Chỉång 1:

NHỈỴNG TÊNH CHÁÚT CÅ
BN CA THẸP XÁY DỈÛNG
ξ1.Thẹp xáy dỉûng:
Tỉì qûng (Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
) luûn trong l dỉåïi tạc dủng t
o
âỉåüc gang (%C > 1,7%),
tiãúp tủc luûn v khỉí båït C trong gang s âỉåüc thẹp (%C < 1,7%). Càn cỉï vo hm
lỉåüng C% âãø phán biãût gang v thẹp. Váût liãûu ch úu lm kãút cáúu thẹp l thẹp than
(thẹp C) v thẹp håüp kim tháúp, ngoi ra âäi khi cn dng gang âục lm gäúi tỉûa hồûc
håüp kim nhäm (ráút hản chãú vç giạ thnh cao) .
1.1.Phán loải thẹp xáy dỉûng
1.Theo thnh pháưn họa hc
:

Dỉûa vo hm lỉåüng C% trong thẹp v cạc thnh pháưn khạc:
- Thẹp C : ( %C< 1,7% ) chia ra lm 3 loải:
* Thẹp C tháúp ( %C < 0,22%): Do, mãưm v dãù hn. Thẹp xáy dỉûng l thẹp
C tháúp.
* Thẹp C vỉìa (0,22 < %C < 0,6 %): Cỉåìng âäü cao hån nhỉng dn

, CO
2
... chổa ra hóỳt õaợ nguọỹi,
taỷo nhổợng chọự khuyóỳt tỏỷt, dóự sinh ổùng suỏỳt tỏỷp trung khi chởu lổỷc vaỡ bở laợo hoùa, dỏựn õóỳn
phaù hoaỷi doỡn, khọng nón duỡng laỡm kóỳt cỏỳu chởu lổỷc chờnh .
- Theùp nổớa tộnh: Chỏỳt lổồỹng vaỡ giaù thaỡnh trung gian giổợa 2 loaỷi trón .
1.2.Cỏỳu truùc vaỡ thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc cuớa theùp:
1.
Cỏỳu truùc tinh thóứ:

Hỗnh 1.1: Cỏỳu truùc tinh thóứ
Cỏỳu truùc theùp (hỗnh 1.1) taỷo bồới:
- Ferit: Fe nguyón chỏỳt, chióỳm 99% thóứ tờch , deớo
vaỡ móửm.
- Ximentic: Hồỹp chỏỳt Fe
3
C, cổùng vaỡ doỡn do
thaỡnh phỏửn C.
- Maỡng peclit: Họứn hồỹp Fe vaỡ Fe
3
C, laỡ maỡng õaỡn
họửi, bao quanh ferit. Maỡng caỡng daỡy, theùp caỡng cổùng vaỡ
keùm deớo.

2.Thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc:
- Fe chióỳm 99 %.

- C: Coù haỡm lổồỹng nhoớ hồn 1,7%. Lổồỹng C caỡng cao, theùp coù cổồỡng õọỹ lồùn nhổng
doỡn nón khoù haỡn vaỡ khoù gia cọng. Yóu cỏửu theùp xỏy dổỷng coù: %C < 0,22%.
- Caùc thaỡnh phỏửn coù lồỹi:

8* CTo: Do, dng lm kãút cáúu khäng chëu lỉûc: Buläng thỉåìng, âinh tạn, chi tiãút...
* CT
1
,CT
2
: Mãưm , cỉåìng âäü tháúp, dng trong kãút cáúu v.
* CT
3
: Phäø biãún nháút trong xáy dỉûng, thỉåìng l thẹp l bàòng-säi hồûc thẹp nỉía
ténh. Kãút cáúu chëu ti trng nàûng, âäüng dng thẹp l bàòng-ténh.
* CT
4
: Cỉåìng âäü cao, dng trong cäng nghiãûp âọng tu.
* CT
5
: Khọ gia cäng chãú tảo, khọ hn chè dng cho kãút cáúu âinh tạn.
* CT
6
, CT
7
: Qụa cỉïng, dn khäng dng âỉåüc trong xáy dỉûng, chè dng lm mạy
cäng củ...

2.Thẹp håüp kim tháúp:
Ngy cng phäø biãún trong xáy dỉûng nhåì cỉåìng âäü cao, bãưn v chäúng gè täút.
Theo k hiãûu LiãnXä (c), cạc chè säú chè thnh pháưn họa hc v hm lỉåüng C.
Vê dủ: 15XCHΓΠ: 0,15% C, C: Silic, H:Ni , Π: Cu.

1.Giai âoản 1 ( Giai âoản ân häưi ) Hçnh 1.2: Biãøu âäư kẹo ca thẹp carbon tháúp.

9* Âoản OA: Âoản thàóng. Quan hãû
σ
-
ε
tuún tênh. Váût liãûu lm viãûc theo âënh
lût Hooke:

σ
= E.
ε
( E: Mäduyn ân häưi, thẹp CT
3
cọ E=2,1.10

3.Giai âoản 3 ( Giai âoản chy do)
* Âoản BC: Háưu nhỉ nàòm ngang. Biãún dảng tàng nhỉng ỉïng sút khäng tàng.
Âãún C, thäi tạc dủng, váût liãûu tråí vãư theo âỉåìng gim ti C0’ // A0 Ỉ Thẹp cọ biãún
dảng dỉ 00’. σ
C
= σ
B
= σ
c
= 2400 Kg/cm
2
. ε = 0,2 %÷ 2,5%.

Hçnh 1.3: Biãøu âäư kẹo ca thẹp
carbon cao.
4.Giai âoản 4 ( Giai âoản tỉû gia cỉåìng, cng cäú)
* Âoản CD: Âoản cong thoi . Thẹp khäng chy nỉỵa m lải nhỉ cọ v chëu âỉåüc
lỉûc Ỉ Thẹp tỉû gia cỉåìng. Sau âọ, biãún dảng tàng nhanh, tiãút diãûn máùu thẹp bë thu hẻp
v bë kẹo âỉït åí σ
D
= σ
b
= 3800÷4000 Kg/cm
2
. ε
D
= ε

: Dng l thuút ân häưi - do. E ≠ const.
σ = σ
c
: Dng l thuút do. E= 0.
- Hiãûn tỉåüng “thãưm chy”: Chè xy ra åí thẹp cọ hm lỉåüng C% = 0,1÷0,3% . Nãúu
khäng, sau giai âoản ân häưi, âỉåìng cong chuøn ngay sang giai âoản tỉû gia cỉåìng.

10Âäúi våïi thẹp ny, quy ỉåïc láúy giåïi hản chy tỉång ỉïng våïi biãún dảng ε = 0,2 %.
Biãøu âäư váût liãûu dn cọ dảng nhỉ hçnh 1.3.
2.2.Tênh toạn cáúu kiãûn chëu kẹo:
Tênh theo âiãưu kiãûn bãưn
* Cáúu kiãûn khäng cho phẹp biãún dảng do:
σ =
th
F
N
≤ γ .R (1.1)
F
th
: Diãûn têch tiãút diãûn thu hẻp.

γ
: Hãû säú âiãưu kiãûn lm viãûc.
* Cáúu kiãûn cho phẹp biãún dảng do:
σ =
th
F

Giåïi hản t lãû σ
tl
: Giạ trë ỉïng sút giåïi hản váût liãûu lm viãûc theo âënh lût
Hooke.
-Giåïi hản chy σ
c
: Quan trng nháút vç âọ l ỉïng sút låïn nháút cọ thãø cọ trong váût
liãûu m khäng âỉåüc phẹp vüt qua. Khi ỉïng sút trong kãút cáúu âảt σ
c
(Thẹp CT
3
, σ
c
=
2400 Kg/cm
2
), coi nhỉ kãút cáúu âảt trảng thại giåïi hản vãư cỉåìng âäü Ỉ l càn cỉï xạc âënh
cỉåìng âäü tênh toạn ca thẹp.

-
Giåïi hản bãưn σ
b
: Cỉåìng âäü tỉïc thåìi ca thẹp khi bë kẹo âỉït, Âäúi vọi thẹp CT
3
, σ
b

> σ
c
do âọ nọ xạc âënh vng an ton dỉû trỉỵ giỉỵa hai trảng thại lm viãûc v phạ hoải. Âäúi

- Âäúi våïi máùu ngàõn: (Chiãưu cao máùu l khäng låïn hån 5 âãún 6 láưn so våïi bãư räüng) Sỉû lm
viãûc chëu nẹn khäng khạc máúy so våïi khi chëu kẹo, cng cọ cạc giai âoản ân häưi, chy
v tỉû gia cỉåìng, tỉïc l cọ cng cạc âàûc trỉng cå hc nhỉ : Giåïi hản t lãû σ
tl
, giåïi hản
chy σ
c
,ε
c
,mädun ân häưi E... Tuy nhiãn, trong giai âoản tỉû gia cỉåìng khäng xạc âënh
âỉåüc giåïi hản bãưn σ
b
vç thẹp khäng bë kẹo âỉït m bë phçnh ra v tiãúp tủc chëu âỉåüc ti
trng låïn Ỉ Thẹp bë phạ hoải l do biãún dảng låïn.
- Âäúi våïi máùu di: Thỉåìng thẹp máút kh nàng chëu lỉûc ch úu l do máút äøn âënh.
3.1.Hiãûn tỉåüng máút äøn âënh:
Xẹt thanh thàóng chëu tạc dủng lỉûc nẹn âụng tám P.
- Khi P cn nh, dỉåïi tạc dủng ca lỉûc ngáùu nhiãn H, thanh lãûch khi vë trê ban
âáưu (lỉûc P váùn âụng tám), thäi tạc dủng H, thanh tråí vãư trảng thại ban âáưu Ỉ thanh åí
trảng thại cán bàòng äøn âënh.
- Khi P âảt giạ trë giåïi hản P
th
, dỉåïi tạc dủng ca H ngáùu nhiãn d nh khi thäi
tạc dủng, thanh khäng thãø tråí vãư trảng thại ban âáưu Ỉ Thanh â bë máút äøn âënh. Hçnh 1.4: Hiãûn tỉåüng máút äøn âënh.

2
0
min
2
l
EJ
π
(1.3)
E: Mädun ân häưi ca váût liãûu.
J
min
: Mämen quạn tinh nh nháút ca tiãút diãûn.
l
o
: Chiãưu di tênh tọan ca thanh. l
o
=
µ
.l (1.4 )

12µ
: Hãû säú phủ thüc hçnh thỉïc liãn kãút 2 âáưu thanh.
min
0
r
l
(1.6) : Âäü mnh ca cáúu kiãûn
→ σ
th
=
2
2
λ
π
E
(1.7)
-Nháûn xẹt: * σ
th
phủ thüc âäü mnh λ v E (âàûc trỉng cå hc váût liãûu) m khäng
phủ thüc ngoải lỉûc tạc dủng.
* Thanh cọ r
min
cng låïn,
σ
th
cng låïn tỉïc kh nàng chëu lỉûc ca thanh
cng cao. Ỉ Cng diãûn têch thẹp, tiãút diãûn cọ bạn kênh quạn tênh r låïn nháút l hçnh thỉïc
tiãút diãûn håüp l nháút.

Chỉïng minh cäng thỉïc Euler:
B qua trng lỉåüng bn thán thanh, mämen tiãút diãûn x khi thanh máút äøn âënh:
M

P
th

Ỉ y’’(x)+
α
2
.y (x) = 0
Nghiãûm täøng quạt phỉång trçnh:
y(x) = Asin
α
x +Bcos
α
x.
Âiãưu kiãûn biãn: x=0, y=0
Ỉ
B=0; x=l, y=0
Ỉ
Asin
α
=0. A
≠
0 (Vç nãúu A=0 thç ln cọ
y(x)=0 trại gii thiãút ban âáưu thanh â máút äøn âënh (y(x)
≠
0)
Ỉ
sin
α
l = 0
Ỉ

2.Cäng thỉïc Euler måí räüng:

13 - Cäng thỉïc (1.3) (1.7) chè âụng khi thanh lm viãûc trong miãưn ân häưi
σ
th
<
σ
tl

:
E= const.
Âäúi våïi thẹp CT
3

: σ
th
=
2
2
λ
π
E
< σ
tl
= 2000 Kg/cm
2
Ỉ λ ≥ π .

E, E
d
: Mädun ân häưi v mäâun biãún dảng do
J
1
, J
2
: Mämen quạn tênh ca pháưn tiãút diãûn lm viãûc ân häưi v pháưn tiãút diãûn
biãún dảng do.
J: Mämen quạn tênh ca c tiãút diãûn.

Chỉïng minh E
q
:
Mämen M =
∫
+
1
..
11
F
dFy
σ
∫
2
22
F
dFy
σ
Våïi σ

F
d
dFy
P
E Ỉ M=
E; E
d
: gi sỉí l hàòng säú
P
JE
1
.
+
P
JE
d 2
.
=
P
JE
q
.
hay E
q

=
J

2
2
.
λ
π
ϕ
R
E
=

(1.11)Nãn
ϕ
phủ thüc mạc thẹp v âäü mnh cáúu kiãûn (λ):
ϕ
= f (
λ
)Ỉ Tra phủ lủc I.2
3.Tênh toạn thanh chëu nẹn:
Phi tênh c 2 âiãưu kiãûn:

14