Bài giảng Thép và hợp kim đặc biệt

Thép và hợp kim đặc biệt là các thép và hợp kim có tính chất vật lý, hóa học, cơ học đặc biệt. Tuy dùng với số lượng không nhiều, nhưng không thể thay thế được trong một số lĩnh vực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thép và hợp kim đặc biệtTHÉP VÀ HỢP KIM ĐẶC BIỆTKhái niệm Là các thép và hợp kim có tính chất vật lý, hóa học, cơ học đặc biệt. Tuy dùng với số lượng không nhiều, nhưng không thể thay thế được trong một số lĩnh vực.Đặc điểm :• %C : rất thấp (< 0.1-0.15%) hoặc rất cao (> 1%).• NTHK : rất cao (>10%), nhưng chỉ dùng loại một ( Cr, Mn, Si) hay hai (Cr-Ni) NTHK chính.• Tổ chức : thường là ôs, F hay M ở trạng thái cung cấp.• Các nhóm thép chủ yếu: - Có tính chống mài mòn cao - Có tính chống ăn mòn cao - Có tính chất điện hay từ đặc biệt - Làm việc ở nhiệt độ cao - Có tính giãn nở, đàn hồi đặc biệt 1. Thép và hợp kim có tính chịu mài mòn caoPhân loại :Có 4 loại chính :• Thép có độ cứng cao, không có điểm mềm, như thép DC, thép ổ lăn,…• Thép có độ cứng không cao, nhưng có thể tự biến cứng lớp bề mặt khi làm việc, thép hadfield• Thép có độ cứng thấp, nhưng có thể tự bôi trơn,thép graphit• Hợp kim trên cơ sở cacbit đúc hay thiêu kếtThép Hadfield• Thành phần hóa học : 1.3%C và 13%Mn (%Mn/%C = 10), ký hiệu (TCVN-130MnĐ).(JIS-SCMnHx Thép Mn cao.ppt), (ASTM-Ằ128) (GOST-Г13Л)• Tổ chức tế vi : ôstenit, độ cứng thấp, 200HB.• Cơ chế hóa bền : khi làm việc bị ma sát dưới áp lực lớn và chịu tải trọng va đập, lớp bề mặt thép bị biến dạng dẻo, xảy ra hai quá trình sau : - Hóa bền biến cứng do biến dạng nguội - Chuyển biến máctenxit , do ôs chứa C cao nên mactenxit biến dạng có độ cứng rất cao, 600HB, trong khi lõi thì vẫn có độ dẻo dai cao. Khi làm việc, Lớp bề mặt biến cứng bị mài mòn và liên tục được tạo thành dưới tác động của tải trọng, vì vậy, nó tốt hơn là hóa nhiệt luyện.Chú ý : - Sau khi đúc, cần tôi để tạo ra tổ chức hoàn toàn ôs - Không thể gia công cắt, → đúc chính xácThép graphit hóa• Thành phần hóa học : có thể dùng thép C cao hoặc trung bình, nhưng cần có %Si cao (1-2%) và Mn thấp• Tổ chức tế vi : có nền giống như thép thông dụng, nhưng còn thêm graphit tự do, kết hợp được giữa độ bền, độ cứng của thép và khả năng chịu mài mòn do giảm ma sát của graphit• Công dụng : làm khuôn kéo, khuôn dập nguội có tuổi thọ cao hơn 210Cr12 từ 2-3 lần. Thay bạc trượt bằng đồng và chi tiết khác trong điều kiện ma sát khô Thép graphit hóa.pptHợp kim các bit đúc Pha cácbit rất cứng, có khả năng nâng cao độ chống mài mòn. Có thểchế tạo theo phương pháp luyện kim bột ( thiêu kết) hoặc nấu chảy (đúc) Hợp kim các bit đúc dựa trên nền sắt, chứa lượng lớn C (2. Thép không gỉKhái niệm : Là họ thép HK trên cơ sở sắt, bền ăn mòn trong các môi trường khác nhau. Mỗi loại chỉ có tính chống ăn mòn cao trong một số môi trường nhất định, ngay trong môi trường đó, nó vẫn bị ăn mòn với tốc độ thấp và được coi là không gỉ. Trong môi trường ăn mòn yếu : - v < 0.01 mm/năm : coi là hoàn toàn không gỉ - v < 0.1 mm/năm : coi là không gỉ - v > 0.1 mm/năm : coi là bị gỉ Trong môi trường ăn mòn mạnh : - v < 0.1 mm/năm : chịu axit, muối tốt - v < 1 mm/năm : coi là không gỉ - v > 1 mm/năm : coi là bị gỉ Về vai trò của crôm trong thép không gỉ Crôm là NTHK có vai trò quyết định đến tính không gỉ của thép. Có hai cách giải thích :- Khi lượng Cr >12%, thép tạo ra lớp màng đặc chắc, làm thụ động hóa bề mặt thép.- Khi hòa tan vào F, nó làm điện thế điện cực của F nâng lên bằng Xe (hay K nói chung)Sơ lược về các loại thép không gỉ :• Thép không gỉ M : Cr < 17%, C tới 1.1%• Thép không gỉ F : Cr 12-30%, C < 0.08%• Thép không gỉ Ôs : chứa Ni là nguyên tố mở rộng ôstenit• Thép không gỉ F-Ôs• Thép không gỉ hóa cứng tiết pha• Ảnh hưởng của NTHK trong thép không gỉ.ppt• Khái niệm và Phân loại thép không gỉ.ppt• Để xác định tổ chức của thép không gỉ khi biết thành phần hóa học, người ta dùng giản đồ Schaffler.Giản đồ Schaffler.pptThép không gỉ mactenxit Thành phần hóa học: Lượng Cr 12-17%, - Nếu %Cr nằm ở giới hạn dưới (12.5-13%) thì %C < 0.4% để tránh tạo K, làm nghèo Cr, thuộc họ 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13 - Nếu %Cr nằm ở giới hạn trên (17%), thì %C có thể tăng 0.9- 1.1%, độ cứng tăng mạnh. Thành phần hóa học thép không gỉ M.ppt Môi trường sử dụng : không khí, nước sông, nước máy, axit HNO3, bị ăn mòn trong các môi trường axit khác. Nhiệt luyện : tôi (950-11000C ) và ram tùy yêu cầu cụ thể, ( tránh giòn ram loại II ở 350-5750C bằng nguội nhanh trong dầu) Công dụng :• Loại ít C : làm đồ trang sức, ốc vít, cánh tua bin,..• Loại C trung bình : làm lò so, dụng cụ đo,..• Loại C cao : dụng cụ mổ, chi tiết chịu mài mòn như supap xả, ổ lăn,..Thép không gỉ ferrit Phụ thuộc vào %Cr, chúng được chia làm 3 nhóm :• Nhóm chứa 13%Cr và rất ít C (0.08%), (ký hiệu 405),(08Cr13), thêm 0.2%Al, nguyên tố mở rộng α, ngăn cản tạo ôs khi nung, có tính hàn tốt, dùng trong CN dầu mỏ• Nhóm chứa 17%Cr, (ký hiệu 430),(12Cr17), phổ biến nhất, có thể thay thế thép họ ôs và rẻ ti ...