Vatlieucokhi 6 - vatlieucokhithongdung

1
• IUH - 2016
Chương 6:
Vật liệu cơ khí thông dụng

22
Kim loại đen: Vật liệu trên cơ sở sắt, chủ yếu gồm
thép và gang
Kim loại màu: Trên cở sở các vật liệu khác ngoài
sắt, phổ biến như Al, Cu, Ti… và hợp kim của
chúng
Chia hai nhóm chính: kim loại đen và kim loại màu

3
Sự khác biệt cơ bản của hai nhóm:
Vật liệu kim loại đen là vật liệu đa
chức năng (all-purposes)
Các kim loại màu sử dụng cho các
ứng dụng thích hợp, nơi mà tính chất
của kim loại đen là không đủ

4
Quặng sắtQuặng sắt
Lò caoLò cao
Gang lò caoGang lò cao
Nấu chảy, rèn, nung
lại, cán
Nấu chảy, rèn, nung
lại, cán
Nung chảy, Hợp kim
hóa, Cán v.v.
Nung chảy, Hợp kim
hóa, Cán v.v.
Thép rèn (mềm)Thép rèn (mềm)
GangGang Thép các bon
(Mild Iron)
Thép các bon
(Mild Iron)
Nung chảy,
Đúc khuôn cát
Nung chảy,
Đúc khuôn cát

5
So sánh giữa thép rèn, gang và thép các bon
Thép rèn
(Wrought iron)
Gang (Cast
Iron)
Thép các
bon (Steel)
Thành phần Tối đa 0.25% C 2-4% C Trung bình
Tm
1500 o
C 1200 o
C 1300-1400 o
C
Độ cứng Không thể hóa bền,
hoặc tôi
Cứng, có thể tôi
hóa bền
Cứng, có thể hóa
bền, tôi
Độ bền Độ bền nén 2.0 tấn/
cm2
Độ bền tối đa 3.15 tấn/
cm2
Độ bền nén 6.3-7.1
tấn/ cm2
Độ bền tối đa 1.26
- 1.57 tấn/ cm2
Độ bền nén 4.75
-25.2 tấn/ cm2
Độ bền tối đa 5.51
- 11.02 tấn/ cm2

6
Vật liệu thô sản xuất gang
• Quặng sắt
• Đá vôi
• Than cốc

77
3CO+ Fe2O3
→2Fe+3CO2
C+O2
→CO2
CO2 +C→2CO
CaCO3
→ CaO+CO2
CaO + SiO2 + Al2O3
→ slag
Khử tạp
Hoàn nguyên kim loại
Phản ứng tỏa nhiệt
BLAST FURNACE
(Sameheightasa10storybuilding)

8
Thép: 0.008 - 2.14 wt %
C (usually < 1 wt % )
Gang: 2.14 - 6.7 wt %C
(usually < 4.5 wt %)

99
Steels
<1.4wt%C
Cast Irons
3-4.5wt%C

10
6.1 Thép
6.1.1.Khái niệm về thép cacbon & thép hợp kim
6.1.2.Thép xây dựng
6.1.3.Thép chế tạo
6.1.4.Thép dụng cụ

11
Thép hợp kim: Thực chất từ thép C, người ta
thêm vào một số nguyên tố như: Mn,Si,W, Cr,
Ni, Mo, Ti....để làm tăng cơ tính của thép.
6.1.1 Khái niệm về thép cacbon & thép hợp kim
Thép Cacbon: là hợp kim của Fe-C với lượng C
≤ 2,14%. Ngoài ra còn có một số tạp chất Mn ≤
0,8%; Si ≤ 0,4%; P ≤ 0,05%; S ≤ 0,05%.

12
Tính chất chung của thép
Cơ tính:
Thép có cơ tính tốt hơn gang cả về độ bền, độ dẻo, độ chịu
đàn hồi và độ chịu va đập…
Tính công nghệ ( so với gang)
- Tính gia công biến dạng tốt.
- Tính cắt gọt cao hơn.
- Dễ hóa bền bằng nhiệt luyện.
- Tính hàn tốt hơn.
- Tính đúc kém hơn gang.

13
Ảnh hưởng của cacbon
Cacbon: là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định chủ yếu đến tổ
chức, tính chất(cơ tính), công dụng của thép(cả thép hợp kim).
+ Tổ chức tế vi: từ giản đồ Fe-C, khi hàm lượng Cacbon tăng lên
tỷ lệ xementit là pha giòn trong tổ chức cũng tăng lên tương ứng(
cứ 0,1%C sẽ tăng lên 1,5%Xe)
- C < 0,8% tổ chức Ferit + Peclit – thép trước cùng tích;
- C = 0,8% tổ chức Peclit – thép cùng tích;
- C > 0,8% tổ chức Peclit + XeII – thép sau cùng tích.
+ Về cơ tính : Thép có %C khác nhau sẽ có cơ tính khác nhau

14
Ảnh hưởng của Cacbon đến cơ tính của thép.
- Thép Cacbon thấp: C ≤ 0,25%, có độ dẻo, độ dai rất cao, nhưng độ
bền, độ cứng rất thấp nên hiệu quả nhiệt luyện tôi và ram không cao.
- Dùng làm kết cấu xây dựng, làm thép lá, tấm để dập nguội,...

15
- Thép Cacbon trung bình: C =(0,3 ÷ 0,5)%, có độ bền, độ cứng, độ
dẻo, độ dai đều cao( có cơ tính tổng hợp cao).hiệu quả tôi + ram
cao.
- Dùng làm chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập như: trục,
bánh răng,...

16
- Thép Cacbon tương đối cao: C = (0,5 ÷ 0,7)%, có độ cứng, độ
bền cao, độ dẻo, độ dai không quá thấp, có giới hạn đàn hồi
cao nhất so với các thép khác;
- Dùng làm các chi tiết cần tính đàn hồi cao như: lò xo, nhíp,...

17
- Thép Cacbon cao: C ≥ 0,7%, có độ cứng và tính chống mài
mòn cao nhất, độ deo,dai thấp nhất
- Dùng làm dụng cụ như dao cắt, dụng cụ đo, khuôn dập nguội..

18
- Khi thành phần C tăng lên, độ bền, độ cứng cũng tăng lên, còn
độ dẻo,dai giảm đi. Tuy nhiên riêng độ bền chỉ tăng theo C đến
giới hạn 0,8 ÷ 1%C, vượt quá giới hạn này độ bền lại giảm đi.

19
Ảnh hưởng của Mn, Si, P, S
a, Mangan: là tạp chất có lợi
Mn được cho vào thép dưới dạng fero-Mn(FeMn) để khử ôxy
và lưu huỳnh ở trạng thái lỏng theo các phản ứng sau:
FeO +Mn → Fe + MnO↑
FeS +Mn → Fe + MnS↑
( MnO nổi lên, đi vào xỉ và được cào ra khỏi lò)
- Mn hòa tan vào nền Ferit, làm tăng độ bền, độ cứng và giảm độ
deo,dai của thép. ảnh hưởng tốt cơ tính
- Hàm lượng: 0,5 ÷ 0,8%Mn.

20
b, Silic: là tạp chất có lợi
Si được cho vào thép dưới dạng fero-Si (FeSi) để khử ôxy
triệt để ở trạng thái lỏng:
Si + FeO → Fe + SiO2↑
(SiO2↑ nổi lên, đi vào xỉ và được cào ra khỏi lò)
- Si hòa tan vào nền Ferit, làm tăng độ bền, cứng, giảm deo, dai
- Hàm lượng: 0,2 ÷ 0,4%Si.
- Tuy nhiên, lượng Mn, Si có ít trong thép nên ảnh hưởng của
chúng không lớn.

21
d, Phốtpho:
P là tạp chất có hại,
P hòa tan vào Ferit có tác dụng hóa bền, nhưng làm cho thép
giòn ở nhiệt độ thường gọi là giòn nguội (bở nguội).
- Hàm lượng: ≤ 0,05%.
e, Lưu huỳnh :
S là tạp chất có hại, làm cho thép bị giòn khi gia công nóng
bằng áp lực.Hiện tượng này gọi là giòn nóng( bở nóng).
- Hàm lượng: ≤ 0,05%.
Tuy nhiên P,S làm tăng tính gia công cắt gọt, nâng cao sản
lượng chế tạo và hạ giá thành.
Ngoài ra còn có oxy, nito và hidro là các tạp chất ẩn có hại

22
PPhân loại thép cacbonhân loại thép cacbon
a, Theo độ sạch của tạp chất có hại P, S
b, Theo phương pháp khử Oxy
c, Theo công dụng
a, Theo độ sạch của tạp chất có hại P,S
- Chất lượng thường: P, S ≤ 0,05%;
- Chất lượng tốt: P, S ≤ 0,04%;
- Chất lượng cao: P, S ≤ 0,03%;
- Chất lượng rất cao: P, S ≤ 0,02%.
Thép Cacbon
Thép hợp kim

23
Phân loại thép cacbon
b, Theo phương pháp khử Oxy: phân chia ra thép sôi, thép lặng,
thép nửa lặng:
- Thép sôi: là loại thép được khử oxy bằng chất khử yếu: Fe-Mn
nên Oxy không được khử triệt để, trong thép lỏng vẫn còn FeO khi
rót khuôn có thể tác dụng với cacbon để thành khí CO  phản
ứng: FeO + C → Fe +CO↑
- Khí CO bay lên làm bề mặt thép chuyển động giống như hiện
tượng sôi.
- Vật đúc thép sôi chứa nhiều rỗ khí. Quá trình cán nóng tiếp
theo các rỗ khí được hàn lại không ảnh hưởng đến cơ tính.
- Thép này có độ dẻo cao và rất mềm, dập nguội tôt..
Ký hiệu: có thêm chữ “s” theo TCVN : CT31s; CT33s

24
b, Theo phương pháp khử Oxy: phân chia ra thép sôi, thép lặng,
thép nửa lặng:

25
- Thép lặng: Oxy được khử triệt để bằng cả fero-Mn lẫn
fero-Si+Al. Nên không còn FeO nữa, do vậy bề mặt thép
lỏng phẳng lặng.
- Thép lặng là loại thép tốt, có độ cứng khá cao, phần lớn
để làm chi tiết máy. Nhóm thép cacbon thấp, trung bình,
cao, thép hợp kim
- Ký hiệu: cuối mác thép không ghi : CT51; CT61
- Thép nửa lặng: Oxy được khử không triệt để fero-Mn+Al
- Nhóm thép cacbon thấp, trung bình
- Ký hiệu: có thêm chữ “n” theo TCVN : CT51n; CT61n

26
c, Theo công dụng : gồm 4 nhóm chính
- Thép cán nóng thông dụng(thép xây dựng): loại này chủ
yếu dùng trong xây dựng(cầu, nhà khung,tháp..). Loại thép có
cơ tính tổng hợp song không cao.
- Thép kết cấu( thép chế tạo máy): loại này thường dùng để
làm chi tiết máy, độ bền phải cao nhưng vẫn đảm bảo dẻo,dai.
- Thép dụng cụ: chỉ chuyên dùng làm các dụng cụ cắt gọt,
đo lường. Nên yêu cầu chủ yếu là cứng và chống mài mòn
- Thép có công dụng riêng( thép có tính chất đặc biệt).
Thép dễ cắt, thép ổ lăn, thép đường ray, dây thép các loại...
Thép không gỉ, thép làm việc ở nhiệt độ cao, thép có hệ số giãn
nở nhiệt đặc biệt, thép chống mài mòn cao...

27
 Dạng cán nóng (tấm, thanh, dây, ống,
thép I, U, V, ...), làm kết cấu trong xây
dựng nhà xưởng, cốt thép bê tông.
 Giới hạn bền và giới hạn chảy không cao
(≤ 300 Mpa), độ dẻo cao, tính hàn cao.
 Kí hiệu bằng CTxxy (C-cacbon, T- thép)
xx,y tùy theo phân nhóm A,B,C.
 Phân thành 3 nhóm A,B,C
1. Thép cacbon chất lượng thường1. Thép cacbon chất lượng thường

28
+ Phân nhóm A:
- Quy định về cơ tính.
- Dùng để chế tạo các chi tiết không qua gia công nóng.
Giới hạn bền kéo tối thiểu tính theo đơn vị σb = Kg/mm2
=10N/mm2
= 10Mpa
- Ký hiệu CTxxy (xx- σb, y – cách khử oxy);
-Thường gặp: CT33, CT34, CT38; CT42;
CT51,
+ CT51 dạng thép vằn làm cốt thép bêtông.
+ CT38 dạng thép trơn.

29
Bảng 1. Cơ tính của thép cacbon chất lượng thườngBảng 1. Cơ tính của thép cacbon chất lượng thường
phân nhóm A (TCVN 1765-75)phân nhóm A (TCVN 1765-75)
Ghi chú: δ5
là độ giãn dài của mẫu có l0=5d0
Mác thép σb
(Mpa) σ0.2
(Mpa) δ5
(%)
CT31 ≥ 310 - 20
CT33 320 - 420 - 31
CT34 340 - 440 200 29
CT38 380 - 490 210 23
CT42 420 - 540 240 21
CT51
( thép vằn)
500 - 640 260 17
CT61 ≥ 600 300 12

30
+ Phân nhóm B: quy định về thành phần hóa học( tra theo bảng)
- Ký hiệu BCTxxy (xx- thành phần hoá học, y – cách khử oxy);
Dùng đối với các sản phẩm mà khi chế tạo chúng phải qua gia công
nóng(rèn, hàn và nhiệt luyện)
Mác thép Cacbon, % Mangan, % Sili,% S, max % P, max %
BCT31 <0,23 - - 0,06 0,07
BCT33s 0,06÷0,12 0,25÷0,5 ≤0,05 0,05 0,04
BCT33n 0,05÷0,12 0,25÷0,5 0,05÷0,17 0,05 0,04

31
+ Phân nhóm C:
- Quy định cả cơ tính và thành phần hóa học tương ứng theo
nhóm A, B.
-Ký hiệu CCTxxy (xx- (σb,thành phần hoá học); y – cách khử
oxy);
-Được ứng dụng để sản xuất kết cấu hàn.
VD: CCT33s có cơ tính như CT33 còn thành phần như BCT33
- Các mác thép:
Việt Nam: CCT31 ÷ CCT51

32
2. Thép kết cấu2. Thép kết cấu
 Là loại thép chất lượng tốt.
 Thường phải nhiệt luyện để đạt cơ tính tốt nhất.
 Chi tiết máy như trục, bánh răng, thanh truyền.
 Kí hiệu Cxx, với xx là phần vạn C.

33
Đặc điểm :
Tính công nghệ tốt ở trạng thái cung cấp & cơ
tính tổng hợp tốt ở trạng thái làm việc.
Hàm lượng cacbon thấp và trung bình, chứa từ
0.1-0.6% C (trừ một vài loại thép đặc biệt).
Các nguyên tố nâng cao độ thấm tôi: Cr, Ni...

34
1. Thép thấm cacbon: có thành phần cacbon thấp
(0.1-0.3%), phải qua thấm cacbon, tôi, ram thấp.
2. Thép đàn hồi: có thành phần cacbon khá cao (0.5-
0.7%), phải qua quá trình tôi và ram trung bình.
3. Thép hóa tốt: có thành phần cacbon trung bình (0.3-
0.5%), phải có tổ chức xoocbit qua quá trình tôi và
ram cao.
4. Thép có công dụng riêng như thép ổ lăn, thép dễ
cắt...
Phân loại:

35
2.1 Thép thấm cacbon
 Lõi cần độ dai → chịu va đập,
bề mặt cứng → chịu mài mòn,
ma sát.
Ví dụ: bánh răng hộp số, chốt
piston, ...
 Lõi mềm dẻo vì làm từ thép có
lượng C thấp (0.1÷0.3%).
 Được thấm một lớp cabon
(0.2-1.2mm) →bề mặt có độ
cứng cao.

36
Các nhóm thép thấm cacbon phổ biến
Thép thấm
cacbon
Thép cacbon
(C10, C15, C20,
C20, C25, CT38)
Thép Cr
(15Cr, 20Cr,
15CrV)
Thép Cr-Ni
(20CrNi,
12CrNi3A, …)
Thép Cr-Mn-
Ti
(18CrMnTi,
25CrMnTi...)
• Các nguyên tố hợp kim làm tăng độ thấm tôi
& thúc đẩy quá trình thấm cacbon.

37
2.1 Thép hóa tốt
• Đặc điểm : C = 0.3–0.5 % Tổ chức : F+P
→ ↑δ, ak , ↑ HB
=> Thép hóa tốt Bề mặt : ↑HB
• Ứng dụng:
 Chi tiết chịu tải trọng tĩnh, động lớn và ít bị cọ
xát bề mặt:
Trục truyền chuyển động, tay quay
 Ví dụ:
C35, C40 , C45, C50: Chi tiết máy nhỏ
35Cr, 40Cr, 45CrNi: KT lớn, h.dáng phức tạp
Tôi+Ram

38
2.3.Thép đàn hồi
• Đặc điểm :
C = 0.5–0.7 %  Tổ chức : F+P
→ σ-đh =max , ↑ HB
• Ứng dụng:
 Chi tiết máy cần tính đàn hồi :
lò xo, nhíp ôtô
 Ví dụ:
C60, C65, 60Mn, 65Mn : lò xo thường
55Si, 60Si2, 60Si2Mn: lò xo kt lớn Φ18
60Si2CrA, 60Si2NiA: lò xo, nhíp lớn

39
3. Thép dụng cụ3. Thép dụng cụ
Theo TCVN 1822-76. ký hiệu bằng chữ CD(C – cacbon, D –
dụng cụ).
Ký hiệu: CDxxA
xx – chỉ phần vạn cacbon trung bình;
A - chất lượng cao (P, S ≤ 0,025%).
Nhóm này có thành phần cacbon cao từ (0.7- 1.5%)
CD70; CD80; CD100, CD120,CD140..
Nhiệt luyện tỉ mỉ: dùng làm dụng cụ dao cắt, khuôn chồn,khuôn
ép, dụng cụ đo lường.
Rất quan trọng quyết định năng suất, chất lượng sản phẩm

40
3. Thép dụng cụ3. Thép dụng cụ
Phân loại
1. Dụng cụ cắt gọt
2. Khuôn
3. Dụng cụ đo lường

41
DỤNG CỤ CẮT GỌT
Yêu cầu
 Độ cứng cao: hợp kim màu hay thép, gang thông
thường có độ cứng không quá 200 HB→ dao ≥
60HRC.
 Đối với vật liệu cứng hơn như gang, thép hợp kim
cao, thép không rỉ→ hợp kim cứng.
 Tính chống mài mòn cao: tỉ lệ với độ cứng và
mức độ phân tán cacbit trong thép.
 Tính cứng nóng: quyết định tốc độ cắt của dao.
 Độ dai va đập không được quá thấp.

42
DỤNG CỤ CẮT GỌT
Yêu cầu đối với thép làm dao cắt

43
KHUÔN DẬP NGUỘI
YÊU CẦU
 Độ cứng cao: 56-62 HRC, tùy loại khuôn
và độ cứng của phôi.
 Tính chống mài mòn cao: giữ kích thước
chính xác của sản phẩm.
 Độ bền và độ dai bảo đảm.
 Nếu dập với tốc độ lớn, thì khuôn phải có
tính cứng nóng nhất định.

44
KHUÔN DẬP NGUỘI
Yêu cầu đối với thép làm khuôn dập nguội

45
KHUÔN DẬP NÓNG
YÊU CẦU
Biến dạng dẻo phôi kim loại ở > 500°C.
Độ bền, độ dai cao, độ chống mài mòn như
khuôn dập nguội.
Tính cứng nóng và chịu mỏi nhiệt.
→ Sử dụng thép hợp kim.

46
KHUÔN DẬP NÓNG
KHUÔN DẬP NÓNG
Yêu cầu đối với thép làm khuôn dập nóng

47
DỤNG CỤ ĐO LƯỜNGDỤNG CỤ ĐO LƯỜNG
YÊU CẦU
Do cọ xát với chi tiết, để đảm bảo
độ chính xác:
 Độ cứng và độ chống mài
mòn cao: dụng cụ cấp chính
xác cao cần độ cứng cao (63-
65HRC).
 Kích thước ổn định: kích
thước dụng cụ có thể thay đổi.
 Khả năng mài bóng cao và ít
bị biến dạng khi nhiệt luyện.

48
Ưu nhược điểm của thép Cacbon
Ưu điểm
- Rẻ , không phải dùng nguyên tố hợp kim đắt tiền, dễ nấu
luyện.
- Có cơ tính tổng hợp nhất định.
- Có tính công nghệ tốt: dễ đúc, cán, rèn, kéo sợi, hàn, gia
công cắt hơn thép hợp kim.
Nhược điểm
- Độ thấm tôi thấp nên kém hiệu quả khi hóa bền nhiệt luyện;
- Khả năng chịu nhiệt độ cao kém;
- Không có các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt như: chống ăn
mòn, chịu nhiệt độ cao, có tính chất từ và điện đặc biệt.

49
Ký hiệu thép hợp kim
Tiêu chuẩn Việt Nam 1759-75 quy định như sau:
- Ký hiệu nguyên tố hợp kim bằng chính ký hiệu hoá học của nó;
- Chỉ số ở đầu ký hiệu phần vạn của nguyên tố C;không có số là
chỉ C ≥1%
- Các chỉ số tiếp theo ký hiệu phần trăm các nguyên tố hợp kim.
- Cuối mác thép có chữ A là thép có chất lượng tốt
- Thép kết cấu hợp kim %C< 0,7%
- Thép dụng cụ hợp kim %C>0,7%
Ví dụ: 60Si2 thép kết cấu hợp kim.
90MnSiW thép dụng cụ hợp kim.
MnCr là thép KH dụng cụ có : C=1%; Mn=1%;Cr=1%.

50
Ký hiệu thép hợp kim
Tiêu chuẩn Nga
- VD: 90CrSi2 là thép KH dụng cụ có: C=0,9%; Cr=1%;Si=2%.
- 38CrNiV3A là thép KH chất lượng tốt có: C=0,38%; Cr=1%; Ni=1%;
V=3%. OL100Cr1, 5SiMn- OL thép ổ lăn,
130Mn13Đ (Đ: chế tạo sp chỉ bằng pp đúc).
Nguyên tố hợp kim Ký hiệu Nguyên tố hợp kim Ký hiệu
Crôm (Cr) X Niken (Ni) H
Vonfram (W) B Molipđen (Mo) M
Titan (Ti) T Coban (Co) K
Mangan (Mn) Γ Silic (Si) C
Vanađi (V) Ф Đồng (Cu) Д
Nhôm (Al) Ю Bo(B) P

51
Bài tập ứng dụng
Cho các ký hiệu thép:
- Thép cacbon: C18, C45, C65
- Thép hợp kim: 18CrMnTi, 40Cr, 65Mn
Yêu cầu chọn thép để chế tạo các chi tiết máy
làm việc trong điều kiện sau:
+ Độ cứng và độ chống mài mòn bề mặt cao còn lõi
có độ dẻo dai cao.
+ Cần cơ tính tổng hợp.
+ Cần tính đàn hồi

52
Bài tập ứng dụng
Cho các ký hiệu vật liệu thép: C18, 20CrNi,C40, CT38,
80WCr4V, CD100, CT33s, C60, CD120A, 90CrMnSi,
60Si2,12Cr2NiWSi, 40CrNi, CD70, 65Mn, , OL100Cr,
30Cr13 ;40Cr13, 85W18Co5Cr4V2, OL100Cr1,5,
a. Phân nhóm nhỏ nhất theo ký hiệu.
b. Phân tích ký hiệu.
c. Từ đó nêu công dụng và đặc điểm nhiệt luyện kèm
theo (nếu có).

53
GANG
KHÁI NIỆM CHUNG
1.1. Định nghĩa
- Gang là hợp kim của sắt với Cacbon với thành phần
Cacbon lớn hơn 2,14%.
- Ngoài ra còn các nguyên tố thường gặp là Mn, Si, P, S. Mn
và Si (từ 0.5 đến trên 2%) là hai nguyên tố có tác dụng điều
chỉnh sự tạo thành grafít và cơ tính của gang. Còn P và S (0,05-
0,5%) là các nguyên tố có hại trong gang nên càng ít càng tốt.
Ngoài ra trong gang có các nguyên tố hợp kim ( Cr,Ni, Mo…) các
nguyên tố biến tính ( Mg, Ce..)

54
- Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm 2 loại chính đó là
gang trắng và gang có grafít
+ Gang trắng: là gang có cacbon tồn tại ở dạng Xe (Fe3C).
Như vậy, tổ chức của gang trắng tương ứng với giản đồ trạng
thái Fe-C luôn luôn có chứa hổn hợp cùng tinh Le.
+ Gang có grafít: là loại gang trong đó phần lớn hoặc toàn bộ
lượng Cacbon ở dưới dạng tự do – grafhit với các hình dạng
khác nhau: tấm, cầu, bông.
- Tuỳ theo hình dạng của graphit, lại chia thành 3 loại: gang
xám, gang dẻo và gang cầu;
1.2. Các đặc tính cơ bản của gang
GANG

55
1.2. Các đặc tính cơ bản của gang
•Cacbon : Cacbon (C) tồn tại dưới dạng graphit
- Lượng Cacbon càng nhiều khả năng grafit hoá càng
mạnh, nhiệt độ chảy thấp nên dễ đúc, cơ tính kém;
- Cacbon được khống chế vào khoảng 2,8 ÷ 3,5%.
GANG

56
+ Silic
- Là nguyên tố thúc đẩy sự tạo thành grafit trong
gang(phân hủy Fe3C thành Fe và C tự do khi kết tinh) .
Silic là nguyên tố quan trọng sau Fe và C;
- Hàm lượng khống chế trong khoảng 1,5 ÷ 3%.
+ Mangan
- Là nguyên tố cản trở sự tạo thành grafit,(tạo ra
Fe3C của gang trắng)
- Làm tăng độ cứng, độ bền của gang;
- Hàm lượng khống chế trong khoảng 0,5 ÷ 1,0%.
GANG

57
• Tính chất :
Cgraphit → Điểm mềm→ Vết nứt
=> ↓σk : σk < 35 kG/mm2
≈ 1/2σ-thép
δ ≈ 0.5 %
=> Khử rung động => ↑σn = max
=> Tự bôi trơn: Lỗ hổng chứa dầu : →
↑Chống mài mòn
GANG

58
• Tính công nghệ
Tính đúc: ↓Tnc → Dễ nấu chảy
Tính cắt gọt:
Cgraphit : mềm → Phoi dễ gẫy vụn
GANG

59
GANG TRẮNG
- Gang trắng là gang mà Cacbon hoàn toàn nằm dưới
dạng liên kết – Hợp chất Xementit (Fe3C).
- Gang trắng trước cùng
tinh có %C < 4,3%. Có tổ
chức là: Le + XeII.
Phân loại
GANG

60
- Gang trắng cùng tinh có %C = 4,3% có tổ chức Le.
- Gang trắng sau cùng tinh có %C > 4,3% và có tổ
chức là Le + XeI.
+ Gang trắng cứng và giòn
nên không dùng được trong
chế tạo cơ khí.
+ Gang trắng chủ yếu dùng
để luyện thép, để ủ thành
gang dẻo, làm bi nghiền và
làm mép lưỡi cày, bề mặt
vành bánh xe lu.
GANG

62
Gang xám
3. Ký hiệu
GX xx-xx
Vi dụ:
Gang cầu
GC xx- xx
Gang dẻo
GZ xx-xx
σk σu σk δ σk δ
GX15 – 32
σ k = 150N/mm2
σu = 320N/mm2
GX21 – 40
σ k = 210N/mm2
σu = 400N/mm2
GC45–5
σk = 450 N/mm2
;
δ = 5%
GC42–12
σk = 420 N/mm2
;
δ = 12%
GZ45–6
σk = 450MPa; δ = 6%
GZ30-6; GZ33-8;
GZ37-12; GZ 56-12
GANG

63
Gang xám
Ứng dụng
Gang cầu Gang dẻo
- Kích thước sản phẩm
lớn- Kết cấu phức tạp;
- Các chi tiết không chịu
va đập mà chịu nén là
chủ yếu
- Cần giảm rung động và
có khả năng tự bôi trơn;
+ Thân máy, bệ máy, các
ổ trượt, bánh răng chịu
tải trọng nhỏ, bánh đà,
xecmăng…..
- Gang cầu chủ yếu dùng
thay thép để chế tạo các
chí tiết cần:
- Làm việc trong điều kiện
chịu kéo, chịu va đập.
- Hình dáng phức tạp (lợi
dụng tính đúc của gang)
+ Trục khuỷu, trục cán,
bánh răng, ống dẫn nước..
- Gang dẻo có cơ tính
cao nhưng đắt do quá
trình nấu luyện,chế tạo
lâu, tốn nhiệt và thời gian
ủ nên gang dẻo dùng để
chế tạo các chi tiết
- Hình dạng phức tạp;
- Tiết diện thành mỏng;
- Chịu va đập.
+ Chi tiết trong ôtô, máy
nông nghiệp, máy dệt, mắt
xích, thân kìm, van, co nối...
GANG

64
Gang xám
Thân êtô Block máy Block xylanh Puli
•Đúc thân, bệ máy, bánh đà, đối trọng cỡ lớn.
•Đúc ống lót, ổ đỡ trục, block xilanh.
•Xây dựng, ống cấp nước.

66
Gang dẻo
• Thành mỏng + hình dạng phức tạp + chịu va
đập, áp lực.
• Chi tiết ôtô và van.
• Chi tiết máy dệt, máy may, máy nông nghiệp.

67
Gang cầu
• Trục cán cỡ nhỏ và trục khuỷu.
• Các chi tiết máy cỡ nhỏ, ít chịu va đập.

68
Thành phần hoá học và tổ chức
- Thành phần: C = (2,2 ÷ 2,8)%; Si= 0,8 ÷ 1,4% ;
Mn<1,0%; S< 0,1%; P=0,2%.
- Chế tạo gang dẻo: Ủ từ gang trắng thành gang dẻo.
gang trắng (Fe3C)+ gang lỏng
đúc
Nguội nhanh
gang dẻo+ gang trắng
ủ
T0
=(800-900)0
C
Gang dẻo

69
GANG HỢP KIM
- Gang chứa một lượng lớn các nguyên tố như Cr, Ni,
Mn, Ti, Mo,… có cơ tính cao gọi là gang hợp kim.
Các nguyên tố hợp kim làm tăng cơ tính của gang do:
+ Cr tăng mạnh độ thấm tôi.
+ Mn và Ni làm tăng độ bền.
+ Cu nâng cao tính chống ăn mòn
Gang hợp kim có cơ sở là gang xám, dẻo hay cầu.
GANG

Vatlieucokhi 6 - vatlieucokhithongdung

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Vatlieucokhi 6 - vatlieucokhithongdung

Similar to Vatlieucokhi 6 - vatlieucokhithongdung (20)

Vatlieucokhi 6 - vatlieucokhithongdung

Editor's Notes