BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC BÀI 3: NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC GANG GRAPHITE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM Ho Chi Minh University of Technology and Education ………… o0o………… BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC BÀI 3: NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC GANG GRAPHITE GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN SVTH: CAO VĂN ĐỨC HIỀN MSSV: 19344030 TP.HCM Tháng 10, Năm 2020 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Điểm: …………………………… KÝ TÊN BÀI 3: NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC GANG GRAPHITE Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Quan sát tổ chức tế vi gang graphite kính hiển vi kim loại - Biết loại gang graphite qua tổ chức tế vi - Phân tích giản đồ trạng thái Fe-C - Phân biệt khác thép gang trắng.cứng thép II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Khái niệm Graphite: với kiểu mạng lục giác xếp lớp có cấu trúc đơn giản a=2,5A0; c/a=2,74 Lực liên kết hóa trị lớp lớn, lực hút lớp yếu khoảng cách lớp xa nên graphite mềm dễ tách lớp (Hình3.1) Gang graphite hợp kim sắt – cacbon mà mộtphần hay tồn cacbon tồn trạng thái tự tập trung thành phần tử graphite Điều kiện hình thành graphite Hình 1.0 – Mạng tinh thể Graphite  Qua giản đồ trạng thái Fe-C ta thấy tồn thép gang trắng mà khơng có mặt graphite.Sự tạo thành graphite phụ thuộc nhiều yếu tố như: nhiệt độ, tốc độ nguội, thành phần hóa học, tạomầm… Ta có: F= f(T) Năng lượng tự pha phụ thuộc vào nhiệt độ F(Ce) > F(graphite) => graphite ổn định hơnCe Pha lỏng có thành phần hóa học kiểu mạng tinh thể gần giống Ce nên từ pha lỏng việc tạo mầm hình thành Ce dễ dàng, mặt khác lượng tạo mầm Ce nhỏ lượng hình thành graphite, để có graphite cần tạo điềukiện để mầm graphite phát triển, q trình gọi q trình graphite hóa Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Quá trình graphite hóa Q trình phụ thuộc vào yếu tố: Thành phần hóa học: + Các nguyên tố hóa học làm tăng khả graphite hóa như: Si, Ca, C,… + Các nguyên tố làm cản trở trình graphite hóa như: Al, Zn, Pb, … đặc biệt S Tốc độ nguội: Càng lớn cản trở trình graphite hóa, nhỏ thúc đẩy q trình graphite hóa Nếu q trình graphite hóa diễn tạo thành gang graphite Hình dạng graphite: graphite quan sát thấy sau đánh bóng mà khơng cần tẩm thực Có loại: - Graphite dạng (Hình 1.1) Hình 1.1 - Graphite dạng cụm bơng (Hình 1.2) - Graphite dạng cầu (Hình 1.3) Phân loại gang graphite Dựa vào hình dạng graphite người ta chia thành loại sau: Hình 1.2 + Gang xám: Graphite dạng + Gang cầu: Graphite dạng hình cầu + Gang dẻo: Graphite có dạng cụm bơng (giống bơng cúc) 5.1 Gang xám Hình 1.3 Là loại gang graphite mà graphite có dạng tấm, hai đầu nhọn Gang xám có độ cứng thấp Tùy thuộc vào mức độ graphite hóa có loại gang xám: * Gang xám Ferrite: Tổ chức tế vi G Ferrite * Gang xám Ferrite + Pearlite: Tổ chức tế vi G Ferrite+Pearlite * Gang xám Pearlite: Tổ chức tế vi G Pearlite Ứng dụng: Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân - Do gang xám có tính chất chịu ma sát tốt nên dùng để chế tạo ổ trượt bánh - Do đặc tính sẵn có gang xám, người ta sử dụng loại gang nhiều ngành chế tạo máy, đúc băng máy lớn có độ phức tạp cao hay chi tiết không cần chịu độ uốn lớn cần chịu lực nén tốt 5.2 Gang dẻo Là loại gang graphite mà graphite có dạng cụm, tạo thành cách ủ từ gang trắng giảm từ nhiệt độ (10000C) với thời gian ủ dài Qui trình ủ gang dẻo:Gang dẻo có độ bền cao gang xám thấp gang cầu Tùy vào mức graphite hóa ủ, có loại gang dẻo: - Gang dẻo Ferrite - Gang dẻo Ferrite + Pearlite - Gang dẻo Pearlite Ứng dụng:  Gang dẻo sử dụng gang xám có tính tổng hợp cao, nhiên giá thành gang dẻo cao so với gang xám cơng nghệ chế tạo phức tạp Chính lý mà gang dẻo dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết máy thỏa mãn điều kiện 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 dùng làm chi tiết máy máy nông nghiệp, ô tô, máy kéo, máy dệt… Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân 5.3 Gang cầu (gang có độ bền cao) Là loại gang graphite mà graphite có dạng hình cầu, tạo thành cách biến tính gang xám đúc với nguyên tố cầu hóa Mg, Ce…Gang cầu có độ bền cao gần thép Tùy thuộc vào trình graphite hóa có loại gang cầu: - Gang cầu Ferrite - Gang cầu Ferrite + Pearlite - Gang cầu Pearlite Ứng dụng:  Do có nhiều ưu điểm tính nên gang cầu sử dụng ngày nhiều để thay cho thép trường hợp chi tiết có hình dáng phức tạp, đặc biệt trục khuỷu động nhẹ Do giảm hao phí nguyên vật liệu mà đảm bảo điều kiện làm việc  Gang cầu dùng để chế tạo chi tiết máy trung bình lớn, hình dạng phức tạp, chịu tải trọng cao, chịu kéo va đập loại trục khuỷu, trục cán… Ngày gang cầu sử dụng rộng rãi việc sản xuất nắp hố ga, song thoát nước Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Nắp hố ga 5.4 Hình tóm tắt Gang graphite Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân III NỘI DUNG THÍ NGHIỆM  Có từ mẫu đánh số theo thứ tự 1; 2; 3;…  Sinh viên tiến hành quan sát tất kính hiển vi kim loại vẽ lại tổ chức tế vi IV KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT TN ST T MẪU Cao Văn Đức Hiền - 19344030 QUAN SÁT NHẬN XÉT Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Gang xám Ferrite + Pearlite: Tổ chức tế vi G Ferrite+Pearlite Gang xám Pearlite: Tổ chức tế vi Graphite Pearlite Gang cầu Pearlite Gang cầu Ferrite + Pearlite Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Gang trắng sau tinh 4.3% < C < 6.67% Tổ chức tế vi nhiệt độ thưởng: XeI + LeII đại lộ Xementit Gang dẻo Ferrite + Pearlite Gang dẻo Pearlite ssssss Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang 10 ... TÊN BÀI 3: NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC GANG GRAPHITE Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Quan sát tổ chức tế vi gang graphite. .. Tổ chức tế vi G Ferrite+Pearlite Gang xám Pearlite: Tổ chức tế vi Graphite Pearlite Gang cầu Pearlite Gang cầu Ferrite + Pearlite Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC... 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân 5.3 Gang cầu (gang có độ bền cao) Là loại gang graphite mà graphite có dạng hình cầu, tạo thành cách biến tính gang xám đúc