Bài giảng Vật liệu học: Chương 5 - Thép và gang

Bài giảng "Vật liệu học: Chương 5 - Thép và gang" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái niệm về thép C và thép hợp kim; Nhóm thép xây dựng; Nhóm thép chế tạo máy; Đặc điểm chung của các loại gang chế tạo máy; Hợp kim màu và bột. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng dưới đây để nắm được nội dung chi tiết nhé!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật liệu học: Chương 5 - Thép và gang Chương 5: Thép và GangKhái niệm về thép C và thép hợp kimThép C  Là hợp kim của Fe-C với %C < 2,14, có tính dẻo nên có thể cán nóng ở nhiệt độ cao (> Ac3, Acm) 14990CThành phần hoá học - Fe, C (< 2,14%)Tạp chất - Mn (< 0,8%) có lợi - Si (< 0,4%)Tạp chất - P (< 0,05%) có hại - S (< 0,05%) 0.8Các nguyên tố khác có thểcó: Cr, Ni, Cu, W, Mo….. Thép C GangThép C (……..)Ảnh hưởng của C đến tổ chức và cơ tính• Ảnh hưởng đến tổ chức tế vi - %C < 0,05%  thuần ferit - 0,05% < C < 0,8%  F + P - %C = 0,8%  P - %C > 0,8%  P + XeII• Ảnh hưởng đến cơ tính - tăng độ cứng khi %C tăng (0,1%C/25HB) - làm giảm độ dẻo, độ dai va đập - làm tăng độ bền và đạt cực đại trong khoảng 0,8-1,0%C sau…………..đó giảmThép C (……..)Vai tròn của C đối với công dụng của thép* Thép C thấp (%C < 0,25%) chủ yếu dùng trong kết cấu xây dựng. Có thể sử dụng để chế tạo một số chitiết máy sau khi hoá nhiệt luyện* Thép C trung bình (0,3-0,5%C ) thường dùng chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập cao* Thép C khá cao (0,55-0,65%C ) thường dùng chế tạo các chi tiết cần có tính đàn hồi tốt* Thép C cao (%C > 0,7% ) thường dùng chế tạo các chi tiết làmdụng cụ cắt, khuôn dập, dụng cụ đo vìcó độ cứng cao, chống mài mòn tốtThép C (……..)Ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất • Mangan: Mn có trong thép là do dùng fero Mn khử O2 + quặng Mn + FeO  Fe + MnO (nhẹ  nổi đi vào xỉ) Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,5-0,8%) • Silic: Si có trong thép là do dùng fero Si khử O2 + quặng Si + FeO  Fe + SiO (nhẹ  nổi đi vào xỉ) Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,2-0,4%) • Phốtpho: P có trong thép là do lẫn trong quặng, kết hợp với Fe tạo …………….Fe3P cứng và giòn Ảnh hưởng: gây hiện tượng bở nguội (%P < 0,05%) • Lưu huỳnh: S có trong thép là do lẫn trong quặng, kết hợp với Fe ……………….tạo cùng tinh (Fe3S + Fe) có nhiệt độ nóng chảy thấp Ảnh hưởng: gây hiện tượng bở nóng (%S < 0,05%)Thép C (……..)Phân loại thép C• Phân loại theo độ sách tạp chất có hại (P, S)- Chất lượng thường: %P < 0,05% và %S < 0,05%- Chất lượng tốt: %P < 0,04% và %S < 0,04% (lò hồ quang điện)- Chất lượng cao: %P < 0,03% và %S < 0,03% (lò hồ quang điện)- Chất lượng rất cao: %P < 0,02% và %S < 0,02% (lò hồ quang điện + điện xỉ..)• Phân loại theo phương pháp khử Oxy- Thép sôi (khử Oxy chưa triệt để): có nhiều rỗ khí bên trong do chỉ sử dụng FeMn- Thép lặng (khử Oxy triệt để): thường khử bằng FeMn, FeSi và Al- Thép nửa lặng (là dạng trung gian của 2 loại thép trên): thường khử bằng Al, FeMnThép C (……..)Phân loại thép C (…..)• Phân loại theo công dụng- Thép kết cấu: các kết cấu, chi tiết máy chịu tải…. - Thép xây dựng: dùng trong xây dựng, các kết cấu thép….. - Thép chế tạo máy: đòi hỏi chất lượng cao hơn thép xây dựng…. - Thép dụng cụ: dùng chế tạo các công cụ chuyên dùng có yêu cầu độ cứng và ………………….chống mài mòn caoThép C (……..)Ưu điểm của thép C • Rẻ, dễ kiếm do không đòi hỏi thành phần phức tạp • Có cơ tính phù hợp với một số trường hợp nhất định • Có tính công nghệ tốt: dễ đúc, cán, rèn………so với thép hợp kimNhược điểm của thép C • Độ thấm tôi thấp nền hiệu quả hoá bền nhiệt luyện không cao • Tính chịu nhiệt độ cao kém • Không có các tính chất lý, hoá đặc biêt: chống ăn mòn, tính cứng nóng… Làm thế nào để khắc phục được các nhược điểm trên?Thép hợp kim  Là thép được đưa vào thêm một số nguyên tố khác ngoài C (Ni, Cr, Ti…..) với lượng đủ lớn  làm thay đổi tổ chức  cải thiện tính chất của vật liệu* Các nguyên tố chính với lượng đủ lớn có thể làm thay đổi tổ chức Mn  0,8-1,0% Si  0,5-0,8% Cr  0,5-0,8% Ni  0,5-0,8% W  0,1-0,5% Mo  0,05-0,2% Ti  0,01% Cu  0,3% B  0,002%Thép hợp kim (…)* Các đặc tính của thép hợp kim - Cơ tính: - Trạng thái không nhiệt luyện, độ bền khác không nhiều so với thép C ..tương đương - Độ thấm tôi lớn  chiều sâu lớp hoá bền lớn hơn so với thép C - Tốc độ nguội tới hạn nhỏ  giảm cong vênh chi tiết - Độ bền cao hơn hẳn thép C sau khi nhiệt luyện - Tính công nghệ kém hơn thép C - Tính chịu nhiệt độ cao: - Cácbit của nhiều nguyên tố HK có tác dụng ngăn cản sự kết tụ cácbit, ...phân hoá M - Tính chất đặc biệt: - Bền ăn mòn trong nhiều môi trường - Có từ tình đặc biệt, có sự giãn nở nhiệt đặc biệt…Thép hợp kim (…)Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức ...