VẬT LIỆU CƠ KHÍ: THÉP KẾT CẤU

Yêu cầu đối với thép kết cấu:Yêu cầu về cơ tính tổng hợp cao.Yêu cầu vế tính công nghệ tốt.TPHH của thép kết cấu:Cacbon: từ 0.1-0.65%Các ngyuên tố hợp kim:Nhóm các nguyên tố HK chính: Cr; Cr-Mn; Cr-Ni; Cr-Mn-Si. Dùng với lượng1-3%, cá biệt có thể dùng tới 6-7% chủ yếu nhằm nâng cao độ bền, độ thấmtôi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
VẬT LIỆU CƠ KHÍ: THÉP KẾT CẤU 943- THÉP KẾT CẤU: a-Yêu cầu đối với thép kết cấu: -Yêu cầu về cơ tính tổng hợp cao. -Yêu cầu vế tính công nghệ tốt. b-TPHH của thép kết cấu: -Cacbon: từ 0.1-0.65% -Các ngyuên tố hợp kim: Nhóm các nguyên tố HK chính: Cr; Cr-Mn; Cr-Ni; Cr-Mn-Si. Dùng với lượng 1-3%, cá biệt có thể dùng tới 6-7% chủ yếu nhằm nâng cao độ bền, độ thấm tôi. Nhóm các nguyên tố HK phụ: Ti; Mo;W dùng với lượng nhỏ 0.5- 0.8% với mục đích cải thiện một vài nhược điểm nào đó của thép HK. Ví dụ: Ti 95 phi φ 96-Nguyên lí ăn mòn kim loại: Có hai dạng ăn mòn KL: Ăn mòn hoá học và ănmòn điện hoá. Ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn phổ biến. KL bị rỉ (sét) trongcác môi trường Không khí, nước, axít, bazơ đều do tác dụng của loại ăn mònnày.-Cơ chế ăn mòn điện hoá: Khi KL tiếp xúc với môi trường điện li, các Ion củamôi trường điện li sẽ tác dụng với Ion KL. Dưới tác dụng này các Ion KL sẽbị chuyển vào dung dịch điện li và tạo ra điện áp (Thế điện cực) trên lớp phâncách giữa bề mặt KL và môi trường điện li (Lớp KL có điện thế âm do dưđiện tử, Lớp tiếp xúc của môi trường điện li có điện thế dương do dư IonKL). Mỗi KL khi tiếp xúc với môi trường điện li sẽ tạo ra thế điện cực khácnhau. Các số liệu dưới đây cho các giá trị thế điện cực của một số kim loại(V) bằng cách so sánh với thế điện cực của Hyđro trong dung dịch muốisunfát. Fe Co Ni H Cu Mg Au -0.44 -0.29 -0.23 0 +334 +0.8 +1.36 Như vậy khi nhúng hai thanh KL có thế điện cực khác nhau vào cùngmột dung dịch điện li và nối chúng bằng một dây dẫn thì sẽ xuất hiện dòngđiện. Kim loại nào có thế điện cực thấp hơn sẽ đóng vai trò anốt và bị hoà tanvào dung dịch. Vật liệu kim loại dùng trong công nghiệp thường chứa nhiều tạp chất.Các vật liệu là hợp kim thường có cấu trúc nhiều pha. Mỗi pha thường có thếđiện cực khác nhau. Chính vì vậy khi ở trong môi trường điện li chúng rất dễbị ăn mòn.-Nguyên lí chế tạo thép không rỉ: Tạo ra thép chỉ có tổ chức đồng nhất 1 phahoặc nếu là tổ chức hai pha thì thế điện cực của hai pha phải bằng nhau. Dựavào nguyên lí trên người ta chế tạo ra 02 loại thép không rỉ: loại 1 pha và loại2 pha.-Đặc tính chung của các loại thép không rỉ là: Thành phần Cácbon thấp đểgiảm tối thiểu các pha Cácbít, thành phần hợp kim cao để nâng cao thế điệncực của Ferít. Đa số các thép không rỉ đều có hàm lượng Cr>12%, và một sốnguyên tố khác như Ni, Mn, Ti, Nb.-Thép không rỉ 2 pha: Hàm lượng Cácbon =0.08-0.4%, Cr>12%. Cr có khảnăng hoà tan vô hạn vào Feα. Khi hàm lượng Cr trong Feα đạt 12% thì thếđiện cực của nó tăng lên bằng thế điện cực cùa Xementit.Theo TC Nga có các mác:12X13, 20X13, 30X13, 40X13.Nhật: SUS 403, SUS 410, SUS 416, …, SUS 440.Mĩ: 403, 410, … 502, 503, 504.Trong thép Cr nằm ở dạng DDR hoà tan vào Ferit, Các bít Crom Cr 7C3, hoà tanvao Xêmentít (Fe, Cr)3C. Do lượng Cr cao nên điểm cùng tích của thép dời vềtương ứng với hàm lượng Cácbon 0.3%. Như vậy ở trạng thái Ủ các thép12X13, 20X13 là thép trước cùng tích, 30X13 là thép cùng tích và 40X13 làthép sau cùng tích. Do lượng Cr lớn nên độ ổn định của Austenit tăng, khi làmnguội chậm ngoài KK tĩnh cũng có chuyển biến Mactenxit. Nên hầu hết các 97 loại thép này đều là thép tự tôi (Họ Mactenxit), riêng 12X13 thuộc họ Ferit- Xementit. -Thép không rỉ 1 pha: Thép không rỉ 1 pha thường có tổ chức Austenit hoặc Ferit có tính chống ăn mòn tốt hơn so với thép không rỉ 2 pha. Chúng có tính chống ăn mòn cao trong môi trường axit nên gọi la thép chịu axít. +Thép không rỉ Cr-Ni (Austenit): Cho thêm vào thép đã có 18% Cr một lượng Ni từ 8-11%, thép s3ẽ có tổ chức Austenit o ngay nhiệt độ thường. Vì Ni là nguyên tố hoà tan vô hạn vào Feγ , nó làm mở rộng vùng Austenit. Tuy nhiên ở trạng thái thường hoá hay ủ, do có nhiều Cr nên trong tổ chức của thép vẫn còn cacbit Crom Cr23C6, nên tính chống ăn mòn chưa cao. Nung thép lên nhiệt độ 1150oC cho cacbit Cr hoà tan hết vào Au roi làm nguội nhanh để cacbit Cr không còn tiết ra được nữa thép sẽ có tổ chức hoàn toàn là Austenit. Nguyên công này rtương tự như tôi. Các thép không rỉ Cr-Ni có tính chống ăn mòn rất cao, ổn định cả ở nhiệt độ cao, tính công nghệ tốt vì dẻo, thích hợp cho các thiết bị trong công nghệ hoá học (Bình chứa, ống dẫn…), cơ tính đảm bảo đặc biệt sau khi biến dạng nguội (Re=1000N/mm2). Nhược điểm của thép Cr- Ni là giá thành cao và có thể xảy ra ăn mòn tinh giới. ( Ăn mòn ở biên giới hạt khi nung thép trong khoảng 400-800oC do tiết ra Cr23C6). Các mác thép của Nga: 04X18H9, 08X18H10, 12X18H9T, 08X18H10T, 12X18H10T. Thép của Nhật (Họ Austenit):SUS201, SUS 202, … SUS321, SUS347, SUSXM7, SUSXM15J1… ...