tìm hiểu sự ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của các nguyên tố có trong gang ,thép phương pháp xác định c và s

CHUYÊN ĐỀ:TÌM HIỂU SỰ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ CÓ TRONG GANG ,THÉP.. GANG Giới thiệu chung về gang Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất cơ lý của gang II

CHUYÊN ĐỀ:

TÌM HIỂU SỰ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ CÓ

TRONG GANG ,THÉP PHƯƠNG PHÁP

XÁC ĐỊNH C VÀ S

GVBM:

TRẦN QUANG HẢI

NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

I GANG

Giới thiệu chung về gang

Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính

chất cơ lý của gang

II THÉP

Giới thiệu chung về thép

Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính

chất cơ lý của thép

III PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH C VÀ S

I GANG

1.Giới thiệu chung về gang

a Khái niệm

Gang là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số

nguyên tố khác như: Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo,

Mg, Cu hàm lượng cacbon trong gang lớn hơn 2,14%

b.Phân loại

Gang được chia làm 2 nhóm:

 Gang trắng

 Gang Graphit

2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất

cơ lý của gang

     Cacbon (C): 

• Thúc đẩy quá trình graphit hóa

• Gang có nhiều cacbon thì độ dẻo và tính dẫn

nhiệt giảm

 -  Silic (Si): 

• Thúc đẩy quá trình graphit hóa =>

Ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc tinh thể của gang.

• Hàm lượng Si tăng sẽ làm tăng độ

chảy loãng, tăng tính chịu mài mòn và

ăn mòn của gang.

2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất cơ lý của gang

 Mangan (Mn): 

• Thúc đẩy sự tạo thành gang trắng và ngăn cản graphit hóa

• 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, 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

2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất cơ lý của gang

-Lưu hùynh (S): 

• là nguyên tố có hại trong gang, làm cản trở graphit hóa => làm giảm tính chảy loãng do

đó làm giảm tính đúc

• Làm giảm độ bền cho gang dòn S kết hợp với Fe tạo thành FeS gây bở nóng

II THÉP

1 Giới thiệu chung về thép

a)Khái niệm

Thép là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số nguyên tố khác như Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo,

Mg, Cu %C<2,14%.

b) Phân loại:

Thép hợp kim: Fe,C các tạp chất và nguyên tố

đặc biệt với một hàm lượng nhất định Cr, Ni,

Mn, W, V, Mo, Ti, Cu, Ta, B, N….

2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất của thép

-  Cacbon: là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định

tổ chức, tính chất và công dụng của thép

 %C tăng sẽ làm giảm độ dẻo và độ dai va đập Khi

%C(0,8 - 1%) thì độ bền và độ cứng cao nhất nhưng >1% thì độ bền và độ cứng bắt đầu giảm

• Thép cacbon thấp  (%C ≤ 0,25%): dẻo, dai nhưng

có độ bền và độ cứng thấp

• Thép cacbon trung bình (%C từ 0,3 - 0,5%): chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và va đập cao

2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất của thép

• Thép cacbon tương đối cao (%C từ 0,55 - 0,65%): có tính đàn hồi cao, dùng làm lò xo

• Thép cacbon cao (%C ≥ 0,7%): có độ cứng cao nên được dùng làm dụng cụ đo, dao cắt, khuôn dập

-  Mn và Si: là các tạp chất có lợi, có công dụng

khử ôxy

-  P, S: là các tạp chất có hại, làm giảm cơ tính

của thép

III PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH C, S

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH C

Nguyên tắc

 Cách tiến hành

 Chuẩn bị hóa chất, dụng cụ, kiểm tra dộ kín thiết bị

đốt

+ O2, t CO2 + KOH Tính hàm lượng C

Mẫu

 Tùy theo hàm lượng cacbon trong từng loại mẫu ; lấy lượng cân mẫu và chất trợ dung theo bảng

sau:

Cho mẫu vào thuyền sứ lò nung Đậy nhanh ống sứ bằng nút cao su nối với bình chứa

oxy Sau 30 giây mở khóa 12 để thông ống sứ với ống đo khí 13 Chỉnh tốc độ dòng oxy

qua ống sứ, sao cho mực dung dịch trong ống

đo khí giảm chậm Khi dung dịch cách điểm

« O » của ống đo khí khoảng 2 cm, đóng van điều chỉnh dòng oxy

Mở nút cao su đậy ống sứ, lấy thuyền sứ ra,

để nguội Nếu mẫu chưa cháy hết thì phải

làm lại

 Sau 30s chuyển khóa 12 về vị trí ban đầu, cân bằng mực dd trong ống đo khí với bình thăng bằng 15, ghi số đo dung dịch (V '

1 ) Quay khóa 12 để thông bình hấp thụ vào ống đo khí Nâng bình thăng bằng lên cao hơn bình hấp thụ 16 Khi khí chuyển hết từ ống đo khí sang bình hấp thụ 16 thì hạ bình thăng bằng 15 xuống, lặp lại quá trình này ít nhất ba lần Sau đó, chuyển hết khí ở bình hấp thụ 16 về ống đo khí 13 ; chuyển khóa

12 về vị trí đóng kín ban đầu Cân bằng mực dung dịch trong ống đo khí với bình thăng bằng 15, ghi số đo dung dịch (V2) ;

áp suất đo được trên áp kế và nhiệt độ trên nhiệt kế 14.

 Đồng thời tiến hành phân tích mẫu trắng, qua tất cả các giai đoạn như đối với mẫu thí nghiệm.

Tính kết quả

 Hàm lượng cacbon tự do (C) tính bằng phần

trăm (%) theo công thức:

 Trong đó:

 V1 = V2 - V'1 - hiệu số chỉ trên thước đo sau và trước khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu thí

nghiệm;

 V0 là hiệu số chỉ trên thang đo sau và trước khi hấp thụ khí cacbonic của thí nghiệm kiểm tra;

 m là khối lượng mẫu, tính bằng gam (g);

 K là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ và áp suất phụ thuộc vào nhiệt độ kiểm định của buret

đo khi, tra cứu ở Bảng 4, 5 TCVN 1821 : 2009  .

Sai lệch cho phép

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH S

Đốt mẫu trong dòng oxy ở nhiệt độ thích hợp để oxy hóa S thành SO2 Hấp thụ SO2 bằng nước, chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch I2 với chỉ thị hồ tinh bột; hoặc hấp thụ bằng H2O2 và chuẩn độ bằng NaOH với hỗn hợp chỉ thị MR và MB

 Cách tiến hành

Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất

Tùy theo hàm lượng lưu huỳnh trong từng loại mẫu ; lấy lượng cân mẫu và chất trợ dung theo bảng sau:

Cách tiến hành

Cho mẫu vào thuyền sứ

Thêm một lượng chất chảy thiếc hoặc đồng

Nung mẫu và chất cháy ở13500C (đối với thép

và gang hợp kim cao); hoặc 13000C (đối với thép và gang hợp kim thấp và trung bình) trong thời gian 0,5 - 1 phút không có oxy

 Thông oxy đã được làm khô qua lò với tốc độ khoảng 2,5 l/phút Hỗn hợp khí thu được cho qua bình chuẩn độ

Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH

Cách tính kết quả

bằng phần trăm (%) theo công thức:

và trước khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu thí nghiệm

khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu trắng ;

Giới hạn cho phép