nguyên tắc: Đốt mẫu dòng oxi nhiệt độ thích hợp , hấp thụ khí CO2 tạo thành dd KOH Từ hiệu số đo thể tích trước sau hấp thụ nhiệt độ áp suất khí, tính hàm lượng Cacbon mẫu Điều kiện tiến hành: + Tiến hành nhiệt độ cao (12000C – 12500C), với thép hợp kim(13000C – 13500C) + Nguồn cấp khí phải khí O2 sạch, khơ + Tốc độ cung cấp khí phải phù hợp khoảng 4-5 giọt/s Nếu C>3%, để mẫu phân hủy nhanh cần sử dụng xúc tác • Phương trình phản ứng : C + O2 → CO2 Fe3C + 3O2 → CO2 + Fe3O4 Mn3C + 3O2 → CO2 + Mn3O4 4Cr3C2 + 17O2 → 8CO2+ 6Cr2O3 • Cơng thức: %C = P.100% Trong đó: + V1: hiệu số thước đo trước sau hấp thụ khí C mẫu thí nghiệm(ml) + V0: hiệu số thước đo trước sau hấp thụ Cacbon mẫu trắng(ml) + G: khối lượng mẫu(gam) + P: hệ số chỉnh áp suất nhiệt độ 4 Phương pháp xác định Lưu Huỳnh theo TCVN 1820 - 76  Nguyên tắc: Đốt mẫu dòng oxi nhiệt độ thích hợp để oxi hóa S→SO2 + Cách 1: hấp thụ SO2 nước, chuẩn độ dd Iot với thị hồ tinh bột + Cách 2: hấp thụ hidro peoxit chuẩn độ NaOH với thị MR  Điều kiện xác định: + Lượng mẫu: tùy theo hàm lượng S hợp kim mà khối lượng mẫu lấy cho phù hợp + Cần có thêm chất chảy thiếc đồng để mẫu dễ nóng chảy có khả đốt cháy hồn tồn mẫu o o + Nhiệt độ đốt 1350 C thép gang hợp kim cao, 1300 C thép gang hợp kim thấp trung bình  trình phản ứng: Phương   3FeS+5O2 → Fe3O4 + 3SO2 H2SO3+H2O+I2 → 2HI+H2SO4 3MnS+5O2 → Mn3O4+ 3SO2 H2SO3+H2O2 → H2SO4+H2O SO2+H2O → H2SO3 H2SO4+2NaOH → Na2SO4+2 H2O  Công thức tính kết quả: : V - thể tích dung dịch iot NaOH tiêu tốn chuẩn độ mẫu thí nghiệm(ml) V1 - thể tích dung dịch axit sunfuric tiêu tốn chuẩn độ để cân màu trường hợp màu hai bình khơng đồng nhất(ml) TS - độ chuẩn dung dịch iot natri hydroxyt, tính số g lưu huỳnh 1 ml dung dịch G - lượng cân mẫu, tính bằng (g) P - hệ số nồng độ dung dịch iot với dung dịch thiosunfat dung dịch natri hydroxyt với axit sunfuric 0,02N chuẩn độ ... DUNG CHÍNH Giới thiệu gang thép Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất gang Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất thép Phương pháp x c định C S 1.Giới thiệu gang thép:  Gang: là hợp kim s t cacbon s ... lượng, s nguyên tố hóa h c kh c Phân loại: + Thép cacbon + Thép hợp kim Ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất Gang:  Cacbon: là nguyên tố th c đẩy q trình graphit hóa + Cacbon nhiều độ dẻo tính dẫn... x c t c • Phương trình phản ứng : C + O2 → CO2 Fe 3C + 3O2 → CO2 + Fe3O4 Mn 3C + 3O2 → CO2 + Mn3O4 4Cr 3C2 + 17O2 → 8CO2+ 6Cr2O3 • C ng th c: %C = P.100% Trong đó: + V1: hiệu s thư c đo trư c sau