Giáo trình Vật liệu cơ khí (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Vật liệu cơ khí cung cấp một số kiến thức như: Cấu trúc và cơ tính của vật liệu Kim loại; Hợp kim và biến đổi tổ chức; Nhiệt luyện; Vật liệu kim loại; Hợp kim màu và phi kim. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật liệu cơ khí (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội Chương 4: Vật liệu kim loại Giới thiệu chương Hiện nay kim loại sắt và hợp kim của sắt là(gang , thép) được dùng rộngrãi trong các ngành kinh tế và đang đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hóa củaxã hội loài người. Thép và gang là vật liệu chủ yếu của công nghiệp cơ khí vàcác phương tiện giao thông vận tải, một khối lượng thép khá lớn được sử dụngtrong xây dựng. Sở dĩ thép và gang được sử dụng rộng rãi để chế tạo máy vàcông cụ là do chúng có nhiều cơ tính tốt đảm bảo được các yêu cầu đề ra. Để sửdụng thép và gang trong công nghiệp cơ khí một cách hợp lý nhất, những ngườilàm công tác cơ khí cần phải có những kiến thức nhất định về thép và gang.Chương vật liệu kim loại sẽ giới thiệu đến độc giả về thành phần hóa học, tínhchất , ký hiệu, công dụng của thép cacbon, thép hợp kim và gang. Mục tiêu - Mô tả được phương pháp dùng kính hiển vi quang học hoặc điện tử có độphóng đại lớn để quan sát cấu trúc tế vi của gang và thép. - Trình bày được khái niệm về gang, cách phân loại gang và các yếu tố ảnhhưởng đến tính chất của gang, của thép. - Giải thích được thành phần, công dụng và ký hiệu của các loại gangthường dùng, các loại thép cac bon thường dùng. - Phân biệt được gang và thép qua màu sắc, tỷ trọng, độ nhám mịn, âmthanh khi gõ, bẻ, đập búa, xem tia lửa khi mài. -Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tíchcực sáng tạo trong học tập. Nội dung4.1 Thép cacbon 4.1.1 Khái niệm về thép cacbon 4.1.1.1 Thành phần hoá học và ảnh hưởng của các nguyên tố a.Thành phần hóa học Thép cacbon là hợp kim của Fe - C, Trong đó C < 2,14% ngoài ra còn cómột số tạp chất khác như: Mn, Si, P, S. b. Ảnh hưởng của các nguyên tố tới tính chất của thép * Cacbon: C < 2,14% 78 Cacbon là nguyên tố quan trọng nhất ảnh hưởng lớn tới tổ chức và cơ, lý,hóa tính của thép. - Tổ chức Khi lượng cacbon của thép tăng lên thì lượng xêmentit cũng tăng lên dẫnđến tổ chức của thép thay đổi. - Cơ tính Khi lượng cacbon thay đổi cơ tính của thép thay đổi rất nhiều. Quy luậtchung là, khi thành phần cacbon tăng lên độ bền, độ cứng cũng tăng lên, còn độdẻo, độ dai giảm đi. Tuy nhiên độ bền chỉ tăng lên theo cacbon đến giới hạn (0,8– 1 )% vượt quá giới hạn này độ bền của thép lại giảm đi. Hình 4.1 trình bàyảnh hưởng của cacbon đến cơ tính của thép. Có thể giải thích quy luật đó như sau: khi tăng lượng cacbon, số lượng phaxêmentit cứng, dòn cũng tăng tương ứng, do vậy thép có độ cứng tăng lên, độdẻo dai giảm đi. Riêng ảnh hưởng của lượng pha xêmetit đến độ bền có nét hơikhác. Thoạt tiên sự tăng số lượng pha xêmentit với độ cứng cao có tác dụng cảntrở sự trượt của ferit do đó làm tăng giới hạn bền của thép, nhưng khi xêmentitquá nhiều (khi cacbon > 0,8%) tạo nên xêmetit II ở dạng lưới (liên tục) thì nó lạigiảm độ bền, do lưới xêmentit làm dễ dàng cho sự tạo thành cho sự phát triểnvết nứt khi phá hủy. - Lí, hóa tính Khi tăng lượng cacbon thì điện trở và lực khử từ tăng, tính chống ăn mònvà độ từ thẩm của thép giảm đi. * Mangan: Mn < 0,8% - Mangan hòa tan vào nền ferit làm tăng độ bền và làm giảm độ giãn dàicủa thép. - Một phần của mangan kết hợp với cacbon tạo thành hợp chất Mn 3C cótính chất giống Fe3C làm tăng độ cứng, tăng tính chống mài mòn. - Mangan được đưa vào thép dưới dạng fero- mangan để khử ôxy và lưuhuỳnh có hại. * Silic: Si < 0,5% - Silic hòa tan vào nền ferit làm tăng độ bền, độ cứng của pha này, do đólàm tăng độ bền, độ cứng và giảm độ giãn dài cho thép. - Silic có tác dụng khử ôxy mạnh hơn so với mangan: Si + 2FeO → SiO2 + 2Fe 79 - Silic có khả năng làm tăng tính thấm từ. * Phốtpho: P < 0,05% - Phốt pho làm cho thép giòn ngay ở nhiệt độ thường (giòn nguội). Phốtpho hòa tan vào ferit làm xô lệch mạng tinh thể của pha này. - Phốt pho tăng sẽ cải thiện được tính cắt gọt. * Lưu huỳnh: S < 0,05% Lưu huỳnh làm cho thép giòn ở nhiệt độ cao (giòn nóng) dẫn đến các côngnghệ rèn, cán, kéo, ép, hàn … gặp nhiều khó khăn. Trong thép chứa nhiều lưu huỳnh tạo thành FeS, nóng chảy ở nhiệt độ(985 C). Khi rèn, cán thường phải nung thép tới nhiệt độ (1200)0C sẽ chảy làm 0yếu sự liên kết giữa các hạt kim loại nên thép dễ bị đứt. Ngoài ra trong thép còn có ôxy, nitơ, hiđrô và một số tạp chất khác làmgiảm độ dẻo, tăng độ giòn. 3.1.2 Các phương pháp phân loại thép 3.1.2.1 Theo phương pháp luyện Dựa vào lò chế tạo thép - Thép lò chuyển: thép được luyện từ lò chuyển có chất lượng thường. - Thép mactanh: thép được luyện từ lò mactanh chất lượng tốt hơn thép lòchuyển. - T ...