Tìm hiểu sự ảnh hưởng của các nguyên tố c, si, mn, p, s đến tính chất cơ lý của gang,thép và phương pháp xác định c và s

 Ảnh hưởng của các nguyên tố C, Si, Mn, P, S trong gang : - Cacbon : Hàm lượng cacbon càng cao thì màu của gang càng xám, độ bền cơ học, độ dẻo, tính dẫn nhiệt giảm xuống.. - Mangan : L

Nhóm 2:

- Hoàng Duy Điệp

- Nguyễn Minh Đức

- Phạm Anh Dũng

- Nguyễn Thị Duyên

- Nguyễn Thị Thu Hà

Tìm hiểu sự ảnh hưởng của các nguyên tố C, Si, Mn, P, S đến tính chất cơ lý của

gang,thép và phương pháp xác định C và S

- 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%

- Đặc điểm chung của gang là thường có màu nâu, xám, dễ nứt rạn khi chịu tác dụng của lực cơ học nhưng dễ đúc, dễ gia công

 Ảnh hưởng của các nguyên tố C, Si,

Mn, P, S trong gang :

- Cacbon : Hàm lượng cacbon càng cao thì màu của gang càng xám, độ bền cơ học, độ dẻo, tính dẫn nhiệt giảm xuống.

- Silic : Làm gang xám, dễ tạo bọt bên trong khối gang làm gang dễ rạn nứt

- Mangan : Làm tăng tính mài mòn, tăng độ bền của gang nhưng hàm lượng Mn cao dễ chuyển gang hợp kim thành gang trắng

- 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

- Lưu huỳnh : Làm gang cứng, giòn, dễ nứt cục bộ, là một nguyên tố rất có hại cho

gang

 Thép

- 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 chung của thép là có độ bền cao, chịu được lực kéo, uốn, có tính đàn hồi và biến dạng tốt

Mn, P, S trong thép :

- Cacbon : 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 và Mangan: Nếu tỉ lệ thành phần của 2 nguyên tố này tăng thì thép sẽ tăng độ bền

cơ học và độ cứng Riêng Si làm cho tính đàn hồi của thép cao, có độ thẩm từ cao nên

được dùng làm lõi của máy biến thế Mn làm tăng tính mài mòn của thép Hàm lượng cho phép của Si từ 0,1 - 0,35%, Mn: 0,2 - 0,8%

- Photpho: 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: 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%

và S

I Phương pháp xác định

Cacbon theo tiêu chuẩn TCVN 1821:2009

Nguyên tắc:

- Đốt mẫu trong dòng oxi ở nhiệt độ

thành bằng dd KOH Từ hiệu số đo thể tích trước và sau khi hấp thụ

cùng nhiệt độ áp suất của khí, tính ra hàm lượng Cacbon trong mẫu.

+ Tiến hành ở nhiệt độ cao (12000C –

12500C), với thép hợp kim(13000C –

13500C)

+ Nguồn cấp khí phải là khí O2 sạch, khô + Tốc độ cung cấp khí phải phù hợp khoảng 4-5 giọt/s

- Nếu C>3%, để mẫu phân hủy nhanh cần sử dụng xúc tác

- Phương trình phản ứng :

C + O2  CO2

Fe3C + 3O2  CO2 + Fe3O4

Mn3C + 3O2  CO2 + Mn3O4

4Cr3C2 + 17O2  8CO2+ 6Cr2O3

Công thức:

%C = V1 −V0

G P.100%

- Trong đó:

+ V1: hiệu số chỉ thước đo trước và sau hấp thụ khí C mẫu thí nghiệm(ml)

+ V0: hiệu số chỉ thước đo trước và sau hấp thụ Cacbon mẫu trắng(ml)

+ G: khối lượng mẫu(gam)

+ P: hệ số chỉnh áp suất và nhiệt độ

II Phương pháp xác định Lưu Huỳnh

theo TCVN 1820 – 76

- Nguyên tắc :

Đốt mẫu trong dòng oxi ở nhiệt độ thích hợp để oxi hóa SSO2

+ Cách 1: hấp thụ SO2 bằng nước, chuẩn độ bằng dd Iot với chỉ thị hồ tinh bột

+ Cách 2: hấp thụ hidro peoxit và chuẩn độ bằng NaOH với chỉ thị MR

- Điều kiện xác định :

+ Lượng mẫu: tùy theo hàm lượng S 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

+ Nhiệt độ đốt 1350oC đối với thép và gang hợp kim cao, 1300oC đối với thép và gang hợp kim thấp và trung bình

- Phương trình phản ứng:

3FeS+5O2  Fe3O4 + 3SO2

H2SO3+H2O+I2  2HI+H2SO4

3MnS+5O2  Mn3O4+ 3SO2

H2SO3+H2O2  H2SO4+H2O

SO2+H2O  H2SO3

H2SO4+2NaOH  Na2SO4+2 H2O

Công thức tính kết quả:

%S=(V −P V1 ) T s

G .100 % trong đó :

V - thể tích dung dịch iot hoặc NaOH tiêu tốn

khi chuẩn độ mẫu thí nghiệm(ml)

V1 - thể tích dung dịch axit sunfuric tiêu tốn khi chuẩn độ để cân bằng màu trong trường

hợp màu của hai bình không đồng nhất(ml)

TS - độ chuẩn dung dịch iot hoặc natri

hydroxyt, tính bằng số g lưu huỳnh trong

1 ml dung dịch

G - lượng cân mẫu, tính bằng (g)

P - hệ số nồng độ giữa dung dịch iot với dung dịch thiosunfat hoặc giữa dung dịch natri

hydroxyt với axit sunfuric 0,02N khi chuẩn độ