Slide vật liệu học chương 5 1 hợp kim phi fe

ng co cu u du o ng th an 5.1 Giới thiệu thép 5.2 Thép xây dựng 5.3.Thép chế tạo máy 5.4 Thép dụng cụ 5.5 Thép đặc biệt 5.6 Gang 5.7 Hợp kim phi sắt 5.7.1 Hợp kim nhôm 5.7.2 Hợp kim đồng 5.7.3 Hợp kim bột 5.8 Vật liệu polyme c om Chương 5: Vật liệu kỹ thuật CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.7.1 Hợp kim nhôm th an co ng Đặc tính: Nhẹ, bền ăn mịn khí quyển, tính dẻo cao, dẫn điện, nhiệt tốt; - Chịu nhiệt kém, độ bền, độ cứng thấp; c om a Nhôm nguyên chất & phân loại HK Al cu u du o ng Hợp kim nhôm phân loại: Nguyên tố HK: Cu, Zn, Mg, Si, Mn, Ti, Fe… Phân loại dựa đường giới hạn hòa tan CF: L L+ α α C HK Al biến dạng E Hợp kim Al đúc α+β Khơng F Hóa bền hóa bền NL NL CuuDuongThanCong.com L+ β https://fb.com/tailieudientucntt Hệ thống ký hiệu hợp kim nhôm TCVN 1659-75: Bắt đầu chữ Al, kí hiệu hóa học co ng Tiêu chuẩn Hoa kỳ (AA): xxxx xxx.x c om nguyên tố hợp kim số %, ví dụ: AlCu4Mg, Al99, Al99,5; an Hợp kim biến dạng cu u du o ng th 1xxx - nhôm ( 99,0%), 2xxx - Al - Cu, Al - Cu - Mg, 3xxx - Al - Mn, 4xxx - Al - Si, 5xxx - Al - Mg, 6xxx - Al - Mg - Si, 7xxx - Al - Zn - Mg, Al - Zn - Mg - Cu, 8xxx - Al - nguyên tố khác Hợp kim đúc 1xx.x - nhôm thương phẩm; 2xx.x - Al - Cu, 3xx.x - Al - Si - Mg, Al - Si - Cu, 4xx.x - Al - Si, 5xx.x - Al - Mg, 6xx.x - khơng có, 7xx.x - Al - Zn, 8xx.x - Al - Sn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b HK nhơm biến dạng khơng hóa bền nhiệt luyện th an co ng c om Nhôm sạch: Al thương phẩm có ≥ 99,0% Al, có tính chống ăn mòn, độ bền thấp, mềm, dẻo, dễ biến dạng nguội cu u du o ng Hợp kim Al-Mn: < 1,6% Mn hóa bền biến dạng, chống ăn mòn tốt dễ hàn → thay cho Al cần tính cao hơn; Hợp kim Al-Mg: < 4% Mg, nhẹ nhất, độ bền khá, hoá bền biến dạng tốt, biến dạng nóng, nguội hàn tốt, bền ăn mịn tốt sau anod hóa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt c HK nhơm biến dạng hóa bền nhiệt luyện HK nhơm quan trọng nhất, có tính cao nhất, không thua thép C Audi 2.0 co ng c om Audi R8 th an Hệ Al - Cu Al - Cu - Mg ng Hợp kim AlCu4 cu u du o Đặc điểm tổ chức tế vi: - Cân sau ủ : α0,5% + θ (CuAl2) - σb = 200MPa - Sau tôi: α bão hòa (4%Cu) - σb = 250-300MPa Sau – ngày: σb = 420MPa → hóa già tự nhiên; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cơ chế hóa già (Gunier – Preston): α4%→ GP1→ GP2 (θ’’)→ θ’ → θ(CuAl2) hóa già σmax cu GP2 (6h, 1800C) u du o ng th an co ng c om già θ’ (2h, 2000C) θ (CuAl2) – (45min, 4500C) Hóa già tự nhiên: bảo quản nhiệt độ thường  ngày; Hóa già nhân tạo: 100  200oC, từ vài đến vài chục giờ; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Hợp kim Al - Cu - Mg (Đura): Cu ~ 2,6 - 6,3% Mg ~ 0,5 - 1,5% - Pha hóa bền CuAl2, CuMg5Al5, CuMgAl2 → tác dụng mạnh hơn; - Độ bền cao (b = 450  480MPa), khối lượng riêng nhỏ (  2,7g/cm3); - Tính chống ăn mịn → thêm lượng nhỏ Mn, phủ Al lên bề mặt; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Hệ Al - Mg - Si: pha hóa bền Mg2Si, độ bền đura (b = 400MPa), tính dẻo cao kể trạng thái nguội, tính hàn cao CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ Al - Zn - Mg: Zn ~  8%, Mg :  3%, Cu ~ 2% → pha hóa bền cu u du o ng th an co ng c om MgZn2 Al2Mg3Zn3, sau nhiệt luyện có độ bền cao (b > 550MPa); - Dễ nhiệt luyện khoảng nhiệt độ rộng (350  500oC), Vng tới hạn nhỏ → nguội khơng khí nước nóng; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Thành phần gần tổ chức tinh, nhiều HK hơn, dễ chảy, dễ đúc, biến tính nguội nhanh để cải thiện tính; co ng - Hợp kim chủ yếu: Si, (Mg, Cu); c om d Hợp kim nhôm đúc cu u du o ng th an Hợp kim Al - Si (Silumin) - Si ~ 10 - 13%; - Biến tính: ↑cơ tính (σb = 130MPa, δ = 3%) lên (σb = 180MPa, δ= 8%) 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Hợp kim Al - Si - Mg(Cu) - Ngoài Si ~ ( – 20%), cịn có Mg < 1% tạo pha hóa bền Mg2Si, Cu ~ (35%) cải thiện thêm tính tính đúc; - Có thể hóa bền nhiệt luyện; 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.7.2 Hợp kim đồng a Đồng nguyên chất phân loại HK đồng ng c om Các đặc tính đồng đỏ: - Dẫn điện dẫn nhiệt tốt, dẻo, dễ dát mỏng, kéo sợi, tính hàn tốt, chống ăn mịn tốt; - Khối lượng riêng lớn, tính gia cơng cắt tính đúc kém; ng th an co Phân loại hợp kim đồng: - Phân loại theo nguyên tắc giống hợp kim nhôm: biến dạng đúc - Phân loại theo truyền thống: Latông (Cu – Zn) Brông (Cu - nguyên tố hợp kim khác), ví dụ Cu-Sn; cu u du o Hệ thống ký hiệu hợp kim đồng: Tiêu chuẩn Hoa Kỳ - CDA: 1xx - đồng đỏ hợp kim Cu – Be; 2xx - latông đơn giản, 4xx - latông phức tạp; 5xx - brông Sn, 6xx - brông Al, Si; 7xx - brông Ni, Ag, 8xx 9xx - HK đồng đúc; 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om b Latông Latông đơn giản: thường dùng < 45% Zn, tổ chức pha α ( 12%, BCuSn5Zn5Pb5, BCuSn10Sn2, chống ăn mịn tốt, tính đúc cao; 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Brông nhôm: (Cu - Al), thêm Ni (5%), Fe (4%) - ↑ bền, chịu ăn mòn mài mòn, Si ( 9,4% Al, tổ chức gồm α + β (Cu3Al, mạng A2), sau tơi ram cao (5000C) có tính cao; - Loại đúc: có > 10% Al, thành phần giống loại biến dạng hai pha; BCuAl7Si2 BCuAl11Fe4Ni4 CuuDuongThanCong.com BCuAl10Ni5Fe3 https://fb.com/tailieudientucntt 17 cu u du o ng th an co ng c om Brông Berili: Be (0,25 - 2%) khơng tạo tia lửa va đập, chịu ăn mịn nhiệt độ cao, cường độ dòng điện lớn, độc hại gia công cắt hàn; - Hợp kim có tính dẫn điện cao: (0,25 – 0,7% Be), thêm Ni & Co tăng độ bền, tính dẫn điện cao Al, Cu nguyên chất; - Hợp kim độ bền cao: (1,6-2% Be), thêm 0,3% Co - sau nhiệt luyện tơi + hóa già có độ bền cao hợp kim đồng thương mại tính đàn hồi cao, độ dẫn điện khoảng Fe Al; 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5.7.3 Hợp kim bột Thiêu kết a Khái niệm chung c om Công nghệ bột du o ng th an co ng Tạo hình cu u Tạo bột -Về kinh tế: sử dụng triệt để nguyên liệu -Về chất lượng: đồng Mài tinh -Về tổ chức tế vi: lỗ hổng ( 2-50%) CuuDuongThanCong.com 19 https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Phương pháp tạo bột 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b Vật liệu dụng cụ cắt Dụng cụ cắt hợp kim cứng c om • Tính cứng nóng cao: 800-10000C • Độ cứng : 70-75HRC cu u du o ng th an co • Thành phần: loại + Loại cácbít: bột WC+ bột Co ( dính kết) →cắt gang,sứ (phoi vụn) + Loại cácbít: bột WC+TiC+ bột Co→gia cơng tinh thép + Loại cácbít: WC+ TiC+ TaC+ bột Co→ gia cơng thơ thỏi đúc, rèn, cán ng • Tốc độ cắt đến hàng trăm m/ph 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dụng cụ cắt vật liệu siêu cứng an co ng • Thành phần - Vật liệu siêu cứng - Chất kết dính: B, Be, Si, bột kim loại c om • Vật liệu bột siêu cứng (HV 8000 - 10000) - Bột kim cương - BN (bo nitrit) ng th • Tính cứng nóng cao: 800-14000C cu u du o • Tốc độ cắt đến 1800-2000 m/ph 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt c Vật liệu kết cấu Hợp kim Al bột: c om Hợp kim Fe bột: ng Hợp kim Cu bột: cu u du o ng th an co Hợp kim Ti bột: 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt d Vật liệu xốp ng c om Bạc tự bôi trơn + Cu - 10%Sn: độ xốp 25%, tẩm dầu chân không 750C + Hợp kim Al, hợp kim Fe, hợp kim Ni-Cr cu u du o ng th an co Màng lọc: - Bột đồng đều, đẳng trục: bột brông, bột thép không gỉ, bột Ni,… - Độ xốp cao > 30 - 35%; 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt e Vật liệu ma sát cu u du o ng th an co ng c om o Thành phần chính: • Bột đồng: má phanh/cơn cho máy, xe cơng suất trung bình lớn (ma sát khơ/ướt) • Bột sắt: cơng suất trung bình lớn (ma sát khơ) • Bột ơxit kim loại: Al2O3, SiO2, MgO, TiO2 (cơng suất lớn) o Chất kết dính: kim loại o Chất giảm ma sát, giảm rung động: Graphit 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... thống ký hiệu hợp kim nhôm TCVN 1 659 - 75: Bắt đầu chữ Al, kí hiệu hóa học co ng Tiêu chuẩn Hoa kỳ (AA): xxxx xxx.x c om nguyên tố hợp kim số %, ví dụ: AlCu4Mg, Al99, Al99 ,5; an Hợp kim biến dạng... - Hợp kim chủ yếu: Si, (Mg, Cu); c om d Hợp kim nhôm đúc cu u du o ng th an Hợp kim Al - Si (Silumin) - Si ~ 10 - 13 %; - Biến tính: ↑cơ tính (σb = 13 0MPa, δ = 3%) lên (σb = 18 0MPa, δ= 8%) 10 ... Vật liệu kết cấu Hợp kim Al bột: c om Hợp kim Fe bột: ng Hợp kim Cu bột: cu u du o ng th an co Hợp kim Ti bột: 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt d Vật liệu xốp ng c om