BÀI GIẢNG CẤU TRÚC THÉP

THÉP Là hợp kim SẮT CÁCBON với % C 2,14 % THÉP GANG Thành phần hóa học Thép: Fe + C + Tạp chất Mn, Si P, S (Đi vào từ trình NHIỆT LUYỆN thép) % C 2,14 % * Thành phần thông thường: % Mn 0,8 % % Si 0,5 % % P 0,05 % ảnh hưởng tốt ảnh hưởng xấu Ảnh hưởng nguyên tố đến tính THÉP a) Ảnh hưởng C - Tăng độ cứng HB - Tăng độ bền σb %C < 1% - Giảm độ dẻo δ - Giảm độ dai va đập ak Phân loại Thép: Thép cácbon Thép hợp kim - Thép xây dựng: vật liệu thường dùng ngành xây dựng: khung, tháp, vv… THÉP CÁC BON - Thép kết cấu (thép chế tạo máy): vật liệu thường dùng chế tạo chi tiết máy - Thép dụng cụ: vật liệu thường dùng chế tạo loại dụng cụ ngành khí THÉP HỢP KIM - Thép có tính chất đặc biệt: thép chống gỉ, thép làm (có pha thêm hợp kim) việc nhiệt độ cao, thép chống mài mòn, vv Ký hiệu thép theo TCVN Ký hiệu loại Thép Cácbon: a) Thép xây dựng cácbon: ký hiệu CT31 , CT42, CT61, vv… có độ bền kéo σ 31 kg/mm2 bk - Ngồi nhóm khác với ký hiệu là: b) Thép kết cấu cácbon: ký hiệu BCT31, BCT33, vv CCT31, CCT33, vv C20 , C45, C65, vv… có 0,2% C c) Thép dụng cụ cácbon: ký hiệu CD70 , CD80, CD100, vv… Ký hiệu loại Thép Hợp kim: a) Hệ thống chữ: tuân theo ký hiệu hóa học nguyên tố Thành phần C: số phần vạn Cácbon có thép Thành phần nguyên tố hợp kim: tìm số sau tên ngun tố - Nếu khơng có số sau nguyên tố hợp kim - Nếu có số sau nguyên tố hợp kim VD: 40CrMnSi, 60Si2, 90MnSiW 1% % nguyên tố vv… Một số loại THÉP HỢP KIM có tính chất đặc biệt a) Thép khơng gỉ Khả chống ăn mòn cao mơi trường khơng khí, nước biển, dung dịch kiềm axít, vv… - Thành phần hóa học: + Thành phần C thấp: (% C thấp 0,1 – 0,4% tính chống ăn mòn cao) + Đặc biệt có thành phần Cr > 12% (% Cr lớn tính chống ăn mòn cao) + Ngồi chứa thêm: Ni, Mn, Ti, Nb, vv… - Ví dụ: + Thép 12Cr13 bền thép 20Cr13 + Thép 15Cr25Ti, 15Cr28 sử dụng công nghiệp sx HNO3 b) Thép hợp kim làm việc nhiệt độ cao Có chứa Cr, Al, Si, W, Mo, … Yêu cầu thép hợp kim làm việc nhiệt độ cao: - Tính ổn định nóng: khả chống ơxy hóa nhiệt độ cao - Tính bền nóng: khả hoạt động lâu dài, chịu tải trọng yêu cầu mà không biến dạng nhiệt độ cao + Giới hạn bền dài hạn: ứng suất gây phá hủy nhiệt độ qui định sau khoảng thời gian cho VD: 550 C 210 N / mm σ 100 o VL bị phá hủy sau 100 tác dụng ứng suất 210 N/mm2 nhiệt độ 550oC + Giới hạn dão: ứng suất lớn nhiệt độ cho làm gây độ biến dạng cho trước VD: σ 600C 0,1/1000 = 100 N/mm VL bị biến dạng với tốc độ 0,1% sau 1000 ứng suất 100 N/mm2 600 C o Phân loại: nhóm - Nhóm THÉP BỀN NHIỆT: Dùng chế tạo chi tiết làm việc chịu tải trọng nặng chịu nhiệt độ từ 350-700oC + Thép làm xupáp xả: 40Cr9Si2, 40Cr10MoSi2, 30Cr13Ni7Si2, vv + Thép làm nồi tuabin hơi: 12CrMo, C35, C45, vv + Ống dẫn hơi: 12CrMo, 12CrMoV, vv… - Nhóm THÉP CHỊU NHIỆT CAO: Dùng chế tạo chi tiết chống ăn mòn khí Gang DẺO: - Ký hiệu: GZ + nhóm số giới hạn bền kéo σbk (kg/mm 2) độ bk = 60 kg/mm2 dãn dài δ (%) (theo TCVN 1659-75)  =3% VD: GZ60-03 gang dẻo có - Tổ chức tế vi: đa số C dạng graphit cụm + %C gang dẻo thấp: 2,2 – 2,8 % Làm tăng tính dẻo gang - Cơ tính: graphit dạng cụm nên: + Độ dẻo cao: δ = – 10% Gang CẦU: loại gang có độ bền cao - Ký hiệu: GC + nhóm số giới hạn bền kéo σbk (kg/mm 2) độ bk = 100 kg/mm2 dãn dài δ (%) (theo TCVN 1659-75)  =4% VD: GC100-4 gang cầu có - Tổ chức tế vi: đa số C dạng thu gọn nhất: dạng cầu Thêm vào lượng nhỏ chất biến tính đặc biệt Mg Ce - Cơ tính: graphit dạng cầu nên: Chương 3: Kim loại hợp kim màu • Kim loại hợp kim màu có tính chất đặc biệt sau: - Độ nóng chảy khơng cao lắm, nấu luyện, đúc thành chi tiết có hình dạng khác nhau, dễ dàng - Tính cơng nghệ tốt: Dễ đúc, dễ gia công biến dạng gia công rèn, cán, kéo, dát, cắt gọt thành vật có hình dáng khích thước khác - Có khả chống mài mòn chống ăn mòn cao Một số kim loại màu có tính hóa học tốt, khơng bị gỉ, dùng cơng nghiệ p hóa học - Tính dẫn nhiệt dẫn điện tốt - Có độ bền học thấp - Có giá thành cao 3.1/ Đồng hợp kim đồng: a Đồng sạch: - Khối lượng riêng γ= 8,93g/cm3 - Nhiệt độ nóng chảy tnc = 1083oC - Tính chất: độ dẻo cao, dẫn điện nhiệt tốt, chị u mài mòn tốt, chịu ăn mòn khơng khí nước biển, tính đúc - Mác đồng sạch: Cu99,99; Cu99,97; Cu99,95; C u99,90; Cu99,0 b Hợp kim đồng: Hợp kim đồng Latơng (đồng thau) Latơng đơn giản (Cu=60÷90%, Zn=10÷40%) Brơng (đồng thanh) Latông phức tạp (Cu, Zn, Si, Al, Fe, Ni, Pb ) Brơng thiếc (Cu=80÷94%, Sn=6÷20%) Brơng khơng thiếc (Cu, Al, Pb, Si, Be, Cd ) 3.2/ Nhôm hợp kim nhôm: a Nhôm sạch: - Khối lượng riêng γ= 2,7g/cm3 - Nhiệt độ nóng chảy tnc = 660oC - Tính chất: chống ăn mòn tốt mơi trường k hơng khí, độ bền, độ cứng thấp, tính đúc ké m - Ký hiệu: Al99,999; Al99,995; Al99,97; Al99,9 5; Al99,85; Al99,80; ; Al99,00 b Hợp kim nhôm: - Thành phần: Al Si, Mg, Mn, Cu, Zn - Tính chất: nhẹ, bền, dẫn diện dẫn nhiệt tốt Các hợp kim nhôm ( trừ hk chứa Cu) có tí nh chịu ăn mòn tốt mơi trường khí quyể n, nước biển mơi trường kiềm nhẹ - Phân loại: hk nhôm biến dạng hk nhôm đúc - Ký hiệu: AlSi12, AlCu4, AlSi12Đ Piston - Xylanh Bố ma sát ly hợp 3.3/ Thiếc hợp kim thiếc: - Thành phần: Sn Sb(antimon), Cu - Ứng dụng: dùng chế tạo bạc lót có hệ số ma sát nhỏ, tính chịu mài mòn cao - Ký hiệu: SnSb8Cu, SnSb11Cu 3.4/ Hợp kim cứng: - Thành phần: bột cacbit vonfram, titan, tantan v chất kết dính Co - Tính chất: có độ cứng nóng cao - Ứng dụng: làm dụng cụ cắt gọt vật liệu có độ c ứng cao ... tháp, vv… THÉP CÁC BON - Thép kết cấu (thép chế tạo máy): vật liệu thường dùng chế tạo chi tiết máy - Thép dụng cụ: vật liệu thường dùng chế tạo loại dụng cụ ngành khí THÉP HỢP KIM - Thép có tính... Thép có tính chất đặc biệt: thép chống gỉ, thép làm (có pha thêm hợp kim) việc nhiệt độ cao, thép chống mài mòn, vv Ký hiệu thép theo TCVN Ký hiệu loại Thép Cácbon: a) Thép xây dựng cácbon: ký hiệu... hưởng nguyên tố đến tính THÉP a) Ảnh hưởng C - Tăng độ cứng HB - Tăng độ bền σb %C < 1% - Giảm độ dẻo δ - Giảm độ dai va đập ak Phân loại Thép: Thép cácbon Thép hợp kim - Thép xây dựng: vật liệu