Giản đồ trạng thái Sắt - Các bon

khoa kỹ thuật cơ sởBộ môn vẽ công nghệ kim loại – công nghệ kim loại công trình nghiên cứu khoa học giản đồ trạng thái sắt - cacbon đềưtài ưứngưdụngưchoưĐàoưtạoưsỹưquanưphânưđộiưbậcưđạiư

Trang 2

khoa kỹ thuật cơ sở

Bộ môn vẽ công nghệ kim loại – công nghệ kim loại

công trình nghiên cứu khoa học

giản đồ trạng thái sắt - cacbon

đềưtài

(ưứngưdụngưchoưĐàoưtạoưsỹưquanưphânưđộiưbậcưđạiưhọcư)

tácưgiảư:ư4/CNưhoàngưvănưhảo

Trang 3

* Mục đích:

Trang bị cho học viên các kiến thức cơ bản về

Hợp kim Sắt - Cacbon , về Giản đồ trạng thái Sắt - Cacbon, cách xây dựng và ứng dụng của Giản đồ.

Từ đó làm cơ sở cho việc học tập, nghiên cứu và công tác sau này tại đơn vị.

* Yêu cầu:

- Học viên nắm chắc các kiến thức cơ bản.

- Thực hành vẽ Giản đồ trạng thái thành thạo.

- áp dụng tốt vào việc chế tạo cũng nh sử dụng các

chi tiết máy tại đơn vị.

Bàiư4ư:ưhợpưkimưsắtư ưcacbonư – công nghệ kim loại

Trang 4

Bµi4:hîpkims¾t cacbon – c«ng nghÖ kim lo¹i

 Tµi liÖu tham kh¶o:

- Kim lo¹i häc vµ nhiÖt luyÖn

NXB §¹i häc – THCN 1979.

- Bµi gi¶ng C«ng nghÖ kim lo¹i

Häc viÖn KTQS 1975.

Trang 5

I.ưSắtư ưCacbonư – công nghệ kim loại

1 Cac bon (C): Cacbon là nguyên tố á kim, có hai dạng thù

hình: Graphít (gang) và Kim c ơng ở điều kiện th ờng Cacbon

ổn định ở thể Graphít, còn Kim c ơng ổn định ở nhiệt độ và áp suất cao Trong hợp kim Sắt – Cacbon, Cacbon ở thể Graphít (G) Graphít có kiểu mạng lục giác; mềm Trong thiên nhiên phần lớn Cacbon ở dạng vô định hình (các loại than).

2 Sắt (Fe):Sắt là kim loại, trong thiên nhiên Sắt có trong các

loại quặng, đất đá, có khá nhiều ở lớp vỏ trái đất Sắt và hợp kim của Sắt đóng vai trò to lớn trong sự tiến hóa và phát triển của lịch sử loài ng ời.

Trang 6

a đáp ứng đ ợc các yêu cầu của kỹ thuật Trong kỹ thuật th ờng

sử dụng các hợp kim của sắt, có cơ tính cao

dùng sắt nguyên chất.

Trang 7

2 Sắt (Fe)

* Tính thù hình của sắt:

Sắt tồn tại ở hai dạng: Fe và Fe

- Fe có kiểu mạng lập ph ơng thể tâm; tồn tại ở các khoảng nhiệt độ :

+ D ới 9110 C

+ Từ 13920 C đến 15390 C

- Fe có kiểu mạng lập ph ơng diện tâm; tồn tại ở các khoảng nhiệt độ : Từ 9110 C đến 13920 C.

Trang 8

3 Các t ơng tác của Fe - C

Sắt và Cacbon t ơng tác với nhau theo hai cách:

- Cacbon hòa tan vào sắt tạo thành dung dịch rắn Fe C – C.

-Cacbon tác dụng với sắt tạo thành hợp chất hóa học.

+ Dung dịch rắn Fe – C: Cacbon có đ ờng kính nguyên tử nhỏ hơn Sắt nên dung dịch rắn Fe – C là dung dịch rắn xen kẽ.

Fe hòa tan: có d ới 0,02 đến 0,1 %C.

Fe hòa tan: có d ới 2,14 %C

Thép và gang là hai hợp kim phổ biến của Fe – C

+ Hợp chất hóa học của Fe với C (Xementit:Fe3C)

Sắt tác dụng với Cacbon tạo thành 3 hợp chất: Fe3C (6,67%C), Fe2C (9,67%C) và FeC (17,67%C)

Tuy nhiên, các hợp kim của Fe – C th ờng chứa d ới 5%Cacbon (thép và gang), nên trong chúng chỉ gặp Fe3C.

Trang 9

I.S¾t Cacbon – c«ng nghÖ kim lo¹i

Trang 10

II.ưGiảnưđồưtrạngưtháiưSắtư ưCacbon – công nghệ kim loại

1 Khái niệm

trạng thái pha với thành phần hóa học của hợp kim, giữa nhiệt độ và

áp suất Các hệ hợp kim khác nhau có kiểu giản đồ trạng thái khác nhau và đ ợc xác lập chủ yếu bằng thực nghiệm

chuyển biến pha của hợp kim với thành phần đã cho khi nung chảy

và khi làm nguội; từ đó có thể xác định đ ợc chế độ nhiệt khi đúc, gia công áp lực và nhiệt luyện Chú ý: nhiệt độ chuyển biến và cấu tạo pha trên giản đồ chỉ ứng với trạng thái cân bằng

bằng thực nghiệm Nguyên tắc chung để xây dựng giản đồ của hệ hợp kim là: dùng một l ợng lớn các mẫu với các thành phần khác nhau, bằng các ph ơng pháp hóa nhiệt luyện để xác định các tổ chức hình thành ở từng khoảng nhiệt độ

Trang 11

e

g

s p

Trang 12

* Các tọa độ của các điểm

Trang 13

3 Các tổ chức của hợp kim Sắt Cacbon –

Trang 14

3 Các tổ chức của hợp kim Sắt – Cacbon

+Xementit II (Xe II): Là loại đ ợc kết tinh từ dung dịch rắn Auxtenit,

có trong hợp kim chứa khoảng 0,8 đến 4,3% C Trong khoảng từ

11470C xuống 7270C Có tổ chức hạt nhỏ hơn Xe I, th ờng ỏ dạng l

ới bao quanh hạt Auxtenit ( đ ờng ES)

+Xementit III (Xe III):Đ ợc tạo thành từ dung dịch rắn Pherit (F) khi

l ợng Cacbon giảm từ 0,02%C xuống 0,006%C, ở nhiệt độ d ới

7270C XeIII có kích th ớc hạt nhỏcạnh Pherit (đ ờng QP)

Trang 15

Xe III

Xe (Fe3C),

Xe I

Xe II

Trang 16

* Các tổ chức một pha:

- Pherit ( F hoặc α ): Là dung dịch rắn xen

kẽ của C trong Feα ( mạng K8 ) khả năng hòa tan của Cacbon trong Feα rất nhỏ nên có thể coi Pherit là sắt nguyên chất trong hợp kim tinh khiết ( đ ờng GSK ) Pherit rất dẻo, dai nh ng khi hòa tan với các nguyên tố khác (

đặc biệt là Mn, Si) thì độ cứng tăng, độ dẻo dai giảm.

Trang 17

Tổ chức

một pha

Pherit

Trang 18

* Các tổ chức một pha:

+ Auxtenit ( As hoặc γ):

Là dung dịch rắn xen kẽ của C trong Feγ ( mạng K12), khả năng hòa tan của Cacbon trong Fe khá lớn

các nguyên tố kim loại khác nh Cr, Ni, Mn, W bằng

cách thay thế As rất dẻo, dai; khi các nguyên tố khác hòa tan, không những làm chuyển biến cơ tính mà còn làm thay đổi động học chuyển biến khi làm nguội, do vậy có sự ảnh h ởng tới nhiệt luyện.

Trang 19

Tổ chức

một pha

Auxtenit

Trang 20

+ Ledeburit ( Le hoặc P + Xe hoặc γ + Xe):

Là hỗn hợp cơ học cùng tinh, kết tinh từ pha lỏng có

4,3%C ở nhiệt độ 11470C, ban đầu gồm γ + Xe khi làm nguội qua 7270C tạo thành Peclit Vậy Le là hợp kim cơ học của P

và Xe Xementit chiếm tỷ lệ gần 2/3 nên Ledeburit rất dòn và cứng (khoảng 600 HB).

Trang 21

Tæ chøc Láng + Auxtenit

Trang 22

Tæ chøc Láng + Xementit I

Trang 23

Tæ chøc Auxtenit

Trang 24

Tæ chøc Xementit I + Ledeburit (Au + Xe)

Trang 25

Tæ chøc Ledeburit

Trang 26

Tæ chøc Auxtenit + Xementit II + Ledeburit (Au + Xe)

Trang 27

Tæ chøc Auxtenit + Xementit II

Trang 28

Tæ chøc Auxtenit + Pherit

Trang 29

Tæ chøc Xementit I + Ledeburit (P + Xe)

Trang 30

Tæ chøc Peclit + Xementit II + Ledeburit (P + Xe)

Trang 31

Tæ chøc Xementit II + Peclit

Trang 32

Tæ chøc Peclit

Trang 33

Tæ chøc Pherit + Peclit

Trang 34

Tæ chøc Pherit

Tiêu đề	Giản đồ Trạng Thái Sắt - Cacbon
Tác giả	Group of Authors, 4/CN Hoàng Văn Hảo
Người hướng dẫn	Thiếu Tá Hoàng Văn Hảo
Trường học	Trường Võ Thuật, Bộ môn Vẽ – Công nghệ Kim loại - Kỹ thuật Cơ sở
Chuyên ngành	Kỹ thuật Cơ sở
Thể loại	Đề tài nghiên cứu khoa học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	3,11 MB