chương 5 thép và gang

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.73 MB, 49 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

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

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

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

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

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 hố 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

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Thép C (……..)

Ảnh hưởng của các ngun 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: hố 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: hố 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

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

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% (lị 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

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Thép C (……..)

Phân loại thép C (…..)

• Phân loại theo cơng 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….

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Thép C (……..)

Ưu điểm của thép C

• Rẻ, dễ kiếm do khơng địi hỏi thành phần phức tạp
• Có cơ tính phù hợp với một số trường hợp nhất định

• Có tính cơng nghệ tốt: dễ đúc, cán, rèn………so với thép hợp kim

Nhược điểm của thép C

• Độ thấm tơi thấp nền hiệu quả hố bền nhiệt luyện khơng cao
• Tính chịu nhiệt độ cao kém

• Khơng có các tính chất lý, hố đặc biêt: chống ăn mịn, tính cứng nóng…

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

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

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

* Các đặc tính của thép hợp kim

Thép hợp kim (…)

- Cơ tính:

- Trạng thái khơng 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 cơng 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 hố M
- Tính chất đặc biệt:

- Bền ăn mịn trong nhiều môi trường

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Thép hợp kim (…)

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

* 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
Si
Mn
Cr

% ng.tố hợp kim 

4
500

3000

ak (kJ/m2)

2 6
2500
Si
Mn
Cr
Ni

Thép hợp kim (…)

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

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

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

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

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Thép hợp kim (…)

Ảnh hưởng

của các nguyên tố hợp kim đến nhiệt luyện

Chuyển biến nung nóng khi tơi

Peclít  Austenit, sau đó các loại cácbit hồ tan vào Austenit
Sự phân hố đẳng nhiệt của Austenit quá nguội

hiệt

độ

Thời gian

Thép C

Thép HK

Độ thấm tôi

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

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 hố C ra khỏi M  giữ độ cứng
cho thép ở nhiệt độ cạo

Xêmentít Fe3C ~ 2000C

Xêmentít HK (Fe, Me)3C ~ 250-3000C

Cácbít crơm Cr7C3, Cr23C6 ~ 400-4500C

Cácbít Fe3W3C ~ 550-6000C

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

Thép hợp kim (…)

 Tác dụng của các ngun tố HK:

• Khi các ngun tố HK hồ 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 ngun tố HK tạo
cácbít:

- khó hồ tan  giữ cho hạt
nhỏ khi nung

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Thép hợp kim (…)

Các khuyết tật của thép HK

Thiên tích
Đốm trắng

Giịn 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:

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

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%

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

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

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

Theo TC của Nga (ΓOCT)

Thép kết cấu chất lượng thường để làm các kết cấu xây dựng

C

T

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

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

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

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

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):

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

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….)

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24></div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

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 cơng nghệ tốt: dễ tạo hình, cắt gọt, gia cơng tinh…..
• Giá thành thấp, phù hợp với u cầu sử dụng

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26></div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

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 khơng 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

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

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 tơi bề mặt 52-58 HRC

-Các chi tiết có hình dáng đơn giản, u cầu cơ tính khơng 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

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

Thép đàn hồi

• Nhóm thép C: 0,55% < %C < 0,65

Một số mác điển hình: C65, C70……….

- Độ thấm tơi 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.

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30></div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

Thép kết cấu có cơng 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:

-u cầu làm việc: độ cứng bề mặt cao chịu mài mòn tốt, khơng có điểm mềm,
độ bền mỏi cao

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32></div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

Thép dụng cụ

• Một số yêu cầu chung:

- Cơ tính: độ cứng, độ dai va đập………
- Thành phần hóa học

- Tính cơng nghệ:

• Thép làm dụng cụ cắt:

- Yêu cầu độ cứng cao để cắt được phơi.
- Tính cứng nóng tốt

- Tính chống mài mịn tốt

- Tính cơng nghệ tốt để có thể gia cơng 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)

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34></div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

• 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 tơi 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 mịn 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

thốt C khi tơi

- Quy trình nhiệt luyện: tơi + ram (3 lần)

- Thép gió với năng suất thường (615-6200C): 80W18Cr4V, 85W6Mo5Cr4V

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

• 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 khơng cao:

+ Thép thấm C: C15, C20…

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

• Thép làm dụng cụ biến dạng nguội:

- Đặc điểm: + Có độ cứng cao sau nhiệt luyện (58-62HRC)

+ Tính chống mài mịn cao 
+ Độ bền và độ dai cao.

- Thép làm khuôn bé: CD100, CD120

- Thép làm khn trung bình: 110Cr, 100CrWMn, 100CrWSiMn

- Thép làm khn lớn và cần chống mài mịn 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 mịn cao 
+ Tính chịu nhiệt độ cao.

+ Quy trình nhiệt luyện: tôi + ram cao  tổ chức trôxtit

- Thép làm khuôn rèn: 50CrNiMo, 50CrNiW, 50CrNiSiW, 50CrMnMo

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38></div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

Thép hợp kim đặc biệt

H

àm 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 hố 
đơn giản

• Ảnh hưởng đến cơ tính

- tính chống mài mịn cao

- tính chất điện - từ đặc biệt

- làm việc được ở nhiệt độ cao

- có tính giãn nở nhiệt, đàn hồi đặc biệt

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

Thép khơng gỉ

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

Sự ăn mịn kim loại

Thép khơng gỉ (…)

 là sự phá huỷ kim loại do tác dụng điện hoá hay hoá học

Sự phá huỷ do tác dụng của hố học  ăn mịn hố học (ăn mịn khơ) do kim
loại phản ứng hố 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 mịn

3 q trình cơ bản của ăn mịn điện hố:

1. Q 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+, O

2,…)

H+ + e H

hp + Hhp H2

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

Thép khơng gỉ (…)

Đánh giá mức độ ăn mịn 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 đốn tuổi thọ chi tiết
- Ăn mòn lỗ: xảy ra tại các vị trí cục bộ trên bề mặt  khó phát hiện

</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

Thép khơng gỉ (…)

Ngun nhân ăn mịn 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 mịn điện hố

 biện pháp nâng cao tính chống ăn mịn cho thép:
• Nâng cao điện thế (F) lên mức gần với Cácbit

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>

Thép không gỉ (…)

Thép không gỉ 2 pha (F và cácbit Cr): 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13 và 40Cr13
12Cr13, 20Cr13: trục bơm, ốc vít khơng gỉ….

30Cr13 và 40Cr13: lị 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 hố dầu

12Cr17: thay thế cho thép khơng gỉ Cr-Ni
15Cr25Ti: thép chịu nhiệt

Thép không gỉ 1 pha (A): %C rất thấp (< 0,08%), %Cr ~ (16-18%) %Ni ~ (6-8%)
Ngồi ra cịn có thêm một số ngun tố HK: Ti, Nb, Ta, Mo…để tạo cácbit nhằm
ngăn cản tạo cácbit Cr

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>

• 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

</div>
(46)<div class='page_container' data-page=46>

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 bơng……..

+ 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 thơng 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

</div>
(47)<div class='page_container' data-page=47>

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

</div>
(48)<div class='page_container' data-page=48>

• 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 tơi + 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)

</div>
(49)<div class='page_container' data-page=49>

• 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

</div>

chương 5 thép và gang

<b>Chương 5: Thép và Gang</b>

<i><b>Khái niệm về thép C và thép hợp kim</b></i>

<i><b>Thép C (……..)</b></i>

<i><b>Ảnh hưởng của C đến tổ chức và cơ tính</b></i>

<i><b>Thép C (……..)</b></i>

<i><b>Vai tròn của C đối với công dụng của thép</b></i>

<i><b>Thép C (……..)</b></i>

<i><b>Ảnh hưởng của các ngun tố tạp chất</b></i>

<i><b>Thép C (……..)</b></i>

<i><b>Phân loại thép C</b></i>

<i><b>Thép C (……..)</b></i>

<i><b>Phân loại thép C (…..)</b></i>

<i><b>Thép C (……..)</b></i>

<i><b>Ưu điểm của thép C</b></i>

<i><b>Nhược điểm của thép C</b></i>

<i><b>Thép hợp kim</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tổ chức của thép</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>của các nguyên tố hợp kim đến nhiệt luyện</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>của các nguyên tố hợp kim đến nhiệt luyện</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Các khuyết tật của thép HK</b></i>

<i><b>Phân loại thép HK</b></i>

<i><b>Thép hợp kim (…)</b></i>

<i><b>Phân loại thép HK (…)</b></i>

<b>Tiêu chuẩn thép</b>

<i><b>Thép C</b></i>

<b>CT xx (n, s, )</b>

<b>C xx (A)</b>

<b>Theo TC của Nga (ΓOCT)</b>

C

x

xx

Yxx

<b>Theo TC của </b>

<i><b>Thép HK</b></i>

<b>xx Cr xx Ni xx……… (A)</b>

Cr

Ni

W

Mo

Ti

Si

Mn

V

X

H

B

M

T

C

Γ

Φ

40Cr

35CrMnTi

90CrSi

14CrMnSi

<b>Theo TC của US:</b>

<b>xx xx</b>

<b>Theo TC của Nhật:</b>

<b>S (xxxxxx) xxx</b>

Nhóm thép xây dựng

Nhóm thép chế tạo máy

<b>Thép thấm C</b>

<b>Thép hóa tốt</b>

<b>Thép đàn hồi</b>

<b>Thép kết cấu có cơng dụng riêng</b>

<b>Thép dụng cụ</b>

<i><b>Thép hợp kim đặc biệt</b></i>

<i>H</i>

<i><b>Thép khơng gỉ</b></i>