Bài giảng Power Point CHƯƠNG 1: KIM LOẠI VÀ HỢP KIM của môn Vật liệu và công nghệ kim loại dùng giảng dạy cho sinh viên khối ngành Kỹ thuật ô tô, cơ khí tại các trường Cao đẳng, đại học, có nhiều hình ảnh minh họa thực tế. TẢI VỀ SỬ DÙNG NGAY, không cần soạn lại
CHƯƠNG 2: GANG VÀ THÉP BÀI 1: GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe - C BÀI 2: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG BÀI 3: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG BÀI 4: THÉP HỢP KIM BÀI 5: HỢP KIM CỨNG BÀI 6: KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG 1.1 Khái niệm: 1.2 Thành phần: 1.3 Tính chất: 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất Gang BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG 1.1 Khái niệm: Gang là hợp kim Fe C vài ntố khác (Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo, Mg, Cu ) với %C > 2,14% Trong công nghiệp thường dùng loại Gang: Xám, cầu, dẻo 1.2 Thành phần: Thành phần hóa học thơng thường Gang là: • C = 2,14 – 6,67%, thường dùng có C = – 4% • Si = – 4,25% , Mn = – 2,5% gang trắng, Mn < 1,3% gang xám • P = 0,1 – 0,2% , S = 0,15% BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG 1.3 Tính chất: • Cơ tính: độ bền kéo thấp, độ dịn cao • Tính cơng nghệ: tính đúc tính gia cơng cắt tốt • Cơng dụng: dùng làm chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh chịu va đập bệ máy, vỏ, nắp… BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất Gang: Tạp chất: • Si thúc đẩy q trình Graphit hóa (sự phân hủy Fe3C thành Fe C tự kết tinh) • Mn cản trợ Graphit hóa nhằm tạo Fe3C Gang trắng • S (và P làm đến%Mn: tính Gang Nhưng P %Si: 1,5 –hại 3,0%, 0,5 –của 1,0%) phần làm tăng tính chảy lỗng, tăng tính chống mài mịn có hàm lượng: 0,1 – 0,2% P BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất Gang: Nguyên tố Cacbon: • C nhiều graphit hóa mạnh, nhiệt độ chảy lỗng giảm (tonc hoàn toàn Gang thấp C = 4,43% 1147oC làm tính đúc tốt) Nhưng làm tăng hàm lượng C làm giảm độ bền, tăng giịn Vì vậy, Gang xám, hàm lượng C giới hạn từ 2,8 – 3,5% BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.1 Gang trắng: Khái niệm: • Là HK Fe - C %C > 2,14% (C = 3,5 – 4,3%) tạp chất Mn, Si, P, S… Tổ chức gang tương ứng với giản đồ trạng thái Fe Fe3C Tồn dạng Fe3C pha chiếm tỷ lệ lớn, % tổ chức Gang BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.1 Gang trắng: Tính chất: • Lý tính: tổ chức Xementit có nhiều làm mặt gãy có màu sáng trắng nên gọi Gang trắng • Cơ tính: Do C dạng Fe3C nên Gang cứng giòn, độ dẻo, độ bền thấp, có khả chịu mài mịn tốt • Tính kinh tế: Phương pháp chế tạo đơn giản, giá thành rẻ • BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.1 Gang trắng: Phân loại: • Gang trắng trước tinh %C ≤ 4,3% • Gang trắng tinh %C = 4,3% • Gang trắng sau tinh %C ≥ 4,3% BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Khái niệm: Là loại gang mà phần lớn C nằm dạng Graphit, nên mặt gang có màu xám tối Tổ chức tế vi: Gồm phần: phần phần Graphit * Phần nền: - Nền Peclit - gang xám peclit: %C: 0,6 0,8% tạo peclit tương ứng với thép tích Khi đó, tổ chức gang gồm Graphit kim loại Peclit BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Khái niệm: Là loại gang mà phần lớn C nằm dạng Graphit, nên mặt gang có màu xám tối Tổ chức tế vi: Gồm phần: phần phần Graphit * Phần nền: - Nền Ferit - gang xám Ferit: tất C dạng Graphit, lượng C liên kết không có, tức khơng có Xe Gang có pha Graphit kim loại Ferit BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Khái niệm: Là loại gang mà phần lớn C nằm dạng Graphit, nên mặt gang có màu xám tối Tổ chức tế vi: Gồm phần: phần phần Graphit * Graphit: - Graphit gang xám có dạng cong (đó dạng tự nhiên thường gặp gang) chia cắt toàn gang khơng có chuyển biến nhiệt luyện BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Khái niệm: Gang xám loại gang mà phần lớn hay toàn C nằm dạng Graphit, nên mặt gang có màu xám tối Tổ chức tế vi: Gồm phần: phần phần Graphit Ferit Ferit peclit Peclit BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Thành phần hóa học: %C: 2,8 – 3,5% %Si: 1,5 – 3% %Mn: 0,5 – 1% %S: 0,12 – 0,2% %P: 0,15 – 0,4% Cơ tính: dễ chế tạo tính - Độ bền thấp, giới hạn bền kéo < 350 – 400MPa - Độ dẻo độ dai thấp (δ < 0,5%, ak < 100kj/m2), xem vật liệu dòn Ưu điểm: nhở có Graphit nên dễ gia cơng cắt, chịu mài mòn cao, làm giảm chấn BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Các yếu tố ảnh hưởng đến tính Gang xám: a Graphit: - Graphit nhiều tính - Graphit dài tính thấp => Để nâng cao tính phải làm nhỏ mịn graphit, làm graphit ngắn, nhỏ, cong tốt BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Các yếu tố ảnh hưởng đến tính Gang xám: b Nền Kim loại: - Độ bền: P > F – P > F - Độ cứng: lượng C liên kết nhiều độ cứng cao Loại gang xám Giới hạn bền kéo Độ giãn dài N/mm2 Độ cứng HB kG/mm2 Ferit < 150 150 0,5 ferit – peclit 150 – 200 200 0,5 Peclit 210 – 400 220 – 250 0,5 tương đối BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang xám: Công dụng: Dùng chế tạo sản phẩm đúc có kích thước lớn, kết cấu phức tạp, chi tiết không chịu va đập, chịu tải nhẹ trung bình, chịu nén chịu kéo, chịu va đập như: thân máy, bệ máy, ổ trượt, bánh chịu tải trọng nhỏ BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang Cầu: Khái niệm: gang có độ bền cao với Graphit cầu, loại gang có độ bền cao nhất, đồng thời chịu tải trọng va đập BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang Cầu: Tổ chức tế vi: Giống Gang xám, khác graphit có dạng thu gọn – hình cầu Có loại gang cầu: ferit, ferit – peclit peclit BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang Cầu: Thành phần hóa học: Cơ tính: %C: 3,6% ; %Si: 3% ; • Có độ bền định, độ cứng %Mn: 0,5 1% đương %Ni: gần % ; cacbon) %Mg: 0,04 0,08 % lượng P, S nhỏ cao với (tương thép • Có độ dẻo dai tương đối cao nên chịu tải trọng chu kỳ tốt BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang Cầu: Cơng dụng: Tính đúc cao, sử dụng để sản xuất chi tiết phức tạp, trung bình lớn, cần tải trọng cao, chịu va đập thay cho thép trục cán, thân tua bin, hơi, trục khuỷu chi tiết quan trọng khác BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.4 Gang Dẻo: Khái niệm: loại Gang có tổ chức Graphit thu gọn dạng cụm bơng, ủ “graphit hóa” từ gang trắng, tính dẻo cao, mặt gãy màu xám BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.4 Gang Dẻo: Tổ chức tế vi: Khi ủ gang trắng, Xe gang trắng phân hóa thành graphit, graphit có hạt nhỏ, sau làm nguội chậm ta có gang dẻo hay cịn gọi gang rèn Tùy theo chế độ ủ ta có loại: ferit, peclit, ferit BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.4 Gang Dẻo: Thành phần hóa học: C: 2,2 - 32,8%; Si: 0,8 - 1,4%; Mn : 1%; P : 0,2%; S : 0,1% Cơ tính: • Độ dẻo cao lượng C thấp, Graphit dạng thu gọn • Độ bền σb = 300 – 600 MN/m2 • Độ cứng thấp ≈ 200HB => dễ cắt gọt BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG II CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.4 Gang Dẻo: Công dụng: Gang dẻo sử dụng gang xám có tính tổng hợp cao giá thành cao Do đó, gang dẻo dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết máy thỏa đk sử dụng sau: - Chịu va đập chịu kéo - Hình dáng phức tạp - Chi tiết có dạng thành mỏng (thường 20 - 30mm, dày 40 - 50mm) Gang dẻo được dùng làm chi tiết máy máy ... Loại gang xám Giới hạn bền kéo Độ giãn dài N/mm2 Độ cứng HB kG/mm2 Ferit < 15 0 15 0 0,5 ferit – peclit 15 0 – 20 0 20 0 0,5 Peclit 21 0 – 400 22 0 – 25 0 0,5 tương đối BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG... thơng thường Gang là: • C = 2, 14 – 6,67%, thường dùng có C = – 4% • Si = – 4 ,25 % , Mn = – 2, 5% gang trắng, Mn < 1, 3% gang xám • P = 0 ,1 – 0 ,2% , S = 0 ,15 % BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG...BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG 1. 1 Khái niệm: 1 .2 Thành phần: 1. 3 Tính chất: 1. 4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất Gang BÀI 1: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG