3.1 .GANG
3.2.3. Vài hợp kim màu khác
3.2.3.1. Hợp kim cứng
Trang 47
Là vật liệu kim loại (khơng phải hợp kim Fe- C) có tính nóng cứng cao dùng để cắt gọt kim loại hoặc hàn đắp lên các chi tiết để nâng cao tuổi thọ và chống mịn.
- Độ cứng: 85 92HRC (khơng cần nhiệt luyện). - Chịu nóng: 800o 10000C mà không giảm độ cứng. - Tốc độ cắt gọt lên đến 300 m/ph.
Thành phần chủ yếu là carbide của các kim loại khó nóng chảy nhƣ vonfram(W), titan (Ti), tantan (Ta), đƣợc thiêu kết ở dạng bột với kim loại coban (Co) đƣợc dùng làm chất kết dính.
Hình 3.14: Hợp kim cứng và 1 số dao cắt kim loại gắn hợp kim cứng b. Ký hiệu và cơng dụng
a- Nhóm hợp kim cứng một carbide: là hợp kim cứng có thành phần chủ yếu là
cacbit vonfam WC nhỏ mịn đƣợc dính kết bằng nguyên tố coban Co, có tính cứng nóng 800oC.
- Thành phần: WC + Co.
- Ký hiệu các loại hợp kim cứng thƣờng dùng theo TCVN: WCCo2; WCCo6;
WCCo8... Với con số đứng sau Co chỉ % của nó, phần cịn lại là %WC. Ví dụ: WCCo8 là hợp kim cứng 1 carbide có 8% Co và 92% WC.
- Cơng dụng: nhóm hợp kim này chủ yếu dùng làm dao cắt để gia công các vật liệu có độ cứng thấp và dịn nhƣ: gang grafit, hợp kim màu, thép cacbon…
b- Nhóm hợp kim cứng hai carbide: là hợp kim cứng có thành phần chủ yếu là hai
loại cacbit WC và TiC dạng hạt nhỏ mịn đƣợc dính kết bằng ngun tố Co, có tính cứng nóng khoảng (9001000)oC.
- Thành phần: WC + TiC + Co.
- Ký hiệu các loại hợp kim cứng 2 carbide thƣờng dùng theo TCVN:
WC.TiC30Co4; WC.TiC15Co6; WC.TiC14Co8; WC.TiC15Co10. Với con số đứng sau Ti, sau Co chỉ % của nó; phần cịn lại là %WC.
Ví dụ: WCTiC15Co6 là hợp kim cứng 2 cacbit có 6% Co, 15% TiC, và 79% WC. - Cơng dụng: nhóm hợp kim này chủ yếu dùng làm dao cắt để gia công các vật liệu có độ cứng cao và dẻo nhƣ: thép, thép khơng gỉ…
Trang 48
c- Nhóm hợp kim cứng ba carbide: là hợp kim cứng có thành phần chủ yếu là ba
loại cacbit WC, TiC và TaC dạng hạt nhỏ mịn đƣợc dính kết bằng nguyên tố coban Co.
- Thành phần: WC + TiC + TaC + Co.
- Ký hiệu các loại hợp kim cứng 3 carbide theo TCVN: WC(TiC.TaC)10Co8;
WC(TiC.TaC)7Co12… Với con số đứng sau (TiC.TaC), sau Co chỉ % của nó, phần cịn lại chỉ %WC.
Ví dụ: WC(TiC.TaC)7Co12 có 7% (TiC + TaC), 12% Co, 81% WC.
- Công dụng: dùng để chế tạo dụng cụ cắt để gia công các vật liệu có độ cứng và
độ bền cao nhƣ: thỏi thép đúc, thép khơng gỉ, thép bền nóng…
3.2.3.2. Hợp kim magne
Magne là nguyên tố kim loại kiềm:
- Có khối lƣợng riêng 1,74 g/cm3, nhẹ bằng 2/3 khối lƣợng riêng của nhơm.
- Nhiệt nóng chảy thấp (437oC), dể đúc
- Độ bền riêng cao, gấp 1.3 lần hợp kim nhôm
Tuy nhiên Mg rất dễ bị ăn mịn trong các mơi trƣờng có tính axít. Để hạn chế sự ăn mòn Mg thƣờng đƣợc sử dụng ở dạng hợp kim với nhôm (3%– 9%) và kẽm (1%) nhƣ hợp kim MgAl3Zn (hợp kim magiê biến dạng) , MgAl8Zn (hợp kim magiê đúc).
Thƣờng dùng chế tạo những chi tiết có độ bền lực cao mà khối lƣợng rất nhẹ trong các thiết bị điện tử, công nghiệp xe hơi và công nghiệp hàng không.
Hình 3.15: Thân máy ảnh Canon được đúc từ hợp kim magne
3.2.3.3. Hợp kim titan
Titan là một kim loại chuyển tiếp có màu trắng bạc, - Khối lƣợng riêng 4,5g/cm3.
- Nhiệt nóng chảy 1668 ° C. - Độ bền và độ dẻo cao nhƣ sắt.
- Titan có tính chống ăn mịn rất cao trong khí quyển và trong nƣớc biển, clo kể cả axit loảng.
Do chống ăn mòn tốt với nƣớc biển, titan đƣợc dùng làm chân vịt và nơi trao đổi nhiệt trong các máy lọc nƣớc mặn.
Trang 49
Hợp kim titan với vanađi đƣợc dùng làm vỏ máy bay, vỏ chịu nhiệt, càng đáp, và ống dẫn hơi nƣớc.
Hợp kim titan đƣợc dùng làm gọng kính, nhẹ, rất bền, khá đắt tiền.
Nhiều sản phẩm khác cũng dùng titan để chế tạo nhƣ gậy đánh golf, xe đạp, dụng cụ thí nghiệm, nhẫn cƣới và máy tính xách tay, các dụng cụ y tế.
Hình 3.16: Một số chi tiết làm từ hợp kim titan.
a. Đồng hồ đeo tay mạ titan
b. Máy bay Airbus A380 dùng hợp kim của titan làm vỏ và động cơ
3.2.3.4. Hợp kim nickel
Nickel là một kim loại chuyển tiếp màu trắng bạc, rất cứng.
- Khối lƣợng riêng 8,907 g/cm3 (gấp hơn hai lần titan và đƣợc xếp vào nhóm kim loại màu nặng).
- Nhiệt độ chảy 1455oC.
- Độ bền và độ dẻo dai cao, tính chịu ăn mịn tốt, có tính sắt từ.
- Niken khơng bị oxy hóa trong khơng khí ngay cả ở nhiệt độ 500oC, bền chống ăn mịn với nhiều loại axít, độ bền cơ cao hơn các kim loại màu khác.
- Niken cứng nhƣng lại dẻo, dể cán kéo và rèn thành tấm mỏng, băng, thanh, ống… dùng làm vật liệu kết cấu với tính năng cơ – lý – hóa đáng q.
. Hợp kim chứa 6 – 8% Ni (18 – 20%Cr) là thép không gỉ cao cấp, đƣợc dùng trong nhiều ngành công nghiệp: chế tạo máy, hàng không, tên lửa, chế tạo ơ tơ… Hợp kim của niken với 75 ÷ 85%Ni, 10 ÷ 20%Cr dùng làm dây điện trở trong các lị nung đến 1000o
C.
Hợp kim pecmalơi (permalloy) chứa khoảng 79%Ni, 4%Mo, còn lại là sắt, đƣợc dùng các lõi biến thế, lõi dẫn từ chất lƣợng cao.
Nickel còn dùng để mạ lên bề mặt kim loại khác để chống ăn mịn
Nhƣng tính chất quý giá nhất của niken là làm hợp kim bền nóng với khả chống oxy hóa nhiệt độ cao (800 – 1100oC). Hợp kim có đến 70% Ni dùng để chế tạo cánh động cơ phản lực, buồng đốt, ống chịu nóng và nhiều chi tiết của máy bay phản lực hiện đại.
Trang 50
Hình 3.17: Một số chi tiết làm từ hợp kim nickel.
a. Lõi biến áp; b. Dây điện trở; c. Cánh động cơ phản lực
b)
c) a)
Trang 51
NỘI DUNG ÔN TẬP A. CÂU HỎI TỰ LUẬN
1. Trình bày đặc điểm chung của gang?
2. Cho các loại gang có kí hiệu sau: GC60-02, GZ40-06, GX28-48: a- Gọi tên và trình bày đặc điểm kí hiệu các loại gang trên?
b- Chỉ ra loại gang nào dùng làm bệ máy, loại nào thường dùng chế tạo trục khủyu, đường ray, loại nào được dùng chế tạo các chi tiết cánh mỏng chịu va đập trong máy dệt?
3.Trình bày tính chất cơng dụng và phương pháp nhiệt luyện hợp kim nhơm đura? 4. Trình bày tính chất và cơng dụng của hợp kim nhơm đúc?
5. Trình bày tính chất, cơng dụng và cách ghi ký hiệu đồng thau, đồng thanh? 6. Gọi tên, trình bày đặc điểm kí hiệu từng loại hợp kim màu sau: AlSi5.5Cu4.5Đ, AlCu4.4Mg1.5, LCuZn14Si3Pb3, BCuSn5Zn2Pb5. Cho biết công dụng của từng loại?
7. Trình bày tính chất cơng dụng hợp kim cứng?
8. Gọi tên, trình bày đặc điểm kí hiệu các loại hợp kim cứng sau: WCCo8, WCTiC15Co6, WC(TiC.TaC)7Co12? Chỉ ra phạm vi cắt gọt của từng loại?
B. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
A- GANG
1. Gang là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó hàm lượng cacbon là:
a. % C <2,14 b. %C >6,67
c. 2,14<% C <6,67 d. Tất cả a,b,c đều sai
2. Nguyên tố Mangan có trong gang làm:
a. Tính chảy lỗng tốt b. Ngăn cản sự tạo graphít c. Thúc đẩy sự tạo graphít d. Khử oxy trong gang
3. Nguyên tố Silic có trong gang làm cho gang:
a. Có tính chảy lỗng tốt b. Khống chế sự tạo graphít c. Thúc đẩy sự tạo graphít d. Khử oxy trong gang
4. Trong các đặc tính cơ bản của gang, đặt tính nào khơng đúng:
a. Dể nấu luyện hơn thép do không yêu cầu chặc chẽ nhƣ thép. b. Độ dẻo dai và độ bền kém hơn thép.
c. Độ cứng cao hơn thép vì có hàm lƣợng C cao hơn d. Tính đúc tốt hơn thép do có tổ chức cùng tinh dể chảy
5. Hình 3.18 là tổ chức tế vi của:
a- Gang xám b- Gang dẻo c- Gang cầu d- Gang trắng
6. Kí hiệu GX 15-32 theo TCVN có nghĩa là:
a. Gang xám , độ bền uốn =15kg/mm2, độ bền kéo =32kg/mm2 b. Gang xám , độ bền xoắn =15kg/mm2, độ dãn dài =32%
Trang 52
c. Gang xám , độ bền kéo =15kg/mm2, độ bền uốn =32kg/mm2 d. Gang xám , độ bền kéo =15kg/mm2, độ dãn dài =32%
7. Hãy chọn loại gang thích hợp nhất để chế tạo bi nghiền:
a- Gang trắng b- Gang biến trắng c- Gang cầu d- Gang dẻo
8. Để chế tạo những chi tiết có tính chống mài mòn bề mặt cao như: bi, trục nghiền, trục xay xát. Người ta phải tạo ra gang trắng bằng cách:
a. Ủ gang xám ở nhiệt độ từ 6000
C ÷ 6500C b. Làm nguội nhanh trong lúc đúc gang
c. Chọn mác gang có độ bền cao d. Tất cả đều đúng
9. Gang dẻo được dùng làm đúc các chi tiết có:
a- Hình dáng phức tạp b- Tiết diện thành mỏng c- Chịu va đập d- Cả a+b+c
10. Trong các loại gang sau, loại nào graphit hóa chỉ xảy ra trong q trình ủ sau khi đúc chi tiết?
a- Gang xám b- Gang dẻo c- Gang cầu d- Gang trắng
11. Hình 3.19 là tổ chức tế vi của:
a- Gang xám b- Gang dẻo c- Gang cầu d- Gang trắng
12. Chế tạo gang dẻo bằng cách:
a- Nhiệt luyện đặc biệt gang xám b- Ủ từ gang trắng
c- Làm nhỏ hạt gang để nâng cao tính dẻo d- Khử bỏ triệt để P, S
13. Kí hiệu GZ 40-06 theo TCVN có nghĩa là:
a. Gang dẻo , độ bền uốn =40kg/mm2, độ dãn dài =6% b. Gang dẻo , độ bền kéo =40kg/mm2, độ dãn dài =6% c. Gang dẻo , độ bền xoắn =40kg/mm2, độ dãn dài =6% d. Gang dẻo , độ bền nén =40kg/mm2, độ dãn dài =6%
14. Các gang xám, dẻo, cầu có tính chịu cắt gọt tốt là do
a- Chứa nhiều P,S nhƣ thép dễ cắt b- Chứa nhiều bọt khí, xốp nên dễ cắt
c- Có graphít với tính bơi trơn cao ít làm mịn dao d- Có graphít mềm làm phoi dễ gãy
15. Gang cầu có đặc điểm về tổ chức sau:
a- Xêmentit có dạng hình cầu
b- Một phần hay toàn bộ C ở dạng graphit cầu
Trang 53 c- Một phần C ở dạng graphit cầu
d- Lớp bề mặt có graphit cầu
16. Chế tạo gang độ bền cao với graphit cầu bằng cách:
a- Nhiệt luyện gang xám trong môi trƣờng đặc biệt b- Tinh luyện gang để khử bỏ tạp chất
c- Hợp kim hóa bằng đất hiếm (chứa Ce)
d- Biến tính gang lỏng bằng magiê (Mg) hay đất hiếm (chứa Ce)
17. Hình 3.20 là tổ chức tế vi của:
a- Gang dẻo b- Gang trắng c- Gang cầu d- Gang xám
18. Gang cầu được dùng để thay cho thép để chế tạo chi tiết:
a- Trục động cơ điện b- Trục hộp giảm tốc
c- Trục truyền động d- Trục khuỷu cho xe tải nhẹ và trung bình
19. Kí hiệu GC 60-02 theo TCVN có nghĩa là:
a. Gang cầu , độ bền uốn =60kg/mm2, độ dãn dài =2% b. Gang cầu , độ bền xoắn =60kg/mm2, độ dãn dài =2% c. Gang cầu , độ bền kéo =60kg/mm2, độ dãn dài =2% d. Gang cầu , độ bền nén =60kg/mm2, độ dãn dài =2%
20. Cơ tính của gang xám, gang dẻo, gang cầu khác nhau chủ yếu do:
a. Thành phần hóa học quyết định b. Phƣơng pháp chế tạo quyết định c. Phƣơng pháp nhiệt luyện quyết định d. Hình dạng của grafit quyết định
B- HỢP KIM MÀU
21. Hợp kim nhơm có ưu điểm gì nổi bật nhất so với các hợp kim khác?
a- Có độ bền cao b- Có độ bền riêng cao
c- Có khả năng chống ăn mịn cao d- Có độ dẻo cao
22. Hợp kim Al-Si là hợp kim nhơm cịn gọi là :
a- Silumin b- Đura c- Laton d- Bronze
23. AlSi5.5Cu4.5Đ là kí hiệu:
a- Hợp kim nhơm biến dạng có : 5,5%Si; 4,5%Cu b- Hợp kim nhơm đúc có : 5,5%Si; 4,5%Cu c- Hợp kim đồng có : 1% Al, 5,5%Si; 4,5%Cu
d- Hợp kim nhơm biến dạng có : 1% Al, 5,5%Si; 4,5%Cu
24. Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền bằng nhiệt luyện là hợp kim có đặc điểm:
a. Hàm lƣợng các nguyên tố hợp kim thấp.
Trang 54 b. Hàm lƣợng các nguyên tố hợp kim cao.
c. Hàm lƣợng các nguyên tố hợp kim trung bình.
d. Hàm lƣợng các nguyên tố hợp kim bao nhiêu cũng đƣợc.
25. Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền bằng nhiệt luyện được là do:
a. Khi nung nóng khơng giữ đƣợc nhiệt.
b. Độ bền của hợp kim thay đổi không nhiều sau nhiệt luyện. c. Khi làm nguội khơng có sự chuyển biến pha.
d. a và c đều đúng
26. Công dụng của AlCu4,5Mg1,5Mn0,5:
a. Làm các chi tiết máy trong vận tải, vỏ máy bay b. Làm đồ gia dụng nhƣ xoong, nồi…
c. Làm chi tiết hình dạng phức tạp.
d- Làm chi tiết chịu tải trọng nhẹ nhƣ khung, vòm…
27. Để bảo đảm tính đúc tốt, thành phần của hợp kim nhơm đúc phải chọn sao cho có tỷ lệ phù hợp với:
a- Dung dịch rắn b- Pha liên kim loại c- Tổ chức cùng tinh d- Tổ chức cùng tích
28. Hợp kim nhôm đúc Silumin (hệ Al-Si) thường chứa từ 5 đến 20% Si. Vì sao người ta chọn thành phần này?
a-Vì có khoảng nhiệt độ đúc phù hợp
b-Vì tạo ra các pha liên kim loại, tăng độ bền vật đúc
c-Vì gần khoảng thành phần cùng tinh, có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất d-Vì tạo ra các pha có tác dụng làm giảm độ co vật đúc
29. Đu-ra là tên gọi hợp kim nhôm hệ:
a- Al-Mg b- Al-Cu c-Al-Cu-Mg d- Al-Zn-Mg
30. Phương pháp nhiệt luyện hợp kim nhôm đura?
a- Tôi 520oC, hóa già tƣ nhiên + hóa già nhân tạo b- Ủ +hóa già tự nhiên+ hóa già nhân tạo
c- Tơi 520oC + ram thấp + hóa già nhân tạo d- Hóa già tự nhiên
31. AlCu4.4Mg1.5Mn0,06 là kí hiệu:
a- Hợp kim nhơm biến dạng có : 1% Al; 4,4% Cu, 1,5% Mg, 0,06% Mn b- Hợp kim nhơm đúc có : 1% Al; 4,4% Cu, 1,5% Mg, 0,06% Mn
c- Hợp kim đồng có : 4,4%Cu, 1,5%Mg, 0,06% Mn, 94,04% Al và tạp chất d- Hợp kim nhơm biến dạng có: 4,4%Cu, 1,5%Mg, 0,06% Mn, 94,04% Al và tạp chất
32. Đồng vàng (đồng latông) là hợp kim của đồng mà ngun tố chính là:
a. Nhơm b. Kẽm c. Niken d. Thiếc
33. Đồng thanh thường dùng làm:
a. Ống dẫn khí b. Bạc lót ổ trục c. Dây dẫn điện d. Cả a, b, c đều đúng
Trang 55
34.Tên gọi chung của của các hợp kim của đồng với các nguyên tố khác (trừ hệ Cu-Zn) là gì:
a. Brơng b. Latông c. Đồng đỏ d. Đồng thau
35. Người ta đưa thêm một lượng Pb vào latông để cải thiện :
a. Độ bền b. Khả năng chống ăn mòn c. Tính cắt gọt d. Tính dẻo
36. LCuZn32 là kí hiệu của:
a. Đồng đỏ b. Đồng thau c. Đồng đen d. Đồng thanh
37. LCuZn14Si3Pb3 là đồng thau có:
a. 14%LCuZn, 3%Si, 3%Pb
b. 1% Lcu, 14% Zn, 3% Si, 3% Pb.
c. 14% Zn, 3% Si, 3%Pb, 80% Cu và tạp chất. d. Cả a, b, c đều sai
38. Đồng thanh là hợp kim của Cu và nguyên tố chính nào sau đây là:
a- Sn b- Zn c- Fe d- a, b, c đều đúng
39. SnPb8Cu3 là kí hiệu của:
a. Đồng đỏ b. Đồng thanh c. Babit thiếc d. Brơng chì
40. Đồng thanh được sử dụng chủ yếu làm các chi tiết như trục vít - đai ốc, trục vít - bánh vít nhằm mục đích:
a. Chống ăn mòn chất lƣợng cao b. Chống ma sát chất lƣợng cao c. Chống biến dạng chất lƣợng cao d. Chống va đập chất lƣợng cao
41. Công dụng của BcuPb30 là:
a. Làm đồ trang sức b. Làm bánh vít c. Dùng đúc tƣợng d. Làm ổ trƣợt
42. Đồng đàn hồi (thường dùng làm các chi tiết đàn hồi có độ dẫn điện cao như: