Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương II: Vật liệu dùng trong công nghiệp - Phan Huy Lê

4). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM KHÁI NIỆM CHUNG Kính chắn Mặt đèn hậu - Nhựa Dây tóc bóng đèn - Vonfram Ống xả - Thép không gỉLốp xe – Cao su Dầm xe - ThépVành xe – Thép hoặc Hợp kim Nhôm Chắn nƣớc - Nhựa Dây điện - Đồng Chụp Bugi - Gốm Vỏ động cơ – Gang hoặc Hợp kim Nhôm Vỏ xe – Thép tấm hoặc Nhựa tổng hợp Ghế ngồi - Nhựa Hình 1: Một vài dạng vật liệu được sử dụng trong xe Ôtô – Kim loại, Hợp kim và Vật liệu phi kim CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Vật liệu dïng trong c«ng nghiệp gia công cơ khí Kim loại và Hợp kim Kim loại đen Kim loại màu Thép kết cấu Thép không gỉ Thép dụng cụ Gang v.v.. Nhôm Đồng Titan Vonfram v.v.. Nhựa Gốm Composit Nằm trong sự quan tâm chính của môn học CKĐC ! CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Ứng xử và các Tính chất của vật liệu Cấu trúc của vật liệu Cơ tính Hoá – Lý tính Tính công nghệ Dạng liên kết Cấu tạo mạng tinh thể Tổ chức Thành phần pha v.v.. Độ bền Độ dẻo Độ đàn hồi Độ cứng Độ bền mỏi Độ giãn dài tƣơng đối Độ dai va chạm v.v.. Khối lƣợng riêng Nhiệt độ nóng chảy Tính giãn nở Tính dẫn nhiệt Tính dẫn điện Từ tính Tính chịu ăn mòn Tính chịu nhiệt Tính chịu axit v.v.. Tính đúc Tính rèn Tính hàn v.v.. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.1. Cơ tính Cơ tính là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại và hợp kim chịu tác dụng của các loại tải trọng: A. Độ bền - Khả năng của vật liệu chịu tác dụng của tải trọng mà không bị phá huỷ. - Ký hiệu:  Độ bền kéo: k Độ bền nén: n Độ bền uốn: u )/( 2mmN F P o k  l0 Phá huỷ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.1. Cơ tính B. Độ cứng - Khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng thông qua vật nén. P - Các phƣơng pháp đo + Độ cứng Brinen (HB) + Độ cứng Rốcoen (HRB, HRC, HRA) + Độ cứng Vicke (HV) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.1. Cơ tính C. Độ giãn dài tƣơng đối [%] - Là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa lượng giãn dài sau khi kéo và chiều dài ban đầu. %100 0 01    l ll  D. Độ dai va chạm ak (J/mm 2) (kJ/m2) - Khả năng chịu tải trọng tác dụng đột ngột (tải trọng động) mà không bị phá huỷ. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.2. Lý tính a. Khối lƣợng riêng (g/cm3) - Là khối lượng của 1cm3 vật chất. )/( 3cmg V P  b. Nhiệt độ nóng chảy - Là nhiệt độ nung nóng mà tại đó sẽ làm cho kim loại chuyển từ thể rắn sang thể lỏng c. Tính giãn nở - Là khả năng giãn nở của kim loại khi nung nóng. d. Tính dẫn nhiệt - Là khả năng dẫn nhiệt của kim loại. e. Tính dẫn điện - Là khả năng truyền dòng điện của kim loại. f. Từ tính - Là khả năng dẫn từ của kim loại. Sắt nguyên chất: 1535oC Gang: 1130 – 1350oC Sắt nguyên chất: 0,0000118/1mm Thép: 0,0000120/1mm Bạc: 1  Đồng: 0,9 Nhôm: 0,5 Sắt: 0,15 Bạc  Đồng Nhôm Hợp kim Sắt, Niken, Coban và hợp kim của chúng  Kim loại từ tính CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.3. Hoá tính - Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hoá học của các chất khác nhƣ Ôxy, Axit, v.v.. Mà không bị phá huỷ. a. Tính chịu ăn mòn. - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của môi trường xung quanh. b. Tính chịu nhiệt - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Ôxy trong không khí ở nhiệt độ cao. c. Tính chịu axít - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Axít Ví dụ nhƣ trong cắt khí Ôxy-Axêtylen CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.1. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 2.1.4. Tính công nghệ -Là khả năng của kim loại và hợp him cho phép gia công nóng hay gia công nguội. Tm: Nhiệt độ nóng chảy của kim loại a. Tính đúc - Đặc trưng bởi: Độ chảy loãng, Độ co, Tính thiên tích. b. Tính rèn - Là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. c. Tính Hàn - Là khả năng tạo thành liên kết giữa các chi tiết bằng phương pháp hàn Thép có tính rèn cao (To). Gang không có tính rèn. Đồng, Chì rèn tốt ở nhiệt độ bình thƣờng. Gia công nguội (Cold working) : T/Tm < 0,3 Gia công trung gian (Warm working) : T/Tm = 0,3 đến 0,5 Gia công nóng (Hot working) : T/Tm > 0,6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.2.1. Cấu tạo của kim loại nguyên chất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Mét sè chi tiÕt m¸y b»ng kim lo¹i CÊu tróc cña kim lo¹i CÊu tróc KL nhìn qua kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö Liªn kÕt kim lo¹i nhê ®¸m m©y ®iÖn tö 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.2.1. Cấu tạo của kim loại nguyên chất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 S¬ ®å m¹ng tinh thÓ cña KL Ghi nhí: - C¸c nguyªn tö KL ph©n bè theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh - NhiÒu m¹ng tinh thÓ s¾p xÕp thµnh m¹ng kh«ng gian - Mçi nót m¹ng ®-îc coi lµ t©m cña c¸c nguyªn tö  Kim lo¹i cã cÊu t¹o tinh thÓ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 ¤ c¬ b¶n: lµ phÇn kh«ng gian nhá nhÊt cña m¹ng tinh thÓ ¤ c¬ b¶n cña m¹ng tinh thÓ KL M¹ng tinh thÓ cña KL nhìn d-íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 C¸c kiÓu ¤ c¬ b¶n: 1. LËp ph-¬ng thÓ t©m: 2. LËp ph-¬ng diÖn t©m: Ký hiÖu: Ký hiÖu: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2. Lôc ph-¬ng dµy ®Æc : Ký hiÖu: Ký hiÖu: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204  Tuú theo lo¹i « c¬ b¶n ng-êi ta x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè m¹ng Th«ng sè m¹ng lµ gi¸ trÞ ®é dµi ®o theo chiÒu c¹nh cña «  Ьn vÞ ®o cña th«ng sè m¹ng lµ Angstrong (Ao): 1Ao = 10-8cm *. Sù biÓn ®æi m¹ng tinh thÓ cña kim lo¹i : Khi ®iÒu kiÖn ngoµi thay ®æi (¸p suÊt, nhiÖt ®é, v.v..) tæ chøc kim lo¹i sÏ thay ®æi theo D¹ng « c¬ b¶n thay ®æi Th«ng sè m¹ng cã gi¸ trÞ thay ®æi  Sù biÓn ®æi m¹ng tinh thÓ - M¹ng lËp ph-¬ng: chØ cã mét th«ng sè m¹ng la a - M¹ng lôc gi¸c: cã 2 th«ng sè m¹ng lµ a vµ c CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.2.2. Sự kết tinh của kim loại - Kim loại chuyển trạng thái từ Lỏng sang Rắn  Kết tinh T tThời gian (s) N h iệ t đ ộ , o C Lỏng Bắt đầu kết tinh Kết thúc kết tinh Rắn Nhiệt độ kết tinh Lỏng Rắn Lỏng + Rắn Sơ đồ tổ chức thô dại của thỏi đúc 1- Hạt mịn, đều trục 2- Dạng trụ, trục vuông góc với thành khuôn 3- Tinh thể lớn, đều trục Tổ chức xuyên tinh Tổ chức đều trục Làm nguội tự nhiên Quá nung Nhiệt độ rót thấp Đƣờng nguội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Quá trình kết tinh của Sắt nguyên chất Đ-êng nguéi toC  (s)  tn Tèc ®é nguéi 0 T1 T2 CR = tg  Đèi víi mçi kim lo¹i nguyªn chÊt, b»ng thÝ nghiÖm ng-êi ta x¸c ®Þnh ®-îc mét ®-êng nguéi nhÊt ®Þnh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Trung t©m kÕt tinh – t©m mÇm Qu¸ trình kÕt tinh ph¸t triÓn KÕt thóc qu¸ trình kÕt tinh  Kim lo¹i kÕt tinh theo mét qu¸ trình gåm nhiÒu giai ®o¹n T©m mÇm: - cã thÓ lµ c¸c ph©n tö t¹p chÊt kh«ng nãng chảy nh- bôi t-êng lß - chÊt s¬n khu«n v.v - t©m mÇm tự sinh h×nh thµnh ë những nhãm nguyªn tö cã trËt tù ®¹t ®Õn kÝch th-íc ®ñ lín  Tuú theo vËn tèc nguéi kh¸c nhau mµ l-îng t©m hÇm xuÊt hiÖn nhiÒu hay Ýt, sù kÕt tinh sÏ t¹o ra sè l-îng ®¬n tinh thÓ (hay h¹t) nhÊt ®Þnh toC  (s) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Nhiệt ®é kÕt tinh toC  (s) Pha láng Pha r¾n C¸c giai ®o¹n cña Qu¸ trình kÕt tinh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 H-íng kÕt tinh KÕt tinh kiÓu nh¸nh c©y CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 PHA lµ những phÇn tö cña hîp kim cã thµnh phÇn ®ång nhÊt ë cïng mét tr¹ng th¸i vµ ngăn c¸ch víi c¸c pha kh¸c b»ng bÒ mÆt ph©n chia (nÕu ë tr¹ng th¸i r¾n thì ph¶i cã sù ®éng nhÊt vÒ cïng mét kiÓu m¹ng vµ th«ng sè m¹ng) Mét tËp hîp c¸c pha ë tr¹ng th¸i c©n b»ng gäi lµ hÖ hîp kim NGUYÊN lµ mét vËt chÊt ®éc lËp cã thµnh phÇn kh«ng ®æi, t¹o nªn c¸c pha cña hÖ. Trong mét sè tr-êng hîp nguyªn còng lµ c¸c nguyªn tè ho¸ häc hoÆc lµ hîp chÊt ho¸ häc cã tÝnh æn ®Þnh cao 2.3. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỢP KIM 2.3.1. PHA 2.3.2. NGUYÊN A A A A A A A A B B B B B B CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 1. Dung dÞch ®Æc: Hai hoÆc nhiÒu nguyªn tè cã kh¶ năng hoµ tan vµo nhau ë tr¹ng th¸i ®Æc gäi lµ dung dÞch ®Æc Cã hai lo¹i dung dÞch ®Æc: - dung dÞch ®Æc thay thÕ - dung dÞch ®Æc xen kÏ 2.3. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỢP KIM 2.3.3. CÁC TỔ CHỨC CỦA HỢP KIM Dung dịch đặc thay thế Dung dịch xen kẽ - Thay thế các nguyên tử ở nút mạng. - Có thể hoà tan vô hạn - Xen kẽ vào các các lỗ trống giữa các nút mạng. - Hoà tan có hạn B CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2. Hîp chÊt ho¸ häc: Pha ®-îc t¹o nªn do sù liªn kÕt giữa c¸c nguyªn tè kh¸c nhau theo mét tû lÖ x¸c ®Þnh gäi lµ hîp chÊt ho¸ häc VÝ dô: Hîp chÊt ho¸ häc Fe3C rÊt æn ®Þnh 3. Hçn hîp c¬ häc: Những nguyªn tè kh«ng hoµ tan vµo nhau còng kh«ng liªn kÕt ®Ó t¹o thµnh hîp chÊt ho¸ häc mµ chØ liªn kÕt víi nhau b»ng lùc c¬ häc thuÇn tuý, thì gäi hÖ hîp kim ®ã lµ hçn hîp c¬ häc  hçn hîp c¬ häc kh«ng lµm thay ®æi m¹ng nguyªn tö cña c¸c nguyªn tè thµnh phÇn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Cấu trúc của hợp kim: Nguyªn tö Hydro Nguyªn tö Titan Nguyªn tö S¾t Nguyªn tö S¾t Nguyªn tö Titan CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 C¸ch x©y dùng Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hÖ Hîp kim 4. Giản ®å tr¹ng th¸i cña hîp kim: lµ sù biÓu diÔn qu¸ trình kÕt tinh cña hệ hîp kim  X©y dùng gi¶n ®å tr¹ng th¸i b»ng ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt, nghÜa lµ thiÕt lËp c¸c ®-êng nguéi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204  Qu¸ trình kÕt tinh phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ nång ®é cña c¸c chÊt t¹o thµnh C¸c ®-êng nguéi cña c¸c hîp kim chì - antimon: 0 0 0 0 0 1 1 11 1 1’ 2 2 2’ 2 2 2’2’2’ 33 3 3 3 toC toC toC t oC toC      200 246 325 375 100%Pb 95%Pb 5%Sb 90%Pb 10%Sb 87%Pb 13%Sb 75%Pb 25%Sb CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204  Gi¶n ®å tr¹ng th¸i chØ râ c¶ tæ chøc cña hîp kim trong c¸c ®iÒu kiÖn c©n b»ng  Dùa vµo c¸c ®-êng nguéi, ta x¸c ®Þnh ®-îc c¸c ®iÓm tíi h¹n cña mçi hîp kim  Đ-a tÊt c¶ c¸c ®iÓm tíi h¹n lªn 1 gi¶n ®å tæng hîp, ta cã gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hÖ hîp kim Giản ®å tr¹ng th¸i cña hÖ hîp kim chì - antimon ACB: ®-êng láng DCE: ®-êng ®Æc DCE: ®-êng cïng tinh Pha láng A C B D E 246 375 toC toC Pb + Láng Sb + Láng [P b + S b ] Pb + [Pb + Sb] Sb + [Pb + Sb] 200 5 10 130 25 40 60 80 100% Sb 95 90 87100% Pb 75 60 40 20 0 Điểm cùng tinh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 toC toC 0 100% B 100% A 0 Pha láng toC toC A + L B+L [A + B ] A + [A+B] B + [A+B] 0 100% B 100% A 0 Các loại giản đồ trạng thái của hợp kim 2 nguyên: Loại I Loại II Pha láng   + L CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 Pha láng toC t oC [A m B m ] 0 100% B 100% A 0 Loại III Loại IV Pha láng toC toC [ +  ] 0 100% B 100% A 0 AmBm L +   L +  Các loại giản đồ trạng thái của hợp kim 2 nguyên: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 6,67%C0 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 toC 1 2 3 4 5 6 A C B F K E S P G 911oC 727oC 1147oC Lỏng + Xêmentit ( L+XeI ) Lỏng (L) Ostenit () Fe3C  + Xê + Le XeI + Le L ê đ e b u a ri t (L ê ) P e c li t P + Xê + Lê Xê + Lê Ferit + XêIII F+P  + F Giản đồ trạng thái Fe-Fe3C (Sắt-Cácbon) ACB - Đƣờng lỏng AECF - Đƣờng đặc GS(A3), ES(Acm), GP, PQ - Giới hạn chuyển biến pha. PSK(A1) - Chuyển biến cùng tinh A1 0,8 2,14 4,43 Ferit HỢP KIM Fe - C Q CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 XÊMENTIT – (XÊ) + Xê: hợp chất hoá học Fe-C (%C=6,67%), có mặt ở hầu hết các khu vực. - Độ cứng cao, - Độ giòn lớn, - Chịu mài mòn tốt. - Tính công nghệ kém, HỢP KIM Fe - C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 OSTENIT – ()  : Dung dịch đặc xen kẽ của C trong Fe  Tại 727oC : 0,8%C Tại 1147oC : 2,14%C - Pha dẻo, dai, dễ biến dạng. - Chỉ tồn tại trên 727oC  không quyết định tc Cơ học. Chỉ có ý nghĩa khi gia công Áp lực và Nhiệt luyện. HỢP KIM Fe - C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 FERIT – ()  : Dung dịch đặc xen kẽ của C trong Fe  Tại 727oC hoà tan 0,02%C Nhiệt độ hoà tan giảm  Fe nguyên chất - Dẻo, Mềm và Độ bền thấp HỢP KIM Fe - C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 PECLIT – (P) P : (Tổ chức hai pha) . Hỗn hợp cơ học: F + XêII . F và Xê cùng kết tinh ở thể rắn Cùng tích Peclit - Tính chất cơ học phụ thuộc vào lƣợng F và Xê và hình dạng của Xê. (Hạt, Tấm). HỢP KIM Fe - C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 LÊĐÊBUARIT – (Lê) Lê : . Hỗn hợp cơ học:  + XêI . (1147oC, 4,43%C):  và Xê cùng kết tinh từ pha lỏng Cùng tinh Lêđêbuarit. - Độ cứng cao, Dòn (do Xê cao) HỢP KIM Fe - C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 GRAPHIT Graphit: - Các bon ở trạng thái tự do. T/c: . Kém bền . Dòn . Nở thể tích khi kết tinh HỢP KIM Fe - C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 PHÂN LOẠI HỢP KIM Fe - C Fe – C (Fe-Fe3C) Thép C (C2,14%) Thép trƣớc cùng tích C <(=) 0,8% Thép cùng tích C = 0,8% Thép sau cùng tích C >(=) 0,8% Gang trƣớc cùng tinh C <(=) 4,43% Gang cùng tinh C = 4,43% Gang sau cùng tinh C >(=) 4,43% CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 - ThÐp cacbon lµ hîp kim cña Fe-C víi hµm l-îng cacbon nhá h¬n 2,14%. - Ngoµi ra trong thÐp cacbon cßn chøa mét l-îng t¹p chÊt nh- Si, Mn, S, P, - Khi hµm l-îng 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 * C¸c t¹p chÊt cã lîi trong thÐp cacbon: Si vµ Mn * C¸c t¹p chÊt cã h¹i cho thÐp cacbon: P vµ S 2.1. Kh¸i niÖm II. THÉP CÁC BON  Nguyªn tè ¶nh h-ëng lín : Cacbon. ChØ cÇn thay ®æi mét l-îng rÊt nhá C, ®· lµm thay ®æi nhiÒu tÝnh chÊt lý, ho¸ cña thÐp - C tăng  Đé cøng vµ ®é bÒn cña thÐp tăng lªn cßn ®é dÎo vµ ®é dai l¹i gi¶m xuèng - Thay ®æi hµm l-îng cacbon  lµm thay ®æi c¶ tÝnh c«ng nghÖ, tÝnh ®óc, tÝnh hµn vµ tÝnh rÌn dËp - 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 d-íi møc 0,03%! CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 2.2. Ph©n lo¹i II. THÉP CÁC BON - ThÐp tr-íc 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%) - ThÐp cacbon thÊp: C < 0,25% - ThÐp cacbon trung b×nh: C = 0,25% ... 0,5% - ThÐp cacbon cao: C > 0,5% - ThÐp lß chuyÓn: chÊt l-îng kh«ng cao, hµm l-îng kÐm chÝnh x¸c. -ThÐp lß m¸c tanh (Martin): chÊt l-îng cao h¬n trong lß chuyÓn mét Ýt. - ThÐp lß ®iÖn: chÊt l-îng cao h¬n nhiÒu, khö hÕt t¹p chÊt tíi møc thÊp nhÊt. - ThÐp s«i: chøa nhiÒu rç khÝ nªn kÐm dÎo vµ dai - ThÐp nöa s«i: chÊt l-îng 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 1. Theo tæ chøc tÕ vi vµ hµm l-îng C (trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i) 2. Theo hµm l-îng C th-êng dïng. 3. Theo ph-¬ng ph¸p luyÖn kim 4. Theo ph-¬ng ph¸p khö ¤xy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 5. Theo c«ng dông  ThÐp cacbon th«ng dông (thÐp th-êng): - 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, giao th«ng, Liªn X« (GOST 380 - 71) Liªn bang Nga (GOST2772-88) ViÖt Nam (TCVN1765-75) CT0 CT31 CT1 CT33 CT2 CT34 CT3 CT245* CT38 CT4 CT275 CT42 CT5 CT285 CT51 CT6 CT345 CT375 CT61 * BiÓu thÞ ®é bÒn 02= 245MPa II. THÉP CÁC BON 2.2. Ph©n lo¹i (tiếp theo) So sánh các loại ký hiệu ThÐp cacbon th«ng dông ®-îc ký hiÖu b»ng hai chữ CT vµ chia ba nhãm A, B vµ C. Ký hiệu Nhãm A: ChØ ®¸nh gi¸ b»ng c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh (®é bÒn, ®é dÎo, ®é cøng, v.v) Nhãm B: иnh gi¸ b»ng thµnh phÇn ho¸ häc. Nhãm C: иnh gi¸ b»ng c¶ hai chØ tiªu c¬ tÝnh vµ thµnh phÇn ho¸ häc. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 5. Theo c«ng dông  ThÐp cacbon th«ng dông (thÐp th-êng): - 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, giao 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: иnh gi¸ b»ng thµnh phÇn ho¸ häc. Nhãm C: иnh gi¸ b»ng c¶ hai chØ tiªu c¬ tÝnh vµ thµnh phÇn ho¸ häc. II. THÉP CÁC BON 2.2. Ph©n lo¹i (tiếp theo) Ký hiệu  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 b = 38  49kG/mm 2 (380  490N/mm2)  C¸c nhãm B vµ C còng cã ký hiÖu trªn c¬ së nhãm A nh-ng thªm vµo phÝa tr-íc 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204  ThÐp cacbon kÕt cÊu: - Lµ lo¹i thÐp cã hµm l-îng t¹p chÊt S, P rÊt nhá, - TÝnh n¨ng lý ho¸ tèt, hµm l-îng 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 chũ c¸i C phÝa tr-íc ®Ó ph©n biÖt lµ thÐp cacbon VÝ dô: Liªn X«: 08; 10; 15; 20;...; 85 ViÖt Nam: C08; C10; C 15; C20; ...; C85 Ký hiÖu thÐp C ChØ hµm l-îng C tÝnh theo % (0,1% C) 5. Theo c«ng dông II. THÉP CÁC BON 2.2. Ph©n lo¹i (tiếp theo)  ThÐp cacbon dông cô: - Lµ lo¹i thÐp cã hµm l-îng cacbon cao (0,7 1,3%C), - Cã hµm l-îng t¹p chÊt S vµ P thÊp (<0,025%) Ví dụ Liªn X«: Y7, Y8, Y8A, Y9, , Y13 TCVN: CD70, CD80, CD80A, CD90, , CD130 ThÐp C dông cô hµm l-îng cacbon lµ 0,8% ChØ lo¹i thÐp tèt Ký hiÖu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 3.1. Kh¸i niÖm GANG lµ hîp kim Fe- C, hµm l-îng C tõ 2,14% ~ 6,67%. - Còng nh- thÐp, trong gang chøa c¸c t¹p chÊt Si, Mn, S, P vµ c¸c nguyªn tè kh¸c. Do hµm l-îng C cao h¬n nªn: - Tæ chøc cña gang ë nhiÖt ®é th-êng còng nh- ë nhiÖt ®é cao tån t¹i l-îng 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 h-ëng kh¸c so víi thÐp cacbon. - 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. - Ng-îc l¹i Mn l¹i c¶n trë sù graphit ho¸ nh»m t¹o ra Fe3C cña gang tr¾ng.  L-îng 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. Nh-ng nguyªn tè P phÇn nµo lµm t¨ng tÝnh ch¶y lo·ng, t¨ng tÝnh chèng mµi mßn do ®ã cã thÓ hµm l-îng ®Õn 0,1  0,2%P . - Cacbon cµng nhiÒu th× kh¶ n¨ng graphit ho¸ cµng m¹nh, nhiÖt ®é nãng ch¶y cµng gi¶m t¨ng tÝnh ®óc. Nh-ng t¨ng hµm l-îng cacbon sÏ lµm gi¶m ®é bÒn, t¨ng dßn. V× vËy trong gang x¸m ch¼ng h¹n, hµm l-îng cacbon giíi h¹n tõ 2,8  3,5% . III. GANG CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 1. Ph©n lo¹i theo tæ chøc tÕ vi vµ hµm l-îng C trªn gi¶n ®å tr¹ng th¸i - Gang tr-íc cïng tinh cã tæ chøc Peclit + Lª®ªbuarit (C < 4,43%) - Gang cïng tinh: cã tæ chøc Lª®ªbuarit (C = 4,43%) - Gang sau cïng tinh cã tæ chøc Lª®ªbuarit + Xªmentit (C > 4,43%) 2. Ph©n lo¹i theo tæ chøc vµ cÊu t¹o - Gang tr¾ng lµ lo¹i gang mµ hÇu hÕt cacbon ë d¹ng liªn kÕt Fe3C  Gang tr¾ng chØ hình thµnh khi cã hµm l-îng 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 Tæ chøc xementit cã nhiÒu trong gang tr¾ng lµm mÆt g·y cña nã cã mµu s¸ng tr¾ng! 3.2. Ph©n lo¹iIII. GANG Gang Trắng Gang Xám Gang Cầu Gang Dẻo GANG CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Department of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc. Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84. (04). 8692204 - Gang x¸m lµ lo¹i gang mµ hÇu hÕt C ë d¹ng graphit. Nhê cã vËy nªn mÆt g·y cã mµu x¸m GX Ferit GX Ferit-Peclit III. GANG  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:  Gang x¸m cã ®é bÒn nÐn cao nh-ng 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) xx = hai con sè chØ ®é bÒn kÐo yy = hai con sè chØ ®é bÒn uèn * Tæ chøc cña nÒn: ®é bÒn cña nÒn tăng lªn tõ nÒn pherit ®Õn peclit * Sè l-îng, hình d¹ng vµ ph©n bè graphit. Gang Xám GX 21- 40 kéo = 210 N/mm 2 uốn = 400 N/mm2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt DWE Depar