Chương 5 : NHIỆT LUYỆN HÓA NHIỆT LUYỆN
2.4. Câc dạng sai hỏng thường gặp khi nhiệt luyện
- Nguyín nhđn: Do ứng suất sinh ra khi nung nóng hoặc lăm nguội quâ nhanh
40
+ Nếu ứng suất > Ϭc: Biến dạng, cong vính
- Ngăn ngừa: Đảm tốc độ nung hoặc lăm nguội đúng quy định
- Khắc phục: Tiến hănh uốn hoặc nắn (Trước khi ủ hoặc thường hóa )
2.4.2. Ơxy hóa, thơt câc bon
- Nguyín nhđn: + Nhiệt độ nung quâ cao so với quy định
+ Xâc định nhầm mâc thĩp nín tính tơn nhiệt độ nung sai + Môi trường nung chứa nhiều ôxy
- Ngăn ngừa: + Xâc định nhiệt độ nung đúng với mâc thĩp + Khử bớt ôxy trong môi trường nung
+ Bảo về bề mặt chi tiết khi nung
- Khâc phục: Tiến hănh thường hoâ, thấm câc bon vă tôi lại
2.4.3. Độ cứng không đạt yíu cầu
- Nguyín nhđn: + Tốc độ lăm nguội không đúng + Xâc định nhầm mâc thĩp
+ Nhiệt độ nung quâ thấp so với quy định - Ngăn ngừa: + Xâc định nhiệt độ nung đúng với mâc thĩp
+ Đảm bảo tốc độ lăm nguội theo đúng với quy định
- Khắc phục: Tiến hănh tôi lại nhưng trước khi tôi phải ủ hoặc thường hóa
2.4.4. Thĩp dịn.
- Ngun nhđn: Nhiệt độ nung quâ cao lăm hạt thô vă to - Ngăn ngừa: Nung nóng đến nhiệt độ theo quy định
- Khắc phục: Ủ lăm cho hạt thĩp nhỏ mịn sau đó tiến hănh tơi lại.
CĐU HỎI ƠN TẬP 1. Níu định nghĩa vă cơng dụng của nhiệt luyện?
2. Níu định nghĩa, mục đích vă trình băy phương phâp ủ?
3. Níu định nghĩa, mục đích của thường hơ. Khi năo thì âp dụng thường hóa? 4. Níu định nghĩa vă câc phương phâp ram?
5. Níu nguyín nhđn, biện phâp ngăn ngừa vă câch khắc phục câc dạng sai hỏng thường gặp khi nhiệt luyện?
41
Chương 6: ĂN MÒN KIM LOẠI VĂ PHƯƠNG PHÂP CHỐNG ĂN MỊN KIM LOẠI
1. Mục tiíu:
- Trình băy được quâ trinh vă tâc hại của hiện tượngăn mòn kim loại
- Nắm được phương phâp chống ăn mòn kim loại thường được sử dụng trong kỹ thuật.
2. Nội dung: Ăn mòn kim loại vă phương phâp chống ăn mòn kim loại 2.1. Hiện tượng ăn mòn kim loại
2.1.1. Khâi niệm vềăn mòn kim loại
Sự ăn mòn kim loại lă quâ trình phâ huỷ kim loại vă hợp kim do tâc dung hô học của mơi trường xung quanh. Kết quả lă kim loại bị ơxy hô thănh câc ion dương vă sẽ mất hết tính chất của kim loại.
Ví dụ: Sắt, thĩp để lđu ngăy bảo quản khơng tốt sẽ bị gỉ.
2.1.2. Nguyín nhđn
a. Ăn mịn hô học
Lă sự phâ huỷ kim loại do kim loại phản ứng hô học với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao.
- Đặc điểm: Khơng phât sinh ra dịng điện vă nhiệt độ căng cao thì tốc độ ăn mịn căng nhanh.
- Sựăn mịn hô học thường xảy ra ở những thiết bị của lò đốt, câc chi tiết của động cơ đốt trong hoặc câc thiết bị tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao.
b. Ăn mịn điện hóa
Lă sự phâ huỷ của kim loại do kim loại tiếp xúc trực tiếp với chất điện ly tạo nín dịng điện.
- Bản chất của ăn mịn điện hô: Lă một q trình ơxy hơ - khử xảy ra trín bề mặt điện cực, ở cực đm xảy ra q trình ơxy hơ kim loại, ở cực dương xảy ra quâ trình khử câc ion H+ (nếu dung dịch điện ly lă axít ).
- Ăn mịn điện hô lă dạng ăn mịn phổ biến vă nghiím trọng nhất, thường xảy ra đối với vỏ tău biển, ống dẫn đặt trong lòng đất, kim loại tiếp xúc với khơng khí ẩm, ...
c. Tâc hại
Gđy thiệt hại lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế quốc dđn như: Phâ huỷ mây móc thiết bị, một lượng lớn kim loại bị mất đi, ảnh hưởng đến sự an toăn về người vă thiết bị.
42
2.2. phương phâp chống ăn mòn kim loại2.2.1. Phương phâp phủ kim loại 2.2.1. Phương phâp phủ kim loại
Phương phâp phủ kim loại lă phương phâp phủ một lớp kim loại ít bị ăn mịn hoặc khơng bị ăn mịn lín bề mặt chi tiết cần được bảo vệ. Gồm câc phương phâp sau:
Phương phâp nóng chảy
Nung nóng chảy kim loại bảo vệ ( thường lă Sn, Pb hoặc Zn ) rồi nhúng chi tiết văo dung dịch nóng chảy đó để tạo lớp phủ bảo vệ.
- Phủ kẽm: Nung nóng chảy Zn ở t0 = ( 450 ÷ 480)0C. Sau đó nhúng chi tiết văo, lớp Zn nóng chảy sẽ bâm văo bề mặt chi tiết.
- Phủ thiếc: Nung nóng chảy Sn ở t0 = ( 270 ÷ 300)0C, âp dụng cho câc chi tiết ởngănh lương thực, thực phẩm.
- Phủ chì: Nung nóng chảy Pb ở t0 = 3500C, âp dụng để bảo vệ cho bề mặt câc loại ống, câc chi tiết trong công nghiệp hoâ học.
b. Mạ kim loại
- Câch tiến hănh: Chi tiết được treo văo cực Catốt ( cực đm ), còn cực anốt lă một tấm kim loại nguyín chất dùng để phủ.
- Ưu điểm:
+ Ngoăi mục đích bảo vệ kim loại khỏi bị gỉ, cịn có tâc dụng lăm đẹp, trang trí cho câc chi tiết mây.
+ Khống chế được chiều dăy lớp kim loại phủ, tiết kiệm kim loại, khơng phải nung nóng chi tiết.
c. Cân dính một lớp kim loại bảo vệ
Thường dùng cho tấm kim loại bằng câch cân dính bề mặt tấm kim loại một lớp kim loại bảo vệ mỏng (Pb, Al, Ni, ...).
d. Phun một lớp kim loại bảo vệ
Được thực hiện bằng câch phun đắp lín chi tiết một lớp kim loại nóng chảy.
- Câch tiến hănh: Dđy kim loạ bảo vệ (Al, Cu, Ni, ...) lắp văo một súng phun. Dđy kim loại được đốt nóng bằng khí nóng hoặc bằng điện, câc hạt kim loại nóng chảy sẽ phun văo bề mặt chi tiết bằng luồng khơng khí nĩn có âp suất cao. Câc hạt kim loại nóng chảy bay ra khỏi súng phun vă bâm chặt văo bề mặt của chi tiết.
2.2.2. Phủ một lớp vật liệu phi kim loại
43
Sơn lă phương phâp công nghệ bảo vệ kim loại được sử dụng rộng rêi nhất. Ngoăi mục đích bảo vệ kim loại cịn có tâc dụng trang trí lăm đẹp sản phẩm. Có 3 loại sơn chính lă: Sơn dầu, sơn vecni, sơn ímay.
b. Ímay
- Về tính chất hô học vă lý học có thể coi như lă dạng Silicât khơng hoă tan (như thuỷ tinh). Ímay có tính chịu ăn mịn cao trong câc mơi trường ăn mịn như nước, muối, axít.
- Câch tiến hănh: Nhúng chi tiết văo dung dịch ímay nóng chảy ở t0 = (1200 ÷ 1300)0C rồi lăm nguội.
c. Bơi dầu mỡ
Chủ yếu lă câc vật liệu dụng cụ, câc thiết bị xếp trong kho để lđu ngăy.
d. Phủ chất dẻo
Thường dùng cao su, Íbơnít phủ bề mặt kim loại của chi tiết trong ngăng hoâ học để bảo vệ cho câc mặt trong của câc thùng chứa khí, vật chuyển axít.
2.2.3. Câc phương phâp khâc
a. Tạo lớp axit bảo vệ
- Tạo nín trín bề mặt kim loại một lớp bảo vệ dưới dạng ôxit kim loại, lăm cho bề mặt của kim loại trở nín thụđộng ( trơ ) đối với axit.
- Câch tiến hănh
Nhúng chi tiết văo dung dịch nóng chảy gồm:
NaOH (700 ÷ 800 g/l), NaNO3 (200 ÷ 250 g/l) ở t0 = (130 ÷ 140)0C trong thời gian 1 ÷ 2 giờ.
Sau khi phủ trín bề mặt thĩp có mău đen (cịn gọi lă nhuộm đen).
b. Chế tạo thĩp không gỉ
Khi luyện thĩp, nếu cho thím một lượng đủ lớn câc nguyín tố Cr, Ni sẽ tạo ra loại thĩp khơng gỉ, có thể chịu được xút, bazơ.
Một số loại thĩp không gỉ thường dùng lă: 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13, Cr17, Cr25.
CĐU HỎI ÔN TẬP
1. Cho biết câc hiện tượng ăn mòn kim loại.
2. Trình băy phương phâp chống ăn mịn kim loại bằng phương phâp phủ kim loại.
3. Trình băy phương phâp chống ăn mòn kim loại bằng phương phâp phủ một lớp vật liệu phi kim loại vă câc phương phâp khâc.
44
Chương 7: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI1. Mục tiíu: 1. Mục tiíu:
- Níu được tính chất, cơng dụng của vật liệu phi kim loại
- Phđn biệt đúng câc loại vật liệu phi kim loại vă phạm vi ứng dụng của chúng.
2. Nội dung: Vật liệu phi kim loại
2.1. Chất dẻo, đâ măi, cao su, gỗ, amiăng2.1.1. Chất dẻo 2.1.1. Chất dẻo
a. Khâi niệm chung về chất dẻo
- Định nghĩa
Chất dẻo lă vật liệu nhđn tạo, được sản xuất từ câc chất hữu cơ. Lă vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tâc dụng của nhiệt, âp suất vă vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thơi khơng tâc dụng.
- Thănh phần của chất dẻo
Chất dẻo lă hỗn hợp của nhiều chất:
* Pôlyme: Lă thănh phần cơ bản nhất của chất dẻo.
* Chất hô dẻo: Được đưa thím văo với chất lượng (10 ÷ 20 )% để tăng tính dẻo vă cải thiện tính tạo hình. Thường lă câc Este hoặc Pơlyme có phần tử dẻo dể uốn.
* Chất độn: Được đưa văo với lượng (40 ÷ 70 )% để nđng cao cơ tính giảm giâ thănh vă thay đổi câc thơng số khâc. Chất độn lă những chất hữu cơ vă vô cơ ở dạng bột (bột gỗ, bồ hóng, mica, SiO2, TiO2, Graphít ), dạng sợi (sợi bơng, thuỷtinh, amiăng, pôlyme), dạng tấm ( giấy, vải từ câc sợi khâc nhau, lớp gỗ ).
* Chất ổn định: Lă những chất hữu cơ khâc nhau để duy trì cấu trúc phđn tử vă ổn định tính chất, lăm cho tính chất lêo hô của chất lỏng chậm lại.
* Câc chất phụ gia đặc biệt: Lă vật liệu bôi trơn, tạo mău, chất bảo vệ, chất giảm điện tích luỹ vă bắt chây, ...
* Chất đóng rắn: Được đưa thím văo chất dẻo nhiệt rắn dễ hô cứng.
- Tính chất chung của chất dẻo
+ Nhẹ, khối lượng riíng: γ = 0,9 - 2 g/cm3
+ Câch nhiệt, câch điện, câch ẩm tốt. + Độ bền cơ học khâ cao.
+ Bền vững về mặt hô học, chịu được axit, bazơ.
- Cơng dụng
45
+ Trong lĩnh vực điện vă vơ tuyến điện: Được sử dụng nhiều vì có tính câch điện tốt.
+ Trong ngănh chế tạo câc chi tiết mây có độ bền vững vừa phải, nhẹ vă khơng bị ăn mịn như: Bình chứa, câc bộ phận của băng truyền, cânh bơm, bânh răng, bânh vít, phanh hêm, ổ trượt, ... Ngoăi ra chất dẻo còn dùng phủ lín kim loại nhằm chống ăn mịn kim loại.
+ Trong đời sống: Chế tạo đồ dùng sinh hoạt gia đình như: Guốc, dĩp, âo mưa, chậu, bât, ...
b. Phđn loại chất dẻo
Chất dẻo mềm nhiệt (Pôlyme chất dẻo)
Chất dẻo mềm nhiệt lă loại chất dẻo có thể lăm nóng chảy vă tạo hình lại được, bao gồm :
- Pơly ítylen (PE): Được sản xuất ra từ khí ítylen, lă loại chất dẻo không dẫn nhiệt vă điện, không thấm nước. Được dùng để tạo dđy điện, chai, lọ, măng bao gói, âo đi mưa, ...
- Pôlyvinil clorua (PVC): Được sản xuất ra từ cloruavinil, lă chất dẻo bền với axit vă kiềm. Thường dùng sản xuất vải giả da, dĩp nhựa, ống nhựa, hoa nhựa, ..
- Pôly prôpilen (PP): Được sản xuất từ prơpilen nhờ có chất xúc tâc đặc biệt. Có tính chịu ăn mịn hơ học tương tự như pơly ítylen nhưng độ bền cơ học vă tính chịu nhiệt cao hơn. Dùng để chế tạo câc loại ống, cânh quạt bơm nước ly tđm, câc dụng cụ y tế, điện tử, vô tuyến điện.
Chất dẻo cứng nhiệt (Pôlyme nhiệt rắn)
- Chất dẻo Phenol (Bakílit): Được sản xuất từ Phenol - Pomanđíhit. Có độ bền cơ học khâ cao, chịu nhiệt, chịu axit vă kiềm rất tốt. Được dùng nhiều trong công nghiệp điện vă điện tử.
- Chất dẻo có thớ Tectơlit vă Hítinâc: Được sản xuất bằng câch tẩm nhựa Phenol - Pomanđíhit văo sợi bơng hoặc sợi vải tổng hợp, để tăng tính dẫn nhiệt vă chống mịn có thể cho thím chất độn Graphit văo Tectôlit. Tectôlit được dùng để chế tạo bânh răng, bạc lót.
Hítinâc được dùng sản xuất bằng câch tẩm nhựa Phenol - Pomanđíhit văo giấy. Hítinâc hơn hẳn Tectơlit ở chỗ có tính câch điện cao vă chịu ẩm tốt. Được dùng lăm vật liệu câch điện, kể cả với điện âp cao âp.
2.1.2. Đâ măi
a. Khâi niệm chung Định nghĩa
Đâ măi lă loại dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt với thơng số hình học khơng xâc định. Câc hạt măi được dính kết với nhau nhờ chất kết dính.
46
Cấu tạo
Đâ măi được cấu tạo bao gồm: - Hạt măi ( vật liệu măi ). - Chất kết dính.
- Khoảng trống.
Đặc điểm cắt gọt của đâ măi
- Ở đâ măi câc lưỡi cắt khơng giống nhau.
- Hình dạng hình học của mỗi hạt măi khâc nhau, bân kính góc lượn ở đỉnh của
mỗi hạt măi, hướng của góc cắt sắp xếp hỗn loạn, khơng thuận lợi cho việc thôt phoi.
- Khi cắt có nhiều hạt măi cùng đồng thời cắt gọt vă hướng góc cắt của mỗi hạt khơng phù hợp với nhau, tạo ra ma sât cho câc chi gia cơng bị nung nóng rất nhanh vă nhiệt độ tại vùng măi rất lớn, dễ lăm chây bề mặt gia cơng vă lăm thay đổi cơ lý tính của vật liệu.
- Đâ măi có tính tự sửa : Sau một thời gian lăm việc, câc hạt măi bị mịn khơng cịn khả năng cắt gọt, lúc năy đâ măi chỉ că sât trín bề mặt chi tiết, sẽ sinh ra ma sât, lăm âp lực măi tăng lín cho đến khi thắng lực liín kết dính, lăm câc hạt măi bị mòn rơi ra khỏi đâ để câc hạt măi bín trong cịn sắc cạnh nhơ ra để cắt gọt. Hiện tượng năy xảy ra liín tục trong quâ trình măi.
b. Câc yếu tố đặc trưng của đâ măi
Độ hạt: Độ hạt lă kích thước thực tế của hạt măi vă được ký hiệu bằng số, hạt căng mịn thì số chỉ thị căng nhỏ. Độ hạt có ảnh hưởng đến năng suất vă chất lượng măi. Độ hạt căng to thì năng suất măi căng cao nhưng độ chính xâc vă độ bóng bề mặt lại thấp, cụ thể :
- Khi măi thô: Dùng đâ có độ hạt 200 ÷ 100. - Khi măi bân tinh: Dùng đâ có độ hạt 80 ÷ 40. - Khi măi tinh: Dùng đâ có độ hạt 32 ÷ 10.
Độ cứng: Độ cứng lă đặc trưng cho độ bền của chất kết dính, lă khả năng giữ hạt măi không bị rơi ra khỏi đâ măi. Đâ căng mềm thì hạt măi căng dễ tâch ra khỏi đâ vă ngược lại đâ căng cứng thì hạt măi căng khó tâch ra khỏi đâ.
Độ cứng đâ măi được phđn ra nhiều cấp: Mềm, mềm vừa, trung bình, cứng, cứng vừa, đặc biệt cứng.
Nguyín tắc chọn độ cứng đâ măi:
- Khi măi vật liệu cứng: Chọn đâ măi mềm. - Khi măi vật liệu mềm: Chọn đâ măi cứng.
47
Kết cấu đâ măi (mật độ đâ măi )
Kết cấu đâ măi đặc trưng cho độ xốp của đâ, nói lín tỷ lệ giữa thể tích hạt măi, chất kết dính vă khoảng trống. Có 13 mức độ kết cấu khâc nhau, từ N0 ÷
N12. Số căng nhỏ thì kết cấu căng chặt (căng có nhiều hạt măi vă căng có khoảng trống).
Kết cấu đâ măi được chia lăm 3 nhóm: - Nhóm kết cấu chặt: N0 ÷ N3.
- Nhóm kết cấu vừa: N4 ÷ N6. - Nhóm kết cấu xốp: N7 ÷ N12.
Khi măi vật liệu dẻo (Cu, Al) dùng đâ có kết cấu xốp, khi măi vật liệu cứng (gang, thĩp) dùng đâ có kết cấu chặt hơn.
c. Bột đâ măi
Bột đâ măi có 2 loại:
- Bột đâ măi tự nhiín như: Thạch anh, Coranh đơng vă bột đâ măi nhđn tạo như : Coranh đông điện, Silicacbua, Bơcacbua.
- Bột đâ măi lă vật liệu có độ cứng cao, chịu măi mòn tốt, dùng để lăm đâ măi vải giâp, giấy giâp. Ngoăi ra còn dùng để đânh bóng câc bề mặt chi tiết.
2.1.3. Cao su
a. Phđn loại
Có 2 loại cao su lă cao snu thiín nhiín vă cao su nhđn tạo.
- Cao su thiín nhiín: Được lấy từ nhựa của cđy cao su. Khi mới lấy ra có mầu trắng đục, nếu để lđu ngoăi ânh sâng sẽ biến thănh mầu nđu.
- Cao su nhđn tạo: Lă những vật liệu pơlyme tương tự cao su thiín nhiín, do có người điều chế từ câc chất hữu cơ đơn giản hơn, thường bằng phản ứng