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