Bài tập vật liệu trong đóng mới

Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 1
Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved
BÀI TẬP
VẬT LIỆU MỚI TRONG ĐÓNG TÀU
Dạng 1 : Hàn thép hợp kim
Bài 1 :

Thép : 10Cr18NiTi
Điện cực hàn : 19Cr11Ni2,7Mo
H = 12 mm
B = 30 mm
S = 22 mm

Giải
 Bước 1 :
- Thép 10Cr18NiTi : 0,1% C, 18%Cr, 1%Ni, 1%Ti
- Điện cực hàn 19Cr11Ni2,7Mo : 0,19%C, 11%Cr, 2,7%Ni, 1%Mo

 Bước 2 : Xác định tính hàn

-
18 1
0,1 3,9%
5 15
td
c    

-
'
(1 ) 3,9.(1 0,007 22) 3,96%
td
td
c c kS x    

- Do 3,96% >> 0,45% => nung sơ bộ trước khi hàn
- Tính nhiệt độ nung sơ bộ :
-
350. 3,96 0,25 674
oo
nungsobo
TC  

- Ta chọn
o
nungsobo
T 
10
670
o
C


- Bề rộng dải nung b = 350.S = 770 (mm)
- Bề rộng toàn bộ B = 2.b = 1540 (mm)

 Bước 3 : Xác định tổ chức kim loại cơ sở

- Cr
td
= 18 + 2x1= 20%
- Ni
td
= 1 + 30x 0,1 = 4%
- Tra bảng ta có tổ chức sau kết tinh là (A+M+F)

Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 2
Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved
 Bước 4 : Tính thành phần hóa học của kim loại đường hàn

- Tính hệ số đóng góp 
-
22
0,65
22 12
S
Sh

  


- Cr
đh
= 0,65 x 18 + 0,35 x 11 = 15,55%

- Ni
đh
= 0,65 x 1 + 0,35 x 2,7 = 1,6%
- C
đh
= 0,65 x 1 + 0,35 x 0,19 = 0,13%
- Ti
đh
= 0,65 x 1 = 0,65%
- Mo
đh
= 0,35 x 1 = 0,35%

 Bước 5 : Xác định tổ chức kim loại mối hàn :

-
dh
td
Cr 
15,55 + 0,35 + 2 x 0,65 = 17,2%
-
dh
td
Ni 
1,6 + 30 x 0,13 = 5,5%
- Tra bảng ta thu được tổ chức sau khi kết tinh (M+F)

 Bước 6 : Kết luận

- Tổ chức thu được của kim loại đường hàn sau khi hàn thép 10Cr18NiTi bằng điện cực

hàn 19Cr11Ni2,7Mo không đồng nhất với tổ chức kim loại cơ sở theo thiết diện đã thiết
kế
- => Mối hàn không đạt yêu cầu.
- Để xử lý
- Ta điều chỉnh lượng Cr để
22,75%
dh
td
Cr 

-
dh
td
Cr 
Cr
đh
+ 0,35 + 2 x 0,65 = 22,75%
- => Cr
đh
=21,1%
- Cr
đh
= 0,65 x 18 + 0,35 x Cr
e
= 21,1%
- => Cr
e
= 27%
- => Dựa theo bảng để chọn điện cực phù hợp

Dạng 2 : Tính toán C cốt hạt thô
Bài 1 :
- Vật liệu hạt
2
120 /
h
b
kG cm


,
3
2,8 /
h
g cm



- Vật Liệu nền
2
46 /
n
b
kG cm


,
3
1,2 /
n

g cm




Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 3
Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved
 Yêu cầu :

- Tính tỉ lệ v
h
để
3
0,62 /
c
b
kG cm



- Kiểm tra và xử lý giới hạn dưới
- Đánh giá hiệu quả C

 Phần 1 : Tính v
h
theo độ bền C yêu cầu :

-
. (1 ).
c h n
b h b h b
vv
  
  

-
62 .120 (1 ).46
hh
vv  

-
0,22
h
v 

-
1 0,22 0,78
n
v   

- Kết luận : tỉ lệ
0,22
h
v 
thì đạt được giớ hạn trên đồ thị bền
3

62 /C kG cm


 Phần 2 : Kiểm tra và xử lý giới hạn dưới :

-
.

hn
c
bb
b
nh
h b n b
vv





= 53kG/cm
2

- Không đạt so với ứng suất bền yêu cầu 62kG/cm

- Xử lý : tính
'
h
v
theo

2
42 /
c
b
kG cm



-
''
'
120.46
62
.46 (1 ).120
0,22 0,42
0,32
22
1 0,68
hh
thuc
hh
h
thuc thuc
nh
vv
vv
v
vv





  
  

-
''
120.46
62
.46 (1 ).120
hh
vv



-
'
h
v
= 0,42
-
'
0,22 0,42
0,32
22
thuc
hh
h
vv
v



  

-
1 0,68
thuc thuc
nh
vv  

- Dựng đồ thị C :


Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 4
Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved

 Phần 3 : đánh giá hiệu quả C :

-
46
38,3
1,2
n
b
n
n




  

-
69,7
41
1,7
41
.100% 107%
38,3
c
b
c
c



  


-
3
. . 0,32.2,8 0,68.1,2 1,7 /
c h h n n
v v g cm
  
    

-
2
. . 0,32.120 0,68.46 69,7 /
c h n
b h b n b
v v kG cm
  
    

-
69,7
41
1,7
c
b
c
c



  

- Hiệu quả của C so với hạt :
41
.100% 96%
42,9


- Hiệu quả của C so với nền :
41

.100% 107%
38,3


- Kết luận C thu được đạt hiệu quả

120
62
46
0
v
h

b
v
h
Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 5
Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved