Đồng là gì ? Khái niệm Đồng và hợp kim đồng


1. Khái niệm chung của kim loại màu

Sắt và hợp kim của nó (thép, gang) gọi là kim loại đen. Kim loại màu và hợp kim màu là kim loại mà trong thành phần của cúng không chứa Fe, hoặc chứa một hàm lượng rất nhỏ.
Kim loại màu có các tính chất đặc biệt và ưu việc hơn kim loại đen ở chỗ:
Tính dẻo cao, cơ tính khá cao, có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn, tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Các kim loại màu thường gặp là: nhôm, đồng, magiê và titan

2. Đồng

Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và số nguyên tử bằng 29. Đồng là kim loại dẻo có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Đồng nguyên chất mềm và dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ.
Khái niệm Đồng là gì ?
Khái niệm Đồng là gì ?

2.1. Các đặc tính của đồng

+ Khối lượng riêng lớn(=8,94g/cm2)lớn gấp 3 lần nhôm.
+ Tính chống ăn mòn tốt.
+ Nhiệt độ nóng chảy tương đối cao(10830C)
+ Độ bền không cao nhưng tăng lên khi biến dạng nguội.
+ Tính công nghệ tốt.

2.2. Đồng vàng (đồng latông):

Là hợp kim của đồng mà hai nguyên tố chủ yếu là đồng và kẽm. Ngoài ra còn có các nguyên tố đặc biệt khác.
+ Latông đơn giản:là hợp kim của hai nguyên tố Cu-Zn với lượng chúa Zn ít hơn 45%. Zn nâng cao độ bền và độ dẻo của hợp kim đồng. Khi lượng Zn cao vượt quá 50% trong hợp kim Cu-Zn thì nó sẽ trở nên cứng và dòn..
+ Latông với lượng chứa Cu cao đến 88-97% được gọi là tompắc có màu đỏ
nhạt với tính chất gần giống đồng

2.3. Đồng thanh (Brông):

Là hợp kim của đồng với các nguyên tố khác ngoại trừ Zn. Người ta phân biệt các loại đồng thanh khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chủ yếu đưa vào: ví dụ như Cu-Sn gọi là brông thiếc; Cu – Al gọi là brông nhôm
Brông thiếc: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là thiếc.
+ Đặc điểm:
+ Về cơ tính: khi lượng Sn thấp(<5%) độ dẻo khá cao, chỉ khi >5%Sn độ dẻo mới
giảm đi.
+ Về tính đúc:độ chảy lỏng của brông thiếc nhỏ, khi kết tinh hợp kim co lại ít, mật độ đúc không cao(có nhiều rỗ xốp). Chính vì lý do này với đặc tính chống ăn mòn tốt (không bị hỏng trong khí quyển) nên có mặt đen bóng đẹp, brông thiếc được sử dụng rộng rãi trong đúc mỹ nghệ.
+ Về tính chống ăn mòn: brong thiếc có tính chống ăn mòn cao hơn đồng và latông. Nó rất ổn định trong không khí, hơi nước và nước biển.

2.4. Đồng đặc biệt (latông phức tạp):

+ Trong latông phức tạp ngoài Cu và Zn người ta còn đua vào các nguyên tố đặc biệt nhu: Pb, Sn, Al, Ni để cải thiện một số tính chất của hợp kim.
+ Khi cho Pb vào làm tăng tính cắt gọt vì Pb không hòa tan trong Cu, nó tạo thành những hạt riêng rẽ trong tổ chức do vậy dễ làm gẫy phoi. Hợp kim này đuợc dùng làm các chi tiết qua gia công cắt sau khi đúc mà không qua biến dạng.
+ Khi cho Sn vào là để làm tăng tính chống ăn mòn trong nước biển(70%Cu,
1%Sn) dùng làm ống và chi tiết máy của tàu biển
+ Al và Ni cho vào là để tăng cơ tính

 

 

Thành An ứng dụng công nghệ mới trong sản xuất nắp hố ga, tấm chắn rác


Có mặt trên thị trường hơn 10 năm, thương hiệu nắp hố ga Thành An cung cấp các loại nắp hố, tấm chắn rác… chất lượng cho khách hàng.

Với điều kiện tự nhiên cũng như cơ sở vật chất, giao thông hạ tầng Việt Nam hiện nay, những chiếc nắp hố ga, nắp cống hay song chắn rác tuy nhỏ nhưng đóng một vai trò quan trọng. Những chiếc nắp này được làm từ các chất liệu cứng, bền, khỏe và cách mùi tốt sẽ đảm bảo môi trường sống trong lành, sạch sẽ.

Sản phẩm nắp hố ga kích thước 850x850mm thiết kế khóa chống trộm

Sản phẩm nắp hố ga kích thước 850x850mm thiết kế khóa chống trộm

Để sản xuất nắp hố ga, Thành An sử dụng nhiều chất liệu như gang cầu, gang xám, cốt sợi thủy tinh… Các sản phẩm chủ đạo của công ty gồm nắp hố ga gang cầu, nắp hố ga gang xám, nắp bể cáp, tấm chắn rác, nắp hố ga compoiste…

Nắp hố gang cầu

Các loại sản phẩm nắp hố ga gang cầu bao gồm nắp hố ga gang cầu khung dương, khung âm, thân tròn… Mỗi loại sản phẩm lại có một ưu điểm riêng phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau.

Mỗi năm, số lượng nắp hố gang cầu được đưa ra thị trường dành cho khách hàng lên tới hàng nghìn tấn. Các sản phẩm nắp hố ga được thiết kế khóa chống trộm hiện đại, chịu tải trọng cao.

Sản phẩm nắp hố ga gang xám

Bên cạnh các sản phẩm nắp hố gang cầu, công ty còn sản xuất nắp hố ga gang xám với những kiểu dáng và chất lượng cao. Thành An cung cấp các loại nắp hố ga gang xám như có bản lề, thân tròn, thân hình chữ nhật…Khách hàng có nhu cầu đối với loại nắp hố ga gang xám nào đều có thể tìm kiếm tại nhà xưởng của công ty.

Nắp hố ga làm sạch chuẩn bị giao cho khách hàng

Nắp hố ga làm sạch chuẩn bị giao cho khách hàng

Sản phẩm nắp bể cáp

Ngoài ra, Thành An còn cung cấp các sản phẩm nắp bể cáp cho khách hàng nào có nhu cầu. Các sản phẩm nắp bể cáp cũng như các sản phẩm nắp hố ga đều được đúc gang vô cùng chắc chắn, đảm bảo theo tiêu chuẩn quốc tế.

Đến với Thành An, các bạn có thể lựa chọn giữa nắp bể cánh 2 cánh, 4 cánh hoặc 6 cánh tùy theo. Công ty cam kết 100% về chất lượng, có độ bền tốt và không gây hại tới môi trường.

Tấm chắn rác

Tấm chắn rác được chia thành nhiều loại, có thể làm bằng gang hoặc composite với các kiểu dáng và kích thước khác nhau tùy theo nhu cầu của khách hàng.

Tấm chắn rác cũng là một trong những sản phẩm chủ đạo của thương hiệu nắp hố ga Thành An

Tấm chắn rác cũng là một trong những sản phẩm chủ đạo của thương hiệu nắp hố ga Thành An

Nắp hố ga composite

Không chỉ mang lại cho khách hàng các sản phẩm tốt mà Thành An còn sản xuất các loại nắp hố ga composite dùng để thay thế sản phẩm nắp hố ga gang truyền thống.

Sản phẩm nắp hố ga composite khung dương

Sản phẩm nắp hố ga composite khung dương

Công ty TNHH Thương mại và Đầu tư Thành An được thành lập từ năm 2008. Trải qua hơn 10 năm xây dựng và phát triển, công ty không ngừng tăng trưởng và lớn mạnh. Công suất sản xuất các loại nắp hố ga gang, nắp hố ga composite, nắp bể cáp, song thoát nước… đạt hơn 2.000 tấn mỗi năm, hệ thống phân phối sản phẩm rộng tại các tỉnh và thành phố trong cả nước.

Sản phẩm Nắp hố ga Thành An đã trở nên nổi tiếng trong cả nước, được sử dụng vào hầu hết công trình trọng điểm quốc gia như Cao tốc Hà Nội – Hải Phòng, Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi, dự án cấp thoát nước các tỉnh miền Trung và nhiều công trình khác.

Các sản phẩm nắp hố ga Thành An được thiết kế sản xuất với hoa văn sắc nét, bề mặt mịn, thi công nhẹ nhàng và giá thành hợp lý. Ngoài những sản phẩm có sẵn với các kích thước, mẫu mã, tải trọng, màu sắc đa dạng, công ty có thể sản xuất theo thiết kế riêng của khách hàng như màu sắc, biểu tượng, logo nổi, hình vẽ, địa danh thương hiệu tùy ý…

Sản phẩm của công ty được cấp chứng nhận chứng chỉ thử tải phù hợp với tiêu chuẩn EN 124, TCVN ISO 9001:2008 và đã được sở xây dựng cấp phép đưa vào sử dụng.

Hiện, công ty có xưởng sản xuất riêng tại Thái Nguyên, văn phòng ở hai đầu bắc nam cùng đội ngũ nhân lực giàu kinh nghiệm. Nhà máy của công ty ứng dụng dây chuyền sản xuất hiện đại, nhằm mang đến nhiều sản phẩm chất lượng.

Nguồn:  https://vnexpress.net/kinh-doanh/thanh-an-ung-dung-cong-nghe-moi-trong-san-xuat-nap-ho-ga-tam-chan-rac-3857211.html

(Nguồn: Nắp hố ga Thành An)

TẠI SAO THƯƠNG HIỆU NẮP HỐ GA THÀNH AN LẠI ĐƯỢC KHÁCH HÀNG TIN TƯỞNG?


Công ty TNHH TM và Đầu Tư Thành An được thành lập 06/06/2008. Trải qua hơn 10 năm xây dựng và phát triển, công ty không ngừng tăng trưởng và lớn mạnh. Công suất sản xuất các loại nắp hố ga, nắp bể cáp, song thoát nước…. đạt hơn 2.000 tấn/năm, hệ thống phân phối sản phẩm rộng tại các Tỉnh và Thành phố trong cả nước.

Sản phẩm Nắp hố ga Thành An đã trở nên nổi tiếng trong cả nước, được sử dụng vào hầu hết các công trình trọng điểm Quốc gia như Cao tốc Hà Nội – Hải Phòng, Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi, dự án cấp thoát nước các tỉnh miền Trung và nhiều công trình khác.

Các sản phẩm Nắp hố ga Thành An được thiết kế sản xuất với hoa văn sắc nét, bề mặt mịn, thi công nhẹ nhàng và đặc biệt là giá thành hạ hơn nhiều so với bộ sản phẩm cùng loại. Ngoài những sản phẩm có sẵn với các kích thước, mẫu mã, tải trọng, màu sắc đa dạng. Sản phẩm do chúng tôi xản xuất có thể hoàn toàn theo thiết kế riêng của khách hàng như màu sắc, biểu tượng, Logo nổi, hình vẽ, địa danh thương hiệu tùy ý… Đặc biết sản phẩm của công ty chúng tôi đã được tổng cục đo lường chất lượng sản phẩm cấp chứng nhận chứng chỉ thử tải phù hợp với tiêu chuẩn EN 124, TCVN ISO 9001:2008 và đã được sở xây dựng cấp phép đưa vào sử dụng.

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại nắp hố ga, mỗi loại đều có những đặc điểm phù hợp với từng môi trường mà nó được sử dụng. Chúng tôi sẽ tổng hợp và chia sẻ cho bạn các loại nắp hố ga phổ biến nhất.
Ở bài viết này chúng tôi sẽ trình bày về các loại nắp hố ga dựa trên những tiêu chí phân loại phổ biến của nó.
Khi phân loại theo vật liệu, nắp hố ga sẽ được chia làm nhiều loại và cách đặt tên của những loại nắp hố ga này cũng dựa vào vật liệu cấu tạo nên nó bao gồm: nắp hố ga gang cầu, nắp hố ga gang xám, nắp hố ga composite, nắp hố ga thép đúc, nắp hố ga bê tông….

1: Nắp hố ga gang cầu:

Nắp hố ga gang cầu là loại nắp hố ga được chế tạo từ vật liệu chủ yếu là gang cầu. Nhờ đặc tính của gang cầu có khả năng chịu lực uốn cũng như mang những đặc trưng của gang như có độ cứng cao, có khả năng chịu lực nén tốt. Nhờ vậy, nắp hố ga được xếp lên hàng đầu vì mức độ phổ biến của nó. Đa số các loại nắp hố ga được sử dụng hiện nay là nắp hố ga gang cầu, nó có thể được sử dụng ở mọi môi trường.
Nắp hố ga gang cầu kích thước 850x850mm
Nắp hố ga gang cầu kích thước 850x850mm tải trọng 40 tấn

2: Nắp hố ga gang xám

Nắp hố ga gang xám là loại nắp hố ga được chế tạo từ vật liệu chủ yếu là gang xám. Gang xám là loại gang có độ cứng rất lớn và chi phí sản xuất khá rẻ, nhưng lại mang những nhược như khả năng chịu lực uốn kém, khi gặp lực uốn lớn có thể bị nứt vỡ. nắp hố ga gang xám được sử dụng trong những môi trường mà ít phải chịu tác động của lực uốn, nó có khả năng chịu lực ép lớn. nắp hố ga gang xám rất khó để gia công cơ khí nếu trong quá đúc nó bị biến trắng. Tuy giá thành vật liệu rẻ hơn nhưng vì khả năng gia công cơ khí khó khăn nên nắp hố ga gang xám không được phổ biến bằng nắp hố ga gang cầu.

Nắp hố ga gang xám kích thước 900x900mm
Nắp hố ga gang xám kích thước 900x900mm

3: Nắp hố ga composite

Nắp hố ga composite là loại nắp hố ga đang ngày càng được sử dụng phổ biến. Vật liệu composite có trọng lượng nhẹ chỉ bằng 1/4 các loại vật liệu khác như gang thép. nắp hố ga composite có một số đặc điểm nổi trội như: nhẹ, giá thành tốt, dễ sản xuất, tính thẩm mỹ cao, dễ dàng lắp đặt, sửa chữa cũng như vận chuyển, …
Nắp hố ga composite khung dương kích thước 900x900mm
Nắp hố ga composite khung dương kích thước 900x900mm

4: Song thoát nước

Trong các loại song thoát nước thì song thoát nước bằng gang hiện được sử dụng nhiều nhất. Để tránh bị hoen gỉ và ăn mòn người ta phải sử dụng các loại gang trắng, gang cầu hoặc vật liệu composite. Còn về giá cả tuy có thấp hơn thép nhưng vẫn khá cao so với song thoát nước composite. Các bạn có thể chọn bằng gang hoặc composite với các kiểu dáng và kích thước khác nhau tùy theo nhu cầu của khách hàng.
Song chắn rác bằng gang xám
Song thoát nước bằng gam xám
Trải qua hơn 10 năm hoạt động các sản phầm của công ty TNHH TM và Đầu Tư Thành An sản xuất đã được nhiều khách hàng lựa chọn. Hiện, công ty có xưởng sản xuất riêng tại Thái Nguyên, văn phòng ở hai đầu Bắc Nam cùng đội ngũ nhân lực giàu kinh nghiệm, dây chuyển sản xuất hiện đại có thể đáp ứng đơn hàng số lượng lớn đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của khách hàng.

Với những khác biệt trên, chúng tôi hoàn toàn tin tưởng rằng các sản phẩm của mình sẽ góp phần nhỏ bé đến thành công của Quý doanh nghiệp.

Chi tiết liên hệ số điện thoại Phan Đức Thuận 0912 862 256 hoặc truy cập vào website: https://naphoga.info/ và Fanpage: Nắp hố ga Thành An

 

 

Khái niệm về Thép các bon là gì ?


I. Khái niệm về thép cácbon

1.1. Định nghĩa

Thép cácbon là loại thép thông thường, ngoài Fe,C ra còn chứa các tạp chất thường có như: Mănggan, silic, phốt pho…
1. Thành phần hóa học:
C<2%, Mn < 0,8%, Si<0,5 %, S<0,05%. Ngoài ra có thể có một lượng nhỏ các
nguyên tố Cr, Ni, Cu(<0,2 %),W, Mo, Ti (<0,1%).

1.2. Anh hưởng của các nguyên tố dẫn đến tổ chức cà cơ tính của thép:

Cacbon:
Là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định chủ yếu đến tổ chức và cơ tính của thép cacbon và cả thép hợp kim. Khi thành phần cacbon tăng lên thì độ bền, độ cứng cũng tăng, độ dẻo, độ dai giảm. Tuy nhiên độ bền chỉ tăng lên theo cacbon đến giới hạn 0,8 – 1%C vượt quá giói hạn này độ bền lại giảm đi.
Manggan: Được cho vào mọithép dưới dạng fero – mangan để khử Oxy tức là loại trừ FeO rất có hại. Manggan là nguyên tố ảnh hưởng tốt đến cơ tính, khi hòa tan nó vào ferit nó nâng caop độ bền, độ cứng của pha này. Tuy nhiên, do lượng manggan trong tyhép cacbon ít(cao nhất cũng chỉ trong giới hạn 0,5 – 0,8%) nên ảnh hưởng này cũng không rõ rệt. Anh hưởng tốt của manggan là ở chỗ chúng khử oxy và hạn chế tác hại của lưu huỳnh.
Silic:
Silic cho vào để khử oxy một cách triệt để.
2FeO+Si SiO2 +Fe
Phốt pho: 
phốt pho đua vào nhằm nâng cao tính dòn nguội của thép. Mặt khác phốt pho còn ảnh hưởng đến tính gia công cắt cho nên trong thép dễ cắt người ta đưa thêm lượng P cao đến 0,08 – 1,5 %.
Lưu huỳnh: 
lưu huỳnh có tác dụng nâng cao tính dòn nóng của thép. Ngoài ra cũng giống như P, Slà nguyên tố có ảnh hưởng tốt đến tính gia công cắt; trong thép dễ cắt chứa đến 0,15-0,3%S.
Các khí oxy, nito và hydro: các nguyên tố này ảnh hưởng xấu đến cơ tính của thép ở
chỗ làm giảm độ dẻo, tăng khuynh hướng phá hủy dòn

Xưởng sản xuất phôi thép

II. Các loại thép cacbon thường dùng:

2.1. Phân loại thép cacbon: có 4 cách phân loại thép cácbon

+ Theo phương pháp luyện
+ Theo phương pháp khử oxy
+ Theo chất lượng
+ Theo công dụng.

2.2. Các loại thép cacbon thường dùng

a. Thép cacbon chất lượng thường: cung cấp ở dạng cán nóng từ các nhà máy liên hiệp luyện kim, với mục đích chủ yếu là làm thép kết cấu xây dựng cầu, nhà xưởng, coat thép của bê tông.…
b. Thép các bon kết cấu:Nhóm này có chất lượng caohơn nhóm chất lượng thường thể hiện ở hàm lượng chứa các tạp chất có hại nhỏ hơn: S 0,01%,P0,035% được cung cấp ở dạng cán, rèn và các bán thành phẩm.
c. Thép các bon công dụng: Là nhóm thép các bon có công dụng riêng thường
gặp hàng ngày như:
+ Thép đường ray xe lửa có độ bền và tính chống mài mòn cao, người ta tiến hành tôi bề mặt ở 2 đầu thanh để nâng cao độ chống mài mòn ở các đầu nối. Thành phần các bon tương đối cao 0,5- 0,8%C, tương đối nhiều manggan 0,6-1,0%, ít phốt pho và lưu huỳnh( S<0,05%,P<0,04%)
+ Dây thép:các loại dây thép dùng trong kỹ thuật và đời sống tùy theo mục đich sử dụng mà thành phần cacbon từ 0,1 – 0,9%C hay cao hơn. Các dây thép có thành phần cacbon từ 0,5 – 0,7%C được dùng làm lò xo trụ

III. Thép hợp kim

3.1. Định nghĩa

Thép hợp kim là loại thép(ngoài sắt, cacbon và các tạp chất ra) người ta còn cố ý đưa vào các nguyên tố đặc biệt với một lượng nhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép. Các nguyên tố đặc biệt được gọi là nguyên tố hợp kim: Cr, Ni,Mn,Si, W,V, MO, Ti, Cu, B

3.2. Tính chất

+ Về cơ tính: thép hợp kim nói chung có độ bền có độ bền cao hơn hẳn so với thép
cacbon. Điều này thể hiện đặc biệt rõ ràng sau khi nhiệt luyện tôi và ram.
+ Về tính chịu nhiệt độ cao:thép hợp kim giữ được cơ tính cao của trạng thái tôi ở nhiệt độ cao hơn 2000C. muốn đạt được diều này thì thép phải được hợp kim hóa bởi một số nguyên tố với hàm lượng tương đối cao
+ Các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt:thép hợp kim là vật liệu kim loại không gì thay thế được trong chế tạo máy nặng, dụng cụ, nhiệt điện, công nghệ hóa học… nó được làm các chi tiết quan trọng nhất trong điều kiện làm việc nặng.

3.3. Phân loại thép hợp kim

Phân loại theo tổ chức tế vi:
+ Ở trạng thái cân bằng:
+ Thép trước cùng tích ngoài tổ chức peclit ra còn có ferit tự do.
+ Thép cùng tích ới tổ chức peclit
+ Thép sau cùng tích với tổ chức ngoài peclit ra còn có cacbit thứ hai.
+ Thép beleburit với tổ chức trong dó với cùng tinh leđeburit
+ Thép auxtenit với tổ chức thuầnauxtenit là loại thép được hợp kim hóa với lượng lớn nguyên tố Ni hoặc Mn
+ Thép ferit với tổ chức thuần ferit:là loại thép được hợp kim hóa vớilượng
lớn nguyên tố Cr và lượng cacbon thấp
+ Ở trạng thái thường hóa
+ Thép peclit: là loại thép hợp kim thấp nên tính ổn định của auxtenit qua
nguội chưa lớn lắm.
+ Thép mactenxit là loại thép hợp kim trung bình và cao có tính ổn định của auxtenit quá nguội lớn đốn mức khi làm nguội trong không khí tĩnh cũng đạt được tổ chức mactenxit, thép này còn có tên là thép tự tôi.
+ Thép auxtenit:là loại thép hợp kim cao với các nguyên tố Mn và Ni( thường
có thêm Cr).
Phân loại theo nguyên tố hợp kim:
Cách phân loại này dựa vào tên của các nguyên tố hợp kim chính của thép. Ví dụ như thép có chứa Crom gọi là thép Crom, thép manggan, thép niken …
Phân loại theo tổng hợp các nguyên tố hợp kim
+ Thép hợp kim thấp: là loại thép có tổng các nguyên tố hợp kim nhỏ hơn 2,5%(thường là loại thép peclit)
+ Thép hợp kim trung bình: là loại thép có lượng nguyên tố hợp kim từ 2,5 – 10%
+ Thép hợp kim cao:là loại thép có tổng lượng các nguyên tố hợp kim lớn hơn 10%
nó có thể là thép mactenxit hay auxtenit
Phân loại theo công dụng:
Đây là cách phân loại chủ yếu. Theo công dụng cụ thể có thể chia hợp kim thành các nhóm sau:
thép kết cấu hợp kim:là nhóm thép dùng để chế tạo các chi tiết máy và các kết cấu
kim loại.
+ Thép dụng cụ hợp kim: là nhóm thép dùng để chế tạo các loại dụng cụ bao gồm
dao cắt, khuôn dập, các loại dụng cụ đo.
+ Theo hợp kim đặc biệt: là nhóm thép có tính chất vật lý và hóa học đặc biệt ví dụ như tính chống ăn mòn cao(không gỉ), làm việc ở nhiệt độ cao, có tính giãn nở vì nhiệt đặc biệt.
Ký hiệu
Theo tiêu chuẩn Nhà Nước Việt Nam TCVN 1659-75 các ký hiệu của thép hợp kim của Việt Nam sẽ được ký hiệu theo hệ thống chữ và số. Chữ ký hiệu các nguyên tố hợp kim chính bằng ký hiệu hóa học, số đầu tiên chỉ lượng cacbon theo phần vạn, số đằng sau ký hiệu hóa học chỉ lượng nguyên tố. Ví dụ 9Mn2 có 0,09%C, 2%Mn. Song chưa có tiêu chuẩn cho các loại thép hợp kim cụ thể nên trên thực tế thường áp dụng phương pháp ký hiệu của Liên Xô.

IV. Các loại thép hợp kim thường gặp

Thép kết cấu
+ Thép thấm cacbon: là loại thép có lượng cacbon thấp 0,1-0,25%(cá biệt có thể tới 0,3%)đế chế tạo các chi tiết vừa chịu tải trọng tĩnh lẫn va đập, vừa chịu được mài mòn ở bề mặt như bánh răng, cam, đĩa ma sát…Độ cứng cao của lớp bề mặt và độ bền, độ dai cao của lõi đạt được bằng cách thấm cacbon, tôi và ram thấp, do đó loại thép này có tên là thép thấm cacbon.
+ Thép hóa tốt: là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình 0,3-0,5%( cá biệt có thể tới 0,55%) để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, yêu cầu độ bền và độ dai va đập cao. Cơ tính tổng hợp cao nhất của thép đạt bằng nhiệt luyện hóa tốt nên có tên là hóa tốt.
+ Thép lò xo: dùng để chế tạo các loại lò xo, nhíp được dùng rộng rãi trong các máy đặc biệt là trong ô tô, xe lửa…Các thép lò xo dùng để chế tạo lò xo, nhíp và các chi tiết có tác dụng đàn hồi nói chung.
+ Thép ổ lăn:do các bề mặt làm việc củ chi tiết ổ lăn chịu ứng suất cao với số lượng chu trình rất lớn do trượt lăn với nhau ở từng thời điểm nên chúng bị mài mòn điểm. Để thỏa mãn yêu cầu làm việc đó thép ổ bi phải có độ bền mỏi tiếp xúc và chống mài mòn cao nhất do đó phải có độ cứng cao và đồng nhất. Muốn vậy phải có những thành phần như sau:
+ Lượng cacbon cao(khoảng 1%) đảm bảo sau khi tôi có độ cứng và tính chống mài mòn cao
+ Rất ít tạp chất phi kim loại, trong đó lượng S< 0,02%, P<0,027%và không có rỗ xốp để đảm bảo không có điểm mềm.
+ Tổ chức của thép phải đồng nhất, không có thiên tích cac bít
+ Thép được hợp kim hóa bằng 0,6 – 1,5 %Cr đôi khi bằng cả Mn và Si để làm tăng độ thám tôi, đảm bảo cơ tính đồng nhất.
Thép dụng cụ
+ Thép dụng cụ làm dao cắt:dùng để chế tạo ra các loại dao cắt như dao tiện, phay, bào, khoan, doa…. Yêu cầu đối với các loại dao này là độ cứng cao, tính chống mài mòn cao, tính cứng nóng
+ Thép dụng cụ đo:dùng để chế tạo các dụng cụ đo trong kỹ thuật với độ chính xác cao. Để đảm bảo được điều đó thì thép đem làm phải đạt các yếu tố sau:
+ Có độ cứng và tính chống mài mòn cao để đảm bảo dụng cụ ít mòn ở các chỗ
cọ sát với chi tiết, do đó đảm bảo được độ chính xác cao
+ Kích thước đảm bảo không đổi trong suốt quá trình làm việc
+ Có khả năng đạt được độ nhẵn bóng bề mặt caokhi mài và ít biến dạng khi
nhiệt luyện
+ Thép làm khuôn dập: chúng ta quy ước gọi thép làm các dụng cụ để biền dạng dẻo kim loại là thép làm khuôn rập. Theo nhiệt độ biến dạng chia làm 2 loại đối với phôi thép >10000C là khuôn dập nóng, loại biến dạng dẻophôi kim loại ở nhiệt độ thường là khuôn dập nguội
Các yêu cầu đối với thép làm khuôn dập:
+ Độ cứng cao
+ Tính chống mài mòn cao
+ Độ bền và độ dai đảm bảo để chịu được tải trọng va đập không lớn
+ Tính chịu nhiệt độ cao.
Thép đặc biệt
Là loại thép có tính chất vật lý, hóa học đặc biệt như:
+ Thép không rỉ, có tính chống ăn mòn cao
+ Thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao.
+ Thép có tính chống mài mòn cao.
+ Hợp kim có tính giãn nở nhiệt đặc biệt.
+ Hợp kim có điện trở lớn
+ Thép và hợp kim từ tính.
Phan Đức Thuận

 

 

Giới thiệu chung về Gang, các loại gang phổ biến hiện nay


I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GANG

 

1. Định nghĩa gang là gì ?

Gang là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số nguyên tố khác như: C, Si, Mn, P, S hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14% thường từ 3% đến 4,5%.

 

2. Thành phần, tính chất, công dụng của gang

Tùy theo thành phần và hàm lượng các nguyên tố có trong gang mà ta có các loại gang như sau: gang thường và gang hợp kim.

+ Gang thường: là loại gang mà tỷ lệ tính theo phần trăm khối lượng của các nguyên tố thường có như: Cacbon, Silic, Mangan, Phốt pho, Lưu hùynh ở giới hạn bình thường.

+ Gang hợp kim: hay còn gọi là gang đặc biệt có hai loại.

– Thành phần chỉ gồm có các nguyên tố thường có nhưng riêng hàm lượng silic cao hơn 4% hoặc hàm lượng mangan cao hơn 1,5%.

– Ngòai các nguyên tố thường có, gang còn chứa thêm một hoặc nhiều nguyên tố hợp kim khác với hàm lượng đủ lớn để gây nên sự thay đổi về tổ chức và tính chất của gang như: Niken, Crôm, đồng, Titan.

 

Lò luyền gang

Gang nói chung có cơ tính thấp hơn thép nhưng dễ gia công bằng các dụng cụ cắt gọt, tính đúc tốt và độ chảy lõang cao, độ co ngót ít, dễ điền đầy vào khuôn. Tuy nhiên gang có tính dòn, chịu va đập kém, song gang là vật liệu chịu nén rất tốt đồng thời chịu tải trọng tĩnh khá tốt. Do vậy gang được sử dụng làm các chi tiết có hình dáng phức tạp như: vỏ máy, thân máy, hộp máy, bánh đai, bánh đà,…

 

3. Các yếu tố ảng hưởng đến tính chất của gang

3.1. Anh hưởng của thành phần hóa học:

 

+ Cacbon (C) : là nguyên tố thúc đẩy quá trình graphít hóa. Nhưng gang có nhiều cacbon thì độ dẻo và tính dẫn nhiệt giảm. Nếu cacbon chứa trong gang ở dạng hợp chất hóa học xêmentit thì gang đó gọi là gang trắng, nếu cacbon ở dạng tự do (graphít) thì gang đó gọi là gang xám. Sự tạo thành các loại gang khác nhau phụ thuộc vào thành phần hóa học và tốc độ nguội của nó.

+ Silic (Si): Silic là nguyên tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cấu trúc tinh thể của gang, vì nó thúc đẩy quá trình graphít hóa, do đó trong gang xám, thành phần silic cao khỏang 1~4,25%. Hàm lượng Si tăng sẽ làm tăng độ chảy loãng, tăng tính chịu mài mòn và ăn mòn của gang.

+ Mangan (Mn): Mn trong gang thúc đẩy sự tạo thành gang trắng và ngăn cản graphít hóa. Bởi vậy trong gang trắng thường chứa 2 ~ 2,5% Mn, trong gang xám lượng Mn không quá 1,3%. Mn là nguyên tố tăng tính chịu mài mòn, tăng độ bền, giảm tác hại của lưu hùynh (S).

+ Phốt pho (P): P là một nguyên tố có hại trong gang, nó làm giảm độ bền, tăng độ dòn của gang, dễ gây nứt vật đúc. Tuy nhiên P tăng tính chảy loãng, tác dụng này được sử dụng để đúc tượng, chi tiết mỹ thuật. Trong trường hợp đúc các chi tiết thành mỏng, hàm lượng P trong các chi tiết quan trọng không được quá 0,1%, còn các chi không quan trọng có thể tới 1,2%.

+ Lưu hùynh (S): là nguyên tố có hại trong gang, nó làm cản trở graphít hóa, nên làm giảm tính chảy lõang do đó làm giảm tính đúc. Lưu hùynh làm giảm độ bền cho gang dòn. S kết hợp với Fe tạo thành FeS gây bở nóng. Vì vậy thành phần S trong gang không quá 0,15%.

3.2. Anh hưởng của độ quá nhiệt

 

Để tạo sự quá nguội người ta nung gang quá nhiệt nhiều, bởi vì khi nung gang tơi nhiệt độ cao thì các hạt graphít hòa tan hòan tòan hơn và khử được các vật lẫn phi kim loại dẫn đến khi kết tinh thì mầm kết tinh sẽ nhiều và phân bố đồng đều hơn, làm cơ tính của gang tốt hơn.

Nhưng nhiệt độ thực tế của gang không nên vượt quá 14500C

 

3.3. Ảnh hưởng của tốc độ nguội

 

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của gang là điều kiện đông đặc và làm nguội của vật đúc. Tốc độ nguội nhanh thì ta được gang trắng, làm nguội chậm thì ta ssược gang xám. Tốc độ nguội của gang đúc phụ thuộc vào loại khuôn đúc và chiều dày vật đúc.

 

II. CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG

2.1. Gang trắng

2.1.1. Ký hiệu và thành phần

 

Hầu hết chỉ dùng gang trắng chứa 3% – 3,5% cacbon vì nhiều C gang sẽ dòn, mặt gãy các chi tiết bằng gang trắng có màu sáng tắng nên gọi là gang trắng. Gang trắng chỉ hình thành khi hàm lượng C và Mn thích hợp và với điều kiện làm nguội nhanh ở vật đúc thành mỏng, nhỏ.

Gang trắng không có ký hiệu

 

2.1.2. Tính chất

 

Gang trắng cứng và giòn, tính cắt gọt kém. Nên chỉ dùng ở công nghệ đúc

 

2.1.3. Tổ chức tế vi

 

Là loại gang mà hầu hết cacbon ở dạng liên kết Fe3C. nằm ở dạng xementit.

 

2.1.4. Công dụng

 

Nó chỉ dùng để chế tạo gang rèn (gang dẻo) , luyện thép hoặc các chi tiết máy cần tính

chống mài mòn cao như bi nghền, trục cán.

 

2.2. Gang xám

2.2.1. Ký hiệu và thành phần

 

Ký hiệu:

Ttiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 – 75 ký hiệu gang xám bằng 2 chữ GX và hai số tiếp theo:

ví dụ như: GX00; GX12-28; GX15-32; GX18-38; GX21-40; GX24-44; GX28-48; GX32-52; GX36-56; GX40-60; GX44-64.

 

+ GX00 là số hiệu gang xám có cơ tính rất thấp, không quy định.

+ GX12-28 là gang xám có cơ tính thấp dùng để làm các chi tiết chịu tải nhẹ và không chịu mài mòn như vỏ, nắp….

+ GX15-32;GX18-38 là loại gang xám có cơ tính trung bình dùng làm các chi tiết chịu tải trung bìnhon2 ít như vỏ hộp giảm tốc, thân máy bơm, cacte, mặt bích….

+ GX21-40;GX24-44;GX28-48 là các số hiệu gang xám có cơ tính tương đối cao thường dùng làm các chi tiết chịu tải trọng tĩnh cao và chịu mài mòn như bánh đà, bánh răng, sơ mi, pittong, xilanh….

+ GX32-52;GX36-56;GX40-60;GX44-64 là các số hiệu gang xám có cơ tính cao dùng làm các chi tiết chịu tải trọng tĩnh cao và chịu tải trọng động, chịu mài mòn cao như: bánh răng chữ V, trục chính, vỏ bơm thủy lực, van chịu áp suất cao.

Thành phần hóa học của gang xám nằm trong giới hạn sau:

C : 3 ~ 3,8%; Si: 0,5 ~ 3%; Mn:0,5 ~ 0,8%; P: 0,15 ~ 0,4%; S: 0,12 ~ 0,2%.

 

2.2.2. Tổ chức tế vi

 

Là loại gang mà hầu hết cacbon ở dạng graphit hình tấm. Nhờ có graphít nên mặt gãy có màu xám.

Gang xám có cấu trúc tinh thể cacbon ở graphít dạng tấm, nền của gang xám có thể là: pherit, peclit – pherit, peclit.

 

2.2.3. Tính chất

 

Cơ tính của gang xám phụ thuộc vào hai yếu tố: tổ chức nền, độ bền của nền tăng

lên từ nền pherit đến peclit; yếu tố thứ hai là số lượng, hình dạng và phân bố graphít.

Nếu số lượng hợp lý, hình dạng thu gọn và phân bố đều trên nền thì cơ tính sẽ được

cải thiện.

Graphít có độ bền cơ học kém, nó làm giảm độ bền chặt của tổ chức kim loại. Do đó gang xám có độ bền kéo nhỏ, độ dẻo và độ dai kém. Tuy nhiên graphít có ưu điểm làm tăng độ chịu mòn của gang, có tác dụng như chất bôi trơn, làm cho phoi gang dễ bị vụn khi cắt gọt, dập tắt rung động, làm giảm độ co ngót khi đúc.

2.2.4. Công dụng

 

Gang xám thường được dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng nhỏ cà ít bị va đập như: thân máy, bệ máy, ống nước,… do chịu ma sát tốt nên đôi khi gang xám dùng để chế tạo các ổ trục tốc độ thấp.

Gang lỏng làm nguội chậm khi đúc sẽ được gang xám.

 

2.3. Gang cầu:

2.3.1. Ký hiệu và thành phần

 

Gang cầu ký hiệu: “GC” và đi kèm hai chỉ số. Chỉ số thứ nhất chỉ giới hạn bền kéo

(kG/mm2), chỉ số thứ hai chĩ độ giãn dài tương đối tính ra phần trăm.

Vd: GC 40 – 10 có nghĩa là: gang cầu có giới hạn kéo là 40kG/mm2, độ giãn dài tương đối là 10%.

Thành phần: gang cầu còn có tên là gang độ bền cao, có thành phần hóa học như gang

xám.

 

Thành phần hóa học của gang cầu sau khi biến cứng như sau: 3-3,6%C; 2- 3%Si; 0,5 – 1%Mn; ~2%Ni; 0,04 – 0,08%Mg;  0,15%P;  0,03%S

 

2.3.2. Tổ chức tế vi

 

Gang cầu có tổ chức tế vi như gang xám (peclit – ferit, peclit), nhưng graphít có dạng

thu nhỏ thành hình cầu.

 

2.3.3. Tính chất

 

Nhờ có graphít cầu nên gang cầu có độ bền cao hơn gang xám nhiều, đặc biệt có độ dẻo đảm bảo. Gang cầu vừa có tính chát của thép vừa có tính chát của gang. Độ cứng và độ bền của gang cầu có thể tăng cao hơn nữa nếu ta nhiệt luyện nó.

Để có tổ chức gang cầu, phải nấu chảy gang xám và dùng phương pháp biến tính đặc

biệt gọi là cầu hóa để tạo graphít hình cầu

 

2.3.4. Công dụng

 

Do có nhiều ưu điểm về cơ tính nên gang cầu được sử dụng ngày càng nhiều để thay thế cho thép trong một số trường hợp.

Gang cầu dùng để chế tạo các chi tiết ôtô, động cơ đốt trong như: trục khuỷu, píttông, dên, bánh răng và các chi tiết quan trọng khác như trục chính máy công cụ, thay thế thép để làm đường ray nhỏ, ứng dụng sản xuất các loại nắp hố ga chất lượng cao hiện nay….

 

Ứng dụng của gang cầu vào sản xuất nắp hố ga

 

Ứng dụng của gang cầu vào sản xuất nắp hố ga

2.4. Gang dẻo:

2.4.1. Ký hiệu và thành phần

 

Ký hiệu gang dẻo: “GZ” và hai chữ số, chỉ số thứ nhất chỉ giới hạn bền kéo, chỉ số thứ hai chỉ độ giãn dài tương đối. Ví dụ: GZ 30 – 6 có ngiã là: Gang dẻo, có giới hạn bền kéo là 30kG/mm2, độ giãn dài tương đối là 6%.

Thành phần hóa học như gang trắng. Nhưng thành phần C không cao.

 

2.4.2. Tổ chức tế vi

 

Khi ủ gang trắng xementit của gang trắng sẽ phân hóa thành graphít, graphít này có hạt nhỏ, sau khi làm nguội chậm ta có gang dẻo hay còn gọi là gang rèn. Tùy theo chế độ ủ ta có các loại gang dẻo có nền kim loại là ferit, peclit, hoặc ferit – peclit

 

2.4.3. Tính chất

 

So với gang xám, gang dẻo có độ bền, độ dẻo và độ dai cao hơn, người ta gọi nó là gang rèn vì nó có độ dẻo cao chứ không phải là có thể rèn được.

Thành phần C không cao nên graphít của nó ít và hơn nữa lại tập trung từng cụm nên những ảnh hưởng xấu của nó đến cơ tính rất ít.

 

2.4.4. Công dụng

 

Gang dẻo sử dụng nhiều trong công nghiệp ôtô máy kéo, máy móc nông nghiệp,…

dùng cho các chi tiết tải trọng lớn, hình dạng phức tạp.

Tuy nhiên giá thành gang dẻo khá cao so với gang xám vì công nghệ chế tạo nó phức

tạp.

Quy trình chế tạo gang dẻo gồm hai bước:

+ Đúc chi tiết bằng gang trắng.

 

+ U vật đúc ở nhiệt độ 900 ~ 10000C trong khỏang thời gian 70 ~ 100giờ. Ta sẽ

có gang dẻo.

 

2.5. Sơ lược về quá trình luyện gang:

Tùy từng loại gang mà khi luyện cần phải trải qua các bước như:

+ U khử ứng suất bên trong

+ U làm mất lớp vỏ biến trắng .

+ U để thay đổi nền kim loại.

+ Tôi và ram.

+ Hóa bền bề mặt.

 

Các phương phát nghiên cứu về tổ chức và cơ tính của kim loại


I: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC

1. Phương pháp mặt gãy:

Là phương pháp quan sát kim loại ở chỗ gãy (mặt gãy) có thể phát hiện được các vết nứt lớn, lẫn xỷ … xác định được sơ bộ hạt lớn hay bé từ đó cho ta những đánh giá sơ bộ về mức hoàn thiện của tổ chức kim loại về chất lượng lim loại đó
VD: Mặt gãy thấy hạt lớn thì biết KL dòn, dễ gãy … Tuy nhiên PP này chỉ dùng để xđ sơ bộ không phát hiện được thành phần cấu tạo (khả năng phân giải mắt người < 0,15 mm)

2. Phương pháp tổ chức thô đại:

Là phương pháp dùng mắt thường hay kính lúp soi tổ chức của kim loại sau khi đã cưa, mài phẳng KL bằng giấy nhám có thể thấy rõ 1 số dạng hỏng bên trong của kim loại : Bọt khí, rỗ, nứt, các lẫn xỷ… Nếu dùng các hoá chất thích hợp (axít, muối) tẩm thực lên bề mặt mẫu thì có thể phát hiện được sự không đồng nhất của tổ chức kim loại Phương pháp này là phương pháp phân tích sơ bộ trước khi phân tích tổ chức tế vi.

3. Phương pháp tổ chức tế vi:( Tổ chức hiển vi)

Là phương pháp nghiên cứu các thành phần cấu tạo của kim loại và hợp kim ở dưới kính hiển vi, loại phổ biến là kính hiển vi quang học với độ phóng đại từ 50 – 2000 lần
Nguyên lý: Dùng AS ở nguồn sáng chiếu // lên mặt mẫu AS phản xạ lại từ đây đập vào mắt ta cho thấy hình dạng của tổ chức. Khi mẫu KL mới mài bóng sẽ chỉ thấy sáng do …. Khi qua tẩm thực do biên giới hạt có hoạt tính cao hơn nên bị ăn mòn lõm xuống nên AS phản xạ chệch đi – thấy tối … (hình vẽ)
Tính chất cơ khí của kim loại
Hình 12. Phản xạ AS từ mặt mẫu
a) Mặt chưa tẩm thực b) Mặt đã tẩm thực

4. Phương pháp phân tích bằng tia Rơngen

Tia Rơn gen Là các sóng điện tử với bước sóng rất ngắn r = 0,005 – 2.10-8 cm nên có năng lượng rất lớn có thể đâm xuyên qua vật thể. Căn cứ vào ảnh nhiễu xạ của các tia Rơngen bị phản chiếu từ các mặt tinh thể có thể biết được cách sắp xếp các nguyên tử trong mạng tinh thể và xác định được kích thước ( thông số mạng của nó )

II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VỀ CƠ TÍNH

1. Thử kéo: (độ bền)

Thử kéo là quá trình thử quan trọng để xác định cơ tính của kim loại. Khi thử kéo
ta có thể xác định được độ bền, độ đàn hồi, độ dẻo của kim loại.
Quá trình phá hỏng kim loại được biểu diễn bởi đồ thị kéo
Tính chất cơ khí của kim loại 1
Để xác định được giá trị độ kéo của vật liệu kim loại, trước tiên phải chế tạo mẫu của vật liệu đó. Mẫu thí nghiệm được chế tạo theo tiêu chuẩn của từng nước. Mẫu thử tiết diện tròn và chữ nhật được dùng ở Việt nam. Sau đó mẫu kẹp trên máy kéo (hoặc máy kéo nén vạn năng) truyền động bằng có khí hoặc thủy lực theo nguyên lý sau:
Nhờ áp lực dầu thủy lực (được chỉ trên đồng hồ báo áp lực), pít tông A kéo mẫu B và đồng thời máy cũng vẽ được biểu đồ (hình 19). Khi kéo chiều dài mẫu tăng dần, tiết diện ngang mẫu giảm dần, đến điểm D mẫu bị thắt và cũng ứng với lực kéo lớn nhất, từ đấy trên máy không tăng, nhưng mẫu vẫn dài thêm đến điểm M thì mẫu bị đứtnhư vậy độ bền của vật liệu được xác định theo công thức:
ĩ = P/ F0 (N/mm2).
Trong đó: P: lực kéo lớn nhất ứng với lúc mẫu bị thắt (N).
F0: diện tích tiết diện chỗ thắt (mm2).
ĩTL: giới hạn tỷ lệ; ĩDH: giới hạn đàn hồi; ĩCH: giới hạn chảy; ĩB: giới hạn
bền;
ĩd: giới hạn đứt.

2. Độ dẻo:

Là tập hợp của các chỉ tiêu cơ tính phản ánh độ biến dạng dư của vật liệu khi bị phá
huỷ. Nguời ta đánh giá bằng 2 chỉ tiêu cũng xđ trên mẫu thử độ bền
• Độ dãn dài tương đối : % = (L1-Lo)/Lo x 100% L1 – Chiều dài mẫu sau khi bị kéo đứt
• Độ thắt tỷ đối : % = (Fo – F1)/Fo x 100%

3. Thử độ cứng:

Kim loại và hợp kim khác nhau sẽ có độ cứng khác nhau như: kim loại màu và hợp kim màu, thép cacbon thấp… có độ cứng thấp; thép sau khi nhiệt luyện (tôi thép), hoặc thấm cacbon sẽ có độ cứng cao. Để đánh giá độ cứng chúng người ta tiến hành thử độ cứng.
Thử độ cứng hay đo độ cứng là so sánh độ cứng của vật đem thử với độ cứng của vật khác được coi là chuẩn.
Có nhiều phương pháp thử độ cứng như: thử độ cứng bằng phương pháp Brinen; phương pháp Rocoen; phương pháp Vicke; phương pháp đập trên viên bi;
a) Thử độ cứng bằng phương pháp Brinen:
Cách thử này bằng cách ấn mũi đâm bằng viên bi thép vào mẫu thử. Số đơn vị độ
cứng Brinen (viết tắt HB) tính bằng tỷ số giữa tải trọng P với diện tích bề mặt vết lõm.
HB = P/F
P là tải trọng tính bằng N. F là diện tích mặt chỏm cầu vết lõm có đường kính d. D là đường kính viên bi thép (D: 2,5; 5; 10 mm). Giá trị của P chọn theo vật liệu và giá trị đường kính D:
Thép cacbon thấp và gang: P = 30D2.
Đồng và hợp kim của đồng: P = 10D2.
Từ biểu thức trên ta thấy diện tích hình chỏm cầu được xác định như sau:
Tính chất cơ khí của kim loại 3
Điều kiện đánh giá bằng phương pháp Brinen:
Chiều dày vật liệu > 10h (h là chiều sâu vết lõm). Khỏang cách hai vết > 2D. tải
trọng phải êm. Nếu đường kính vết lõm là d thì phải thỏa mãn: 0,2D < d < 0,6D
b) Thử độ cứng bằng phương pháp Rocoen:
Độ cứng Rocoen được xác định bằng cách dùng tải trọng P ấn viên bi thép đã nhiệt luyện có đường kính 1,587mm tức là 1/16” (1” = 25,4mm) (thang đo B) của máy đo hoặc mũi kim cương nhọn có góc đỉnh 1200 (thang đo C hoặc A) để ấn lên bề mặt thử rồi đo độ lún xuống.
Trong khi thử, số độ cứng được ghi trực tiếp ngay bằng đồng hồ. Số đo độ cứng Rocoen được biểu thị bằng đơn vị quy ước.
Đơn vị đo HR (một đơn vị HR = 0,002mm).
Bảng chọn thang độ cứng Rocoen và Brinen.
Tính chất cơ khí của kim loại
Viên bi thép dùng để thử những vật liệu ít cứng, còn mũi kim cương dùng để thử
các vật liệu có độ cứng cao như thép đã nhiệt luyện.
Tải trọng tác dụng 2 lần:
Tải trọng sơ bộ P0 = 10kG, sau đó đến tải trọng chính P, đối với viên bi thép P = 100kG (xem bảng 1, thang B ở trên đồng hồ, màu đỏ), đối với mũi kim cương P = 150kG (xem bảng 1, thang C ở trên đồng hồ, màu đen) hoặc P = 60kG (xem thang A màu đen, bảng 1).
Phương pháp thử độ cứng Rocoen rất đơn giản về thao tác nhanh và ít để lại dấu
vết trên bề mặt vật thử nênthường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
c) Thử độ cứng bằng phương pháp Vicke:
Dùng mũi kim cương hình chóp, đáy vuông, góc giữa hai mặt đối xứng bằng 1360 ấn lên bề mặt của mẫu thử hoặc chi tiết với tải trọng P từ 5 – 120kG, thường P = 5; 10; 20; 30; 50; 100 và 120kG.
Độ cứng Vicke được ký hiệu bằn HV (kG/mm2):
HV   1,8544 P
d 2
(3.1)
Trong đó, P: tải trọng (kG); d: đường chéo của vết lõm (mm).
Phương pháp đo độ cứng Vicke có thể đo cho cả vật liệu mềm và vật liệu cứng có
lớp mỏng của bề mặt sau khi thấm than, thấm nitơ, nhiệt luyện.
d) Thử độ cứng bằng phương pháp đập trên viên bi:
Phương pháp thử độ cứng này được thực hiện bằng một dụng cụ đơn giản và cơ động. Nó thường dùng để xác định độ cứng trên các vật lớn mà ta không thể đặt lên máy thử độ cứng kiểu Brinen hoặc Rocoen. Để thử, ta dùng búa đập với lực bật kỳ lên đầu 1, đầu 1 nẳmtong thân 2, lực đập truyễnuống viên bi 5 có đường kính 10mm thông qua thanh ngang 3 dùng làm vật mẫu độ cứng. Sau khi đập búa, viên bi sẽ để lại vết lõm trên mặt thử 4, đồng thời cũng để lại vết lõm trên vật mẫu 5, mà độ cứng của vật mẫu đó ta biết trước theo đơn vị HB, dường kính vết lõm là khỏang 2 – 4mm. Vì tỉ số của độ cứng gần xấp xỉ bằng tỉ số bình phương đường kính của vết lõm, nên ta có thể tính được độ cứng HB của thử theo công thức theo công thức:
HB  .d 2
  m m
vt 2
vt
Trong đó HBvt: độ cứng của vật thử theo đơn vị Brinen.
HBm: độ cứng của vật mẫu theo đơn vị Brinen (đãbiết trước).
d2m: đường kính vết lõm của vật mẫu (mm).
d2vt: đường kính vết lõm của vật thử.

4. Thử va đập:

Các chi tiết máy mặc dù đã có độ bền cao, có độ cứng cao, nhưng vẫn có thể bị phá hỏng do các lực va đập dù là lực đó không lớn lắm. Bởi vậy để xem xét các tính chất cơ học tòan diện, ngòai xét các tính năng của nó trong trạng thái tĩnh, ta còn phải xét đến tính năng của nó trong trạng thái tải trọng động. Tức là tải trọng va đập.
Độ dai va chạm:
ak = A/F , KGm/cm2
A. Công va đập tiêu hao ở chỗ mẫu bị vỡ, J=Nm
F. Diện tích cắt ngang ở chỗ mẫu bị vỡ

5. Thử công nghệ:

Tính công nghệ của vật liệu biểu thị khả năng gia công của vật liệu ứng với các
hình thức gia công khác nhau như: cắt gọt, hàn, rè dập, nấu chảy khi đúc.
Thường người ta thử công nghệ vật liệu bằng cách uốn cong, chồn ở trạng thái
nguội, gấp mép, dập sâu thép tấm và bằng cách xem tia lửa mài.
• Cách thử uốn cong: sử dụng kim loại dẻo.
• Cách thử chồn ở trạng thái nguội: được tiến hành cho các kim loại dùng làm
đinh tán rivê,…
• Cách thử gấp mép: được tiến hành cho các kim loại bằng thép tấm mỏng. Thường được tiến hành trong trạng thái nguội.
• Cách thử dập sâu thép tấm: dùng cho kim loại cần dập nguội và vuốt dài. Mẫu thử được dập sâu bằng chày và cối của máy thử.
• Cách thử theo tia lửa mài: dùng để xác định gần đúng thành phần kim loại. Thép càng có nhiều cacbon thì tia lửa mài càng có nhiều hoa lửa sáng chói. Thép có
• Wonfram thì tia lửa có màu đỏ, thép có chứa Crôm thì tia lửa có màu cam.
ST: Phan Đức Thuận

Cấu tạo mạng tinh thể của kim loại nguyên chất


I: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

    Vật rắn chia làm 2 nhóm: Tinh thể và vô định hình

Trong vật rắn tinh thể, các chất điểm sắp xếp theo một quy luật trật tự hình học nhất định. Trong các vật rắn vô định hình các chất điểm sắp xếp hỗn loạn

Tất cả các kim loại và hợp chất của chúng ở trạng thái rắn đều là vật tinh thể (có cấu tạo tinh thể). Chúng có nhiệt độ nóng chảy hoặc đông đặc xác định

Để nghiên cứu các quy luật sắp xếp các chất điểm trong vật tinh thể người ta nêu ra khái niệm về mạng không gian (mạng tinh thể) hình 3a

Cấu tạo mạng tinh thể kim loại

+ Trong điều kiện thường và áp suất khí quyển hầu hết các kim loại tồn tại ở trạng thái rắn ngoại trừ thủy ngân. Ở trạng thái này các nguyên tử của các kim loại xắp xếp theo một trật tự nhất định trong không gian tạo thành mạng tinh thể.

+ Mạng tinh thể là mô hình không gian mô tả quy luật hình học của sự sắp xếp

các chất điểm(nguyên tử, ion hay phân tử) trong vật tinh thể.

+ Mạng tinh thể bao gồm các mặt đi qua chất điểm, các mặt này luôn luôn song

song cách đều nhau và được gọi là mặt tinh thể.

+ Khối cơ bản là các khối đơn giản giống nhau mà xếp theo ba chiều đo thì có được mạng tinh thể.. khối cơ bản là hình khối nhỏ nhất có cách sắp xếp chất điểm đại diện chung cho mạng tinh thể.

    Trong mạng tinh thể, ion chiếm chỗ các nút mạng và dao động quanh các điểm nút đó như dao động quanh các vị trí cân bằng. Mạng tinh thể như gồm bởi các mặt đi qua các chất điểm, các mặt này luôn luôn song song và cách đều nhau gọi là các mặt tinh thể (H3b)

    >> Khi biểu diễn mạng tinh thể của KL để đơn giản người ta chỉ vẽ một phần nhỏ

nhất đặc trưng cho một loại mạng gọi là ô cơ bản hay ô cơ sở (H3c)

II: CÁC KIỂU MẠNG TINH THỂ THƯỜNG GẶP :

1: Mạng lập phương thể tâm

Cấu tạo mạng tinh thể kim loại 1

a) Dạng thực ô cơ sở b) Phần thể tích các nguyên tử trong 1 ô c) Khối cơ bản

Những nguyên tử trên phương đường chéo khối (a 3 ) tiếp xúc với nhau còn theo phương đường chéo mặt và cạnh a xếp rời nhau tạo nên những lỗ hổng có kích thước bé

a: gọi là thông số mạng (hằng số mạng, chu kỳ mạng…)

Mật độ nguyên tử của mạng (mật độ khối) là phần thể tích tính ra % của mạng do

các nguyên tử chiếm chỗ được xác định bằng công thức

Mv = (n.v)/V x 100% Số nguyên tử trong ô mạng n = Bán kính nguyên tử: r =( a 3 )/4

Thể tích của 1 nguyên tử : v = 4/3 ð.r Thể tích ô mạng: V = a

Ta tính được Mv = 68% . Mv càng cao thì thể tích riêng nhỏ, KLR cao

– Thông số mạng là kích thước cơ bản của mạng tinh thể, ở đây có thể tính ra được khoảng cách 2 ngtử bất kỳ trong mạng

Thông số mạng được đo bằng Ao hay kX

1 Ao = 10-8 cm

1 kx = 1,00202 Ao

Mạng LPTT chỉ có 1 TSM là a. khoảng cách 2 ngtử gần nhau nhất là d Các kim loại có kiểu mạng này là Fe

2. Mạng lập phương diện tâm:

Các nguyên tử (ion) nằm ở các đỉnh và giữa (tâm) các mặt của hình lập phương.

Các kim loại: Fe, Cu, Ni, Al, Pb… có kiểu mạng lập phương diện tâm.

Cấu tạo mạng tinh thể kim loại 2

Hình 5: kiểu mạng lập phương diện tâm

a) Dạng thực ô cơ sở b) Phần thể tích các nguyên tử trong 1 ô

Các nguyên tử xếp sít nhau trên phương đường chéo mặt nên mặt tinh thể chéo hợp bởi phương này có các nguyên tử xếp sít nhau. Trên phương đường chéo khối và cạnh a các nguyên tử xếp rời nhau và tạo nên các lỗ hổng với số lượng ít hơn song kích thước lớn hơn

Mv = 74% với n = … Khoảng cách 2 ngtử gần nhau hay d =.

Các ngtử có kiểu mạng này là : Fễ, Cu, Ni, Al, Pb…

VD: ở nhiệt độ > 911 độ Fễ có kiểu mạng LPDT với a = 2,93 Ao

3. Mạng lục giác xếp chặt

Cấu tạo mạng tinh thể kim loại 3

Hình 6: Kiểu mạng lục giác xếp chặt

a) Dạng thực ô cơ sở b) Phần thể tích các nguyên tử trong 1 ô c) Khối cơ bản

Bao gồm 12 nguyên tử nằm ở các đỉnh, 2 nguyên tử nằm ở giữa 2 mặt đáycủa hình lăng trụ lục giác và 3 nguyên tử nằm ở khối trung tâủ khối lăng trụ tam giác cách nhau.

Khối cơ bản kiểu mạng này như gồm bởi 3 lớp nguyên tử xếp sít nhau, các ngtử lớp đáy dưới xếp sít nhau rồi đến 3 ngtử ở giữa xếp vào khe lõm của lớp đáy do đó chúng cũng xếp sít nhau, các ngtử lớp đáy trên lại xếp vào các khe lõm của lớp giữa nhưng có vị trí trùng với vị trí lớp đáy dưới

Mv = 74% . Kiểu mạng này có 2 thông số mạng là a và c. Vì các lớp xếp sít nhau

nên a và c lại có sự tương quan

Trường hợp lý tưởng c/a = 1,633 (√8/3 ). Thực tế ít gặp nên người ta quy ước nếu

c/a trong khoảng 1,57 đến 1,64 được coi là xếp chặt

VD: c/a của Be = 1,5682 ; Mg = 1,6235. Khi c/a khác giá trị trên quá nhiều thì được coi là không xếp chặt

VD: c/a của Zn = 1,8563 ; của Cd = 1,8858 c/a được gọi là độ chính phương

4. Mạng chính phương thể tâm

Cấu tạo mạng tinh thể kim loại 4

Hình 7: Khối cơ bản của kiểu mạng chính phương thể tâm

Các kim loại không có kiểu mạng này, song đây là 1 kiểu mạng rất quan trọng của một tổ chức khi nhiệt luyện có được ( Kiểu mạng của tổ chức Maxtenxit ) có thể coi mạng CPTT là LPTT bị kéo dài ra theo trục Z

Nó có 2 thông số mạng là c và a. tỷ số c/a được coi là độ chính phương

III. TÍNH THÙ HÌNH CỦA KIM LOẠI:

Khá nhiều kim loại có đặc tính là ở các nhiệt độ và áp suất khác nhau một nguyên tố có thể tồn tại với những kiểu mạng khác nhau. Tính chất này được gọi là tính thù hình

Fe là kim loại có tính thù hình, ở dưới 911 độ và từ 1392 – 1539 nó có kiểu mạng lptt … Ký hiệu Fe chính là Feα mất từ tính và tồn tại ở 768 – 910 độ. Trong thực tế từ tính của kim loại không liên quan đến cấu trúc của kim loại

Các dạng thù hình của cùng 1 nguyên tố được ký hiệu bằng các chữ cái hy lạp …

Trong kỹ thuật phải chú ý đến tính thù hình của KL vì khi chuyển biến thù hình sẽ gây ra các biến đổi quan trọng về thể tích và tính chất

VD: Nung sắt đến 911 độ có sự chuyển biến Feα (Mv=68%) sang Fe (Mv = 74%) thể tích giảm đi đột ngột. Khi làm nguội thì ngược lại, đó chính là quá trình tôi thép : mạng tinh thể của Fe biến đổi từ Fe sang Feα thể tích tăng sẽ không có lợi, gây ứng suất (hình vẽ)

Cấu tạo mạng tinh thể kim loại 5

Sn ở t0 thường (Sn- mạng chính phương diện tâm) khi làm nguội < -30 độ

chuyển màu xám

C có 2 dạng thù hình kim cương và graphít với 2 kiểu mạng rất khác nhau (kim cương và lục giác) t/c khác hẳn nhau: kim cương = 10.000HB, không dẫn điện còn Graphít rất mềm dẫn điện dễ vỡ vụn. Có điều đặc biệt là cả 2 dạng thù hình cùng // tồn tại ở to và áp suất thường. Hiện nay có thể chế tạo kim cương nhân tạo bằng cách ép Graphít ở 200 độ và p = 100.000 at

ST: Phan Đức Thuận