Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương II Vật liệu dùng trong công nghiệp

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 CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG Next >>End Show > Chƣơng II VẬT LIỆU DÙNG TRONG CễNG NGHIỆP 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 KHÁI NIỆM CHUNG Kớnh chắn Mặt đốn hậu - Nhựa Dõy túc búng đốn - Vonfram Ống xả - Thộp khụng gỉLốp xe – Cao su Dầm xe - ThộpVành xe – Thộp hoặc Hợp kim Nhụm Chắn nƣớc - Nhựa Dõy điện - Đồng Chụp Bugi - Gốm Vỏ động cơ – Gang hoặc Hợp kim Nhụm Vỏ xe – Thộp tấm hoặc Nhựa tổng hợp Ghế ngồi - Nhựa Hỡnh 1: Một vài dạng vật liệu được sử dụng trong xe ễtụ – Kim loại, Hợp kim và Vật liệu phi kim 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 dùng trong công nghiệp gia cụng cơ khớ Kim loại và Hợp kim Kim loại đen Kim loại màu Thộp kết cấu Thộp khụng gỉ Thộp dụng cụ Gang v.v.. Nhụm Đồng Titan Vonfram v.v.. Nhựa Gốm Composit Nằm trong sự quan tõm chớnh của mụn học CKĐC ! 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 cỏc Tớnh chất của vật liệu Cấu trỳc của vật liệu Cơ tớnh Hoỏ – Lý tớnh Tớnh cụng nghệ Dạng liờn 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 gión dài tƣơng đối Độ dai va chạm v.v.. Khối lƣợng riờng Nhiệt độ núng chảy Tớnh gión nở Tớnh dẫn nhiệt Tớnh dẫn điện Từ tớnh Tớnh chịu ăn mũn Tớnh chịu nhiệt Tớnh chịu axit v.v.. Tớnh đỳc Tớnh rốn Tớnh hàn v.v.. 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 tớnh Cơ tớnh là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại và hợp kim chịu tỏc dụng của cỏc loại tải trọng: A. Độ bền - Khả năng của vật liệu chịu tỏc dụng của tải trọng mà khụng bị phỏ huỷ. - Ký hiệu:  Độ bền kộo: k Độ bền nộn: n Độ bền uốn: u )/( 2mmN F P o k  l0 Phỏ huỷ 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 tớnh B. Độ cứng - Khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi cú ngoại lực tỏc dụng thụng qua vật nộn. P - Cỏc phƣơng phỏp đo + Độ cứng Brinen (HB) + Độ cứng Rốcoen (HRB, HRC, HRA) + Độ cứng Vicke (HV) 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 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 tớnh C. Độ gión dài tƣơng đối [%] - Là tỷ lệ tớnh theo phần trăm giữa lượng gión dài sau khi kộo 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 tỏc dụng đột ngột (tải trọng động) mà khụng bị phỏ huỷ. 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 tớnh a. Khối lƣợng riờng (g/cm3) - Là khối lượng của 1cm3 vật chất. )/( 3cmg V P  b. Nhiệt độ núng chảy - Là nhiệt độ nung núng mà tại đú sẽ làm cho kim loại chuyển từ thể rắn sang thể lỏng c. Tớnh gión nở - Là khả năng gión nở của kim loại khi nung núng. d. Tớnh dẫn nhiệt - Là khả năng dẫn nhiệt của kim loại. e. Tớnh dẫn điện - Là khả năng truyền dũng điện của kim loại. f. Từ tớnh - Là khả năng dẫn từ của kim loại. Sắt nguyờn chất: 1535oC Gang: 1130 – 1350oC Sắt nguyờn chất: 0,0000118/1mm Thộp: 0,0000120/1mm Bạc: 1  Đồng: 0,9 Nhụm: 0,5 Sắt: 0,15 Bạc  Đồng Nhụm Hợp kim Sắt, Niken, Coban và hợp kim của chỳng  Kim loại từ tớnh 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. Hoỏ tớnh - Là độ bền của kim loại đối với những tỏc dụng hoỏ học của cỏc chất khỏc nhƣ ễxy, Axit, v.v.. Mà khụng bị phỏ huỷ. a. Tớnh chịu ăn mũn. - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mũn của mụi trường xung quanh. b. Tớnh chịu nhiệt - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mũn của ễxy trong khụng khớ ở nhiệt độ cao. c. Tớnh chịu axớt - Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mũn của Axớt Vớ dụ nhƣ trong cắt khớ ễxy-Axờtylen 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. Tớnh cụng nghệ -Là khả năng của kim loại và hợp him cho phộp gia cụng núng hay gia cụng nguội. Tm: Nhiệt độ núng chảy của kim loại a. Tớnh đỳc - Đặc trưng bởi: Độ chảy loóng, Độ co, Tớnh thiờn tớch. b. Tớnh rốn - Là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu tỏc dụng của ngoại lực mà khụng bị phỏ huỷ. c. Tớnh Hàn - Là khả năng tạo thành liờn kết giữa cỏc chi tiết bằng phương phỏp hàn Thộp cú tớnh rốn cao (To). Gang khụng cú tớnh rốn. Đồng, Chỡ rốn tốt ở nhiệt độ bỡnh thƣờng. Gia cụng nguội (Cold working) : T/Tm < 0,3 Gia cụng trung gian (Warm working) : T/Tm = 0,3 đến 0,5 Gia cụng núng (Hot working) : T/Tm > 0,6 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 nguyờn chất 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 Một số chi tiết máy bằng kim loại Cấu trúc của kim loại Cấu trúc KL nhỡn qua kính hiển vi điện tử Liên kết kim loại nhờ đám mây điện tử 2.2. CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.2.1. Cấu tạo của kim loại nguyờn chất 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 Sơ đồ mạng tinh thể của KL Ghi nhớ: - Các nguyên tử KL phân bố theo một quy luật nhất định - Nhiều mạng tinh thể sắp xếp thành mạng không gian - Mỗi nút mạng đ-ợc coi là tâm của các nguyên tử  Kim loại có cấu tạo tinh thể 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 Ô cơ bản: là phần không gian nhỏ nhất của mạng tinh thể Ô cơ bản của mạng tinh thể KL Mạng tinh thể của KL nhỡn d-ới kính hiển vi điện tử 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 Các kiểu Ô cơ bản: 1. Lập ph-ơng thể tâm: 2. Lập ph-ơng diện tâm: Ký hiệu: Ký hiệu: 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. Lục ph-ơng dày đặc : Ký hiệu: Ký hiệu: 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  Tuỳ theo loại ô cơ bản ng-ời ta xác định các thông số mạng Thông số mạng là giá trị độ dài đo theo chiều cạnh của ô  Đơn vị đo của thông số mạng là Angstrong (Ao): 1Ao = 10-8cm *. Sự biển đổi mạng tinh thể của kim loại : Khi điều kiện ngoài thay đổi (áp suất, nhiệt độ, v.v..) tổ chức kim loại sẽ thay đổi theo Dạng ô cơ bản thay đổi Thông số mạng có giá trị thay đổi  Sự biển đổi mạng tinh thể - Mạng lập ph-ơng: chỉ có một thông số mạng la a - Mạng lục giác: có 2 thông số mạng là a và c 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 thỏi từ Lỏng sang Rắn  Kết tinh T tThời gian (s) N h iệ t đ ộ , o C Lỏng Bắt đầu kết tinh Kết thỳc kết tinh Rắn Nhiệt độ kết tinh Lỏng Rắn Lỏng + Rắn Sơ đồ tổ chức thụ dại của thỏi đỳc 1- Hạt mịn, đều trục 2- Dạng trụ, trục vuụng gúc với thành khuụn 3- Tinh thể lớn, đều trục Tổ chức xuyờn tinh Tổ chức đều trục Làm nguội tự nhiờn Quỏ nung Nhiệt độ rút thấp Đƣờng nguội 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 Quỏ trỡnh kết tinh của Sắt nguyờn chất Đ-ờng nguội toC  (s)  tn Tốc độ nguội 0 T1 T2 CR = tg  Đối với mỗi kim loại nguyên chất, bằng thí nghiệm ng-ời ta xác định đ-ợc một đ-ờng nguội nhất định 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 tâm kết tinh – tâm mầm Quá trỡnh kết tinh phát triển Kết thúc quá trỡnh kết tinh  Kim loại kết tinh theo một quá trỡnh gồm nhiều giai đoạn Tâm mầm: - có thể là các phân tử tạp chất không nóng chảy nh- bụi t-ờng lò - chất sơn khuôn v.v - tâm mầm tự sinh hình thành ở những nhóm nguyên tử có trật tự đạt đến kích th-ớc đủ lớn  Tuỳ theo vận tốc nguội khác nhau mà l-ợng tâm hầm xuất hiện nhiều hay ít, sự kết tinh sẽ tạo ra số l-ợng đơn tinh thể (hay hạt) nhất định toC  (s) 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 độ kết tinh toC  (s) Pha lỏng Pha rắn Các giai đoạn của Quá trỡnh kết tinh 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-ớng kết tinh Kết tinh kiểu nhánh cây 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 là những phần tử của hợp kim có thành phần đồng nhất ở cùng một trạng thái và ngăn cách với các pha khác bằng bề mặt phân chia (nếu ở trạng thái rắn thỡ phải có sự động nhất về cùng một kiểu mạng và thông số mạng) Một tập hợp các pha ở trạng thái cân bằng gọi là hệ hợp kim NGUYấN là một vật chất độc lập có thành phần không đổi, tạo nên các pha của hệ. Trong một số tr-ờng hợp nguyên cũng là các nguyên tố hoá học hoặc là hợp chất hoá học có tính ổn định cao 2.3. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỢP KIM 2.3.1. PHA 2.3.2. NGUYấN A A A A A A A A B B B B B B 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 dịch đặc: Hai hoặc nhiều nguyên tố có khả năng hoà tan vào nhau ở trạng thái đặc gọi là dung dịch đặc Có hai loại dung dịch đặc: - dung dịch đặc thay thế - dung dịch đặc xen kẽ 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 cỏc nguyờn tử ở nỳt mạng. - Cú thể hoà tan vụ hạn - Xen kẽ vào cỏc cỏc lỗ trống giữa cỏc nỳt mạng. - Hoà tan cú hạn B 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. Hợp chất hoá học: Pha đ-ợc tạo nên do sự liên kết giữa các nguyên tố khác nhau theo một tỷ lệ xác định gọi là hợp chất hoá học Ví dụ: Hợp chất hoá học Fe3C rất ổn định 3. Hỗn hợp cơ học: Những nguyên tố không hoà tan vào nhau cũng không liên kết để tạo thành hợp chất hoá học mà chỉ liên kết với nhau bằng lực cơ học thuần tuý, thỡ gọi hệ hợp kim đó là hỗn hợp cơ học  hỗn hợp cơ học không làm thay đổi mạng nguyên tử của các nguyên tố thành phần 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 trỳc của hợp kim: Nguyên tử Hydro Nguyên tử Titan Nguyên tử Sắt Nguyên tử Sắt Nguyên tử Titan 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 Cách xây dựng Giản đồ trạng thái của hệ Hợp kim 4. Giản đồ trạng thái của hợp kim: là sự biểu diễn quá trỡnh kết tinh của hệ hợp kim  Xây dựng giản đồ trạng thái bằng ph-ơng pháp phân tích nhiệt, nghĩa là thiết lập các đ-ờng nguội 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 trỡnh kết tinh phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của các chất tạo thành Các đ-ờng nguội của các hợp kim chỡ - 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 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  Giản đồ trạng thái chỉ rõ cả tổ chức của hợp kim trong các điều kiện cân bằng  Dựa vào các đ-ờng nguội, ta xác định đ-ợc các điểm tới hạn của mỗi hợp kim  Đ-a tất cả các điểm tới hạn lên 1 giản đồ tổng hợp, ta có giản đồ trạng thái của hệ hợp kim Giản đồ trạng thái của hệ hợp kim chỡ - antimon ACB: đ-ờng lỏng DCE: đ-ờng đặc DCE: đ-ờng cùng tinh Pha lỏng A C B D E 246 375 toC toC Pb + Lỏng Sb + Lỏng [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 cựng tinh 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 lỏng toC toC A + L B+L [A + B ] A + [A+B] B + [A+B] 0 100% B 100% A 0 Cỏc loại giản đồ trạng thỏi của hợp kim 2 nguyờn: Loại I Loại II Pha lỏng   + L 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 lỏng toC t oC [A m B m ] 0 100% B 100% A 0 Loại III Loại IV Pha lỏng toC toC [ +  ] 0 100% B 100% A 0 AmBm L +   L +  Cỏc loại giản đồ trạng thỏi của hợp kim 2 nguyờn: 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 + Xờmentit ( L+XeI ) Lỏng (L) Ostenit () Fe3C  + Xờ + Le XeI + Le L ờ đ e b u a ri t (L ờ ) P e c li t P + Xờ + Lờ Xờ + Lờ Ferit + XờIII F+P  + F Giản đồ trạng thỏi Fe-Fe3C (Sắt-Cỏcbon) ACB - Đƣờng lỏng AECF - Đƣờng đặc GS(A3), ES(Acm), GP, PQ - Giới hạn chuyển biến pha. PSK(A1) - Chuyển biến cựng tinh A1 0,8 2,14 4,43 Ferit HỢP KIM Fe - C Q 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 XấMENTIT – (Xấ) + Xờ: hợp chất hoỏ học Fe-C (%C=6,67%), cú mặt ở hầu hết cỏc khu vực. - Độ cứng cao, - Độ giũn lớn, - Chịu mài mũn tốt. - Tớnh cụng nghệ kộm, HỢP KIM Fe - C 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 trờn 727oC  khụng quyết định tc Cơ học. Chỉ cú ý nghĩa khi gia cụng Áp lực và Nhiệt luyện. HỢP KIM Fe - C 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 nguyờn chất - Dẻo, Mềm và Độ bền thấp HỢP KIM Fe - C 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 + XờII . F và Xờ cựng kết tinh ở thể rắn Cựng tớch Peclit - Tớnh chất cơ học phụ thuộc vào lƣợng F và Xờ và hỡnh dạng của Xờ. (Hạt, Tấm). HỢP KIM Fe - C 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 LấĐấBUARIT – (Lờ) Lờ : . Hỗn hợp cơ học:  + XờI . (1147oC, 4,43%C):  và Xờ cựng kết tinh từ pha lỏng Cựng tinh Lờđờbuarit. - Độ cứng cao, Dũn (do Xờ cao) HỢP KIM Fe - C 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: - Cỏc bon ở trạng thỏi tự do. T/c: . Kộm bền . Dũn . Nở thể tớch khi kết tinh HỢP KIM Fe - C 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) Thộp C (C2,14%) Thộp trƣớc cựng tớch C <(=) 0,8% Thộp cựng tớch C = 0,8% Thộp sau cựng tớch C >(=) 0,8% Gang trƣớc cựng tinh C <(=) 4,43% Gang cựng tinh C = 4,43% Gang sau cựng tinh C >(=) 4,43% 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 - Thép cacbon là hợp kim của Fe-C với hàm l-ợng cacbon nhỏ hơn 2,14%. - Ngoài ra trong thép cacbon còn chứa một l-ợng tạp chất nh- Si, Mn, S, P, - Khi hàm l-ợng của chúng thích hợp (Mn  0,75% và Si  0,35%) có khả năng:  khử ôxy khỏi các ôxyt sắt,  làm tăng độ bền, độ cứng của thép. - Tuy nhiên không nên cho nhiều tạp chất loại này vì nó sẽ ph-ơng hại đến một số tính công nghệ nh- gia công cắt gọt nhiệt luyện v.v * Các tạp chất có lợi trong thép cacbon: Si và Mn * Các tạp chất có hại cho thép cacbon: P và S 2.1. Khái niệm II. THẫP CÁC BON  Nguyên tố ảnh h-ởng lớn : Cacbon. Chỉ cần thay đổi một l-ợng rất nhỏ C, đã làm thay đổi nhiều tính chất lý, hoá của thép - C tăng  Độ cứng và độ bền của thép tăng lên còn độ dẻo và độ dai lại giảm xuống - Thay đổi hàm l-ợng cacbon  làm thay đổi cả tính công nghệ, tính đúc, tính hàn và tính rèn dập - Nguyên tố S sẽ làm cho thép bị dòn nóng (bở nóng) - Nguyên tố P lại làm thép bị phá huỷ ở trạng thái nguội (dòn nguội)  Vì thế cần hạn chế S và P d-ới mức 0,03%! 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. Phân loại II. THẫP CÁC BON - Thép tr-ớc cùng tích với tổ chức Ferit + Peclit (C < 0,8%). - Thép cùng tích: thép có tổ chức Peclit (C = 0,8%) - Thép sau cùng tích trong đó có Peclit + Xêmentit (C > 0,8%) - Thép cacbon thấp: C < 0,25% - Thép cacbon trung bình: C = 0,25% ... 0,5% - Thép cacbon cao: C > 0,5% - Thép lò chuyển: chất l-ợng không cao, hàm l-ợng kém chính xác. -Thép lò mác tanh (Martin): chất l-ợng cao hơn trong lò chuyển một ít. - Thép lò điện: chất l-ợng cao hơn nhiều, khử hết tạp chất tới mức thấp nhất. - Thép sôi: chứa nhiều rỗ khí nên kém dẻo và dai - Thép nửa sôi: chất l-ợng cao hơn thép sôi vì còn ít rỗ khí hơn - Thép lắng: độ bền cao hơn thép sôi và thép nửa sôi 1. Theo tổ chức tế vi và hàm l-ợng C (trên giản đồ trạng thái) 2. Theo hàm l-ợng C th-ờng dùng. 3. Theo ph-ơng pháp luyện kim 4. Theo ph-ơng pháp khử Ôxy 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 công dụng  Thép cacbon thông dụng (thép th-ờng): - Cơ tính không cao  chỉ dùng để chế tạo các chi tiết máy, các kết cấu chịu tải nhỏ... - Thường dùng trong ngành xây dựng, giao thông, Liên Xô (GOST 380 - 71) Liên bang Nga (GOST2772-88) Việt Nam (TCVN1765-75) CT0 CT31 CT1 CT33 CT2 CT34 CT3 CT245* CT38 CT4 CT275 CT42 CT5 CT285 CT51 CT6 CT345 CT375 CT61 * Biểu thị độ bền 02= 245MPa II. THẫP CÁC BON 2.2. Phân loại (tiếp theo) So sỏnh cỏc loại ký hiệu Thép cacbon thông dụng đ-ợc ký hiệu bằng hai chữ CT và chia ba nhóm A, B và C. Ký hiệu Nhóm A: Chỉ đánh giá bằng các chỉ tiêu cơ tính (độ bền, độ dẻo, độ cứng, v.v) Nhóm B: Đánh giá bằng thành phần hoá học. Nhóm C: Đánh giá bằng cả hai chỉ tiêu cơ tính và thành phần hoá học. 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 công dụng  Thép cacbon thông dụng (thép th-ờng): - Cơ tính không cao  chỉ dùng để chế tạo các chi tiết máy, các kết cấu chịu tải nhỏ... - Thường dùng trong ngành xây dựng, giao thông Thép cacbon thông dụng đ-ợc ký hiệu bằng hai chữ CT và chia ba nhóm A, B và C. Nhóm A: Chỉ đánh giá bằng các chỉ tiêu cơ tính (độ bền, độ dẻo, độ cứng, v.v) Nhóm B: Đánh giá bằng thành phần hoá học. Nhóm C: Đánh giá bằng cả hai chỉ tiêu cơ tính và thành phần hoá học. II. THẫP CÁC BON 2.2. Phân loại (tiếp theo) Ký hiệu  TCVN 1756 -75 quy định ký hiệu thép thông dụng: sau CT ghi chỉ số giới hạn bền b [kG/mm2] thấp nhất ứng với mỗi ký hiệu Ví dụ: CT38 có giới hạn bền b = 38  49kG/mm 2 (380  490N/mm2)  Các nhóm B và C cũng có ký hiệu trên cơ sở nhóm A nh-ng thêm vào phía tr-ớc chữ cái B hay C để phân biệt Ví dụ: CT31  BCT31  CCT31 >> Thép sôi : thêm ký tự S vào phần cuối, ví dụ CT31S >> Thép nửa sôi: thêm ký tự n vào phần cuối, ví dụ: CT31n >> Thép không có ký hiệu thêm là Thép lắng 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  Thép cacbon kết cấu: - Là loại thép có hàm l-ợng tạp chất S, P rất nhỏ, - Tính năng lý hoá tốt, hàm l-ợng cacbon chính xác và chỉ tiêu cơ tính rõ ràng Ký hiệu: t-ơng tự nh- ký hiệu của Liên Xô chỉ khác ở chỗ có thêm chũ cái C phía tr-ớc để phân biệt là thép cacbon Ví dụ: Liên Xô: 08; 10; 15; 20;...; 85 Việt Nam: C08; C10; C 15; C20; ...; C85 Ký hiệu thép C Chỉ hàm l-ợng C tính theo % (0,1% C) 5. Theo công dụng II. THẫP CÁC BON 2.2. Phân loại (tiếp theo)  Thép cacbon dụng cụ: - Là loại thép có hàm l-ợng cacbon cao (0,7 1,3%C), - Có hàm l-ợng tạp chất S và P thấp (<0,025%) Vớ dụ Liên Xô: Y7, Y8, Y8A, Y9, , Y13 TCVN: CD70, CD80, CD80A, CD90, , CD130 Thép C dụng cụ hàm l-ợng cacbon là 0,8% Chỉ loại thép tốt Ký hiệu 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. Khái niệm GANG là hợp kim Fe- C, hàm l-ợng C từ 2,14% ~ 6,67%. - Cũng nh- thép, trong gang chứa các tạp chất Si, Mn, S, P và các nguyên tố khác. Do hàm l-ợng C cao hơn nên: - Tổ chức của gang ở nhiệt độ th-ờng cũng nh- ở nhiệt độ cao tồn tại l-ợng Xementit cao. - Đặc tính chung của gang là cứng và dòn, có nhiệt độ nóng chảy thấp và dễ dúc .  Thành phần tạp chất trong gang gây ảnh h-ởng khác so với thép cacbon. - Cùng với C, nguyên tố Si thúc đẩy sự graphit hoá, nghĩa là phân huỷ Fe3C thành Fe và cacbon tự do khi kết tinh. - Ng-ợc lại Mn lại cản trở sự graphit hoá nhằm tạo ra Fe3C của gang trắng.  L-ợng Si thay đổi trong gang ở giới hạn từ 1,5  3,0 còn Mn thay đổi t-ơng ứng với Si ở giới hạn 0,5  1,0% . - Tạp chất S và P làm hại đến cơ tính của gang. Nh-ng nguyên tố P phần nào làm tăng tính chảy loãng, tăng tính chống mài mòn do đó có thể hàm l-ợng đến 0,1  0,2%P . - Cacbon càng nhiều thì khả năng graphit hoá càng mạnh, nhiệt độ nóng chảy càng giảm tăng tính đúc. Nh-ng tăng hàm l-ợng cacbon sẽ làm giảm độ bền, tăng dòn. Vì vậy trong gang xám chẳng hạn, hàm l-ợng cacbon giới hạn từ 2,8  3,5% . III. GANG 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. Phân loại theo tổ chức tế vi và hàm l-ợng C trên giản đồ trạng thái - Gang tr-ớc cùng tinh có tổ chức Peclit + Lêđêbuarit (C < 4,43%) - Gang cùng tinh: có tổ chức Lêđêbuarit (C = 4,43%) - Gang sau cùng tinh có tổ chức Lêđêbuarit + Xêmentit (C > 4,43%) 2. Phân loại theo tổ chức và cấu tạo - Gang trắng là loại gang mà hầu hết cacbon ở dạng liên kết Fe3C  Gang trắng chỉ hỡnh thành khi có hàm l-ợng C, Mn thích hợp và với điều kiện nguội nhanh ở các vật đúc thành mỏng, nhỏ  Gang trắng không có ký hiệu riêng Tổ chức xementit có nhiều trong gang trắng làm mặt gãy của nó có màu sáng trắng! 3.2. Phân loạiIII. GANG Gang Trắng Gang Xỏm Gang Cầu Gang Dẻo GANG 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 xám là loại gang mà hầu hết C ở dạng graphit. Nhờ có vậy nên mặt gãy có màu xám GX Ferit GX Ferit-Peclit III. GANG  Tổ chức tế vi của gang xám gồm: nền cơ sở và các garaphit dạng tấm  Nền của gang xám có thể là: ferit, pherit - peclit , peclit Cơ tính của gang xám phụ thuộc vào hai yếu tố:  Gang xám có độ bền nén cao nh-ng bền kéo kém, chịu mài mòn tốt, đặc biệt có tính đúc tốt Ký hiệu Gang xám: GX xx-yy (Liên xô: Cч xx-yy) xx = hai con số chỉ độ bền kéo yy = hai con số chỉ độ bền uốn * Tổ chức của nền: độ bền của nền tăng lên từ nền pherit đến peclit * Số l-ợng, hỡnh dạng và phân bố graphit. Gang Xỏm GX 21- 40 kộo = 210 N/mm 2 uốn = 400 N/mm2 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 cầu là loại gang có thể có tổ chức nh- gang xám, nh-ng graphit có dạng thu nhỏ thành hỡnh cầu  Gang cầu có độ bền cao hơn gang xám nhiều, đặc biệt có độ dẻo bảo đảm. Có thể so sánh cơ tính gang cầu xấp xỉ bằng thép mác thấp.  Để có tổ chức gang cầu, phải nấu chảy gang xám và dùng ph-ơng pháp biến tính đặc biệt gọi là cầu hoá để tạo ra graphit hỡnh cầu. Kết quả là cũng trên các nền t-ơng tự nh- gang xám với grathit cầu ta có: độ dẻo  = 5  15%; độ bền kéo k = 400 - 1000N/mm 2 . Ký hiệu: Gang cầu: GC xx-yy (Liên xô: Bч xx-yy) xx = chỉ độ bền kéo yy = chỉ độ dãn dài t-ơng đối  % III. GANG Gang Cầu GC 42-12 kộo = 420 N/mm 2  = 12 % Ứng dụng: Chế tạo bằng PP Đỳc cỏc chi tiết mỏy trung bỡnh và lớn, hỡnh dạng phức tạp, chịu tải lớn, chịu va đập. (Trục khuỷu, Trục cỏn) 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 dẻo là loại gang chế tạo từ gang trắng bằng ph-ơng pháp nhiệt luyện (ủ) Ký hiệu: GZ xx-yy (Liên xô: Kч xx-yy) xx = chỉ độ bền kéo yy = chỉ độ dãn dài t-ơng đối % III. GANG Gang Dẻo Fe3C Peclit + Ccụm To ủ Tớnh chất: - Độ bền cao, - Độ dẻo lớn nhờ Graphit phõn huỷ từ Fe3C trong gang trắng tạo nờn dạng cụm. Ứng dụng -Giỏ thành cao do khú đỳc hơn và thời gian ủ lõu. - Chế tạo cỏc chi tiết phức tạp, thành mỏng. GZ 37-12 kộo = 370 N/mm 2  = 12 % 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 - Thép HK là loại thép có chứa trong nó một hàm l-ợng các nguyên tố HK thích hợp - Hàm l-ợng của chúng phải đủ đến mức có thể làm thay đổi cơ tính thỡ mới đ-ợc coi là chất cho thêm, nếu d-ới mức đó thỡ chỉ là tạp chất.  Các đặc tính cơ bản của Thép hợp kim: - Cải thiện cơ tính: thép HK có tính nhiệt luyện tốt hơn thép C. (Tr-ớc nhiệt luyện hai loại thép C và HK có cơ tính t-ơng tự, nh-ng nếu nhiệt luyện và ram hợp lý thép hợp kim sẽ tăng cơ tính rõ rệt). - Thép HK giữ đ-ợc độ bền cao hơn thép C ở nhiệt độ cao nhờ sự t-ơng tác của nguyên tố hợp kim trong các tổ chức của thép cacbon - Tạo ra những tính chất lý hoá đặc biệt, nh-: chống ăn mòn trong các môi tr-ờng ăn mòn; Có thể tạo ra thép từ tính cao hay không có từ tính; độ giãn nở nhiệt rất nhỏ.  Các sự biến đổi khi Hợp kim hoá: - Các dung dịch đặc trong thép C hoà tan thêm nguyên tố hợp kim tạo nên sự thay đổi có lợi các toạ độ trên giản đồ trạng thái hoặc tạo ra các pherit hợp kim bền hơn. - Trừ một số nguyên tố nh- Ni, Si, Al đa số các nguyên tố khác nh- Cr, W, Ti đều kết hợp với cacbon tạo nên cacbit hợp kim iv. THẫP HỢP KIM 4.1. Khái niệm - Đa số các nguyên tố làm cho độ quá nguội tăng lên,  đ-ờng cong chữ "C' dịch về bên phải. Điều đó sẽ tạo điều kiện để nhiệt luyện dễ dàng hơn. - Một số nguyên tố kết hợp với thép C và môi tr-ờng ngoài tạo nên lớp vỏ ôxyt rất bền để bảo vệ. 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. Phân loại theo thành phần hợp kim trong thép: - Thép hợp kim thấp: có tổng l-ợng các nguyên tố hợp kim đ-a vào < 2,5%. 2. Phân loại theo tên gọi các nguyên tố HK chủ yếu: - Thép Mn, Thép Si, Thép Cr, Thép Ni, thép Cr-Ni, ... 3. Phân loại theo công dụng: iv. THẫP HỢP KIM 4.2. Phân loại - Thép hợp kim trung bỡnh: có tổng l-ợng các nguyên tố hợp kim từ 2,5  10%. - Thép hợp kim cao: có tổng l-ợng > 10% Thộp HK Kết cấu Thộp HK Dụng cụ Thộp Giú Thộp HK Đặc biệt Thộp HK 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 - Là loại thép trên cơ sở thép cacbon kết cấu cho thêm các nguyên tố hợp kim (0,1  0,85% C và l-ợng phần trăm nguyên tố hợp kim thấp ) > Thép HK kết cấu phải qua thấm cacbon rồi mới nhiệt luyện cơ tính cao. > Loại thép này đ-ợc dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng cao, cần độ cứng, độ chịu mài mòn, hoặc cần tính đàn hồi cao v.v Ký hiệu: 15Cr, 20Cr, 20CrNi , 12CrNi 3A, 12Cr2Ni4A, 40CrMn, 35CrMnSi iv. THẫP HỢP KIM Thộp HK Kết cấu Thộp HK Dụng cụ - Là loại thép cần có độ cứng cao sau khi nhiệt luyện, độ chịu nhiệt và chịu mài mòn cao. Hàm l-ợng cacbon trong thép HK dụng cụ từ 0,7  1,4% C; các nguyên tố hợp kim cho vào là Cr, W, Si và Mn. > Thép HK dụng cụ có tính nhiệt luyện tốt.. Sau nhiệt luyện có độ cứng đạt 60 - 62 HRC. 90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12 và OL100Cr1,5  Riêng loại thép làm ổ lăn th-ờng chứa hàm l-ợng Cr cao hơn và ký hiệu theo tên riêng của nó. OLCr0,6; OLCr1; OLCr1,5 Ký hiệu: 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 > Trong tổ chức của thép gió gồm các nguyên tố C, Cr, W, Co, Va và Fe. > Thép gió có độ cứng cao, bền, chịu mài mòn và chịu nhiệt đến 6500 oC. > Hàm l-ợng các nguyên tố trong thép gió: 8,5  19% W; 0,7  1,4%C; 3,8 4,4%Cr; 1  2,6V và một l-ợng nhỏ Mo hay Co Ký hiệu: 90W9V2; 75W18V; 140W9V5; 90W18V2 - Là một dạng thép HK đặc biệt để làm dụng cụ cắt và các chi tiết máy có yêu cầu cao iv. THẫP HỢP KIM Thộp Giú Thộp HK Đặc biệt 1. Thép không gỉ : là loại thép có khả năng chống lại môi tr-ờng ăn mòn. > Trong thép th-ờng có nhiều pha, mỗi pha có điện thế điện cực khác nhau > Trong thép không gỉ, hàm l-ợng crôm khá cao (>12%) > Có hai loại thép không gỉ: loại hai pha pherit + cacbit; loại một pha ostennit 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr19Ni9, 12Cr18Ni9Ti, 2. Thép bền nóng: là loại thép HK làm việc ở nhiệt độ cao mà độ bền khôn giảm, không bị ôxy hoá bề mặt 12CrMo, 10Cr18Ni12N6, 04Cr14Ni14W2Mo 3. Thép từ tính: là loại thép có khả năng khử từ cao > Có thể dùng thép dụng cụ cacbon đ-ợc hợp kim hoá một l-ợng 2  3% Cr > Cũng có thể dùng hệ hợp kim Fe- Al -Ni hoặc Al - Si - Fe AlNi1, AlNi2, 50Ni - 50%Ni; 38NiSi - 38%Ni và 38%Si 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 Hợp kim cứng là loại vật liệu điển hènh với độ cứng nóng rất cao (800  1000oC). Nó đ-ợc dùng phổ biến làm các dụng cụ cắt gọt kim loại và cắt gọt vật liệu phi kim có độ cứng cao. Hợp kim cứng không cần nhiệt luyện vẫn đạt độ cứng 85  92 HRC. Th-ờng dùng hai nhóm hợp kim cứng sau: - Nhóm một cacbit: WC + Co  Ký hiệu theo Liên xô là BK, VD: BK2, BK3, BK8, BK10 : Con số chỉ % Co, còn lại là WC >> Nhóm này có độ dẻo thích hợp với gia công vật liệu dòn, làm các khuôn kéo, ép - Nhóm hai cacbit: WC + TiC + Co  Ký hiệu theo Liên xô là TK, VD: T30K4; T15K6; T14K8; T5K10 : Con số chỉ % TiC và % Co, còn lại là WC >> Nhóm này có độ dẻo thấp hơn so với nhóm BK. >> Riêng nhóm ba cacbit WC + TIC + TaC + Co ít dùng ở n-ớc ta vè khó chế tạo  Ph-ơng pháp chế tạo HK cứng: chế tạo bột  ép định hènh  thiêu kết v. HỢP KIM CỨNG 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 6.1. Nhôm và hợp kim Nhôm: - Nhôm là kim loại nhẹ - Khối l-ợng riêng nhẹ: khoảng 2,7g/cm3 - Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao - Chống ăn mòn tốt - Nhiệt độ nóng chảy: 6600C - Độ bền thấp:  = 60N/mm2 - Độ cứng thấp: (HB = 25 mềm), nh-ng dẻo cao - Trên bề mặt của nhôm có một lớp ôxyt bảo vệ chống ăn mòn trong môi tr-ờng không khí ở nhiệt độ bỡnh th-ờng. Lớp ôxyt nhôm này luôn luôn tự hỡnh thành trên bề mặt nhôm do tác dụng với không khí.  Ng-ời ta còn dùng cách ôxy hoá bề mặt nhôm bằng các ph-ơng pháp điện hoá hoặc hoá học, để tạo nên lớp ôxyt bảo vệ vững chắc trong môi tr-ờng không khí và một số môi tr-ờng khác + 2 loại HK Nhôm: HK nhôm đúc & HK nhôm biến dạng + 3 nhóm nhôm: A999: 99,999% Al  loại tinh khiết A995, A99, A97 và A95: 99,995 ữ 99,95% Al  loại có độ sạch cao A85, A8, A7, ... A0: 99,85 ữ 99% Al  nhôm kỹ thuật vi. KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU 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 6.2. Đồng & HK Đồng: Khối l-ợng riêng ở 200C: 8,94 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 1083 oC Hệ số dẫn nhiệt ở 200C: 0.923 calo/cm.s.0C Hệ số giãn dài (0 - 1000C): 16,5.10-6 Điện trở suất ở 200C (.mm2/m): 0,01784 Độ dẫn điện ở 200C: 57 m/.mm2 Độ bền thấp : b = 160 N/mm 2  Đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiện tốt, tính chống an mòn cao dễ gia công bằng áp lực ở trạng thái nóng và nguội, có thể dát mỏng thành tấm có chiều dày 0,05mm Hai loại hợp kim đồng th-ờng dùng:  Đồng thau đúc & đồng thau biến dạng - Đồng thanh là hợp kim đồng và: Sn, Al, Cr, ... Các loại đồng thanh th-ờng dùng: + Đồng đen: + Babit: 6.3. Ni, Zn, Pb, Mg, ...:  tự đọc SGK vi. KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU - Đồng thau là hợp kim đồng và kẽm, hàm l-ợng Zn trong đồng thau ≤ 45% 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 I. Gỗ: Độ bền cao Khối l-ợng riêng nhỏ: (từ 0,35 đến 0,75g/cm3) và giá rẻ Độ cứng kém hơn và dễ gia công (c-a, bào, cắt, đục) hơn so với KL Độ bền của gỗ không đồng đều, độ bền dọc thớ cao hơn độ bền ngang thớ II. Chất dẻo, nhựa: Chất dẻo là những chất do các chất hữu cơ cao phân tử tạo thành. Vật phẩm làm làm bằng chất dẻo có thể được chế tạo bằng phương pháp khác nhau như ép, đúc, gia công cắt gọt, v.v >> Đa số các loại chất dẻo: nhẹ, độ cách điện, hệ số ma sát lớn khi không có dầu mỡ, có hình dạng bên ngoài đẹp >> Chất dẻo th-ờng có chất độn nh- vải, giấy, gỗ, bột gỗ, sợi thuỷ tinh, sợi amiăng, sợi dệt và chất kết dính (nhựa). III. Composit - Vật liệu tổ hợp: đ-ợc chế tạo từ nhiều loại vật liệu kết hợp lại Gồm: - vật liệu cốt (thường dưới dạng sợi) như sợi thuỷ tinh; sợi graphit; sợi cacbon; sợi thép, - vật liệu cơ bản (nền) th-ờng là các chất dẻo hoặc kim loại có độ dẻo cao (nh- Al ,Cu) Ưu điểm: bền, nhẹ, chịu nhiệt tốt, có tính chống mài mòn và chống ăn mòn cao Hiện nay nó đ-ợc dùng nhiều trong các ngành công nghiệp nh-: hàng không, xây dựng, chế tạo máy vii. VẬT LIỆU PHI KIM 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 IV. Cao su: - Có tính dẻo cao (độ giãn dài khi kéo đạt tới 700 - 800%) - Khả năng giảm chấn động tốt và độ cách âm cao  Cao su đ-ợc dùng làm săm lốp, ống dẫn, các phần tử đàn hồi của khớp trục, đai truyền, vòng đệm, sản phẩm cách điện v.v  Khi l-ợng l-u huỳnh trong cao su cao tới (45%) ta có đ-ợc êbônit là một loại vật liệu có tính cách điện rất cao và bền tr-ớc những tác dụng hoá học V. Gốm, sứ: - Có độ cứng cao - Độ chịu nhiệt cao - Chống mài mòn tốt  Dùng để lót trong các lò nhiệt luyện, làm hạt mài trong đá mài, làm dao cắt, chi tiết cách điện, cách nhiệt, ... VI. Da, vải, vật liệu xốp cách nhiệt,... vii. VẬT LIỆU PHI KIM