Bài giảng Thép và gang

Chương 5: Thép và Gang Khái niệm về thép C và thép hợp kim Thép C  Là hợp kim của Fe-C với %C < 2,14, có tính dẻo nên có thể cán nóng ở nhiệt độ cao (> Ac3, Acm) 0.8 14990C Thép C Gang Thành phần hoá học - Fe, C (< 2,14%) - Mn (< 0,8%) - Si (< 0,4%) - P (< 0,05%) - S (< 0,05%) Tạp chất có lợi Tạp chất có hại Các nguyên tố khác có thể có: Cr, Ni, Cu, W, Mo….. Thép C (……..) Ảnh hưởng của C đến tổ chức và cơ tính • Ảnh hưởng đến tổ chức tế vi - %C < 0,05%  thuần ferit - 0,05% < C < 0,8%  F + P - %C = 0,8%  P - %C > 0,8%  P + XeII • Ảnh hưởng đến cơ tính - tăng độ cứng khi %C tăng (0,1%C/25HB) - làm giảm độ dẻo, độ dai va đập - làm tăng độ bền và đạt cực đại trong khoảng 0,8-1,0%C sau …………..đó giảm Thép C (……..) Vai tròn của C đối với công dụng của thép * Thép C thấp (%C < 0,25%)  chủ yếu dùng trong kết cấu xây dựng. Có thể sử dụng để chế tạo một số chi tiết máy sau khi hoá nhiệt luyện * Thép C trung bình (0,3-0,5%C )  thường dùng chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập cao * Thép C khá cao (0,55-0,65%C )  thường dùng chế tạo các chi tiết cần có tính đàn hồi tốt * Thép C cao (%C > 0,7% )  thường dùng chế tạo các chi tiết làm dụng cụ cắt, khuôn dập, dụng cụ đo vì có độ cứng cao, chống mài mòn tốt Thép C (……..) Ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất • Mangan: Mn có trong thép là do dùng fero Mn khử O2 + quặng Mn + FeO  Fe + MnO (nhẹ  nổi đi vào xỉ) Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,5-0,8%) • Silic: Si có trong thép là do dùng fero Si khử O2 + quặng Si + FeO  Fe + SiO (nhẹ  nổi đi vào xỉ) Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,2-0,4%) • Phốtpho: P có trong thép là do lẫn trong quặng, kết hợp với Fe tạo …………….Fe3P cứng và giòn Ảnh hưởng: gây hiện tượng bở nguội (%P < 0,05%) • Lưu huỳnh: S có trong thép là do lẫn trong quặng, kết hợp với Fe ……………….tạo cùng tinh (Fe3S + Fe) có nhiệt độ nóng chảy thấp Ảnh hưởng: gây hiện tượng bở nóng (%S < 0,05%) Thép C (……..) Phân loại thép C • Phân loại theo độ sách tạp chất có hại (P, S) - Chất lượng thường: %P < 0,05% và %S < 0,05% - Chất lượng tốt: %P < 0,04% và %S < 0,04% (lò hồ quang điện) - Chất lượng cao: %P < 0,03% và %S < 0,03% (lò hồ quang điện) - Chất lượng rất cao: %P < 0,02% và %S < 0,02% (lò hồ quang điện + điện xỉ..) • Phân loại theo phương pháp khử Oxy - Thép sôi (khử Oxy chưa triệt để): có nhiều rỗ khí bên trong do chỉ sử dụng FeMn - Thép lặng (khử Oxy triệt để): thường khử bằng FeMn, FeSi và Al - Thép nửa lặng (là dạng trung gian của 2 loại thép trên): thường khử bằng Al, FeMn Thép C (……..) Phân loại thép C (…..) • Phân loại theo công dụng - Thép kết cấu: các kết cấu, chi tiết máy chịu tải…. - Thép xây dựng: dùng trong xây dựng, các kết cấu thép….. - Thép chế tạo máy: đòi hỏi chất lượng cao hơn thép xây dựng…. - Thép dụng cụ: dùng chế tạo các công cụ chuyên dùng có yêu cầu độ cứng và ………………….chống mài mòn cao Thép C (……..) Ưu điểm của thép C • Rẻ, dễ kiếm do không đòi hỏi thành phần phức tạp • Có cơ tính phù hợp với một số trường hợp nhất định • Có tính công nghệ tốt: dễ đúc, cán, rèn………so với thép hợp kim Nhược điểm của thép C • Độ thấm tôi thấp nền hiệu quả hoá bền nhiệt luyện không cao • Tính chịu nhiệt độ cao kém • Không có các tính chất lý, hoá đặc biêt: chống ăn mòn, tính cứng nóng… Làm thế nào để khắc phục được các nhược điểm trên? Thép hợp kim  Là thép được đưa vào thêm một số nguyên tố khác ngoài C (Ni, Cr, Ti…..) với lượng đủ lớn  làm thay đổi tổ chức  cải thiện tính chất của vật liệu * Các nguyên tố chính với lượng đủ lớn có thể làm thay đổi tổ chức Mn  0,8-1,0% Si  0,5-0,8% Cr  0,5-0,8% Ni  0,5-0,8% W  0,1-0,5% Mo  0,05-0,2% Ti  0,01% Cu  0,3% B  0,002% * Các đặc tính của thép hợp kim Thép hợp kim (…) - Cơ tính: - Trạng thái không nhiệt luyện, độ bền khác không nhiều so với thép C ..tương đương - Độ thấm tôi lớn  chiều sâu lớp hoá bền lớn hơn so với thép C - Tốc độ nguội tới hạn nhỏ  giảm cong vênh chi tiết - Độ bền cao hơn hẳn thép C sau khi nhiệt luyện - Tính công nghệ kém hơn thép C - Tính chịu nhiệt độ cao: - Cácbit của nhiều nguyên tố HK có tác dụng ngăn cản sự kết tụ cácbit, ...phân hoá M - Tính chất đặc biệt: - Bền ăn mòn trong nhiều môi trường - Có từ tình đặc biệt, có sự giãn nở nhiệt đặc biệt… Thép hợp kim (…) Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép * Hoà tan vào Fe tạo dung dịch rắn - Với hàm lượng nhỏ (~ vài %): không làm thay đổi cấu hình GĐP Fe-C - ảnh hướng đến độ cứng của vật liệu - ảnh hưởng đến độ dai ak % ng.tố hợp kim  4 100 220 HB 2 Ni SiMn Cr % ng.tố hợp kim  4 500 3000 ak (kJ/m 2) 2 6 2500 Si Mn Cr Ni Thép hợp kim (…) Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép Thép hợp kim (…) Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép * Hoà tan vào Fe tạo dung dịch rắn - Với hàm lượng lớn (> 10 %): làm thay đổi cấu hình GĐP Fe-C  tuỳ thuộc vào nguyên tố HK mà các vùng tổ chức bị thay đổi (10-20% Mn, Ni) có thép Austenit, (>20% Cr) có thép Ferít….. * Tạo thành Cácbit  một số nguyên tố HK có khả năng kết hợp với C tạo thành cácbit: Mn, Cr, Mo, W, Ti……. Fe Mn Cr Mo W V Ti Zr Nb Khả năng tạo cácbit của các nguyên tố HK Tạo cácbit mức độ TB Tạo cácbit mức độ khá mạnh Tạo cácbit mức độ mạnh Tạo cácbit mức độ rất mạnh Thép hợp kim (…) Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép * Tạo thành Cácbit (…) Các loại cácbit - Xêmentít HK (Fe, Me)3C: Mn, Cr, Mo, W - Cácbit kiểu mạng phức tạp: Cr7C3, Cr23C6, Mn3C - Cácbit kiểu Me6C: Cr, W, Mo, Fe - Cácbit kiểu mạng đơn giản MeC (Me2C): V, Ti, Zr, Nb Cr7C3 N h iệ t đ ộ t ô i c ủ a t h é p p h ụ t h u ộ c l o ạ i c á c b ít M ứ c đ ộ k h ó p h â n h u ỷ c ủ a c á c b ít , đ ộ c ứ n g t ă n g TiC Thép hợp kim (…) Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến nhiệt luyện Chuyển biến nung nóng khi tôi Peclít  Austenit, sau đó các loại cácbit hoà tan vào Austenit Sự phân hoá đẳng nhiệt của Austenit quá nguội N h iệ t đ ộ Thời gian Thép C Thép HK Độ thấm tôi Chuyển biến mactenxit Thép hợp kim (…) Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến nhiệt luyện Chuyển biến khi ram Đa số các ng.tố HK có xu hướng cản trở sự phân hoá C ra khỏi M  giữ độ cứng cho thép ở nhiệt độ cạo Xêmentít Fe3C ~ 200 0C Xêmentít HK (Fe, Me)3C ~ 250-300 0C Cácbít crôm Cr7C3, Cr23C6 ~ 400-450 0C Cácbít Fe3W3C ~ 550-600 0C Sự tiết ra cácbit HK khỏi M của một số cácbit Thép hợp kim (…)  Tác dụng của các nguyên tố HK: • Khi các nguyên tố HK hoà tan vào dung dịch rắn: - gây xô lệch mạng trong Fe cản trở chuyển động của lệch  hoá bền - tăng tính ổn định của A quá nguội, giảm Vth chi tiết ít bị cong vênh, biến dạng • Khi các nguyên tố HK tạo cácbít: - khó hoà tan  giữ cho hạt nhỏ khi nung - ở nhiệt độ cao nhất định mới bị tiết ra khỏi M  có tính cứng nóng cho chi tiết - sau ram được phân bố dưới dạng hạt nhỏ mịn, phân tán  hoá bền Thép hợp kim (…) Các khuyết tật của thép HK Thiên tích Đốm trắng Giòn ram loại I (280-3500C) Giòn ram loại II (500-6000C) Phân loại thép HK Theo tổ chức khi cân bằng: - thép trước cùng tích - thép cùng tích - thép sau cùng tích - thép Lêđêburit - thép Ferit - thép Austenit Theo tổ chức khi thường hoá: - thép họ Peclít - thép họ máctenxit - thép họ austenit Thép hợp kim (…) Phân loại thép HK (…) Theo tổng lượng nguyên tố HK: - thép HK thấp:  < 2,5% - thép HK trung bình: 2,5% <  < 10% - thép HK cao:  > 10% Theo công dụng: - thép HK kết cấu - thép HK dụng cụ - thép HK đặc biệt Tiêu chuẩn thép Thép C Theo TCVN 1765-75: thép C kết cấu chất lượng thường để làm các kết cấu xây dựng với %P (0,04-0,07%) và %S (0,05-0,06%) CT xx (n, s, ) Ký hiệu thép C thường Giới hạn bền kéo tối thiểu (kG/mm2) Thép nửa lặng Thép sôi Thép lặng Theo TCVN 1766-75: thép C kết cấu chất lượng tốt để chế tạo các chi tiết máy P, S < 0,04% C xx (A) Theo TCVN 1822-76: thép C dụng cụ dùng để chế tạo các dụng cụ CD xx (A) Theo TC của Nga (ΓOCT) Thép kết cấu chất lượng thường để làm các kết cấu xây dựng CT x Thép C kết cấu chất lượng tốt để chế tạo các chi tiết máy xx Thép C dụng cụ dùng để chế tạo các dụng cụ Yxx Theo TC của US Thép để làm các kết cấu xây dựng: hệ ASTM Thép để làm chi tiết máy và dụng cụ: hệ AISI và SAE Thép HK Theo TCVN1759-75: xx Cr xx Ni xx……… (A) %C theo phần vạn ký hiệu hoá học các nguyên tố + xx (phần trăm khối lượng) chất lượng hợp kim Theo TC của Nga: Cr Ni W Mo Ti Si Mn V X H B M T C Γ Φ 40Cr 35CrMnTi 90CrSi 14CrMnSi 40X 35XΓT 90XC 14XΓC Theo TC của US: xx xx Loại thép HK %C theo phần vạn trung bình Một số loại thép HK quy ước theo con số: 10 – thép C 40, 44 – thép Mo 15 – thép C có Mn cao 92 – thép Si-Mn 61 – thép Cr-V 50, 51 – thép Cr Theo TC của Nhật: S (xxxxxx) xxx Ký hiệu cho thép HK Biểu thị cho loại thép HK %C theo phần vạn trung bình (xxxxxx): Cr - thép Cr US – thép không gỉ CM – thép kết cấu Cr-Mo UH – thép bền nóng UM – thép dễ cắt NC – thép kết cấu Ni-Cr Nhóm thép xây dựng Yêu cầu chung: • Độ dẻo cao:  ~ 15% - 35% • Độ dai cao: aK ~ 500 kJ/m2 • Tính hàn cao -> loại thép nào sử dụng được dựa theo phương pháp khử oxy? •Hàm lượng C thấp (< 0,22%C) • Cdl = C + (Mn/6) + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 < 0,55% Thép C: loại CT31 -> CT61 Thép HSLA: 2 nguyên tố thường gặp: Mn, Si (Cr, Ni, Cu….) Một số mác thép: 14Mn, 18Mn2, 14CrMnSi……….. Nhóm thép chế tạo máy Yêu cầu chung: • Độ bền cao • Độ dai va đập cao • Độ cứng bề mặt cao • Giới hạn mỏi cao • Tính công nghệ tốt: dễ tạo hình, cắt gọt, gia công tinh….. • Giá thành thấp, phù hợp với yêu cầu sử dụng • Thành phần hóa học chính xác đảm bảo hiệu quả nhiệt luyện: một số nguyên tố thường gặp trong thép hợp kim: Cr, Ni, Mn, Si, W, V….. Thép thấm C • Nhóm thép C: %C < 0,22 Một số mác điển hình: C10, C15, C20, C25 - Sau thấm độ cứng bề mặt: 60-62 HRC, độ cứng lõi 30-40HRC - Môi trường tôi: nước - Nhiệt độ thấm thấp (<9000C) - Các chi tiết có hình dáng đơn giản ( < 20mm), yêu cầu cơ tính không cao: trục xe đạp, cờ lê…….. • Nhóm thép hợp kim: - Thép Cr: 15Cr, 20Cr, 15CrV, 20CrV - Thép Cr-Ni, Cr-Ni-Mo: 12CrNi3A, 20Cr2Ni4A, 20CrNi2Mo, 18Cr2Ni4Mo - Thép Cr-Mn-Ti: 18CrMnTi, 25CrMnTi Đặc điểm: đi từ trên xuống dưới: độ thấm tôi tăng lên, độ bền tăng, độ dẻo dai trong lõi tăng lên -> hình dáng chi tiết sẽ được chế tạo phức tạp dần lên theo -> khả năng chịu tải của chi tiết tăng lên Thép hóa tốt • Nhóm thép C: 0,3% < %C < 0,50 Một số mác điển hình: C30, C35, C40, C45………. - Sau nhiệt luyện hóa tốt: độ cứng lõi 20-30HRC - Đợ cứng sau tôi bề mặt 52-58 HRC -Các chi tiết có hình dáng đơn giản, yêu cầu cơ tính không cao: các bánh răng bị động…….. • Nhóm thép hợp kim: - Thép Cr: 40Cr, 40CrVA - Thép Cr-Ni: 38CrMo - Thép Cr-Mn, Cr-Mn-Si: 40CrMn, 30CrMnSi - Thép Cr-Ni, Cr-Ni-Mo: 40CrNiMo, 38Cr2Ni2MoA - Thép thấm Ni: 38Cr2MoAlA Đặc điểm: đi từ trên xuống dưới: độ thấm tôi tăng lên, độ bền tăng, độ cứng trong lõi sau nhiệt luyện hóa tốt tăng -> hình dáng chi tiết sẽ được chế tạo phức tạp dần lên theo -> khả năng chịu tải của chi tiết tăng lên Thép đàn hồi • Nhóm thép C: 0,55% < %C < 0,65 Một số mác điển hình: C65, C70………. - Độ thấm tôi thấp, độ cứng sau nhiệt luyện 35-45HRC -Các chi tiết có hình dáng đơn giản, chiều dày chi tiết thấp (0,15-8mm) • Nhóm thép hợp kim: - Thép Mn: 65Mn - Thép Si: 60Si2, 60Si2Ni2A…….. Đặc điểm: đi từ trên xuống dưới: độ thấm tôi tăng lên, độ bền tăng, độ cứng trong lõi sau nhiệt luyện. -> hình dáng chi tiết sẽ được chế tạo phức tạp dần lên theo -> khả năng chịu tải của chi tiết tăng lên Thép kết cấu có công dụng riêng • Nhóm thép lá giập nguội sâu: - %C thấp, tổ chức chủ yếu là F - %Si thấp - Hạt nhỏ, đều để có độ dẻo dai cao, có lợi khi giập - Các mác thép thường gặp: C5s, C8s, C10s… • Nhóm thép dễ cắt: - Yêu cẩu độ cứng không quá cao hoặc quá thấp, phoi cắt phải dễ gãy, tính dẫn nhiệt tốt - Nhóm thép chứa hàm lượng P, S cao có đặc điểm thỏa mãn: 12S • Thép ổ lăn: -Yêu cầu làm việc: độ cứng bề mặt cao chịu mài mòn tốt, không có điểm mềm, độ bền mỏi cao - Thành phần hóa học: %C ~ 1%, Cr thường được sử dụng để tăng độ thấm tôi - OL100Cr1,5, 95Cr18…. Thép dụng cụ • Một số yêu cầu chung: - Cơ tính: độ cứng, độ dai va đập……… - Thành phần hóa học - Tính công nghệ: • Thép làm dụng cụ cắt: - Yêu cầu độ cứng cao để cắt được phôi. - Tính cứng nóng tốt - Tính chống mài mòn tốt - Tính công nghệ tốt để có thể gia công tạo hình • Thép làm dao cắt năng suất thấp: - Thép C: CD70, CD80, CD90, CD100, CD110, CD120 - Đặc điểm: chỉ làm được các dụng cụ cắt có năng suất thấp (v < 5m/phút), nhiệt độ làm việc thấp (200-2500C) - Dùng chế tạo cưa tay, dùi đục……(hình dáng đơn giản) - Thép HK: 90CrSi, 140CrW5 - Đặc điểm: độ cứng sau nhiệt luyện tốt hơn thép C, tính cứng nóng cao hơn -> năng suất cắt cao hơn (10m/phút) - Dùng chế tạo dao phạy tiện…. • Thép làm dao cắt năng suất cao (thép gió): - Đặc điểm: + Có độ cứng rất cao sau nhiệt luyện (65-68HRC) + Tính cứng nóng cao (500-6500C) -> dùng làm dụng cụ cắt năng suất rất cao (35-80m/phút). + Có thể tôi thấu chi tiết có tiết diện bất kỳ. - Ảnh hưởng của các nguyên tố thường gặp: + C (0,7-1,5%): hình thành mactenxit và cacbit hợp kim + Cr (~4%): tăng độ thấm tôi + W (6-18%): tạo các bit làm tăng độ cứng, tính chống mài mòn và tính cứng nóng + Mo: tạo cacbit làm tăng độ cứng……(giống W) -> thay thế cho W + V: tạo cacbit làm tăng độ cứng…..(giống W), hạn chế số lượng vì làm giảm tính mài + Co: cải thiện tính cứng nóng cho thép, hạn chế số lượng do gây thoát C khi tôi - Quy trình nhiệt luyện: tôi + ram (3 lần) - Thép gió với năng suất thường (615-6200C): 80W18Cr4V, 85W6Mo5Cr4V - Thép gió với năng suất cao (630-6500C): 85W18Co5Cr4V, 155W12Co5V5Cr4 • Thép làm dụng cụ đo: - Đặc điểm: + Có độ cứng cao sau nhiệt luyện (63-65HRC) + Tính ổn định kích thước cao + Độ nhẵn bóng bề mặt cao. - Thép làm dụng cụ đo cần độ chính xác cao: + 100Cr, 100CrWMn - Thép làm dụng cụ đo cần độ chính xác không cao: + Thép thấm C: C15, C20… + Thép C trung bình: C45, C50, C55 • Thép làm dụng cụ biến dạng nguội: - Đặc điểm: + Có độ cứng cao sau nhiệt luyện (58-62HRC) + Tính chống mài mòn cao + Độ bền và độ dai cao. - Thép làm khuôn bé: CD100, CD120 - Thép làm khuôn trung bình: 110Cr, 100CrWMn, 100CrWSiMn - Thép làm khuôn lớn và cần chống mài mòn cao: 210Cr12, 160Cr12Mo, 130Cr12V - Thép làm khuôn chịu tải trọng va đập: 40CrSi, 60CrSi, 40CrW2Si, 50CrW2Si….. • Thép làm dụng cụ biến dạng nóng: - Đặc điểm: + Có độ cứng vừa phải, độ bền độ dai cao + Tính chống mài mòn cao + Tính chịu nhiệt độ cao. + Quy trình nhiệt luyện: tôi + ram cao  tổ chức trôxtit - Thép làm khuôn rèn: 50CrNiMo, 50CrNiW, 50CrNiSiW, 50CrMnMo - Thép làm khuôn ép chảy: 30Cr2W8V, 40Cr5W2VSi Thép hợp kim đặc biệt Hàm lượng C: rất thấp 0,1-0,15%C hoặc rất cao > 1,0%C Thành phần hợp kim: thuộc nhóm hợp kim cao (>10%), thường là hợp kim hoá đơn giản • Ảnh hưởng đến cơ tính - tính chống mài mòn cao - tính chất điện - từ đặc biệt - làm việc được ở nhiệt độ cao - có tính giãn nở nhiệt, đàn hồi đặc biệt Tổ chức tế vi: Austentit, Ferit và Mactenxit ở trạng thái cung cấp Thép không gỉ Đặc điểm: là loại thép có tính chống ăn mòn cao trong các môi trường có tính ăn mòn mạnh như: axit, bazơ………. Sự ăn mòn kim loại Thép không gỉ (…)  là sự phá huỷ kim loại do tác dụng điện hoá hay hoá học Sự phá huỷ do tác dụng của hoá học  ăn mòn hoá học (ăn mòn khô) do kim loại phản ứng hoá học với môi trường xung quanh Sự phá huỷ do tác dụng điện hoá do cố sự chênh lệch về điện thế điện cực giữa các vùng  tạo nên các cặp pin ăn mòn 3 quá trình cơ bản của ăn mòn điện hoá: 1. Quá trình anod: kim loại có điện thế điện cực âm hơn bị hoà tan theo Me  Men+ + ne 2. Quá trình catod là quá trình khử điện hoá (H+, O2,…) H+ + e Hhp + Hhp H2 3. Quá trình dẫn điện: các e tự do dịch chuyển từ anod tới catod Thép không gỉ (…) Đánh giá mức độ ăn mòn của kim loại? Dựa vào một trong hai chỉ tiêu đánh giá: tổn thất khối lượng kim loại (mg/dm2) và tốc độ thâm nhập (mm/năm) Mức độ bền ăn mòn của các loại vật liệu 1. Độ bền ăn mòn cao: tốc độ thâm nhập < 0,125 mm/năm 2. Độ bền ăn mòn trung bình: tốc độ thâm nhập ~ 0,125-1,25mm/năm 3. Độ bền ăn mòn kém: tốc độ thâm nhập > 1,125mm/năm Các dạng ăn mòn - Ăn mòn đều: xảy ra đều trên bề mặt vật liệu  có thể dự đoán tuổi thọ chi tiết - Ăn mòn lỗ: xảy ra tại các vị trí cục bộ trên bề mặt  khó phát hiện - Ăn mòn tinh giới: xảy ra tại biên giới hạt  nguy hiểm do có tốc độ ăn mòn thâm nhập lớn Thép không gỉ (…) Nguyên nhân ăn mòn của thép?  Do tổ chức của thép gồm 2 pha (F và Xe)  có sự chênh lệch về điện thế  tạo ra các vi pin  ăn mòn điện hoá  biện pháp nâng cao tính chống ăn mòn cho thép: • Nâng cao điện thế (F) lên mức gần với Cácbit • Làm cho thép có tổ chức một pha đồng nhất (F, A)  biện pháp: hợp kim hoá (Cr, Ni, Mn…) Thép không gỉ (…) Thép không gỉ 2 pha (F và cácbit Cr): 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13 và 40Cr13 12Cr13, 20Cr13: trục bơm, ốc vít không gỉ…. 30Cr13 và 40Cr13: lò xo, ổ lăn, dụng cụ phẫu thuật….. Thép không gỉ 1 pha (F): %C ít hơn (0,1-0,2%), %Cr nhiều hơn (17-25%): 08Cr13: dùng trong hoá dầu 12Cr17: thay thế cho thép không gỉ Cr-Ni 15Cr25Ti: thép chịu nhiệt Thép không gỉ 1 pha (A): %C rất thấp (< 0,08%), %Cr ~ (16-18%) %Ni ~ (6-8%) Ngoài ra còn có thêm một số nguyên tố HK: Ti, Nb, Ta, Mo…để tạo cácbit nhằm ngăn cản tạo cácbit Cr  chịu được ăn mòn trong môi trường axit HNO3, H2SO4….. Thép không gỉ hoá bền tiết pha: • Thép bền nóng: - Đặc điểm: + Làm việc ở nhiệt độ cao nên cần độ bền dão lớn + Dễ bị Oxy hóa ở nhiệt độ cao -> thêm các nguyên tố chống ăn cải thiện bền ăn mòn (Cr) hoặc tạo lớp vảy oxit trên bề mặt (Cr, Si) - Thép làm xupap xả: 40Cr9Si2 (sau tôi + ram thấp 45-50HRC), 40Cr10Si2Mo, 45Cr14Ni14WMo - Thép làm xupap nạp: 40CrNi * Thép có tính chống mài mòn đặc biệt: 130Mn13Đ Gang • Đặc điểm chung của các loại gang chế tạo máy + Tổ chức tế vi: C phần lớn ở dạng tự do với các hình dạng khác nhau, nền thép (F, F-P hoặc P) C có thể ở dạng tấm, lá, cầu, cụm bông…….. + Thành phần hóa học: Fe, C, Si, Mn, S, P…. (C+Si) ≥ 6% -> C hầu như ở dạng không liên kết (C+Si) ~ 5-6% C nền F-P, một phần C ở dạng LK (C+Si) ~ 4.2-5% C nền P, một phần C ở dạng LK (C+Si) ≤ 4-4,3% C toàn bộ C ở dạng LK + Tốc độ nguội : nguội chậm dễ tạo ra graphit dạng tự do -> dễ tạo thành gang chế tạo máy •Chế tạo gang: + Gang xám (C dạng tấm): chế tạo từ đúc thông thường + Gang cầu: sử dụng chất biến tính và áp dụng với gang xám để chế tạo ra gang cầu + Gang dẻo (C dạng cụm): đúc tạo hình thành Xe sau đó ủ tiếp tục Thành phần hóa học của các loại gang Loại gang C Si Mn S P G. Trắng 3,3-3,6 0,4-1,2 0,25-0,80 0,06-0,20 0,05-0,20 G. Xám 3,0-3,7 1,2-2,5 0,25-1,00 < 0,12 0,05-1,00 G. Cầu 3,0-4,0 1,8-3,0 0,10-0,80 < 0,03 < 0,10 G. Dẻo 2,0-2,6 1,0-1,6 0,20-1,00 0,04-0,20 < 0,20 • Gang xám: - Đặc điểm: + Có độ bền thấp + Độ dẻo, độ dai thấp - Biện pháp nâng cao cơ tính: + Làm giảm lượng graphit + Làm nhỏ mịn Graphit + Tạo nền kim loại độ bền cao hơn (hợp kim hóa cho pha nền, nhiệt luyện tôi + ram) - Ký hiệu: GX xx-xx: + xx giới hạn bền kéo tối thiểu (kG/mm2) + xx giới hạn bền uốn tối thiểu (kG/mm2) • Gang cầu: - Đặc điểm: + Giới hạn bền kéo và giới hạn chảy khác cao (so với gang xám) + Độ dẻo, độ dai thấp so với thép nhưng tốt hơn gang xám - Biện pháp chế tạo bằng biến tính: + Dùng chất biến tính: Mg, Ce + Sử dụng thêm FeSi, FeCa để C khó ở dạng liên kết với Fe - Ký hiệu: GC xx-xx: + xx giới hạn bền kéo tối thiểu (kG/mm2) + xx độ dãn dài (%) • Gang dẻo: - Đặc điểm: + Có độ bền tương đương gang cầu + Độ dẻo, độ dai khá cao - Biện pháp chế tạo: + Đúc và nguội để nhận được gang trắng + Ủ graphit hóa (2-3 ngày ở 700-10000C) - Ký hiệu: GZ xx-xx: + xx giới hạn bền kéo tối thiểu (kG/mm2) + xx giới hạn bền uốn tối thiểu (kG/mm2) Các ứng dụng: GX: đúc các băng máy lớn, có độ phức tạp cao, các chi tiết không cần chịu độ uốn lớn, nhưng cần chịu lực nén tốt. Các băng máy công cụ (tiện, phay, bào,...), thân máy của động cơ đốt trong. GC: Gang cầu được sử dụng để sản xuất các chi tiết chịu lực lớn và chịu tải trọng va đập, mài mòn như trục khuỷu, cam, bánh răng…. Do rẻ gang cầu được dùng nhiều để thay thế thép và gang dẻo. GZ: Đây là vật liệu có độ bền cao lại kế thừa được những tính chất tốt vốn có của gang, thậm chí có thể thay thế cho thép trong rất nhiều ứng dụng mà các loại gang khác không có khả năng.