Đề Cương 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
ĐỀ CƯƠNG
VẬT LIỆU MỚI TRONG ĐÓNG TÀU
Câu 1 : Phân loại hợp kim Al và ứng dụng

Tiêu chí phân loại hợp kim Al : theo phương pháp chế tạo bán thành phẩm
+ Hợp kim Al đúc :
 Là hợp kim nhôm với thành phần nguyên tố hợp kim sao cho trong tổ chức của nó
chủ yếu là cùng tinh, có tính đúc cao
 Nằm bên phải điểm C’
 Dùng để chế tạo các chi tiết bằng phương pháp đúc
+ Hợp kim Al biến dạng :
 Là hợp kim nhôm có thành phần nguyên tố hợp kim nằm trong giới hạn của dung
dịch rắn
 Nằm bên trái điểm C’
Nhiet do
o
C
675
o
C
Bien dang
100% Al
Duc

+ pha thu hai

Khong hoa ben bang nhiet
luyen duoc
Hoa ben bang nhiet luyen duoc
% nguyen to hop kim
D
C'
C
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
 Có độ dẻo cao, dùng để chế tạo các chi tiết bằng phương pháp biến dạng
 Được chia là 2 phân nhóm nhỏ :
- Hóa bền bằng nhiệt luyện được ( trong đoạn từ D đến C’)
- Không hóa bền bằng nhiệt luyện được ( bên trái điểm D )
+ Hợp kim Al thiêu kết là loại hợp kim nhôm được chế tạo từ nguyên tố ban đầu là
bột quá ép và thiêu kết

Câu 2 : Các phương pháp nhiệt luyện hợp kim Al ?
A – Mục đích :
 Phục hồi tổ chức và tính chất của hợp kim sau khi gia công tạo hình
 Hóa bền cho hợp kim sau khi đã hoàn thiện sản phẩm
B – Các phương pháp nhiệt luyện :
 Công nghệ ủ
+ Ủ đồng đều hóa :
- Là nguyên công nhiệt luyện đầu tiên sau khi đúc
- T
o

ủ = 450 – 520
o
C
- t ủ = 4 – 10 giờ
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

+ Ủ kết tinh lại :
- Áp dụng cho các chi tiết sau khi bị biến dạng nguội
- Làm cho quá trình kết tinh lại xảy ra hoàn toàn nhưng độ hạt phải nhỏ
- T
o
ủ = 50 – 150
o
C

+Ủ các hợp kim đã hóa bền bằng nhiệt luyện :
- Mục đích là thải bền
- Tốc độ nguội nhỏ, thường nhỏ hơn 30
o
C/h
 Công nghệ tôi :
- Nhằm tạo nên dung dich rắn quá bão hòa.
- Chọn nhiệt độ tôi căn cứ vào thành phần và dạng giản đồ pha
L
L +


B +

3 - t
dac
2 - t
dd
1 - t
1
Al
Me
3
2
1

Gian do chon nhiet do dong deu hoa
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



 Công nghệ hóa già :
- Thực hiện phân rã tổ chức không ổn định của hợp kim nhôm sau khi tôi phù
hợp để có hiệu quả tăng bền
- Hóa già sau khi tôi là quá trình tiếp tục hóa bền
- Các phương pháp hóa già :

+ Hóa già tự nhiên
+ Hóa già nhân tạo
+ Hóa già đa cấp
Câu 5 : Khái quát về Ti và phương pháp sản xuất Ti ?
 Khái quát về Ti :
- Là 1 nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, có hàm lượng 0,61% trong vỏ trái đất
Al Me


L + 
L
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
- Khối lượng riêng của Ti ở 20
o
C là 4,5 g/cm
3

- Giới hạn bề kéo 25 – 30 kg/mm
2

- Độ cứng 140 HB
- Nhiệt độ nóng chảy 1665
o
C
- Nhiệt độ sôi 3000

o
C
 Phương pháp sản xuất Ti :
- Sử dụng 2 loại quặng cơ bản Imenhit (FeTiO
3
) và Rutin (TiO
2
)
+ Nung quặng Ti ở trong lò ở T
o
= (700 – 900)
o
C, sau đó thổi hơi Cl qua
quặng Ti trong than: TiO
2
+ C + Cl
2
=> TiCl
4
+ CO
+ Kết quả phản ứng có TiCl
4
ở trạng thái lỏng có T
o
sôi là 136
o
C , để tách Ti
khỏi hợp chất TiCl
4
người ta sử dụng khí MgCl4 : TiCl

4
+ Mg => Ti + MgCl
2

+ Ti nhận được có dạng bột xốp.
+ Để thu được Ti kết cấu : écác hợp kim trên tạo kết cấu dày 15 – 20mm ở T
o

900- 950
o
C
+ Để thu được Ti có độ sạch và chất lượng cao : TiCl
4
+ Na => Ti + NaCl
+ Để thu được Ti đặc biệt sạch : TiJ
4
 Ti + J
2
Câu 6 : Các loại hợp kim Ti và ứng dụng ?
 Ứng dụng
- Do có khối lượng riêng nhỏ, độ bền hóa học cao nên là một vật liệu có ứng
dụng đặc biệt trong ngành : hàng không , vũ trụ ,
- Tính chống ăn mòn cao phù hợp với công nghiệp đóng tàu, hóa chất
- Do giá thành cao nên thường dùng để chế tạo sản phẩm đặc biêt trong công
nghiệp hàng không, chế tạo tên lửa, tuabin, đóng tàu cao cấp
 Phân loại:
- Hợp kim tổ chức  : BT1-00 , BT1-0, BT1-1, BT5, BT5-1
- Hợp kim 2 pha tới 2% ổn định  : OT4-1, OT4, BT4, OT4-2, AT3, BT10,
BT18, BT20
- Hợp kim 2 pha với hàm lượng ổn định lớn hơn 2% : BT3, BT6C, BT6, BT8,

BT9, BT3-1, BT14, BT16
- Hợp kim với tổ chức  ổn định : BT15
Câu 7 : Các phương pháp nhiệt luyện hợp kim Ti ?
 BT3-1
- Ủ : ủ đẳng nhiệt theo chế độ nung tới 870
o
C, đẳng nhiệt ở 650
o
C (2h) nguội,
tiêp ngoài không khí
- Nhiệt luyện hóa bền : giữ ở 880
o
C 1h, tôi trong nước, hóa già 550
o
C trong 5h
 BT8
Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 6
Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved
- Ủ : ủ 2 lần theo chế độ nung, lần đầu 920
o
C, giữ 1h nguội ngoài không khí.
Lần 2 T
o
nung = 590
o
C giữ 1h nguội ngoài không khí

- Nhiệt luyện hóa bền : giữ ở 920
o
C 1h, tôi trong nước , hóa già 570
o
C trong
5h
 BT9
- Ủ : ủ 2 lần, lần 1 T
o
nung = 950
o
C, giữ 1h nguội ngoài không khí. Lần 2
T
o
nung = 530
o
C , giữ 6h nguội ngoài không khí
- Nhiệt luyện hóa bền : giữ ở 950
o
C 1h, tôi trong nước, hóa già 570
o
C trong 5h
 Nhận xét :
- Việc tôi và hóa già làm tăng giới hạn bền tới (25-30)% so với trạng thái ủ tới
500
o
C
- Giới hạn bền khi kéo ở nhiệt độ lớn hơn 550
o
C các hợp kim Ti giảm đáng kể

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ bền của họp kim Ti khi nhiệt độ cao



Câu 8 : Đặc điểm các phương pháp gia công hợp kim Ti

 Rèn và rập hợp kim Ti :
- Các hợp kim Ti có thể áp dụng tất cả các dạng gia công áp lực nóng ( rèn ,
rập, cán uốn)
- Để giảm lực cần thiết và giảm sai hỏng người ta thường gia công nóng
- Khi rập thể tích hoặc rèn tự do cho các sản phẩm cỡ lớn từ hợp kim Ti áp
dụng gia công áp lực ở nhiệt độ cao
 Rập tấm hợp kim Ti :
- Các hợp kim Ti có độ bền không cao, trung bình (
b
= 45-85 Kg/mm
2
) có khả
năng dập nguội tốt
- Khi rập nguội các hợp kim Ti tăng nhanh giới hạn chảy
100 200 300 400 500 600
40
60
80
100
BT3-1
BT8
BT9
Designer : Phạm Nam Hoàng VTT 51 – ĐH3
Page | 7

Đề cương Vật Liệu Mới Trong Đóng Tàu
Copyright © 2013 Hoàng Designs
TM
,All Rights Reserved
- Các hợp kim có độ bền cao (
b
> 85 Kg/mm
2
) cần phải dập nóng
- Sau rập phải ủ ở (600-700
o
C) để phục hồi tính chất
 Rập giãn hợp kim Ti :
- Chỉ tiến hành với hợp kim Ti có độ bền không cao và trung bình, đặc biêt là
Ti kỹ thuật ở trạng thái nguội
 Gia công cắt gọt hợp kim Ti :
- Có thể thực hiện mọi dạng gia công cắt gọt
- Khó khăn khi gia công : hợp kim Ti có hợp tính hóa học cao khi T
o
> 500
o
C,
độ dẫn nhiệt thấp và tạo phoi dính sẽ tạo ra nhấp nhô bề mặt, khó khăn trong
việc tiến dao
- Khi cắt gọt, nhiệt độ trong vùng tiếp xúc tăng lên 1000-1200
o
C dễ làm biến
dạng dụng cụ cắt