Sự ảnh hưởng của các nguyên tố c, s, p, mn, si tới tính chất cơ lí của gang thép và phương pháp xác định hàm lượng c s trong gang thép

Gang ThépĐịnh nghĩa • Là hợp kim của Fe và C cùng một số nguyên tố khác với hàm lượng nhỏ.. Các yếu tố ảnh hưởng Cacbon Hàm lượng cacbon càng cao thì màu của gang càng xám, độ bền cơ họ

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa Học

ࢣࢣࢣࢣࢣࢣ

Bài tập môn :PHÂN TÍCH CÔNG NGHIỆP 2 Nhóm thực hiện: Nhóm 10

1 Dì Kim Tuyết

2 Nguyễn Thị Trang

3 Nguyễn Thị Tuyên

4 Vũ Thị Xuân

5 Vũ Thị Phương Hoa

Nhóm 10_ PTCN2

Chuyên đề:

 Sự ảnh hưởng của các nguyên tố:

C, S, P, Mn, Si tới tính chất cơ lí của gang thép.

 Và phương pháp xác định hàm

lượng C & S trong gang thép.

Nhóm 10_ PTCN2

Gang Thép

Định nghĩa • Là hợp kim của Fe và C cùng một

số nguyên tố khác với hàm lượng nhỏ

•Trong gang hàm lượng C > 2%,

nhưng trong thực tế thường dùng gang có hàm lượng C=1,7- 6,6%

• Là hợp kim của sắt được điều chế từ gang bằng cách làm giảm hàm lượng C xuống còn 0,2 - 1,7%, đồng thời đưa thêm một số nguyên tố khác như Cr,

Ni, V, W… và làm giảm hàm lượng Si,

P, S, Mn nhằm làm tăng tính cơ lý cho thép

• Tổng các nguyên tố tạp chất không quá 2%

Đặc điểm • Thường có màu nâu, xám, dễ nứt

rạn khi chịu tác dụng của lực cơ học nhưng dễ đúc, dễ gia công

• Có độ bền cao, chịu được lực kéo, uốn, có tính đàn hồi và biến dạng tốt

 Sự ảnh hưởng của các nguyên tố: C, S, P,

Mn, Si tới tính chất cơ lí của gang thép

Nhóm 10_ PTCN2

Các yếu

tố ảnh

hưởng

Cacbon Hàm lượng cacbon càng

cao thì màu của gang càng xám, độ bền cơ học, độdẻo, tính dẫn nhiệt giảm xuống

Hàm lượng C cho phép trong thép từ 0,1- 0,8% Khi hàm lượng C càng

nhiều thì sẽ làm tăng độ cứng, sức bền kéo, uốn xoắn, độ đàn hồi cũng tăng nhưng khi hàm lượng C lớn thì sức bền giảm, độ dẻo giảm và khó gia công

Silic Làm gang xám, dễ tạo bọt bên

trong khối gang làm gang dễ rạn nứt

Si làm cho tính đàn hồi của thép cao,

có độ thẩm từ cao nên thép được dùng làm lõi của máy biến thế

Hàm lượng cho phép của Si từ 0,1 - 0,35%,

Mangan Làm tăng tính mài mòn,

tăng độ bền của gang nhưng hàm lượng Mn cao dễ chuyển gang hợp kim thành gang trắng

Mn làm tăng tính mài mòn của thép Hàm lượng Mn: 0,2 - 0,8%

Nhóm 10_ PTCN2

Các yếu

tố ảnh

hưởng

Photpho Làm màu của gang xám,

cứng nhưng rất giòn, làm cho gang dễ nóngchảy, làm tính linh động của dung dịch gang ở trạng thái nóng chảy cao nên dễ đúc

P là nguyên tố có trong thép do lẫn từ quặng khi luyện gang đưa vào và luyện thép không khử hết

P làm tăng độ bền, độ cứng, làm tăng tính linh động của thép lỏng trong lò luyện Nhưng nếu hàm lượng P lớn làm thép dòn, chịu va chạm cơ học kém, không biến

dạng tốt khi thép nguội Hàm lượng P cho phép 0,05 - 0,07%

Lưu

Huỳnh

Làm gang cứng, giòn, dễ nứt cục

bộ, là một nguyên tố rất có hại cho gang

Là thành phần có hại, thường có

do quá trình luyện gang và luyện thép không khử hết làm thép

cứng, dòn, nóng cục bộ, hàm lượng cho phép là < 0,06%

Nhóm 10_ PTCN2

 Phương pháp xác định hàm lượng C trong gang thép:

1 Nguyên tắc

• Đốt mẫu trong dòng oxi ở nhiệt độ thích hợp Hấp thụ khí cacbonic tạo thành bằng dung dịch KOH Từ hiệu số đo thể tích trước và sau khi hấp thụ cùng với nhiệt độ và áp suất của khí, tính ra hàm lượng cacbon trong mẫu.

2.Phương trình phản ứng:

• C + O2  CO2

• 4Fe3C + 13O2  4CO2 + 6Fe2O3

• Mn3C + 3O2  CO2 + Mn3O4

•4Cr3C2 + 17O2  8COCO2 + 6Cr2O3

Nhóm 10_ PTCN2

3 Công thức tính:

Trong đó:

• V1 = V2 - V'1: là hiệu số chỉ trên thước đo sau và trước khi hấp thụ khí cabonic của mẫu thí nghiệm;

• V0: là số hiệu chỉ trên thước đo sau và trước khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu trắng;

• G: là khối lượng mẫu, tính bằng gam;

• p: là hệ số hiệu chỉnh áp suất và nhiệt độ.

%C= 100

Nhóm 10_ PTCN2

Điều kiện đốt mẫu

- Nguồn khí

cung cấp là khí

O2 phải sạch,

khô

- Tốc độ cung

cấp khí: phải

phù hợp để

lượng khí đủ dư

để thực hiện quá

trình đốt cháy

- Nhiệt độ phải cao, đảm bảo C cháy hết

- Với thép thường 1200-1250oC

- Đối với thép hợp kim, nhiệt độ đốt mẫu là 1300-1350oC - Sử dụng chất trợ

dung ( chất xúc tác):

Sn, Pb hay Cu

- Lượng cân mẫu và lượng chất trợ dug phải phù hợp với hàm hượng C có trong mẫu.

3 Điều kiện tiến

hành

Nhóm 10_ PTCN2

Điều kiện hấp thụ và đo khí

CO2: + Đo thể tích khí phải chính

xác + Hấp thụ CO2 vào dung dịch KOH phải được tiến

hành nhiều lần + Có dùng NaOH để hấp thụ

CO2 được không?

Nhóm 10_ PTCN2

4 Sơ đồ và cách tiến hành

Nhóm 10_ PTCN2

• 1 Bình chứa oxi tinh khiết

• 2 Đồng hồ và van điều chỉnh oxi

• 3 Bình rửa bằng thủy tinh chứa dung dịch KOH

• 4 Lò điện

• 5 Biến thế để điều chỉnh nhiệt độ lò

• 7 Ống sứ tráng men, hai đầu nút kín bằng cao su mềm

• 8CO Thuyền sứ không tráng men

• 9 Ống thủy tinh chứa đầy bông thủy tinh

• 10 Bình hấp thụ SO2

• 11 Ống làm lạnh

• 12 Khóa thủy tinh ba nhánh

• 13 Ống đo khí có thước chia

• 14 Nhiệt kế để đo nhiệt độ hỗn hợp khí

• 15 Bình thăng bằng

• 16 Bình hấp thụ, đựng dung dịch KOH

Nhóm 10_ PTCN2

 Phương pháp xác định hàm lượng S trong gang thép:

1 Nguyên tắc:

• Đốt mẫu trong dòng oxi ở nhiệt độ thích hợp để oxi hóa

lưu huỳnh đến lưu huỳnh dioxit

3FeS + 5O2  Fe3O4 + 3SO2 3MnS + 5O2  Mn3O4 + 3SO2

• Cách 1: Hấp thụ lưu huỳnh dioxit bằng nước, chuẩn độ

dung dịch thu được bằng dung dịch iot với chỉ thị hồ tinh

bột;

SO2 + H2O  H2SO3

H2SO3 + H2O + I2  2HI + H2SO4

• Dung dịch chuyển từ không màu sang màu xanh tím

Nhóm 10_ PTCN2

• Cách 2: hấp thụ bằng hiđro peoxit và chuẩn độ bằng natri hiđroxit với chỉ thị metyl đỏ.

H2SO3 + H2O2  H2SO4 + H2O

H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2

• Tại điểm tương đương dung dịch chuyển màu từ hồng da cam thành màu vàng

Nhóm 10_ PTCN2

2 Công thức tính:

Trong đó:

• C: Nồng độ đương lượng của R (N)

• V: Thể tích dung dịch R tiêu tốn để chuẩn độ (ml)

• G: Khối lượng mẫu (g)

Nhóm 10_ PTCN2

%S = 100

3 Điều kiện tiến hành:

• Lượng mẫu: Tùy theo hàm lượng lưu huỳnh trong hợp kim mà khối lượng mẫu lấy sao cho phù hợp

• Cần có thêm chất chảy là thiếc hoặc đồng để

mẫu dễ nóng chảy, có khả năng đốt cháy hoàn

toàn mẫu

kim thấp và trung bình.

Nhóm 10_ PTCN2

4 Sơ đồ và cách tiến hành

Nhóm 10_ PTCN2

Chú dẫn:

• 1 Bình chứa oxi;

• 2 Đồng hồ và van điều chỉnh tốc độ dòng oxi;

• 3 Bình chứa dung dịch kali pemanganat 4%, pha trong dung dịch natri hydroxit 40%

• 4 Tháp làm khô oxi;

• 5 Khóa thủy tinh hai hoặc ba nhánh,

• 6 Biến trở, để điều chỉnh nhiệt độ lò

• 7 Lò điện, bảo đảm nhiệt độ đến 1350oC

• 8CO Ống sứ không tráng men

• 9 Thuyền sứ không tráng men

• 10 Cặp nhiệt điện, để kiểm tra nhiệt độ lò

• 11 Ống hút bụi, chứa bông thủy tinh sạch

• 12 Bình hấp thụ và chuẩn độ

Nhóm 10_ PTCN2

Thanks for watching

Have a nice day! 

Thanks for watching

Have a nice day! 