Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 7 Kim loại màu và hợp kim màu Chương 7 Kim loại màu và hợp kim màu KIM LOẠI HỌC Nội dung 7 1 Nhôm và hợp kim nhôm 7 2 Đồng và hợp kim đồng 7 3 Titan và hợp kim titan 7 4 Hợp kim ổ trục 7 1 Nhôm[.]
KIM LOẠI HỌC Chương 7: Kim loại màu hợp kim màu Nội dung 7.1 Nhôm hợp kim nhôm 7.2 Đồng hợp kim đồng 7.3 Titan hợp kim titan 7.4 Hợp kim ổ trục 7.1 Nhôm hợp kim nhôm 7.1.1 Nhôm kim loại 7.1.2 Hợp kim nhôm 1- Phân loại hợp kim nhôm 2- Hợp kim nhôm biến dạng a/ Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền nhiệt luyện b/ Hợp kim nhơm biến dạng hóa bền nhiệt luyện 3- Hợp kim nhôm đúc a/ Silumin hợp kim nhôm đúc piston b/ Các loại hợp kim nhôm đúc khác 7.1.1 Nhôm kim loại (nhôm nguyên chất - Al) Màu trắng bạc Kiểu mạng: lập phương diện tâm (a= 4.04Å) Khối lượng riêng: 2,7g/cm3 Nhiệt độ chảy: 6600C Nhiệt độ bốc hơi: 2.4930C a Các đặc tính nhơm Kim loại nhẹ: nhẹ sắt lần (ứng dụng ngành hàng không, giao thông vận tải, trang thiết bị quân sự, …) Tính dẫn điện dẫn nhiệt cao: Độ dẫn điện nhôm 99,997% cao (ρ = 2,62.10-6Ω.m), 65,5% Cu Cùng độ dẫn điện, dây nhơm có trọng lượng ½ dây đồng Ứng dụng dây dẫn điện, cáp điện, động loại nhỏ, biến thế, tụ điện, thiết bị chiếu sáng, thiết bị trao đổi nhiệt (máy lạnh, tủ lạnh, dụng cụ nấu ăn,…) Chống ăn mịn cao Al2O3 sít chặt bề mặt Nhôm dễ nấu chảy: Do nhiệt độ chảy thấp, nhiệt độ bốc cao dễ đúc, tính đúc ko cao co ngót lớn (6%) Nhiệt dung riêng lớn tiêu hao nhiệt lượng lớn nấu chảy, có lợi cho q trình nguội chậm (dễ biến tính tinh luyện) Độ bền tương đối, độ dẻo cao: Độ bền thấp (giới hạn bền 60MPa, độ cứng 25HB) thường dùng nhôm HK để nâng cao độ bền Độ dẻo cao dễ biến dạng thành mỏng, kéo sợi Tính gia công cắt gọt thấp b Tạp chất nhôm Tạp chất làm giảm tính sử dụng nhơm Có nhóm: tạp chất kim loại, tạp chất phi kim loại khí hịa tan Sắt: tạp chất có hại Tạo pha liên kết FeAl3 giịn, kết tinh dạng hình kim thô Cùng tinh (AlFeAl3) phân bố biên giới hạt gây giịn HK, dễ bị ăn mịn điện hóa Hàm lượng Fe giới hạn 0,0015 – 1,1% Silic: làm tăng tính đúc Khi có Fe, tạo pha liên kim loại Al – Fe – Si giòn, kết tinh dạng thô O2: tạo Al2O3 bền vững, khó phân hủy, độ cứng cao, khơng hịa tan vào nhôm lỏng Làm giảm độ bền tăng độ hịa tan khí HK Hàm lượng lớn làm giảm độ chảy lỗng độ điền đầy khn đúc Các khí hịa tan: tạo rỗ khí, tăng độ xốp, làm giảm độ bền HK Hydro chiếm 80% lượng khí hịa tan nhơm Hydro dễ tích tụ gây nứt tế vi HK c Một số mác nhôm ứng dụng Ký hiệu (tiêu chuẩn) % nhôm không nhỏ Tổng tạp chất Lĩnh vực ứng dụng Siêu (A999) 99,999 0,001 Nghiên cứu khoa học, kỹ thuật bán dẫn, hạt nhân Độ cao A995 A99 99,995 99,99 0,005 0,010 A97 A95 99,97 99,95 0,03 0,05 Nhôm kỹ thuật A85 A8 (GOST) A1080p (JIS) A199,8 (DIN) Sản xuất giấy kim loại, làm tụ điện Các sản phẩm cán, thiết bị hóa chất đặc biệt Sản xuất sản phẩm cán 99,85 99,80 0,15 0,20 7.1.2 Hợp kim nhôm 1- Phân loại hợp kim nhôm Độ bền cao hẳn nhôm nguyên chất Theo công nghệ chế tạo, chia làm nhóm: HK nhơm đúc (chứa thành phần tinh cao) HK nhôm biến dạng theo cơng nghệ nấu chảy Chia hai nhóm nhỏ: hóa bền nhiệt luyện khơng hóa bền nhiệt luyện HK nhôm thêu kết theo công nghệ luyện kim bột Hợp kim nhôm biến dạng a Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền nhiệt luyện Độ bền không cao (vẫn cao nhiều so với nhơm ngun chất) Độ dẻo cao Tính chống ăn mịn tốt Hệ hợp kim: Al – Mn, Al – Mg Hệ Al – Mn Mn = – 1,6% Tổ chức: dung dịch rắn α pha MnAl6 Fe Si làm giảm độ hòa tan Mn ddr tạo thành pha liên kim loại Al – Fe – Si – Mn khơng hóa bền nhiệt luyện Tăng độ bền biến dạng nguội Biến dạng dẻo làm tăng độ bền HK gần lần Mn dễ bị thiên tích làm xấu tính (nhất độ dai va đập) Hệ Al – Mn chịu gia cơng biến dạng nóng nguội tốt, tính hàn cao, tính chống ăn mịn khí cao (có Mn) Hệ Al – Mg Mg = – 8%; tối đa 17,4% 451 0C Khi nguội làm tiết pha thứ hai Mg2Al3 (Mg5Al8) dạng lưới làm xấu tính, tăng ăn mịn ứng suất Khối lượng nhẹ số HK nhơm Tính đàn hồi tốt Chống ăn mịn khí Bề mặt gia cơng đẹp Khả giảm chấn mạnh Độ bền mỏi cao Ứng dụng: ngành chế tạo ơtơ, cơng trình xây dựng b HK nhơm biến dạng hóa bền nhiệt luyện Độ bền trung bình cao, kết hợp tốt độ bền độ dẻo Hệ HK: Al – Cu, Al – Cu – Mg (duralumin), Al – Cu – Mg – Zn (HK độ bền cao) Cu không 4%; Mg = – 2% Các pha CuAl2 (θ), CuMgAl2 (S), CuMg3Al5 (T) pha hóa bền Khả hóa bền: θ > S > T Nhiệt luyện: Tơi: độ bền tăng ít, độ dẻo cao >548oC pha CuAl2 hịa tan hết vào DDR (Al) Hóa già: độ bền tăng mạnh Ưu điểm: Độ bền riêng cao (tỷ số độ bền khối lượng riêng – đơn vị chiều dài): 15 – 16 Thép CT5 4,8 – 6, gang 1,5 – Không thể thiếu ngành hàng không, giao thông tải,… Nhược điểm: Tính chống ăn mịn tính hàn (các pha điện cực khác nhau) phủ Al nguyên chất chất làm tăng khả chống ăn mòn giảm độ bền