Hợp kim Sắt - Các bon (Fe-C) (Giản đồ trạng thái) - KSHQT. Vũ Đình Toại

UN
Uni24h
0 lượt tải
21
0

Nội dung tài liệu

Trang 1

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 IV. Hîp kim S¾t - C¸c bon (Fe-C): 1. Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hîp kim Fe-C: VDT ® toC B A 1500 Láng (L) L + Ostenit (L+) Hợp kim Fe – C L + Xªmentit (L+Xª) 1147 Ostenit () E 1147oC C F 911 G Am  + Xª + Lª Xª + Lª  +  A3  + Xª S A1 727oC Lª®ªbuarit (Lª) CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:P K 727  + P + Xª  + Xª + Lª Xª + Lª P Peclit Q 0,8%C 2,14%C 4,43%C 6,67%C 0,02%C © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1 / 39 - ACB là đường lỏng phân biệt pha lỏng hoàn toàn với pha lỏng đã có tinh thể rắn - AECF là đường đặc ứng với điểm bắt đầu nóng chảy hoặc hoá rắn hoàn toàn - GS (A3); SE (Am); GP và PQ tương ứng với giới hạn chuyển biến pha trongVDT ® trạng thái hoá rắn - PSK (A1) là đường chuyển biến cùng tích khi nguội đến đó sẽ bắt đầu sự chuyển biến cùng tích hỗn hợp cơ học 1.1. C¸c tæ chøc cña hîp kim Fe-C: 1.1.1. C¸c tæ chøc 1 pha: 1.1.1.1. Tæ chøc xªmentit (Xª) lμ hîp chÊt ho¸ häc cña Fe vμ C (C% = 6,67%)  Fe C 3 Hợp kim Fe – C >> Tæ chøc nμy ®îc kÕt tinh qua ba giai ®o¹n vμ n»m trong hÇu hÕt c¸c khu vùc >> §©y lμ mét tæ chøc cã ®é cøng cao, tÝnh c«ng nghÖ kÐm, ®é gißn lín nhng chÞu mμi mßn tèt >> Trªn tõng khu vùc ®é giμu xªmentit (Xª) gi¶m dÇn tõ Xª1 ®ªn Xª3 CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 2 / 39 1

Trang 2

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 1.1.1.2. Tæ chøc «stennit (, Os) lμ dung dÞch ®Æc xen kÏ cña cacbon trong Fe (Fe) >> Lîng hoμ tan C trong Fe tèi ®a lμ 2,14%ë 11470C. T¹i 7270C lîng hoμ tan C lμ 0,8% VDT ® >> Khu vùc AESG chØ tån t¹i mét pha «stenit riªng biÖt >> «stenit lμ pha dÎo vμ dai, rÊt dÔ biÕn d¹ng >> V× nã tån t¹i riªng biÖt chØ ë nhiÖt ®é trªn 7270C nªn kh«ng quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt c¬ häc khi kim lo¹i chÞu t¶i mμ chØ cã ý nghÜa khi gia c«ng ¸p lùc nãng vμ nhiÖt luyÖn Hợp kim Fe – C CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 3 / 39 1.1.1.3. Ferit (, F) lμ dung dÞch ®Æc xen kÏ cña C trong Fe (Fe) >> ë 7270C hoμ tan 0,02%C VDT ® >> NhiÖt ®é cμng gi¶m lîng hoμ tan cμng gi¶m nªn cã thÓ coi ferit lμ s¾t nguyªn chÊt >> Ferit rÊt dÎo, mÒm vμ cã ®é bÒn thÊp Hợp kim Fe – C 1.1.2. C¸c tæ chøc 2 pha: 1.1.2.1. Peclit (P) lμ hçn hîp c¬ häc cña ferit vμ xªmentit (Xª2) >> Khi h¹ to xuèng 7270C, c¶ ferit vμ xªmentit cïng kÕt tinh ë thÓ r¾n t¹o nªn cïng tÝch peclit (®iÓm S) >> C¬ tÝnh cña Peclit phô thuéc vμo lîng F vμ Xª vμ phô thuéc vμo h×nh d¹ng cña Xª (tÊm hay h¹t) CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 4 / 39 2

Trang 3

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 1.1.2.2. Lª®ªbuarit (Lª) lμ hçn hîp c¬ häc cïng tinh cña  vμ Xª (Xª ) VDT ® 1 >> T¹i 1147oC vμ 4,43%C cïng tinh Lª h×nh thμnh t¹i ®iÓm C >> Xuèng díi 727oC, mét phÇn  chuyÓn thμnh P >> Lîng Xª trong Lª kh¸ lín nªn Lª cã ®é cøng cao, dßn Hợp kim Fe – C CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:1.1.2.3. Graphit (Gr) lμ cacbon ë tr¹ng th¸i tù do >> Gr kÐm bÒn, dßn, në thÓ tÝch khi kÕt tinh © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 5 / 39 1.2. Ph©n lo¹i hÖ hîp kim Fe-C (Fe-Fe3C): VDT ® HÖ hîp kim Fe-C ThÐp cacbon C < 2,14% Gang C > 2,14% Hợp kim Fe – C ThÐp tríc ThÐp ThÐp Gang tríc Gang Gang cïng tÝch cïng tÝch sau cïng tinh cïng tinh sau cïng tÝch C < 4,43% C =4,43% cïng tinh C < 0,8% C = 0,8% C > 0,8% C > 4,43% CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 6 / 39 3

Trang 4

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 2. ThÐp cacbon: 2.1. Kh¸i niÖm vÒ ThÐp cacbon: VDT ® ThÐp cacbon lμ hîp kim cña Fe-C víi hμm lîng cacbon nhá h¬n 2,14%. Ngoμi ra trong thÐp cacbon cßn chøa mét lîng t¹p chÊt nh Si, Mn, S, P, …  Nguyªn tè ¶nh hëng lín nhÊt trong thÐp lμ cacbon. ChØ cÇn thay ®æi mét lîng rÊt nhá C, ®· lμm thay ®æi nhiÒu tÝnh chÊt lý, ho¸ cña thÐp - C t¨ng  ®é cøng vμ ®é bÒn cña thÐp t¨ng lªn cßn ®é dÎo vμ ®é dai l¹i gi¶m xuèng - Thay ®æi hμm lîng cacbon  lμm thay ®æi c¶ tÝnh c«ng nghÖ, tÝnh ®óc, tÝnh hμn vμ tÝnh rÌn dËp Hợp kim Fe – C * C¸c t¹p chÊt cã lîi trong thÐp cacbon: Si vμ Mn - Khi hμm lîng cña chóng thÝch hîp (Mn  0,75% vμ Si  0,35%) cã kh¶ n¨ng khö «xy khái c¸c «xyt s¾t, lμm t¨ng ®é bÒn, ®é cøng cña thÐp - Tuy nhiªn kh«ng nªn cho nhiÒu t¹p chÊt lo¹i nμy v× nã sÏ ph¬ng h¹i ®Õn mét sè tÝnh c«ng nghÖ nh gia c«ng c¾t gät nhiÖt luyÖn v.v… CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:* C¸c t¹p chÊt cã h¹i cho thÐp cacbon: P vμ S - Nguyªn tè S sÏ lμm cho thÐp bÞ dßn nãng (bë nãng) - Nguyªn tè P l¹i lμm thÐp bÞ ph¸ huû ë tr¹ng th¸i nguéi – dßn nguéi  V× thÕ cÇn h¹n chÕ S vμ P díi møc 0,03% © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 7 / 39 2.2. Ph©n lo¹i ThÐp cacbon: 2.1.1. Ph©n lo¹i theo tæ chøc tÕ vi vμ hμm lîng C trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i VDT ® - ThÐp tríc cïng tÝch víi tæ chøc Ferit + Peclit (C < 0,8%) - ThÐp cïng tÝch: thÐp cã tæ chøc Peclit (C = 0,8%) - ThÐp sau cïng tÝch trong ®ã cã Peclit + Xªmentit (C > 0,8%) 2.1.2. Ph©n lo¹i theo hμm lîng C thêng dïng - ThÐp cacbon thÊp: C < 0,25% - ThÐp cacbon trung b×nh: C = 0,25% ... 0,5% Hợp kim Fe – C- ThÐp cacbon cao: C > 0,5% 2.1.3. Ph©n lo¹i theo ph¬ng ph¸p luyÖn kim - ThÐp lß chuyÓn: chÊt lîng kh«ng cao, hμm lîng kÐm chÝnh x¸c - ThÐp lß m¸c tanh (Martin): chÊt lîng cao h¬n trong lß chuyÓn mét Ýt - ThÐp lß ®iÖn: chÊt lîng cao h¬n nhiÒu, khö hÕt t¹p chÊt tíi møc thÊp nhÊt CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:2.1.4. Ph©n lo¹i theo ph¬ng ph¸p khö ¤xy - ThÐp s«i: chøa nhiÒu rç khÝ nªn kÐm dÎo vμ dai - ThÐp nöa s«i: chÊt lîng cao h¬n thÐp s«i v× cßn Ýt rç khÝ h¬n - ThÐp l¾ng: ®é bÒn cao h¬n thÐp s«i vμ thÐp nöa s«i © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 8 / 39 4

Trang 5

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 2.1.5. Ph©n lo¹i theo c«ng dông 1 - ThÐp cacbon th«ng dông (thÐp thêng): c¬ tÝnh kh«ng cao, chØ dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y, c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i nhá. Thêng dïng trong ngμnh x©y dùng, giaoVDT ® th«ng  ThÐp cacbon th«ng dông ®îc ký hiÖu b»ng hai ch÷ CT vμ chia ba nhãm A, B vμ C Nhãm A: chØ ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh (®é bÒn, ®é dÎo, ®é cøng, v.v…) Nhãm B: ®¸nh gi¸ b»ng thμnh phÇn ho¸ häc Nhãm C: ®¸nh gi¸ b»ng c¶ hai chØ tiªu c¬ tÝnh vμ thμnh phÇn ho¸ häc Liªn bang Nga (GOST2772- Liªn X« (GOST 380 - 71) ViÖt Nam (TCVN1765-75) 88) Hợp kim Fe – C CT0 CT31 CT1 CT33 CT2 CT34 CT3 CT245* CT38 CT4 CT275 CT42 CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:CT5 CT285 CT51 CT6 CT345 CT375 CT61 * BiÓu thÞ ®é bÒn  = 02 245MPa © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 9 / 39  TCVN 1756 -75 quy ®Þnh ký hiÖu thÐp th«ng dông: sau CT ghi chØ sè giíi h¹n bÒn  b [kG/mm2] thÊp nhÊt øng víi mçi ký hiÖu VÝ dô: CT38 cã giíi h¹n bÒn  = 38  49kG/mm2 (380  490N/mm2) VDT ® b  C¸c nhãm B vμ C còng cã ký hiÖu trªn c¬ së nhãm A nhng thªm vμo phÝa tríc ch÷ c¸i B hay C ®Ó ph©n biÖt   VÝ dô: CT31 BCT31 CCT31 >> ThÐp s«i: thªm ký tù S vμo phÇn cuèi, vÝ dô CT31S >> ThÐp nöa s«i: thªm ký tù n vμo phÇn cuèi, vÝ dô: CT31n >> ThÐp kh«ng cã ký hiÖu thªm lμ thÐp l¾ng Hợp kim Fe – C2- ThÐp cacbon kÕt cÊu: lμ lo¹i thÐp cã hμm lîng t¹p chÊt S, P rÊt nhá, tÝnh n¨ng lý ho¸ tèt, hμm lîng cacbon chÝnh x¸c vμ chØ tiªu c¬ tÝnh râ rμng Ký hiÖu: t¬ng tù nh ký hiÖu cña Liªn X« chØ kh¸c ë chç cã thªm ch÷ c¸i C phÝa tríc ®Ó ph©n biÖt lμ thÐp cacbon VÝ dô: Liªn X«: 08; 10; 15; 20;...; 85 CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: ViÖt Nam: C08; C10; C 15; C20; ...; C85 Ký hiÖu thÐp C ChØ hμm lîng C tÝnh theo % © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 10 / 39 5

Trang 6

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 3- ThÐp cacbon dông cô: lμ lo¹i thÐp cã hμm lîng cacbon cao (0,7 1,3%C), cã hμm lîngVDT ® t¹p chÊt S vμ P thÊp (<0,025%) Ký hiÖu thÐp cacbon dông cô Liªn X«: Y7, Y8, Y8A, Y9, …, Y13 TCVN: CD70, CD80, CD80A, CD90, …, CD130 ChØ thÐp tèt Hợp kim Fe – C thÐp dông cô cacbon hμm lîng cacbon lμ 0,7% CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 11 / 39 3. Gang: 3.1. Kh¸i niÖm vÒ Gang: VDT ® Gang lμ hîp kim Fe- C, hμm lîng lín h¬n 2,14% vμ cao nhÊt còng < 6,67%C. Còng nh thÐp, trong gang chøa c¸c t¹p chÊt Si, Mn, S, P vμ c¸c nguyªn tè kh¸c Do hμm lîng cacbon cao h¬n nªn tæ chøc cña gang ë nhiÖt ®é thêng còng nh ë nhiÖt ®é cao tån t¹i lîng xementit cao. §Æc tÝnh chung cña gang lμ cøng vμ dßn, cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp vμ dÔ dóc  Thμnh phÇn t¹p chÊt trong gang g©y ¶nh hëng kh¸c so víi thÐp cacbon Hợp kim Fe – C- Cïng víi C, nguyªn tè Si thóc ®Èy sù graphit ho¸, nghÜa lμ ph©n huû Fe3C thμnh Fe vμ cacbon tù do khi kÕt tinh - Ngîc l¹i Mn l¹i c¶n trë sù graphit ho¸ nh»m t¹o ra Fe3C cña gang tr¾ng  Lîng Si thay ®æi trong gang ë giíi h¹n tõ 1,5  3,0 cßn Mn thay ®æi t¬ng øng víi Si ë giíi h¹n 0,5  1,0% - T¹p chÊt S vμ P lμm h¹i ®Õn c¬ tÝnh cña gang. Nhng nguyªn tè P phÇn nμo lμm t¨ng CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:tÝnh ch¶y lo·ng, t¨ng tÝnh chèng mμi mßn do ®ã cã thÓ hμm lîng ®Õn 0,1  0,2%P - Cacbon cμng nhiÒu th× kh¶ n¨ng graphit ho¸ cμng m¹nh, nhiÖt ®é ch¶y cμng gi¶m lμm tÝnh ®óc cμng tèt. Nhng t¨ng hμm lîng cacbon sÏ lμm gi¶m ®é bÒn, t¨ng dßn. V× vËy trong gang x¸m ch¼ng h¹n, hμm lîng cacbon giíi h¹n tõ 2,8  3,5% © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 12 / 39 6

Trang 7

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 3.2. Ph©n lo¹i Gang: 3.1.1. Ph©n lo¹i theo tæ chøc tÕ vi vμ hμm lîng C trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i - Gang tríc cïng tinh cã tæ chøc Peclit + Lª®ªbuarit (C < 4,43%) VDT ® - Gang cïng tinh: cã tæ chøc Lª®ªbuarit (C = 4,43%) - Gang sau cïng tinh cã tæ chøc Lª®ªbuarit + Xªmentit (C > 4,43%) 3.1.2. Ph©n lo¹i theo tæ chøc vμ cÊu t¹o 1- Gang tr¾ng lμ lo¹i gang mμ hÇu hÕt cacbon ë d¹ng liªn kÕt Fe3C  Gang tr¾ng chØ h×nh thμnh khi cã hμm lîng C, Mn… thÝch hîp vμ víi ®iÒu kiÖn nguéi nhanh ë c¸c vËt ®óc thμnh máng, nhá  Gang tr¾ng kh«ng cã ký hiÖu riªng Hợp kim Fe – C * Tæ chøc xementit cã nhiÒu trong gang tr¾ng lμm mÆt g·y cña nã cã mμu s¸ng tr¾ng! 2- Gang x¸m lμ lo¹i gang mμ hÇu hÕt cacbon ë d¹ng graphit. Nhê cã vËy grathit nªn mÆt g·y cã mμu x¸m CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: GX Ferit GX Ferit-Peclit © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 13 / 39  Tæ chøc tÕ vi cña gang x¸m gåm: nÒn c¬ së vμ c¸c garaphit d¹ng tÊm  NÒn cña gang x¸m cã thÓ lμ: ferit, pherit - peclit , peclit C¬ tÝnh cña gang x¸m phô thuéc vμo hai yÕu tè: VDT ® * Tæ chøc cña nÒn: ®é bÒn cña nÒn t¨ng lªn tõ nÒn pherit ®Õn peclit * Sè lîng, h×nh d¹ng vμ ph©n bè graphit  Gang x¸m cã ®é bÒn nÐn cao nhng bÒn kÐo kÐm, chÞu mμi mßn tèt, ®Æc biÖt cã tÝnh ®óc tèt Ký hiÖu Gang x¸m: GX xx-yy (Liªn x«: Cч xx-yy) Hợp kim Fe – C xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo yy = hai con sè chØ ®é bÒn uèn 3- Gang cÇu lμ lo¹i gang cã thÓ cã tæ chøc nh gang x¸m, nhng graphit cã d¹ng thu nhá thμnh h×nh cÇu CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 14 / 39 7

Trang 8

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017  Gang cÇu cã ®é bÒn cao h¬n gang x¸m nhiÒu, ®Æc biÖt cã ®é dÎo b¶o ®¶m. Cã thÓ so s¸nh c¬ tÝnh gang cÇu xÊp xØ b»ng thÐp m¸c thÊp VDT ®  §Ó cã tæ chøc gang cÇu, ph¶i nÊu ch¶y gang x¸m vμ dïng ph¬ng ph¸p biÕn tÝnh ®Æc biÖt gäi lμ cÇu ho¸ ®Ó t¹o ra graphit h×nh cÇu. KÕt qu¶ lμ còng trªn c¸c nÒn t¬ng tù nh gang x¸m víi grathit cÇu ta cã ®é dÎo  = 5  15%; ®é bÒn kÐo k = 400 - 1000N/mm2 Ký hiÖu Gang cÇu: GC xx-yy (Liªn x«: Bч xx-yy) xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo yy = hai con sè chØ ®é d·n dμi t¬ng ®èi % 4- Gang dÎo lμ lo¹i gang chÕ t¹o tõ gang tr¾ng b»ng ph¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn (ñ) Hợp kim Fe – C Fe C t0u Peclit  C 3 cum CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Ký hiÖu Gang dÎo: GZ xx-yy (Liªn x«: Kч xx-yy) xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo yy = hai con sè chØ ®é d·n dμi t¬ng ®èi % © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 15 / 39 4. ThÐp hîp kim: 4.1. Kh¸i niÖm vÒ ThÐp hîp kim: - ThÐp HK lμ lo¹i thÐp cã chøa trong nã mét hμm lîng c¸c nguyªn tè HK thÝch hîpVDT ® - Hμm lîng cña chóng ph¶i ®ñ ®Õn møc cã thÓ lμm thay ®æi c¬ tÝnh th× míi ®îc coi lμ chÊt cho thªm, nÕu díi møc ®ã th× chØ lμ t¹p chÊt. C¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña ThÐp hîp kim: - C¶i thiÖn c¬ tÝnh: thÐp hîp cã tÝnh nhiÖt luyÖn tèt h¬n thÐp cacbon. Tríc nhiÖt luyÖn hai lo¹i thÐp cacbon vμ hîp kim cã c¬ tÝnh t¬ng tù, nhng nÕu nhiÖt luyÖn vμ ram hîp lý thÐp hîp kim sÏ t¨ng c¬ tÝnh râ rÖt Hợp kim Fe – C - ThÐp hîp kim gi÷ ®îc ®é bÒn cao h¬n thÐp cacbon ë nhiÖt ®é cao nhê sù t¬ng t¸c cña nguyªn tè hîp kim trong c¸c tæ chøc cña thÐp cacbon - T¹o ra nh÷ng tÝnh chÊt lý ho¸ ®Æc biÖt, nh: chèng ¨n mßn trong c¸c m«i trêng ¨n mßn; cã thÓ t¹o ra thÐp tõ tÝnh cao hay kh«ng cã tõ tÝnh; ®é gi·n në v× nhiÖt rÊt nhá. C¸c sù biÕn ®æi khi Hîp kim ho¸: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:+ C¸c dung dÞch ®Æc trong thÐp cacbon hoμ tan thªm nguyªn tè hîp kim t¹o nªn sù thay ®æi cã lîi c¸c to¹ ®é trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i hoÆc t¹o ra c¸c pherit hîp kim bÒn h¬n. + Trõ mét sè nguyªn tè nh Ni, Si, Al… ®a sè c¸c nguyªn tè kh¸c nh Cr, W, Ti… ®Òu kÕt hîp víi cacbon t¹o nªn cacbit hîp kim © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 16 / 39 8

Trang 9

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 + §a sè c¸c nguyªn tè lμm cho ®é qu¸ nguéi t¨ng lªn, nªn ®êng cong ch÷ "C' dÞch vÒ bªn ph¶i. §iÒu ®ã sÏ t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó nhiÖt luyÖn dÔ dμng h¬n. + Mét sè nguyªn tè kÕt hîp víi thÐp cacbon vμ m«i trêng ngoμi t¹o nªn líp vá «xyt rÊtVDT ® bÒn ®Ó b¶o vÖ. 4.2. Ph©n lo¹i ThÐp hîp kim: 4.2.1. Ph©n lo¹i theo thμnh phÇn hîp kim trong thÐp: - ThÐp hîp kim thÊp: cã tæng lîng c¸c nguyªn tè hîp kim ®a vμo < 2,5%. - ThÐp hîp kim trung b×nh: cã tæng lîng c¸c nguyªn tè hîp kim tõ 2,5  10%. - ThÐp hîp kim cao: cã tæng lîng > 10% Hợp kim Fe – C4.2.2. Ph©n lo¹i theo tªn gäi c¸c nguyªn tè HK chñ yÕu: - ThÐp Mn, thÐp Si, thÐp Cr, thÐp Ni, thÐp Cr-Ni, ... 4.2.3. Ph©n lo¹i theo c«ng dông: 1- ThÐp hîp kim kÕt cÊu: lμ lo¹i thÐp trªn c¬ së thÐp cacbon kÕt cÊu cho thªm c¸c nguyªn tè hîp kim (0,1  0,85% C vμ lîng phÇn tr¨m nguyªn tè hîp kim thÊp ) CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:> ThÐp HK kÕt cÊu ph¶i qua thÊm cacbon råi míi nhiÖt luyÖn th× c¬ tÝnh cao. > Lo¹i thÐp nμy ®îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt chÞu t¶i träng cao, cÇn ®é cøng, ®é chÞu mμi mßn, hoÆc cÇn tÝnh ®μn håi cao v.v… Ký hiÖu: 15Cr, 20Cr, 20CrNi , 12CrNi 3A, 12Cr2Ni4A, 40CrMn, 35CrMnSi © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 17 / 39 2- ThÐp hîp kim dông cô: lμ lo¹i thÐp cÇn cã ®é cøng cao sau khi nhiÖt luyÖn, ®é chÞu nhiÖt vμ chÞu mμi mßn cao. Hμm lîng cacbon trong thÐp HK dông cô tõ 0,7  1,4%; c¸c nguyªn tè hîp kim cho vμo lμ Cr, W, Si vμ Mn. VDT ® > ThÐp HK dông cô cã tÝnh nhiÖt luyÖn tèt.. Sau nhiÖt luyÖn cã ®é cøng ®¹t 60 - 62 HRC. Ký hiÖu: 90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12 vμ OL100Cr1,5  Riªng lo¹i thÐp lμm æ l¨n thêng chøa hμm lîngCr cao h¬n vμ ký hiÖu theo tªn riªng cña nã. OLCr0,6; OLCr1; OLCr1,5 Hợp kim Fe – C 3- ThÐp giã: lμ mét d¹ng thÐp HK ®Æc biÖt ®Ó lμm dông cô c¾t vμ c¸c chi tiÕt m¸y cã yªu cÇu cao > Trong tæ chøc cña thÐp giã gåm c¸c nguyªn tè cacbon, cr«m, vonfram, c«ban, vanadi vμ s¾t > ThÐp giã cã ®é cøng cao, bÒn, chÞu mμi mßn vμ chÞu nhiÖt ®Õn 6500C CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:> Hμm lîng c¸c nguyªn tè trong thÐp giã: 8,5  19% W; 0,7  1,4%C; 3,8 4,4%Cr; 1  2,6V vμ mét lîng nhá Mo hay Co Ký hiÖu: 90W9V2; 75W18V; 140W9V5; 90W18V2… © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 18 / 39 9

Trang 10

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 4- ThÐp HK ®Æc biÖt: + ThÐp kh«ng gØ lμ lo¹i thÐp cã kh¶ n¨ng chèng l¹i m«i trêng ¨n mßn (¨n mßn ho¸VDT ® häc vμ ¨n mßn ®iÖn ho¸) > Trong thÐp thêng cã nhiÒu pha, mçi pha cã ®iÖn thÕ ®iÖn cùc kh¸c nhau > Trong thÐp kh«ng gØ, hμm lîng cr«m kh¸ cao (>12%) > Cã hai lo¹i thÐp kh«ng gØ: lo¹i hai pha pherit + cacbit; lo¹i mét pha ostennit Ký hiÖu: 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr19Ni9, 12Cr18Ni9Ti,… + ThÐp bÒn nãng lμ lo¹i thÐp HK lμm viÖc ë nhiÖt ®é cao mμ ®é bÒn kh«n gi¶m, Hợp kim Fe – Ckh«ng bÞ «xy ho¸ bÒ mÆt Ký hiÖu: 12CrMo, 10Cr18Ni12N6, 04Cr14Ni14W2Mo,… + ThÐp tõ tÝnh lμ lo¹i thÐp cã kh¶ n¨ng khö tõ cao > Cã thÓ dïng thÐp dông cô cacbon ®îc hîp kim ho¸ mét lîng 2  3% Cr > Còng cã thÓ dïng hÖ hîp kim Fe- Al -Ni hoÆc Al - Si - Fe CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Ký hiÖu: AlNi1, AlNi2, 50Ni - 50%Ni; 38NiSi - 38%Ni vμ 38%Si… C¸c ký hiÖu vËt liÖu cña mét sè níc: tù ®äc SGK © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 19 / 39 5. Hîp kim cøng: Hîp kim cøng lμ lo¹i vËt liÖu ®iÓn h×nh víi ®é cøng nãng rÊt cao (800  1000oC). Nã ®-VDT ® îc dïng phæ biÕn lμm c¸c dông cô c¾t gät kim lo¹i vμ c¾t gät vËt liÖu phi kim cã ®é cøng cao. Hîp kim cøng kh«ng cÇn nhiÖt luyÖn vÉn ®¹t ®é cøng 85 92 HRC. Thêng dïng hai nhãm hîp kim cøng sau: - Nhãm mét cacbit: WC + Co  Ký hiÖu theo Liªn x« lμ BK, VD: BK2, BK3, BK8, BK10 : Con sè chØ % Co, cßn l¹i lμ WC Hợp kim Fe – C >> Nhãm nμy cã ®é dÎo thÝch hîp víi gia c«ng vËt liÖu dßn, lμm c¸c khu«n kÐo, Ðp… - Nhãm hai cacbit: WC + TiC + Co  Ký hiÖu theo Liªn x« lμ TK, VD: T30K4; T15K6; T14K8; T5K10 : Con sè chØ % TiC vμ % Co, cßn l¹i lμ WC >> Nhãm nμy cã ®é dÎo thÊp h¬n so víi nhãm BK. >> Riªng nhãm ba cacbit WC + TIC + TaC + Co Ýt dïng ë níc ta v× khã chÕ t¹o CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:  Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o HK cøng: chÕ t¹o bét  Ðp ®Þnh h×nh  thiªu kÕt © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 20 / 39 10

Trang 11

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 6. Kim lo¹i vμ Hîp kim mμu: 6.1. Nh«m vμ hîp kim Nh«m: VDT ® - Nh«m lμ kim lo¹i nhÑ - Khèi lîng riªng nhÑ: kho¶ng 2,7g/cm3 - Cã tÝnh dÉn ®iÖn, dÉn nhiÖt cao - Chèng ¨n mßn tèt - NhiÖt ®é nãng ch¶y: 6600C - §é bÒn thÊp:  = 60N/mm2 - §é cøng thÊp: (HB = 25  mÒm), nhng dÎo cao - Trªn bÒ mÆt cña nh«m cã mét líp «xyt b¶o vÖ chèng ¨n mßn trong m«i trêng Hợp kim Fe – Ckh«ng khÝ ë nhiÖt ®é b×nh thêng. Líp «xyt nh«m nμy lu«n lu«n tù h×nh thμnh trªn bÒ mÆt nh«m do t¸c dông víi kh«ng khÝ.  Ngêi ta cßn dïng c¸ch «xy ho¸ bÒ mÆt nh«m b»ng c¸c ph¬ng ph¸p ®iÖn ho¸ hoÆc ho¸ häc, ®Ó t¹o nªn líp «xyt b¶o vÖ v÷ng ch¾c trong m«i trêng kh«ng khÝ vμ mét sè m«i trêng kh¸c CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:+ 3 nhãm nh«m: A999: 99,999% Al  lo¹i tinh khiÕt A995, A99, A97 vμ A95: 99,995 ÷ 99,95% Al  lo¹i cã ®é s¹ch cao A85, A8, A7, ... A0: 99,85 ÷ 99% Al  nh«m kü thuËt + 2 lo¹i HK Nh«m: HK nh«m ®óc & HK nh«m biÕn d¹ng © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 21 / 39 6.2. §ång & HK ®ång: Khèi lîng riªng ë 200C: 8,94 g/cm3 VDT ® NhiÖt ®é nãng ch¶y: 1083 oC HÖ sè dÉn nhiÖt ë 200C: 0.923 calo/cm.s.0C HÖ sè gi·n dμi (0 - 1000C): 16,5.10-6 §iÖn trë suÊt ë 200C (.mm2/m): 0,01784 §é dÉn ®iÖn ë 200C: 57 m/.mm2 §é bÒn thÊp b = 160 N/mm2  §ång cã tÝnh dÉn ®iÖn vμ dÉn ®iÖn tèt, tÝnh chèng ¨n mßn cao dÔ gia c«ng b»ng ¸p lùc ë tr¹ng th¸i nãng vμ nguéi, cã thÓ d¸t máng thμnh tÊm cã chiÒu dμy 0,05mm Hợp kim Fe – C Hai lo¹i hîp kim ®ång thêng dïng: - §ång thau lμ hîp kim ®ång vμ kÏm, hμm lîng Zn trong ®ång thau ≤ 45%  §ång thau ®óc & ®ång thau biÕn d¹ng - §ång thanh lμ hîp kim ®ång vμ: Sn, Al, Cr, ... C¸c lo¹i ®ång thanh thêng dïng: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: + §ång ®en: + Babit: 6.3. Ni, Zn, Pb, Mg, ...:  tù ®äc SGK © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 22 / 39 11

Trang 12

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 Ch¬ng III: VËt liÖu phi kim I. Gç: §é bÒn cao VDT ® Khèi lîng riªng nhá: (tõ 0,35 ®Õn 0,75g/cm3) vμ gi¸ rÎ §é cøng kÐm h¬n vμ dÔ gia c«ng (ca, bμo, c¾t, ®ôc) h¬n so víi KL §é bÒn cña gç kh«ng ®ång ®Òu, ®é bÒn däc thí cao h¬n ®é bÒn ngang thí II. ChÊt dÎo, nhùa: ChÊt dÎo lμ nh÷ng chÊt do c¸c chÊt h÷u c¬ cao ph©n tö t¹o thμnh. VËt phÈm lμm lμm b»ng chÊt dÎo cã thÓ ®îc chÕ t¹o b»ng ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh Ðp, ®óc, gia c«ng c¾t gät, v.v… Hợp kim Fe – C>> §a sè c¸c lo¹i chÊt dÎo: nhÑ, ®é c¸ch ®iÖn, hÖ sè ma s¸t lín khi kh«ng cã dÇu mì, cã h×nh d¹ng bªn ngoμi ®Ñp >> ChÊt dÎo thêng cã chÊt ®én nh v¶i, giÊy, gç, bét gç, sîi thuû tinh, sîi ami¨ng, sîi dÖt vμ chÊt kÕt dÝnh (nhùa). III. Composit - VËt liÖu tæ hîp: ®îc chÕ t¹o tõ nhiÒu lo¹i vËt liÖu kÕt hîp l¹i Gåm: - vËt liÖu cèt (thêng díi d¹ng sîi) nh sîi thuû tinh; sîi graphit; sîi cacbon; sîi CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:thÐp,… - vËt liÖu c¬ b¶n (nÒn) thêng lμ c¸c chÊt dÎo hoÆc kim lo¹i cã ®é dÎo cao (nh Al ,Cu) ¦u ®iÓm: BÒn, nhÑ, chÞu nhiÖt tèt, cã tÝnh chèng mμi mßn vμ chèng ¨n mßn cao… HiÖn nay nã ®îc dïng nhiÒu trong c¸c ngμnh c«ng nghiÖp nh: hμng kh«ng, x©y dùng, chÕ t¹o m¸y © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 23 / 39 IV. Cao su: - Cã tÝnh dÎo cao (®é gi·n dμi khi kÐo ®¹t tíi 700 - 800%) VDT ® - Kh¶ n¨ng gi¶m chÊn ®éng tèt vμ ®é c¸ch ©m cao  Cao su ®îc dïng lμm s¨m lèp, èng dÉn, c¸c phÇn tö ®μn håi cña khíp trôc, ®ai truyÒn, vßng ®Öm, s¶n phÈm c¸ch ®iÖn v.v…  Khi lîng lu huúnh trong cao su cao tíi (45%) ta cã ®îc ªb«nit lμ mét lo¹i vËt liÖu cã tÝnh c¸ch ®iÖn rÊt cao vμ bÒn tríc nh÷ng t¸c dông ho¸ häc Hợp kim Fe – CV. Gèm, sø: - Cã ®é cøng cao - §é chÞu nhiÖt cao - Chèng mμi mßn tèt  Dïng ®Ó lãt trong c¸c lß nhiÖt luyÖn, lμm h¹t mμi trong ®¸ mμi, lμm dao c¾t, chi tiÕt c¸ch ®iÖn, c¸ch nhiÖt, ... VI. Da, v¶i, vËt liÖu xèp c¸ch nhiÖt,... CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 24 / 39 12

Trang 13

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 Ch¬ng IV: Xö lý nhiÖt Kim lo¹i I. Thùc chÊt: VDT ® NhiÖt luyÖn kim lo¹i lμ qu¸ tr×nh thay ®æi tÝnh chÊt cña kim lo¹i b»ng c¸ch nung nãng nã tíi mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh, gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian vμ sau ®ã lμm nguéi theo mét chÕ ®é nhÊt ®Þnh, nhê ®ã mμ thay ®æi ®îc tÝnh chÊt cña kim lo¹i theo ý muèn II. §Æc ®iÓm: Gia c«ng nhiÖt lμm thay ®æi cÊu t¹o m¹ng tinh thÓ bªn trong cña kim lo¹i khiÕn cho nh÷ng tÝnh chÊt cña nã nh ®é cøng, ®é bÒn, tÝnh dÎo, tÝnh dai còng thay ®æi Hợp kim Fe – C - Lo¹i thÐp Ýt cacbon (chøa díi 0,3% cabon) Ýt thay ®æi khi nhiÖt luyÖn - Lo¹i thÐp cacbon trung b×nh thay ®æi tÝnh chÊt kh¸ râ rÖt - Lo¹i thÐp cacbon dông cô th× thay ®æi râ rÖt h¼n tÝnh chÊt khi nhiÖt III. Ph©n lo¹i: 1. NhiÖt luyÖn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: 2. Ho¸ nhiÖt luyÖn 3. Phun phñ bÒ mÆt 4. C¸c ph¬ng ph¸p xö lý ®Æc biÖt © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 25 / 39 IV. C¸c ph¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn: 4.1. ñ: VDT ® lμ qu¸ tr×nh nung nãng vËt phÈm thÐp lªn tíi nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh phï hîp víi tõng lo¹i thÐp, gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian, sau ®ã lμm nguéi rÊt chËm trong vßng vμi tiÕng ®ång hå, lμm nguéi thêng tiÕn hμnh ë trong lß Sau khi ñ cã thÓ khö ®îc nh÷ng øng lùc d ë bªn trong cña kim lo¹i do viÖc lμm nguåi kh«ng ®Òu tríc ®ã g©y ra, lμm gi¶m ®é cøng cña kim lo¹i vμ t¨ng tÝnh dÎo, tÝnh dai cña kim lo¹i  ñ lμ mét ph¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn quan träng vμ cÇn thiÕt v× trong c¸c qu¸ tr×nh ®óc, Hợp kim Fe – Cc¸n vμ rÌn, viÖc lμm nguéi c¸c vËt ph¶m b»ng thÐp thêng kh«ng ®îc ®Òu ë c¸c líp chiÒu dμy cña kim lo¹i nªn bÒ mÆt cña c¸c vËt phÈm ®ã thêng cøng h¬n vμ lμm khã kh¨n cho viÖc gia c«ng b»ng c¾t gät 4.2. Thêng ho¸: chØ kh¸c ñ ë chç vËt phÈm thÐp sau khi ®îc nung nãng th× ®îc lμm nguéi tù nhiªn (®Ó nguéi ë ngoμi trêi), thêi gian ®Ó nguéi nhanh h¬n so víi khi ñ, NhiÖt ®é ®èt nãng vËt CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:phÈm còng gièng nh nhiÖt ®é nung nãng khi ñ Sau khi thêng ho¸, thÐp còng cã cÊu tróc ®ång nhÊt vμ nhá h¹t nh sau khi ñ. Nhng ®é bÒn, ®é dai cã phÇn cao h¬n thÐp ñ  Mét sè lo¹i thÐp hîp kim sau khi gi c«ng ¸p lùc (c¸n, rÌn, dËp) còng ®îc thêng ho¸ ®Ó c¶i thiÖn cÊu tróc (æn ®Þnh c¸c h¹t vμ khö øng lùc cã h¹i trong kim lo¹i) © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 26 / 39 13

Trang 14

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 4.3. T«i: lμ qu¸ tr×nh nung nãng vËt phÈm thÐp lªn tíi nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh t¬ng øng víi tõng lo¹iVDT ® thÐp, gi÷ ë nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian ®Ó æn ®Þnh cÊu tróc cña kim lo¹i vμ lμm nguéi ®ét ngét trong m«i trêng t¬ng øng víi tõng lo¹i thÐp Sau khi t«i thÐp rÊt cøng vμ bÒn nhng ®é dai cña nã bÞ gi¶m xuèng. øng lùc d bªn trong cña thÐp t¨ng lªn vμ thÐp trë nªn dßn.  Muèn khö øng lùc d bªn trong vμ gi¶m tÝnh dßn cña thÐp sau khi t«i ph¶i tiÕn hμnh ram  NhiÖt ®é nung cña thÐp phô thuéc vμo thμnh phÈm ho¸ häc cña thÐp Hợp kim Fe – C CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 27 / 39 - Sù biÕn ®æi tæ chøc kim lo¹i khi t«i: VDT ® Peclit Xoocbit Trustit Hợp kim Fe – C TrÝch gi¶n ®å Fe-C Bainit CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Mactensit §êng cong ch÷ “C” © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 28 / 39 14

Trang 15

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 VDT ® Hợp kim Fe – C CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 29 / 39 -VËt cÇn t«i ®îc nung nãng trong lß ®iÖn, lß than hay lß muèi. VDT ® -Lß ®iÖn cã u ®iÓm lμ qu¸ tr×nh ®èt nãng trong lß ®îc ®Òu, nhiÖt ®é ®èt nãng dÔ ®iÒu chØnh, vËt cÇn t«i kh«ng ph¶i tiÕp xóc víi luång khÝ ®îc t¹o thμnh khi nhiªn liÖu ch¸y - Thêi gian gi÷ vËt cÇn t«i ë nhiÖt ®é nung nãng cã thÓ tõ vμi phót víi nöa giê tuú theo chiÒu dμy cña vËt ®îc t«i Hợp kim Fe – C -TiÕp ®ã vËt cÇn t«i ®îc nhóng vμo m«i trêng lμm nguéi. - M«i trêng ®ã cã thÓ lμ níc, dÇu hoÆc dung dÞch muèi. - Tèc ®é lμm nguéi cã mét ý nghÜa quyÕt ®Þnh trong qu¸ tr×nh t«i. CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:- VËt cμng cÇn cã ®é cøng cao bao nhiªu th× cμng cÇn lμm nguéi nhanh bÊy nhiªu. - ChÊt cã kh¶ n¨ng lμm nguéi nhanh nhÊt lμ dung dÞch muèi 10% trong níc, kh¶ n¨ng lμm nguéi võa lμ níc ë nhiÖt ®é b×nh thêng vμ lμm nguéi chËm h¬n lμ dÇu © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 30 / 39 15

Trang 16

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 Các tổ chức khi nhiệt luyện thép: Austenite: VDT ® Hợp kim Fe – C Ferrite: Pearlite: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Cementite hạt Cementite tấm © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 31 / 39 Các tổ chức khi nhiệt luyện thép: Sorbite: Troostite: VDT ® Hợp kim Fe – C Bainite: Martensite: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: Bainite trên Bainite dưới © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 32 / 39 16

Trang 17

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017  NÕu theo yªu cÇu, vËt chØ cÇn cã bÒ mÆt cøng, nÕu bªn trong mÒm (r¨ng b¸nh r¨ng, ngâng trôc khuûu v.v…) th× dïng ph¬ng ph¸p t«i bÒ mÆt VDT ® Ph¬ng ph¸p gia nhiÖt: - Ngän löa Oxy + Gas hoÆc Acetylen - Dßng ®iÖn cao tÇn - Tia Laser hoÆc dßng Plasma 4.4. Ram:  Sau khi t«i, øng lùc d bªn trong cña thÐp t¨ng lªn lμm cho thÐp bÞ dßn. §Ó c¶i thiÖn Hợp kim Fe – C tÝnh chÊt cña thÐp vμ n©ng cao tuæi thä cña thÐp, cÇn ph¶i khö hoÆc gi¶m nh÷ng øng lùc d bªn trong ®ã  Sau khi t«i, vËt l¹i ®îc nung nãng lÇn n÷a tíi nhiÖt ®é thÊp h¬n nhiÖt ®é nung (150 - 6800C), gi÷ nhiÖt ®é ®ã mét thêi gian vμ ®Ó nguéi C¸c ph¬ng ph¸p ram: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: - Ram ë nhiÖt ®é thÊp (150 - 3000C) - Ram ë nhiÖt ®é trung b×nh (350 - 4500C) - Ram ë nhiÖt ®é cao (500 - 6800C) © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 33 / 39  Ram ë nhiÖt ®é thÊp gi¶m bít ®îc øng lùc d trªn trong cña vËt cÇn nhiÖt luyÖn, n©ngVDT ® cao ®é dai ®ång thêi hÇu nh kh«ng lμm gi¶m ®é cøng cña kim lo¹i, do ®ã thêng ®îc dïng cho c¸c lo¹i dông cô c¾t gät kim lo¹i (khoan, phay, chμy, cèi,…)  Ram ë nhiÖt ®é trung b×nh lμm gi¶m ®é cøng vμ ®é bÒn cña kim lo¹i xuèng nhng l¹i n©ng cao ®é dai, dé gi·n dμi lªn vμ gi¶m øng lùc d bªn trong cña vËt t«i nhiÒu h¬n so víi ram ë nhiÖt ®é thÊp. Ph¬ng ph¸p ram nμy thêng ®îc dïng ®Ó nhiÖt luyÖn lß xo.  Ram ë nhiÖt ®é cao khö ®îc gÇn hÕt øng lùc d bªn trong vμ n©ng cao ®é bÒn, ®é dai Hợp kim Fe – Ccña kim lo¹i. HÇu hÕt nh tÊt c¶ c¸c chi tiÕt m¸y quan träng ®Òu ®îc ram theo ph¬ng ph¸p nμy CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 34 / 39 17

Trang 18

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 V. Ho¸ nhiÖt luyÖn: 5.1. Kh¸i niÖm: Ho¸ nhiÖt luyÖn lμ ph¬ng ph¸p gia c«ng nhiÖt cã thÓ lμm thay ®æi kh«ng chØ cÊu t¹oVDT ® cña kim lo¹i mμ cßn c¶ thμnh phÇn ho¸ häc cña líp bÒ mÆt kim lo¹i n÷a Muèn thay ®æi thμnh phÇn ho¸ häc cña líp bÒ mÆt, cÇn ph¶i t¨ng cêng cho nã nh÷ng nguyªn tè cÇn thiÕt b»ng c¸ch cho bÒ mÆt ®ã tiÕp xóc víi m«i trêng cã chøa nhiÒu lîng nguyªn tè cÇn bæ sung. Sau mét thêi gian tiÕp xóc l©u, díi nhiÖt ®é cao, c¸c nguyªn tè sÏ khuÕch t¸n vμo bÒ mÆt cña s¶n phÈm ë mét chiÒu s©u nhÊt ®Þnh 5.2. C¸c PP Ho¸ nhiÖt luyÖn KL: Hợp kim Fe – C5.2.1. ThÊm cacbon: lμ qu¸ tr×nh t¨ng cêng thªm cacbon vμo líp bÒ mÆt cña s¶n phÈm b»ng thÐp - ThÐp dïng ®Î thÊm cacbon lμ lo¹i thÐp Ýt cacbon (chøa 0,12 - 0,25% cacbon) - Sau khi thÊm cacbon xong líp bÒ mÆt sÏ trë thμnh thÐp nhiÒu cacbon (hμm lîng cacbon t¨ng tíi 0,9 - 1,0%) cã ®ñ ®é cøng cÇn thiÕt, trong khi ®ã bªn trong s¶n phÈm vÉn lμ thÐp Ýt cacbon, mÒm vμ dai. CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:- Khi thÊm cacbon, s¶n phÈm ®îc nung nãng tíi nhiÖt ®é 850 - 9500C vμ gi÷ mét thêi gian l©u trong m«i trêng cã chøa nhiÒu cacbon (ë thÓ r¾n, thÓ láng hoÆc thÓ khÝ) ®Ó cacbon khuyÕch t¸n vμo mÆt kim lo¹i. - ChiÒu s©u cacbon khuyÕch t¸n vμo kim lo¹i thêng 0,5 - 2mm © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 35 / 39 5.2.2. ThÊm Nit¬: lμ qu¸ tr×nh t¨ng cêng thªm nit¬ vμo líp bÒ mÆt cña s¶n phÈm b»ng thÐp ®Ó líp bÒ mÆt ®ã cã ®é cøng cao vμ tÝnh chèng ¨n mßn ë mét chiÒu s©u kh«ng lín l¾m (0,1 -VDT ® 0,5 mm) -ThÊm nit¬ ®îc dïng cho c¸c chi tiÕt b»ng thÐp hîp kim (chøa nh«m, cr«m, m«lip®en …) hay bÞ va ®Ëp vμ ma s¸t nhiÒu trong qu¸ tr×nh lμm viÖc - Dïng cho c¸c chi tiÕt b»ng thÐp cacbon kh«ng cÇn ®é cøng bÒ mÆt cao nhng l¹i cÇn tÝnh chèng ¨n mßn bÒ mÆt cao - Khi thÊm nit¬, s¶n phÈm ®îc nung nãng tíi nhiÖt ®é 500 - 6000C trong lß kÝn cã khÝ am«niac (NH3) ®i qua. Hợp kim Fe – C>> Díi nhiÖt ®é ®ã, NH3 ph©n huû thμnh nit¬ vμ hy®r«. >> Nit¬ khuyÕch t¸n vμo kim lo¹i cßn hy®r« th× theo víi khÝ NH3 cha ph©n huû ®i ra ngoμi 5.2.3. ThÊm Cacbon vμ Nit¬: thÊm xyanua lμ qu¸ tr×nh t¨ng cêng c¶ cacbon vμ nit¬ vμo líp bÒ mÆt cña s¶n phÈm b»ng thÐp ®Ó n©ng cao ®é cøng; tÝnh chèng mßn vμ giíi h¹n mái cña líp bÒ mÆt CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:- ChiÒu s©u thÊm cacbon vμ nit¬ kh«ng lín (0,1 - 0,2mm). - ThÊm cacbon vμ nit¬ cã hiÖu qu¶ nhÊt ®èi víi nh÷ng chi tiÕt cì nhá vμ trung b×nh - ThÊm cacbon vμ nit¬ cã thÓ tiÕn hμnh trong m«i trêng r¾n díi nhiÖt ®é 540 - 5600C, trong m«i trêng láng víi nhiÖt ®é kh¸c nhau (thÊp: 550 - 6000C, trung b×nh: 800 – 8500C, cao: 900 - 9500C) vμ trong m«i trêng khÝ díi nhiÖt ®é kho¶ng 850 - 9300C © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 36 / 39 18

Trang 19

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 5.2.4. ThÊm Kim lo¹i: Hîp kim ho¸ líp bÒ mÆt lμ qu¸ tr×nh t¨ng cêng c¸c nguyªn tè KL (nh«m, cr«m, silic, bo, beri, v.v…) vμo líp bÒ m¨t cña s¶n phÈm b»ng thÐp ®Ó lμm cho thÐp cã thªm nh÷ng tÝnh n¨ng quý nh chÞuVDT ® nhiÖt, chèng gØ, chèng mμi mßn, v.v.. -> Trong mét sè trêng hîp cã thÓ dïng thÐp thÊm kim lo¹i ®Ó thay thÕ cho nh÷ng thÐp hîp kim cao cÊp, hiÕm - ThÊm kim lo¹i ®îc tiÕn hμnh b»ng c¸ch nung nãng s¶n phÈm thÐp ®Õn nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh vμ gi÷ s¶n phÈm ë vÞ trÝ tiÕp xóc víi mét trong c¸c nguyªn tè cÇn thÊm, c¸c nguyªn tè nμy cã thÓ ë d¹ng r¾n, láng hoÆc khÝ. Nhê vËy c¸c nguyªn tè kim lo¹i sÏ khuyÕch t¸n vμo bÒ mÆt s¶n phÈm Hợp kim Fe – C VI. Phun phñ: lμ qu¸ tr×nh phun c¸c kim lo¹i hoÆc hîp kim cøng lªn bÒ mÆt cña chi tiÕt m¸y, sau khi phun ta nhËn ®îc chi tiÕt víi líp bÒ mÆt cã c¸c ®Æc tÝnh ®Æc biÖt C¸c PP phun: - Phun b»ng ngän löa khÝ ch¸y - Phun b»ng Hå quang ®iÖn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG:- Phun b»ng Plasma - Phun Cao tèc – phun næ © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 37 / 39 Phun Ngän löa VDT ® Hợp kim Fe – CPhun Plasma CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 38 / 39 19

Trang 20

Bản quyền của TS. KSHQT. Vũ Đình Toại 13.02.2017 Phun Hå quang ®iÖn VDT ® Hợp kim Fe – C Phun Cao tèc - phun næ: HVOF CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 39 / 39 VII. C¸c PP xö lý kh¸c: 7.1. Xö lý nhiÖt khuÕch t¸n: VDT ® lμ mét trêng hîp cña ho¸ nhiÖt luyÖn. Sù t¹o thμnh líp phñ lμ do t¸c ®éng nhiÖt lμm nãng ch¶y (cã thÓ chØ ch¶y mét phÇn) vËt liÖu phñ vμo bÒ mÆt chi tiÕt cÇn phñ, t¹o ®iÒu kiÖn cho sù khuÕch t¸n vμ h×nh thμnh líp phñ. - Nhóng kÏm, nhóng thiÕc, nhóng ch×: b¶o vÖ khái t¸c ®éng cña m«i trêng 7.2. C«ng nghÖ bèc bay trong ch©n kh«ng: PVD – Physic Vapor Deposit Hợp kim Fe – C®Ó t¹o líp phñ KL vμ Ceramic (gèm) lªn bÒ mÆt chi tiÕt >> T¹o líp phñ chÞu mμi mßn: TiC, TiN, Al2O3, ... >> T¹o líp phñ chèng ¨n mßn: Cr, Al, Si, ... 7.3. C«ng nghÖ bèc bay ho¸ häc CVD – Chemical Vapor Deposit:  ®äc s¸ch CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG: © TS. KSHQT. Vũ Đình Toại - Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai.vudinh@hust.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 40 / 39 20

Hiển thị 20 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.

Bình luận (0)

Đăng nhập để tham gia bình luận

Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!