Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu công nghệ sản xuất gang bền nhiệt hệ Fe – Al thay thế hệ Fe – Cr- Ni
MỤC LỤC
MỤC LỤC TRANG
MỞ ĐẦU 2
I. TỔNG QUAN 3
1. Tính chịu nhiệt 3
2. Tính bền nhiệt 7
2.1. Khái niệm vềbiến dạng dão 7
2.2. Dão trong vật liệu kim loại 8
3. Gang bền nhiệt 9
4. Gang nhôm (Fe-Al) 10
4.1. Vai trò của nhôm và silic 10
4.2. Các mác gang nhôm thường gặp 17
4.3. Lựa chọn mác gang nghiên cứu 20
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 22
1. Nội dung nghiên cứu 22
2. Phương pháp nghiên cứu 22
III. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 24
1. Công nghệnấu luyện 24
2. Công nghệ đúc 27
2.1. Xác định độco của gang nhôm 28
2.2. Xác định độchảy loãng 29
2.3. Vật liệu làm khuôn 30
2.4 Một sốvấn đềliên quan khác đến công nghệnấu luyện 30
2.5 Công nghệnhiệt luyện gang nhôm 31
3. Các tính chất cơhọc đạt được 32
4. Cấu trúc 32
5. Quá trình dùng thửsản phẩm 33
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ35
1. Kết luận 35
2. Kiến nghị35
TÀI LIỆU THAM KHẢO 36
PHỤLỤC 37
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-11-30-de_tai_nghien_cuu_cong_nghe_san_xuat_gang_ben_nhie.UVKpMioylu.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-48380/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
phương trình khuyếch tán:
K = 2VDn
Trong đó: D- Hệ số khuyếch tán
V- Thể tích trung bình ion khuyếch tán trong màng ôxyt.
W- Nồng độ ion khuyếch tán qua ranh giới giữa ôxyt và kim loại.
Từ phương trình này ta thấy, quá trình ôxy hoá là quá trình khuyếch tán. Trong
trường hợp khi bề mặt kim loại tạo nên màng ôxyt xốp có vết rạn nứt nghĩa là màng
mỏng không tạo thành lớp bảo vệ vững chắc cho kim loại khỏi ôxy hoá, khi đó tốc
độ ôxy hoá được tính theo phương trình tuyến tính:
X =K.t
Khi nhiệt độ tăng lên, làm tăng tính linh động của ion kim loại và nguyên tử,
kéo theo sự khuyếch tán ion kim loại qua màng ôxyt, nhưng đối với các hợp kim
khác nhau, màng ôxy hoá ở nhiệt độ khác nhau cho cấu trúc, thành phần, độ bền
ôxy hoá khác nhau, khả năng khuyếch tán cũng khác nhau. Lúc đó tốc độ ôxy hoá
hay hằng số K trong phương trình X2= K.t phụ thuộc vào nhiệt độ.
10
Qua việc nghiên cứu các màng mỏng ôxyt của thép chịu nhiệt chứa Cr, Al, Si
người ta xác định rằng ôxyt chịu nhiệt của các nguyên tố này nằm ngay sát phía
trong lớp gỉ, gắn bám trực tiếp bề mặt kim loại, còn lớp bề mặt kim loại nằm ở dưới
lớp ôxyt thì bị ôxy hoá khi tiếp xúc với Ohp .
Với tác dụng hoá học của kim loại và môi trường khí tạo nên trên bề mặt kim
loại chịu nhiệt lớp bảo vệ gồm cấu trúc của chính nó với cấu trúc kim loại. Mạng
tinh thể kim loại vẫn tiếp tục được bảo toàn ngay khi kiến tạo mạng mới trong pha
ôxyt.
Lớp chuyển tiếp giữa màng ôxyt và nền kim loại đảm bảo độ bền cần thiết của
mối liên kết kim loại với ôxyt và đóng vai trò chủ yếu đối với khả năng chịu nhiệt
của kim loại.
Qua những kết quả nghiên cứu trên đây ta thấy, cho đến ngày nay các nguyên
tố Cr, Al, Si…vẫn là các nguyên tố hợp kim chính tạo thành hợp kim chịu nhiệt.
2 Tính bền nhiệt
Tính bền nhiệt của vật liệu là khả năng giữ được độ bền ở môi trường nhiệt độ
cao trong điều kiện tải trọng xác định. Trên thực tế, tính bền nhiệt được coi là khả
năng làm việc lâu bền của vật liệu trong điều kiện có tải trọng và nhiệt độ cao.
Như ta đã biết, khi kim loại làm việc ở nhiệt độ cao, dưới tác dụng của tỉ trọng
không đổi và thấp hơn giới hạn chảy trong thời gian dài thì kim loại vẫn bị biến
dạng dẻo một cách chậm chạp gọi là dão (creep). Đó là sự nối tiếp nhau một cách
liên tục của 2 quá trình ngược nhau: biến dạng dẻo gây ra hoá bền và kết tinh lại
gây ra thải bền. Hiện tượng dão trở nên đặc biệt nguy hiểm khi nhiệt độ làm việc
cao hơn nhiều so với nhiệt độ kết tinh lại vì kim loại sẽ bị biến dạng dẻo và dẫn tới
phá huỷ sau một thời gian nào đó. Để nâng cao tính bền nóng ta phi tìm cách chống
lại hiện tượng biến dạng dão.
11
2.1 Khái niệm về biến dạng dão
Biến dạng dão là quá trình biến dạng thuận nghịch phụ thuộc vào thời gian do
ti trọng cố định gây ra. Biến dạng dão εdão(t) gồm biến dạng đàn hồi trễ và biến
dạng dẻo. Biến dạng dão có 3 giai đoạn:
+ Dão sơ cấp (dão chuyển tiếp) đặc trưng bằng quá trình các lệch được hoạt
nhiệt cắt nhau, tạo hoá bền chủ yếu nhờ các bậc lệch và cấu trúc lệch ổn định, quá
trình thi bền không đáng kể.
+ Dão thứ cấp (dão ổn định) thể hiện sự cân bằng động học giữa hoá bền và thi
bền nhờ giải toả các tập hợp lệch bền chướng ngại bằng các chuyển động hoạt nhiệt
của lệch như leo, trượt ngang. Cấu trúc lệch không thay đổi, dẫn đến được đa cạnh
hoá hay kết tinh lại tuỳ theo năng lượng khuyết tật xếp lớn hay nhỏ.
+ Dão nhanh dần bắt đầu khi quá trình thi bền chiếm ưu thế. Biên hạt có thể
trượt, các vết nứt được hình thành ở đó, mẫu co thắt và phá huỷ theo biên hạt.
2.2 Dão trong vật liệu kim loại
Đối với vật liệu kim loại, dão ổn định là quan trọng nhất, đặc biệt là đối với
các chi tiết làm việc ở nhiệt độ cao (động cơ phản lực), môi trường ăn mòn ( nhà
máy nhiệt điện, các lò nung công nghiệp) môi trường bức xạ (nhà máy điện hạt
nhân)... Hai yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến dão là nhiệt độ và ứng suất. Khi tăng
một trong hai yếu tố hay tăng cả hai thì tốc độ dão thứ cấp tăng và tuổi thọ chi tiết
gỉam. Độ bền dão chính là chỉ số của tính bền nhiệt của vật liệu. Muốn nâng cao độ
bền nhiệt, phải chống dão ở nhiệt độ cao tức là phải tạo ra cấu trúc có khả năng
chống lại có hiệu qủa sự chuyển động của lệch (lêch trượt và lệch leo) cũng như sự
xê dịch biên giới hạt và nó ít thay đổi ở nhiệt độ đó. Thép có cấu trúc austenit đáp
ứng được yêu cầu trên.
Kim loại có nhiệt độ nóng chảy càng cao thì có tính bền nóng càng cao. Khi có
cùng nhiệt độ nóng chảy, kim loại có nhiệt độ kết tinh lại cao hơn sẽ có tính bền
nóng cao hơn. Tổ chức của hợp kim cũng ảnh hưởng đến tính bền nóng. Thép có tổ
12
chức austenit có tính bền nóng cao hơn thép có tổ chức ferit do austenit có nhiệt độ
kết tinh lại cao hơn.
ở nhiệt độ cao, biên giới hạt kém bền so với bên trong hạt, quá trình biến dạng
dão dẫn tới phá huỷ thường xảy ra trước tiên ở biên giới hạt. Do vậy, cấu trúc hạt
càng nhỏ (tức là biên giới hạt càng nhiều) thì tính bền nhiệt càng kém.
Đối với vật liệu kim loại để chống lại hiện tượng dão, người ta thường đưa vào
vật liệu các nguyên tố hợp kim như: Mo, W, Nb, Ti, Si, Al…
3. Gang bền nhiệt
Gang bền nhiệt là một phần quan trọng trong vật liệu kim loại bền nhiệt. Trong
quá trình xây dựng tiêu chuẩn về gang bền nhiệt đều dựa vào thành phần hóa học
và yêu cầu kỹ thuật làm cơ sở. Các tiêu chuẩn về gang bền nhiệt hiện nay chúng ta
thường gặp là tiêu chuẩn Nga (ΓOCT 7769-82), tiêu chuẩn Trung Quốc (GB 9437-
88), tiêu chuẩn Cộng hoà Liên Bang Đức (DIN 1694-81), tiêu chuẩn Pháp (NF A
32-301), tiêu chuẩn của Nhật (JIS G5510 (1987) và tiêu chuẩn Quốc tế (ISO 2892).
Nhìn chung nước đều xếp gang bền nhiệt theo các nhóm:
- Nhóm gang Crôm
- Nhóm gang Silic
- Nhóm gang Niken
- Nhóm gang Nhôm
Trong các nhóm này nguyên tố hợp kim có hàm lượng cao nhất thay mặt cho
tên nhóm.
Để phát huy tác dụng của các nguyên tố hợp kim đến tính chất cơ lý của gang
như độ bền cơ học, khả năng chịu ăn mòn, khả năng chịu nhiệt, trong các nhóm
gang cơ bản trên người ta đã đưa thêm vào nhiều nguyên tố hợp kim khác với mức
hàm lượng thấp hơn. Điều này tạo ra các nhóm gang mới nhiều nguyên tố hợp kim
tương ứng:
- Nhóm Crôm-Niken
- Nhóm Nhôm-Silic
13
- Nhóm Crôm-Niken-Đồng
- Nhóm Nhôm-Silíc-Crôm
Từ sự phân loại ở trên ta thấy trong các mác gang bền nhiệt, mác gang nào
được hợp kim hoá nhiều nguyên tố hợp kim sẽ có độ bền cơ học và độ bền nhiệt
cao hơn. Song, cùng với sự tăng lên của các nguyên tố hợp kim, giá thành sản
phẩm cũng tăng cao hơn.
Nhóm gang Fe-Al là nhóm gang bền nhiệt có giá thành thấp hơn các nhóm
khác mà độ bền nhiệt vẫn đảm bảo yêu cầu sử dụng. Vì vậy nó đã được nghiên cứu
và sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới.
4. Gang nhôm (Fe-Al)
4.1 Vai trò của nhôm và silic
Nét đặc biệ...
