第 1 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang 1. Thép cacbon & Thép hợp kim 2. Thép xây dựng 3. Thép chế tạo máy 4. Thép dụng cụ 5. Thép đặc biệt 6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thành phần hóa học: Là hợp kim Fe-C: %C ≤≤≤≤ 2,14 (thường dùng <1,4%C) Là thép thường: ngoài C còn một số tạp chất thường có (chất lẫn): - Tạp chất có lợi (từ quặng sắt, fero khử oxy): ≤≤≤≤0,8%Mn, ≤≤≤≤0,4%Si - Tạp chất có hại (từ quặng sắt, than coke): ≤≤≤≤0,05%P, ≤≤≤≤0,05%S -- TTạạpp chchấấtt khákhácc:: H, O, N, (Cr, Ni, CuH, O, N, (Cr, Ni, Cu ≤≤≤≤≤≤≤≤00,,33%), (W, Mo, Ti%), (W, Mo, Ti ≤≤≤≤≤≤≤≤00,,0505%)%) Fe – C(≤ 2,14) – Mn(≤ 0,8) – Si(≤ 0,4) – P(≤ 0,05) – S(≤ 0,05)
第 2 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Ảnh hưởng của C đến tổ chức tế vi: Ảnh hưởng của C đến cơ tính: C ≤≤≤≤ 0,05%: thuần Ferit %C↑ →↑↑↑ →→→ HB↑↑↑↑ C = 0,1 ÷÷÷÷ 0,7%: Ferit + Peclit (thép trước ct) → %C↑ → %Peclit ↑ %C↑ →↑↑↑ → ψ→→ ψψψ% và δδδδ% ↓↓↓↓ (do lượng XeII cứng và giòn tăng lên) C = 0,8%: Peclit (thép cùng tích) %C↑ →↑↑↑ → σ→→ σσσb tăng đến σσσσb max rồi lại giảm (do lượng XeII tăng lên) C = 0,9 ÷÷÷÷ 2,14%: Peclit + XeII (thép sau ct) → %C↑ → %XeII ↑ V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Vai trò của C đến công dụng của thép: Ảnh hưởng của các tạp chất thường có: Thép C thấp (%C < 0,25%): δ và ak (cao), H và σ (thấp) →chủ Mangan: Mn có trong thép là do dùng fero Mn khử oxy + quặng yếu dùng trong kết cấu xây dựng. Có thể sử dụng để chế tạo một số Mn + FeO →→→→ Fe + MnO (nhẹ → nổi đi vào xỉ) chi tiết máy sau khi hoá nhiệt luyện. Hiệu quả tôi+ram không cao Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,5-0,8%) →cần thấm C trước khi tôi+ram thấp Silic: Si có trong thép là do dùng fero Si khử oxy + quặng Thép C trung bình (0,3-0,5%C ): H, σ, δ và ak (đều cao) → Si + 2FeO →→→→2Fe + SiO2 (nhẹ → nổi đi vào xỉ) thuthuờờngng dùngdùng chchếế ttạạoo cáccác chichi titiếếtt chchịịuu ttảảii trtrọọngng ttĩĩnhnh vàvà vava đậđậpp caocao TácTác ddụụngng:: hoáhoá bbềềnn FeritFerit (%Si:(%Si: 00,,22--00,,44%)%) Thép C khá cao (0,55-0,65%C ): H và σ (cao), δ và ak (không quá Phốtpho: Có trong thép là do lẫn trong quặng thấp), giới hạn đàn hồi cao nhất → thuờng dùng chế tạo các chi tiết P + Fe→→→→Fe3P (cứng và giòn) cần có tính đàn hồi tốt Khi P>1,2% → bở nguội. P thiên tích mạnh →(%P < 0,05%) Thép C cao (%C > 0,7% ): H và σ (cao nhất) →thường dùng chế Lưu huỳnh: S lẫn trong quặng tạo các chi tiết làm dụng cụ cắt, khuôn dập, dụng cụ đo S + Fe →→→→ cùng tinh (Fe3S + Fe): có Tonc thấp (988 oC) Khi nung: biên giới hạt chảy truớc →bở nóng → (%S < 0,05%)
第 3 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Phân loại thép cacbon theo độ sạch tạp chất có hại (P và S): Phân loại thép cacbon theo phương pháp khử oxy: Chất luợng thuờng: %P < 0,05% và %S < 0,05% Thép sôi (khử Oxy chưa triệt để): Khử bằng Fero Mn→còn FeO (FeO + C → Fe + CO↑) ⇒ bề mặt “sôi” (lò L-D) Thép lặng (khử Oxy triệt để): thuờng khử bằng Fero Mn, Fero Si Chất luợng tốt: %P < 0,04% và %S < 0,04% (lò và Al →không còn FeO ⇒ bề mặt phẳng lặng Thép nửa lặng (là dạng trung gian của 2 loại thép trên): thường hhồồ quangquang)) khkhửử bbằằngng FeroFero MnMn vavà̀ AlAl Chất luợng cao: %P < 0,03% và %S < 0,03% (lò hồ quang + chất khử mạnh, tuyển chọn nguyên liệu đầu vào) Chất luợng rất cao: %P < 0,02% và %S < 0,02% (lò hồ quang + điện xỉ..) V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Phân loại thép cacbon theo công dụng: Ưu điểm của thép cacbon: Thép kết cấu: cần vừa bền vừa dẻo dai (cơ tính tổng hợp) Rẻ, dễ kiếm do không đòi hỏi thành phần phức tạp - Thép xây dưng: cần cơ tính tổng hợp (song không cao) Có cơ tính phù hợp với một số truờng hợp nhất dịnh - Thép chế tạo máy: cần cơ tính tổng hợp cao hơn Có tính công nghệ tốt: dễ đúc, cán, rèn… so với thép hợp kim Thép dụng cụ: cần độ cứng và chống mài mòn Nhược điểm của thép cacbon: Ðộ thấm tôi thấp → hiệu quả hoá bền bằng NL không cao TínhTính chchịịuu nhinhiệệtt độđộ caocao kémkém Chống ăn mòn, tính cứng nóng… kém Làm cách nào để khắc phục các nhược điểm?
第 4 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thành phần hóa học: Là thép C + nguyên tố khác ngoài C (Ni, Cr, Ti…..) với luợng đủ lớn →làm thay đổi tổ chức →cải thiện tính chất của vật liệu (NTHK) V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Các đặc tính của thép hợp kim: Tác dụng của nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép: Cơ tính: Do đặc điểm có ng.tố HK → tính thấm tôi cao hơn thép C Hòa tan vào sắt thành dung dịch rắn: - Trạng thái không NL: σ ≈ σthép C (cùng %C) → phải NL (tôi +ram) - Với lượng nhỏ: không làm thay đổi dạng GÐP Fe-C, chỉ ảnh huớng cho thép HK đến tính chất (độ cứng, độ dai ak) - Sau khi nhiệt luyện → σ >> σthép C, nhưng δ và ak ↓→ dùng lượng hợp kim vừa đủ (phụ thuộc tiết diện chi tiết) -- ÐÐộộ ththấấmm tôitôi llớớnn ((∆∆ >>>> ∆∆thépthép CC)) →→ chichi titiếếtt llớớnn (>(> 2020mm)mm) ddêễ̃ đđạạtt tôitôi ththấấuu hơn thép C → độ bền cao hơn - Vth nhỏ →nguội chậm: tôi dầu, không khí… → giảm cong vênh chi tiết - Tính công nghệ (đúc, cắt gọt, rèn, dập...) kém hơn thép C Tính chịu nhiệt độ cao: - Các ng.tố HK cản trở sự khuếch tán của C → Mactenxit khó phân tán, cácbit khó kết tụ ở nhiệt độ cao → bền ở nhiệt độ cao T/c vật lý hóa học đặc biệt: không gỉ, từ tính, giãn nở nhiệt đặc biệt
第 5 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Tác dụng của nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép: Tác dụng của nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép: a.Hòa tan vào sắt thành dung dịch rắn: b.Tạo thành Cacbit: - Với luợng lớn: làm thay đổi GÐP Fe-C. Điểm S và E thay đổi vị trí - Si, Ni, Al, Cu, Co: không tạo thành được cacbit trong thép (chỉ có thể hòa tan vào Fe) - Mn, Cr, Mo, W, V, Ti, Zr, Nd: vừa có thể tạo cacbit, vừa hòa tan SS SS Mn (Ni) mở rộng vùng γγγγ (thu hẹp Cr mở rộng vùng αααα (thu hẹp γγγγ)→ αααα)→ hàm lượng ≈ 10 ÷ 20 % thì hàm lượng ≈ 20 % thì tổ chức γγγγ tổ chức γγγγ tồn tại ở cả To thường không tồn tại ở cả To cao → thép Austenit → thép Ferrit Tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim đưa vào mà Tổ chức 1 pha →→→→ không thể hóa bền bằng pp tôi C sẽ ưu tiên kết hợp với ng. tố mạnh trước V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Tác dụng của nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép: Tác dụng của nguyên tố hợp kim đến tính chất của thép: Tạo thành Cacbit: các pha cacbit có thể có trong thép hợp kim Vai trò của Cacbit hợp kim: - Xementit hợp kim (Fe, Me)3C: - Tăng độ cứng, tính chống mài mòn: mạnh hơn Xe • khi thép có lượng ít (1÷2%) ng.tố Mn, Cr, Mo, W→ hòa tan thay - Nâng cao nhiệt độ tôi, giữ cho hạt nhỏ: do khó hòa tan vào γ → thế vào Fe tạo (Fe, Me) C ⇒ ổn định hơn Fe C, To ↑ nâng cao độ dai và cơ tính 3 3 tôi - Cacbit với kiểu mạng phức tạp: - Có tính cứng nóng, bền nóng: do khi ram cần nhiệt độ cao mới kết •• khikhi cócó llượượngng llớớnn (>(>1010%) Cr%) Cr hohoặặcc MnMn→→ ttạạoo cacbitcacbit phphứứcc ttạạpp:: tutụ̣ llạạii đđượượcc Cr C , Cr C , Mn C…⇒ cứng hơn Xe, To ≈ 1550÷1850oC, To 7 3 23 6 3 nc tôi > 1000oC • khi thép có Cr với W hoặc Mo → tạo cacbit phức tạp: Me6C ⇒ To ≈ 1200÷1300oC tôi - Cacbit với kiểu mạng đơn giản: • khi có các ng.tố hợp kim tạo cacbit rất mạnh (V, Ti, Zr, Nd) → tạo cacbit đơn giản: VC, TiC, ZrC, NdC ⇒ cứng, ít giòn hơn Xe, Tonc ≈ 3000oC
第 6 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến quá trình nhiệt luyện: Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến quá trình nhiệt luyện: Ảnh hưởng đến chuyển biến khi nung nóng để tôi (Peclit → γ): Ảnh hưởng đến sự phân hóa đẳng nhiệt của γγγγ: Làm chậm tốc độ - Cacbit hòa tan vào γγγγ ở To cao hơn và ττττgn dài hơn: phân hóa của γ →γγγ ”C” dịch sang phải → Vth giảm. (Lưu ý: khi ng.tố • Thép cacbon (1,00%C): Fe3C →Totôi ~ 780oC hợp kim không hòa tan vào γ mà ở dạng cacbit → làm giảm tính ổn • Thép HK thấp (1,00%C + 1,50%Cr): (Fe,Cr)3C, →Totôi~ 830oC định của γ quá nguội → V tăng) th • Thép HK cao (1,00%C + 12,0%Cr): Cr23C6 →Totôi > 1000oC • Mo và (Cr+Ni): rất mạnh -- CacbitCacbit khokhó́ hòhòaa tantan nnằằmm ởở biênbiên gigiớớii hhạạtt →→ gigiưữ̃ chocho hhạạtt nhonhỏ:̉: •• Cr,Cr, MnMn, B:, B: mạmạnhnh • TiC, ZrC, NbC, VC: tác dụng mạnh • Với cùng tổng lượng hợp kim: hợp kim hóa phức tạp làm Vth • WC, MoC: yếu hơn giảm mạnh hơn hợp kim đơn giảm • Mn: làm to hạt • Cr, Ni, Si, Al: trung tính V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến quá trình nhiệt luyện: Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến chuyển biến Mactenxit: Ảnh hưởng đến độ thấm tôi: Các nguyên tố hợp kim (trừ Co, Al, Si) khi hòa tan vào γγγγ đều hạ - Các ng.tố hợp kim (trừ Co) khi hòa tan vào γ → Vth giảm → tăng độ thấp Ms và Mf → tăng lượng γ dư → giảm độ cứng → khắc phục thấm tôi bằng gia công lạnh hoặc ram nhiều lần • Nếu Vth < Vnguội của lõi → tôi thấu Ví dụ: • Nếu Vth < Vnguội trong không khí → tự tôi - 1% Mn → Ms giảm 45oC -- CáCácc ng.tng.tôố́ hhợợpp kimkim nnằằmm ởở ddạạngng cacbitcacbit màmà khôngkhông hòhòaa tantan vàvàoo γγ →→ làlàmm -- 11% Cr% Cr →→ MMss gigiảảmm 3535oCC giảm độ thấm tôi - 1% Ni → Ms giảm 26oC - 1% Mo → Ms giảm 25oC - 1% Co → Ms tăng 12oC - 1% Al → Ms tăng 18oC - Si không ảnh hưởng gì
第 7 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến chuyển biến khi ram: Các khuyết tật của thép hợp kim: Các nguyên tố hợp kim khi hòa tan trong Mactenxit làm cản trở Thiên tích: khi kết tinh có tổ chức không đồng nhất, khi cán thì tạo sự phân hóa của M khi ram →tăng Toram →duy trì độ cứng ở To cao tổ chức thớ → khắc phục bằng ủ khuếch tán rồi đem cán nóng - Nâng cao tính chịu nhiệt độ cao: cứng nóng, bền nóng Đốm trắng: do hyđrô hòa tan vào thép lỏng rồi nằm lại trong thép - Cacbit HK tiết ra ở nhiệt độ cao hơn → khó kết tụ, phân tán rắn → khuyết tật → khắc phục bằng giảm lượng hơi nước trong khí → hóa cứng phân tán quyển, sấy khô mẻ luyện và làm nguội thật chậm khi cán -- KhiKhi ramram ởở nhinhiệệtt đđôộ̣ thíthíchch hhợợpp:: γγddưư →→ MM ⇒⇒ đđôộ̣ ccứứngng ththưứ́ haihai GiòGiònn ramram loạloạii I (I (285285 ÷÷÷÷÷÷÷÷ 350350oC):C): dodo cacbitcacbit εε titiếếtt rara khỏkhỏii M hayM hay γγddưư →→ Ví dụ: cacbit hợp kim tiết ra khỏi Mactenxit ở các nhiệt độ sau M, làm thép trở nên giòn (không thuận nghịch, không chữa được, - Xementit Fe3C ở 200oC thép C cũng có loại giòn ram này nhưng ở nhiệt độ thấp hơn) - Xementit hợp kim (Fe,Me)3C ở 250 ÷ 300oC Giòn ram loại II (500 ÷÷÷÷ 600oC): do thúc đẩy tiết ra các pha giòn ở - Cacbit crôm Cr7C3, Cr23C6 ở 400 ÷ 450oC biên giới hạt→ (thuận nghịch, có thể chữa được) → khắc phục: nguội - Cacbit Me6C (Fe3W3C) ở 550 ÷ 600oC nhanh sau ram hoặc thêm 0,2÷0,5%Mo hay 0,5÷1%W - VC, TiC, ZrC, NdC không hòa tan khi nung nóng nên không tiết ra V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Phân loại thép hợp kim: TCVN: Theo TCVN 1765-75: thép C kết cấu chất luợng thuờng để làm các kết cấu xây dựng với %P (0,04-0,07%) và %S (0,05-0,06%) CT xx (n,s) xx: σb tối thiểu (kG/mm2), n: nửa lặng, s: sôi Ví dụ: CT 38 Theo TCVNTheo TCVN 17661766--7575:: thépthép CC kkếếtt ccấấuu chchấấtt luluợợngng ttốốtt đểđể chchếế ttạạoo cáccác chi tiết máy P, S < 0,04% C xx (A) xx: hàm lượng cacbon TB (phần vạn) Ví dụ: C 45 Theo TCVN 1822-76: thép C dụng cụ dùng để chế tạo các dụng cụ CD xx (A) xx: hàm lượng cacbon TB (phần vạn) Ví dụ: CD 120
第 8 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang TCVN 1759-75: Ví dụ: 40Cr → %C = 0,36÷0,44; %Cr = 0,80 ÷ 1,00 12CrNi3 → %C = 0,09÷0,16; %Cr = 0,60÷0,90; %Ni = 2,75÷3,75 140CrW5 → %C = 1,25÷1,50; %Cr = 0,4÷0,7; %W = 4,5÷5, 5 90CrSi → %C = 0,85÷0,95; %Cr = 0,95÷1,25; %Si = 1,20÷1,60 V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Đặc điểm chung: chất lượng luyện kim thường (P, S ≥≥≥≥ 0,04%) Phân loại: Yêu cầu cơ tính: bền (σc), độ dẻo cao (δ~15÷35%), độ dai tốt Thép thông dụng (thép thường) (ak~500kJ/m2) Thép hợp kim thấp độ bền cao Về tính công nghệ: cần có tính hàn cao Về thành phần hóa học: để có tính hàn tốt -- CC ≤≤ 00,,2222%% - Cđl = C + Mn/6 + (Cr+Mn+V)/5 + (Ni+Cu)/15 ≤ 0,55%
第 9 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang a. Thép thông dụng (thép thường): TCVN 1765-75 b. Thép hợp kim thấp độ bền cao HSLA: TCVN 3104-79 Phân nhóm A: CT xx gồm (CT31, CT33, CT34, CT38, CT42, CT52, Có độ bền và tính chống ăn mòn cao hơn thép thông dụng: do có CT61) → tra bảng 5.1 (σbk min). Làm kết cấu xây dựng. Ví dụ: thêm lượng nhỏ các nguyên tố hợp kim (Si, Cr, Cu, Ni, B, N) - CT38: 0,18 ÷ 0,21%C → kết cấu thông dụng → ở dạng tròn trơn Tính hàn hơi kém, nâng cao nhiệt độ giòn lạnh - CT51: 0,30 ÷ 0,35%C → kết cấu chịu lực cao, tính hàn kém hơn → Dùng tôi + ram để nâng cao độ bền (có thể đạt σ = 400 ÷ 600 MPa) ở dạng thép vằn ch Hiệu quả: dùng thép HSLA thay thế cho thép thông dụng -- σσ0,2 == 350350((MPaMPa)) titiếếtt kikiệệmm đượđượcc 1515%% kimkim loloạạii - σ0,2 = 400(MPa) tiết kiệm được 25 ÷30% - σ0,2 = 600(MPa) tiết kiệm được 50% Chế tạo: tận dụng việc hợp kim hóa tự nhiên (dùng gang luyện từ Phân nhóm B: BCT xx gồm (BCT31 ÷ BCT61). Với xx không phải vùng quặng giầu NTHK), sử dụng lại phế liệu là thép HK; dùng các là σ → tra bảng. Làm kết cấu hàn. nguyên tố rẻ như Mn, Si→tổng luợng hợp kim < 2,0 ÷2,5%, b Phân nhóm C: CCT xx có cơ tính của phân nhóm A và thành phần hóa học của phân nhóm B. Làm kết cấu hàn chịu lực. V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang b. Thép hợp kim thấp độ bền cao HSLA: b. Thép hợp kim thấp độ bền cao HSLA: Dùng làm kết cấu kim loại: TCVN 3104-79 Dùng làm cốt bê tông: TCVN 1651-85 (chia làm 4 cấp) - loại ~ 1%Mn (14Mn, 15MnV, 19Mn): 19Mn →làm đường ống dẫn - Cấp C I (chịu lực thấp, thép tròn trơn): CT38 dầu, khí đốt… - Cấp C II (thép có đốt): CT51 - loại ~ 2%Mn (09Mn2, 14Mn2, 18Mn2): 14Mn2 →làm vỏ lò cao, - Cấp C III và C IV (chịu lực cao): thép HSLA gồm 35MnSi, thithiếếtt bbịị llọọcc bbụụii…… 1818MnMn22Si,Si, 2525MnMn22Si,Si, 2020CrMnCrMn22ZrZr - loại ~ 1%Mn + 0,6%Si (12MnSi, 16MnSi, 17MnSi): 17MnSi →làm dầm ô tô, đóng toa xe… - loại ~ 1%Mn + 0,6%Si + 0,6%Cr (14CrMnSi): - loại ~ 1,50%Mn + 0,60 hay 1%Si (09Mn2Si, 10Mn2Si1): - loại ~ 0,80%Cr + 0,80%Si + 0,60%Ni + 0,40%Cu (10CrSiNiCu):
第 10 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Đặc điểm chung: chất lượng luyện kim cao (P, S < 0,04%) Yêu cầu cơ tính: cần độ bền (σch), độ dai tốt (ak), độ cứng bề mặt cao, giới hạn mỏi cao Về tính công nghệ: thường phải biến dạng nóng và cắt gọt → phải chọn mác thép và chế độ nhiệt luyện thích hợp Tính kinh tế: cần rẻ → dùng thép C và hợp kim thấp, trung bình Về thành phần hóa học: - Thành phần C = 0,10÷0,65%: tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể. Thép cacbon kết cấu chế tạo máy dùng làm chi tiết nhỏ (<20 mm), hình dạng đơn giản. - Thành phần hợp kim: • Nhóm ng.tố hợp kim chính: Cr, Mn, Si, Ni, B • Nhóm ng.tố hợp kim phụ: Ti, Zr, Nb, V, Mo V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Quan hệ giữa tổng lượng hợp kim và đường kính tôi thấu: Phân loại: Thép có độ thấm tôi thấp (đường kính tôi thấu ≤ 15mm): không Thép thấm cacbon: %C < 0,25 (muốn ↑σσσσb → tôi + ram thấp, hợp kim hóa (thép Cacbon) muốn ↑ Hbề mặt → thấm C) Thép có độ thấm tôi trung bình (đường kính tôi thấu ≤ 35mm): Thép hóa tốt: %C ≈ 0,3 ÷ 0,5 (muốn ↑σσσσb → tôi + ram cao, thép được hợp kim hóa thấp và đơn giản (ví dụ: 1%Cr, 2%Mn…) muốn ↑ Hbề mặt → tôi bề mặt) ThéThépp cócó đđôộ̣ ththấấmm ttươươngng đđốốii caocao ((đđườườngng kíkínhnh tôitôi ththấấuu ≤≤ 7575mm):mm): ThéThépp đđàànn hhồồii:: %C%C ≈≈ 00,,5555 ÷÷ 00,,6565 ((mumuốốnn ↑↑σσσσσσσσđđhh →→ tôitôi + ram+ ram trungtrung thép được hợp kim hóa thấp nhưng phức tạp (ví dụ: Cr-Ni, Cr-Mo…) bình) Thép có độ thấm tương cao (đường kính tôi thấu ~ 100 mm): thép Các thép kết cấu có công dụng riêng: được hợp kim hóa cao (5÷6%) và phức tạp (ví dụ: Cr-Ni, Cr-Ni- Mo…)
第 11 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang a. Thép thấm Cacbon: a. Thép thấm Cacbon: Thép cacbon (C = 0.1 ÷÷÷÷ 0,25%): giới hạn dưới khi cần độ dai Thép cacbon (C = 0.1 ÷÷÷÷ 0,25%): C10, C15, C20, C25, CCT38 cao, giới hạn trên khi cần độ bền cao. Có độ thấm tôi thấp → - Tôi nước, độ thấm tôi không cao, hình dạng đơn giản, chi tiết nhỏ dùng cho chi tiết nhỏ, hình dạng đơn giản. Do thấm C ở nhiệt (Φ<20 mm) độ cao, thời gian dài → phải là thép khử oxy triệt để - To thấm < 900 oC vì trong thép không có yếu tố giữ hạt nhỏ → sau ThéThépp hhợợpp kimkim:: CóCó đđôộ̣ ththấấmm tôitôi caocao →→ dùdùngng chocho chichi titiếếtt llớớnn,, ththấấmm phphảảii ththườườngng hóhóaa trtrướướcc khikhi tôitôi ((gâygây bibiếếnn ddạạngng llớớnn)) hình dạng phức tạp. Các ng.tố hợp kim vừa tăng tính thấm tôi - Làm trục, côn và bi trong xe đạp (tăng bền) + thúc đẩy quá trình thấm C → không dùng Si. Thép Crôm (Cr ~ 1%): 15Cr, 20Cr, 15CrV, 20CrV Nguyên tố cơ bản là Cr. - Do Cr có ái lực với C →Thúc đẩy quá trình thấm - To thấm ~ 900÷920 oC, không cần thường hóa trước khi tôi - Làm bánh răng, trục bậc, chốt. (Φ ~ 20÷40 mm) V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang a. Thép thấm Cacbon: a. Thép thấm Cacbon: Thép Cr-Ni và Cr-Ni-Mo: Thép Cr-Mn-Ti: Làm bánh răng ôtô tải nhẹ và trung bình. Ưu điểm - Thép Crôm-Niken thường (~1%Cr + 1%Ni): → dễ tôi trong dầu → chính là tính công nghệ. làm chi tiết phức tạp, kích thước trung bình (Φ ~ 50÷75 mm), chịu - Không quá dẻo dai, đủ mềm để cắt tại trọng va đập như bánh răng ôtô tải nhẹ và du lịch. 20CrNi - Công nghệ thấm C của thép này có nhiều ưu việt: Do có Mn→ bề -- ThéThépp CrômCrôm--NikenNiken caocao (~(~11%Cr +%Cr + 33%Ni):%Ni): →→ làlàmm chichi titiếếtt phphứứcc ttạạpp,, mmặặtt théthépp khôngkhông bibi bãbãoo hòhòaa CacbonCacbon.. MnMn làlàmm hhạạtt llớớnn nhnhưưngng TiTi ccảảnn trtrơở̉ kích thước lớn (>100 mm), chịu tại trọng nặng và mài mòn mạnh như bù lại → thấm được ở To cao ~ 950 oC (thời gian ngắn, tiết kiệm), tôi các chi tiết trog máy bay, ôtô. Tuy nhiên, đắt và khó gia công cắt, quy trực tiếp sau khi thấm (ko cần thường hóa hoặc tôi lần thứ nhất), quy trình nhiệt luyện phức tạp (thường hóa + ram cao, tôi + ram thấp). trình đơn giản nên biến dạng thấp 12CrNi3A và 20Cr2Ni4A - Mác thép chính: 18CrMnTi (18XΓΓΓΓT) và 25CrMnTi (25XΓΓΓΓT), - Thép Crôm-Niken-Molipđen: Mo tăng tính thấm tôi, không phải 30CrMnTi, 25CrMnMo chống giòn ram (vì là ram thấp). 20CrNi2Mo và 18Cr2Ni4MoA - Làm bánh răng, hộp số ôtô
第 12 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang b. Thép hóa tốt: b. Thép hóa tốt: Đặc điểm: Thép Cacbon: C30, C35, C40, C45, C50 và C40Mn - C = 0.3÷ 0.5% → cơ tính tổng hợp tốt (độ bền, độ dẻo, độ dai) Thép Crôm: 40Cr, 40CrVA →Cr làm tăng tính thấm tôi, cho chi tiết - % hợp kim thích hợp (Cr + Mn + Ni + Si + Mo + W + B) → để tôi nhỏ, hình dạng phức tạp. Giòn ram loại II nên phải nguội trong dầu. thấu (cơ tính đồng nhất) Thép Cr-Mo: 38CrMoA →Mo tránh giòn ram, cho chi tiết TB, hình -- NhiNhiệệtt luyluyệệnn ssơơ bbôộ:̣: ủủ hoàhoànn toàtoànn dạng phức tạp. - Nhiệt luyện kết thúc (chia làm 2 bước): Thép Cr-Mn và Cr-Mn-Si: 40CrMn, 30CrMnSi → tăng tính thấm • Tôi + ram cao với chi tiết lớn, thường hóa với chi tiết nhỏ. tôi→cho chi tiết lớn. Nhưng bị giòn nên ít dùng. • Tôi bề mặt + ram thấp. Với %C > 0.3, thấm C-N ở nhiệt độ thấp (550 Thép Cr-Ni và Cr-Ni-Mo: 40CrNi, 30CrNi3A → bị giòn ram → ÷ 560 oC) dùng 38Cr2Ni2MoA, 38CrNi3VA tránh giòn ram, gia công cắt kém Thép để thấm Nitơ: 38Cr2MoAlA → Cr, Mo và Al để tạo nitrit cứng, phân tán và ổn định hơn nitrit sắt. %C trung bình để nhiệt luyện hóa tốt. To thấm Nitơ < Tram cao khi hóa tốt V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang c. Thép đàn hồi: c. Thép kết cấu có công dụng riêng: Điều kiện làm việc và Đặc điểm: Thép lá để dập nguội sâu: - Giới hạn đàn hồi cao: - Yêu cầu: có tính dẻo cao - Độ cứng khá cao (HRC 35÷45) - Thành phần: Cacbon thấp (≤0.1%, tổ chức chủ yếu là ferit). Silic rất - Giới hạn mỏi cao → phải chú ý chất lượng bề mặt (chống thoát C, tạo thấp (≤0.07%, vì Si hòa tan vào ferit làm tăng độ cứng và tính giòn, ứứngng susuấấtt nénénn trêntrên bbêề̀ mmặặtt bbằằngng phunphun bi,bi, llăănn éépp,, nângnâng caocao đđôộ̣ nhnhẵẵnn làlà théthépp sôisôi)) bóng bề mặt bằng cán kéo tinh hay mài) - Hạt nhỏ, đều: cấp hạt 6÷8 - %C = 0.55÷0.65 - Mác thép: C5s, C8s, C10s, C15s - Để nâng cao giới hạn đàn hồi và độ cứng → dùng Mn, Si. - Để nâng cao độ thấm tôi → dùng Cr+Ni - Mác thép: C65, C70, CD80, CD100, 65Mn, 60Si2, 50CrMn, 60Si2CrVA, 60Si2NiA. Thép lá mỏng tráng thiếc (sắt tây) Thép lá mỏng tráng Zn, Al (tôn lợp)
第 13 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang c. Thép kết cấu có công dụng riêng: c. Thép kết cấu có công dụng riêng: Thép dễ cắt (tính gia công cắt) Thép ổ lăn - Độ cứng và độ bền không quá cao hoặc quá thấp → C = 0.1÷0.4% - Độ cứng và tính chống mài mòn cao - Cần tính dẫn nhiệt cao (HRC≥64, cao hơn bề mặt thấm C) - Có những pha có tính giòn nhất định: nên có P, S cao hơn mức bình - Cơ tính đồng nhất (không có điểm mềm, tôi ththườườngng →→ P =P = 00..0808÷00..1515%, S =%, S = 00..1515÷00..3535%.%. CCầầnn cócó MnMn == ththấấuu)) 0.8÷1% tạo pha MnS dẻo, P hòa tan trong Ferit giòn. Có thể cho - Độ bền mỏi tiếp xúc cao thêm Pb (không hòa tan vào Ferit) bị chảy ở To = 327 oC khi mẫu bị nóng trong quá trình cắt - Mác thép: xxS (xx: phần vạn C trung bình) V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang c. Thép kết cấu có công dụng riêng: Thép ổ lăn - %C cao (~1%) - Tôi + ram thấp - Tôi thấu (Cr = 0.5÷1.5%, Mn~1%, Si~1%) -- ĐểĐể ítít đđiiểểmm mmềềmm →→ íítt P, S,P, S, rrỗỗ khíkhí →→ tinhtinh luyluyệệnn bbằằngng đđiiệệnn xxỉỉ,, đđúcúc rótrót trong chân không. - Có nhiều C → nhiều cacbit dư → phải qua biến dạng nóng để cacbit nhỏ mịn và phân bố đều - Phôi thép phải ủ không hoàn toàn (cầu hoá) - Mác thép: OL100Cr1,5 → C = 1%, Cr = 1,5%
第 14 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Cơ tính: yêu cầu độ cứng (>56HRC) và chống mài mòn cao, độ dai va đập, tính chịu nhiệt Tính công nghệ: không yêu cầu cao như thép kết cấu, bắt buộc có nhiệt luyện kết thúc (tôi+ram thấp) Thành phần hóa học: Dụng cụ biến dạng nguội cần %C cao (0.7 ÷ 22%).%). DDụụngng ccụụ bibiếếnn ddạạngng nónóngng (%C =(%C = 00..33 ÷ 00..55%).%). NguyênNguyên ttôố́ hhợợpp kim (W, Mo) làm tăng tính thấm tôi, nâng cao nhiệt độ phân hóa Mactenxit → tăng tính chống ram → tăng tính cứng nóng. Phân loại: Thép làm dụng cụ cắt: Thép làm dụng cụ đo: Thép làm dụng cụ biến dạng nguội: Thép làm dụng cụ biến dạng nóng: V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Yêu cầu cơ tính: Thép làm dao có năng suất thấp: (Vcắt = 5 ÷÷÷÷ 10 m/min) Độ cứng cần cao hơn hẳn phôi: %Cmin = 0.7%, tôi + ram thấp Thép Cacbon: Cần tính chống mài mòn cao: phụ thuộc độ cứng (HRC>60 → tăng - CD70, CD80, CD80Mn, CD90, CD100, CD110, CD120, CD130 1 đơn vị → tuổi bền tăng 25÷30%) và lượng cacbit dư (thép càng - CD70A ÷÷÷÷ CD130A (chất lượng cao: P ≤ 0.030%, S ≤ 0.020%) xa cùng tích →càng nhiều cacbit →càng tăng tính chống mài mòn) - Đặc tính: Sau tôi + ram→ HRC ≥≥≥≥ 60 CCầầnn títínhnh ccứứngng nónóngng caocao:: ccầầnn phapha thêmthêm cácácc nguyênnguyên ttôố́ ttăăngng títínhnh ccứứngng -- ƯƯuu điđiểểmm:: DDêễ̃ bibiếếnn dạdạngng nónóngng,, giagia côngcông ccắắtt vavà̀ rẻrẻ nóng sao cho khi cắt ở tốc độ cao thì C vẫn bị giữ ở trong Mactenxit - Nhược điểm: Độ thấm tôi thấp, tính cứng nóng và chống ram thấp tới 500 ÷ 600 oC → HRC > 60 ở nhiệt độ cao - Công dụng: Ít dùng làm dao cắt, làm dao nhỏ, hình dạng đơn giản Các yêu cầu phụ khác: đảm bảo độ bền (uốn), độ dai, tính thấm tôi năng suất thấp (ví dụ: dũa làm bằng thép CD120) tốt, có khả năng chịu gia công áp lực ở trạng thái nóng, có khả năng chịu gia công cắt ở trạng thái ủ, có tính mài tốt sau tôi
第 15 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thép làm dao có năng suất thấp: (Vcắt = 5 ÷÷÷÷ 10 m/min) Thép làm dao có năng suất cao: High speed steel – Thép gió Thép hợp kim: (cacbon cao: C ∼∼∼∼ 1%, hợp kim hóa thấp và vừa) Vcắt = 30 ÷÷÷÷ 80 m/min: 3 ÷ 7 lần so với thép năng suất thấp - Loại có tính thấm tôi tốt: 90CrSi (HRC > 60, cứng nóng đến 300 Tính chống mài mòn và tuổi bền cao: 8 ÷ 10 lần oC, tương đối rẻ → dùng phổ biến làm dao nhỏ, hình dạng phức tạp) Độ thấm tôi cao: tôi thấu với tiết diện bất kỳ nhưng dễ thóat C (do có nhiều Si). → Làm mũi khoan, doa, taro, bàn Thành phần hóa học: W+Mo cao (>10%), Cr (4%), V, Co renren,, llượượcc renren,, phayphay …… -- CacbonCacbon:: hòhòaa tantan vàvàoo M +M + ttạạoo cacbitcacbit vvớớii ng.tng.tôố́ hhợợpp kimkim mmạạnhnh W, MoW, Mo - Loại có tính chống mài mòn cao: 140CrW5 (do W tạo cacbit mạnh → cứng và tăng mạnh tính chống mài mòn → chống mài mòn cao) nhưng tính thấm tôi thấp (do ít Cr và nhiều - Cr: tăng mạnh tính thấm tôi, (Cr+ W+Mo) > 15%→ tự tôi, tôi thấu cacbit) → Làm dao tiện, phay - W: tỷ lệ cao nhất, quan trọng nhất → tạo tính cứng nóng cao - Mo: rẻ và nhẹ hơn W, tính chất rất giống W → dùng để thay thế W - V: tạo cácbit rất nhỏ → ↑tính chống mài mòn, giữ cho hạt nhỏ khi tôi - Co: tăng tính cứng nóng, nhưng dễ bị thoát cacbon và giòn V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thép làm dao có năng suất cao: High speed steel – Thép gió Các mác thép gió và công dụng: Tổ chức tế vi: do hợp kim cao (10÷20%) + Cacbon cao → thép gió Thép gió năng xuất thường (có tính cứng nóng đến 615÷÷÷÷620 oC): thuộc loại Le (khi ủ), M (khi thường hóa, ở trạng thái cung cấp). không có Co, < 2%V Thép chứa nhiều Cacbit chủ yếu ở dạng cùng tinh Le hình xương cá - 80W18Cr4V → cổ điển → rất giòn → phải làm nhỏ chúng bằng biến dạng nóng (cán, rèn) + - 85W6Mo5Cr4V → thông dụng hơn, rẻ hơn ủủ khôngkhông hoàhoànn toàtoànn ((840840÷860860 oCC)+)+ nhinhiệệtt luyluyệệnn kkếếtt thúthúcc ((tôi+ramtôi+ram)) ThéThépp giogió́ nnăăngng xuxuấấtt caocao ((cócó títínhnh ccứứngng nónóngng đếđếnn 630630÷÷÷÷650650 oCC)):: cócó Tôi: Totôi = 1300 oC ± 10 (thấp quá thì không hòa tan hết W, cao quá Co, > 2%V thì cacbit hoa tan nhiều, hạt phát triển mạnh gây giòn). Nhiều cách tôi - 85W18Co5Cr4V (tôi trong dầu nóng, tôi phân cấp trong muối nóng chảy, gia công lạnh, - 155W12Co5V5Cr4 tôi trong không khí, tôi đẳng nhiệt) Công dụng: làm dao phức tạp nhất, chủ chốt nhất Ram: ram 2÷ 4 lần, ở 550 ÷ 570 oC, mỗi lần trong 1h Hóa nhiệt luyện: thấm C-N thể lỏng (ở 550 ÷ 570 oC trong 2 ÷ 3h)
第 16 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Yêu cầu cơ tính: Độ cứng và tính chống mài mòn: Ít bị mòn, độ chính xác cao trong thời gian làm việc lâu dài → HRC = 63÷ 65 Ổn định kích thước: - Hệ số giãn nở về nhiệt nhỏ -- SSưự̣ ổổnn đđịịnhnh ccủủaa ttôổ̉ chchứứcc đđạạtt đđượượcc trongtrong ththờờii giangian dàdàii Độ nhẵn bóng bề mặt cao (cấp 14 khi mài) và ít biến dạng khi nhiệt luyện ⇒⇒⇒⇒ Cần độ cứng và tính chống mài mòn cao như dao cắt, nhưng không cần tính cứng nóng nên không nhất thiết làm bằng thép gió V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thép làm dụng cụ đo cấp chính xác cao: Thép làm dụng cụ đo cấp chính xác thấp: Độ cứng và tính chống mài mòn cao (HRC = 63÷÷÷÷ 65) → dùng Độ cứng và tính chống mài mòn cao (HRC = 63÷÷÷÷ 65) → dùng thép (~1%C) + hợp kim hóa thấp (vì chi tiết nhỏ) + tôi cứng thép cacbon + hóa bền bề mặt Để hợp kim hóa: Cr + Mn → tăng độ thấm tôi, ít biến dạng (do Mn Mác thép: làm tăng austenit dư đến mức thích hợp làm kích thước hầu như - Thép cacbon thấp (≤0.25%C): C15, C20, BCT3 + thấm Cacbon, tôi khôngkhông đđổổii khikhi tôitôi)) + ram+ ram ththấấpp Để ổn định kích thước: nhiệt luyện kết thúc phải được Mactnexit - Thép cacbon TB: C45, C50, C55 + tôi bề mặt + ram thấp (tôi) mà không phải Mram vì: Mtôi có độ cứng và tính chống mài mòn cao, đảm bảo độ nhẵn bóng khi mài và có hệ số giãn nở nhiệt rất nhỏ (10-5 ÷ 10-6/oC) → thép sau tôi phải được già hóa (già hóa thép tôi ở 120 ÷ 140oC < Toram, trong 1 ÷2 ngày → Mactenxit (tôi) + Austenit (dư) không bị chuyển biến Mác thép: 100Cr, 100CrWMn, 140CrMn
第 17 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Điều kiện làm việc và yêu cầu: Điều kiện làm việc: Về cơ bản giống dao cắt + chịu ứng suất uốn + lực va đập và ma sát, không bị nóng lên nhiều (<200÷250oC) Yêu cầu: - Độ cứng cao (HRC = 58 ÷ 62): phụ thuộc loại khuôn, chiều dày và đđôộ̣ ccứứngng ccủủaa théthépp lálá - Tính chống mài mòn cao - Độ bền và độ dai đảm bảo - Khuôn dập lớn cần thêm yêu cầu về độ thấm tôi + ít thay đổi thể tích khi tôi V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Đặc điểm của thép làm dụng cụ biến dạng nguội: Thép làm khuôn bé (30÷÷÷÷40mm): hình dạng đơn giản, tải trọng Thành phần cacbon: ~ 1%C (khi chịu va đập mạnh → %C = nhỏ 0.4÷0.6%, khi cần chống mài mòn cao → %C = 1.5÷2.0%) Thép dụng cụ cacbon: CD100, CD120. Tôi trong nước → độ cứng Thành phần hợp kim: phụ thuộc hình dạng, kích thước khuôn và cao, độ thấm tôi thấp (lõi dẻo → chịu va đập), tính chống mài mòn tính chống mài mòn, nâng cao độ thấm tôi, tạo cacbit cứng thấp -- ĐĐêể̉ ttăăngng đđôộ̣ ththấấmm tôitôi:: thêmthêm Cr,Cr, MnMn, Si, W (~, Si, W (~11%% mmỗỗii loloạạii)) - Để tăng tính chống mài mòn: Cr (~12%) + C (1.5÷2.0%) Nhiệt luyện kết thúc: giống dao cắt (tôi + ram thấp → Mtôi) - Totôi cao hơn dao cắt (20÷40oC) để austenit đồng nhất hơn, nâng cao độ thấm tôi - Trước khi tôi nên thường hóa: giảm biến dạng, nứt - Toram cao hơn (song vẫn là ram thấp): chú ý tránh giòn ram loại I
第 18 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thép làm khuôn trung bình (70÷÷÷÷100mm): hoặc khuôn nhỏ hình Thép làm khuôn lớn (200÷÷÷÷300mm) chịu tải trọng nặng và có tính dạng phức tạp, tải trọng lớn →→→→ Cacbon cao (1%) + Cr, W, Mn, Si chống mài mòn cao: hình dạng phức tạp, tải trọng lớn →→→→ Cacbon (~1% mỗi loại) rất cao (1.5÷÷÷÷2.2%) + Cr (~12%) Thép hợp kim: 110Cr, 110CrWMn, 100CrWSiMn. Thép hợp kim: Cr12 (210Cr12), Cr12Mo (160Cr12Mo), Cr12V1 110CrWMn: phổ biến nhất, do có Mn→→→→ khi tôi có γγγγ dư, Tôi phân - Tính chống mài mòn rất cao : do có lượng cacbit crôm lớn (~30%) ccấấpp ((khuônkhuôn nhonhỏ),̉), tôitôi trongtrong 22 môimôi trtrườườngng ((khuônkhuôn trungtrung bìbìnhnh)) đđêể̉ gigiảảmm -- ĐĐôộ̣ ththấấmm tôitôi caocao ((tôitôi ththấấuu 150150xx200200 mmmm khikhi tôitôi trongtrong ddầầuu →→ σσ, H, H caocao độ biến dạng mà độ cứng vẫn cao. Thiên tích cacbit lớn → dễ gây nứt - Có thể áp dụng nhiều chế độ tôi + ram khác nhau: • Tôi nhiệt độ thấp (1050÷1075oC): ít γdư, H cao, tính cứng nóng thấp (tôi ra độ cứng thứ nhất). Ram ở 150÷200oC • Tôi ở nhiệt độ cao (1125÷1150oC): γ được hợp kim hóa cao, M có tính cứng nóng cao, nhưng H thấp, ram nhiều lần được độ cứng thứ 2. • Tôi ở nhiệt độ trung bình (1000÷1125oC): có lượng γdư lớn → tôi ổn định kích thước V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thép làm khuôn chịu tải trọng va đập: hình dạng phức tạp, tải trọng lớn →→→→ Cacbon rất cao (1.5÷÷÷÷2.2%) + Cr (~12%) Thép hợp kim: Cr12 (210Cr12), Cr12Mo (160Cr12Mo), Cr12V1 (130Cr12V1).
第 19 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Điều kiện làm việc và yêu cầu: Đặc điểm của thép làm dụng cụ biến dạng nguội: Điều kiện làm việc: Bị nóng lên (~500÷700oC) nhưng không Thành phần cacbon trung bình: → %C = 0.3÷0.5% thường xuyên + độ cứng không cần cao như khuôn dập nguội + có Thành phần hợp kim: phụ thuộc hình dạng, kích thước khuôn và kích thước lớn và chịu tải trọng lớn tính chống mài mòn, nâng cao độ thấm tôi, tạo cacbit cứng Yêu cầu: - Để tăng độ thấm tôi và độ dai: thêm Cr + Ni -- ĐĐôộ̣ bbềềnn vavà̀ đđôộ̣ daidai đđảảmm caocao,, ĐĐôộ̣ ccứứngng vvừừaa phphảảii (HRC =(HRC = 3535 ÷ 4646)) -- ĐĐêể̉ chchịịuu nónóngng ++ chchốốngng ram:ram: 88÷1010% W% W - Tính chống mài mòn cao Nhiệt luyện kết thúc: (tôi + ram → Trôxtitram) - Tính chịu nhiệt cao + chống mỏi nhiệt → tính chống ram cao - Toram ~ 500÷600 oC → chú ý tránh giòn ram loại II V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Thép làm khuôn rèn: chịu tải trọng va đập + nung nóng ko liên Thép làm khuôn ép chảy: nung nóng liên tục + va đập nhỏ →→→→ tục →→→→ Cr-Ni + Mo + W + 0,5%C cứng nóng cao (gần giống thép gió) →→→→ Cr-W + Mo (~1%, thấm Thép hợp kim: 50CrNiMo, 50CrNiW, 50CrNiSiW, 50CrMnMo, tôi) + V (~1%, mài mòn) + 0.3÷÷÷÷0.4%C 50CrNiMo: thông dụng nhất Thép hợp kim: 30Cr2W8V, 40Cr5W2VSi - Tính thấm tôi cao, tôi thấu trong dầu (400x300x300mm), có thể tôi Chú ý khi nhiệt luyện khuôn ép chảy: phânphân ccấấpp hayhay đđẳẳngng nhinhiệệtt vvớớii khuônkhuôn bébé -- TTotôitôi caocao ~~ 10001000 oCC →→ CáCácbitcbit hhợợpp kimkim hòhòaa tantan vàvàoo γγ →→ sausau tôitôi đđượượcc - Tôi + ram: 500÷600 oC Mactenxit hợp kim cao (cho tính cứng nóng cao) + hạt nhỏ (độ dai tốt) Chú ý khi nhiệt luyện khuôn rèn: (tôi + ram → Trôxtitram) - Toram ~ 600÷650 oC → Trôxtitram - τnung kéo dài → chú ý tránh oxy hóa và thoát C - Sau tôi + ram → thấm C-N ở 500÷600 oC - Khuôn lớn thì ưu tiên độ dai hơn là độ cứng
第 20 页
V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Đặc điểm chung: Về thành phần cacbon: Phần lớn có cácbon rất thấp (<0,01÷0,15%), hoặc cao (>1%) Về thành phần hợp kim: Phần lớn thuộc loại hợp kim hóa cao (>10 %). Thường dùng một hay hai nguyên tố HK (Cr, Cr-Ni) VVêề̀ ttôổ̉ chchứứcc ttêế́ vivi:: HHợợpp kimkim hóhóaa caocao →→ cócó ththêể̉ cócó ttôổ̉ chchứứcc 11 phapha austenit, ferit ở trạng thái cung cấp Về tính chất: - Có tính chống mài mòn đặc biệt cao - Có tính điện từ đặc biệt - Làm việc ở nhiệt độ cao - Có tính giãn nở nhiệt hay đàn hồi đặc biệt V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang V.1. Thép C & HK V.2. Thép xây dựng V.3. Thép chế tạo máy V.4. Thép dụng cụ V.5. Thép đặc biệt V.6. Gang Phân loại: Định nghĩa: Là loại thép có tính chống ăn mòn cao trong môi trường Thép không gỉ: ăn mòn mạnh như axit, bazơ… Thép bền nóng: Thép có tính chống mài mòn đặc biệt cao dưới tải trọng va đập:
评论 (0)
暂无评论。快来抢沙发吧！