tìm hiểu sự ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của các nguyên tố có trong gang ,thép phương pháp xác định c và s

CHUYÊN ĐỀ:
TÌM HIỂU SỰ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH
CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ CÓ
TRONG GANG ,THÉP . PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH C VÀ S

GVBM:
TRẦN QUANG HẢI


NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
 I. GANG
 Giới thiệu chung về gang
 Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính
chất cơ lý của gang
 II. THÉP
 Giới thiệu chung về thép
 Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính
chất cơ lý của thép
 III. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH C VÀ S


I. GANG
1.Giới thiệu chung về gang
a. Khái niệm
Gang là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số
nguyên tố khác như: Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo,
Mg, Cu... hàm lượng cacbon trong gang lớn hơn
2,14% .
b.Phân loại
Gang được chia làm 2 nhóm:

 Gang trắng
 Gang Graphit


2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất
cơ lý của gang
     Cacbon (C): 
• Thúc đẩy quá trình graphit hóa
• Gang có nhiều cacbon thì độ dẻo và tính dẫn
nhiệt giảm
 -  Silic (Si): 
• Thúc đẩy quá trình graphit hóa =>
Ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc tinh thể
của gang.
• Hàm lượng Si tăng sẽ làm tăng độ
chảy loãng, tăng tính chịu mài mòn và
ăn mòn của gang.


2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất cơ lý của
gang
 Mangan

(Mn): 
• Thúc đẩy sự tạo thành gang trắng và ngăn cản graphit hóa.
• Tăng tính chịu mài mòn, tăng độ bền, giảm tác hại của lưu
hùynh (S).
   Phốt pho (P): 
• P là một nguyên tố có hại trong gang, làm
giảm độ bền, tăng độ dòn của gang, dễ gây

nứt vật đúc
• Tuy nhiên P tăng tính chảy loãng, tác dụng này
được sử dụng để đúc tượng, chi tiết mỹ thuật.
Trong trường hợp đúc các chi tiết thành mỏng


2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính
chất cơ lý của gang
 -Lưu hùynh (S): 
• là nguyên tố có hại trong gang, làm cản trở
graphit hóa => làm giảm tính chảy loãng do
đó làm giảm tính đúc
• Làm giảm độ bền cho gang dòn. S kết hợp
với Fe tạo thành FeS gây bở nóng.


II. THÉP

1. Giới thiệu chung về thép
a)Khái niệm
Thép là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số
nguyên tố khác như Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo,
Mg, Cu... %C<2,14%.
b) Phân loại:
 Thép cacbon: Fe,Cvà tạp chất: Mn, Si, P, S…
 Thép hợp kim: Fe,C các tạp chất và nguyên tố
đặc biệt với một hàm lượng nhất định Cr, Ni,
Mn, W, V, Mo, Ti, Cu, Ta, B, N….

2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất của
thép
 -  Cacbon: là nguyên tố quan trọng nhất, quyết định
tổ chức, tính chất và công dụng của thép.
 %C tăng sẽ làm giảm độ dẻo và độ dai va đập. Khi
%C(0,8 - 1%) thì độ bền và độ cứng cao nhất
nhưng >1% thì độ bền và độ cứng bắt đầu giảm.
• Thép cacbon thấp  (%C ≤ 0,25%): dẻo, dai nhưng
có độ bền và độ cứng thấp.
• Thép cacbon trung bình (%C từ 0,3 - 0,5%): chi tiết
máy chịu tải trọng tĩnh và va đập cao.


2.Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất
của thép
• Thép cacbon tương đối cao (%C từ 0,55 0,65%): có tính đàn hồi cao, dùng làm lò xo.
• Thép cacbon cao (%C ≥ 0,7%): có độ cứng cao
nên được dùng làm dụng cụ đo, dao cắt, khuôn
dập.
 -  Mn và Si: là các tạp chất có lợi, có công dụng
khử ôxy.
 -  P, S: là các tạp chất có hại, làm giảm cơ tính
của thép.


III. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH C, S
 PHƯƠNG

PHÁP XÁC ĐỊNH C
 Nguyên tắc

Mẫu +đốt
O2, t

CO2 + KOH

Tính hàm lượng C

Cách tiến hành
 Chuẩn bị hóa chất, dụng cụ, kiểm tra dộ kín thiết bị





Tùy theo hàm lượng cacbon trong từng loại mẫu ;
lấy lượng cân mẫu và chất trợ dung theo bảng
sau:


 Cho

mẫu vào thuyền sứ lò nung. Đậy nhanh
ống sứ bằng nút cao su nối với bình chứa
oxy. Sau 30 giây mở khóa 12 để thông ống sứ
với ống đo khí 13. Chỉnh tốc độ dòng oxy
qua ống sứ, sao cho mực dung dịch trong ống
đo khí giảm chậm. Khi dung dịch cách điểm
« O » của ống đo khí khoảng 2 cm, đóng van
điều chỉnh dòng oxy.
 Mở nút cao su đậy ống sứ, lấy thuyền sứ ra,

để nguội. Nếu mẫu chưa cháy hết thì phải
làm lại.


 Sau

30s chuyển khóa 12 về vị trí ban
đầu, cân bằng mực dd trong ống đo khí
với bình thăng bằng 15, ghi số đo dung
dịch (V'1). Quay khóa 12 để thông bình
hấp thụ vào ống đo khí. Nâng bình thăng
bằng lên cao hơn bình hấp thụ 16. Khi
khí chuyển hết từ ống đo khí sang bình
hấp thụ 16 thì hạ bình thăng bằng 15
xuống, lặp lại quá trình này ít nhất ba
lần. Sau đó, chuyển hết khí ở bình hấp
thụ 16 về ống đo khí 13 ; chuyển khóa
12 về vị trí đóng kín ban đầu. Cân bằng
mực dung dịch trong ống đo khí với bình
thăng bằng 15, ghi số đo dung dịch (V2) ;
áp suất đo được trên áp kế và nhiệt độ


 Tính

kết quả
 Hàm lượng cacbon tự do (C) tính bằng phần
trăm (%) theo công thức:
 Trong

đó:
 V1 = V2 - V'1 - hiệu số chỉ trên thước đo sau và
trước khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu thí
nghiệm;
 V0 là hiệu số chỉ trên thang đo sau và trước khi
hấp thụ khí cacbonic của thí nghiệm kiểm tra;
 m là khối lượng mẫu, tính bằng gam (g);
 K là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ và áp suất
phụ thuộc vào nhiệt độ kiểm định của buret
đo khi, tra cứu ở Bảng 4, 5TCVN 1821 : 2009 .


Sai lệch cho phép


 PHƯƠNG


PHÁP XÁC ĐỊNH S

Nguyên tắc
Đốt mẫu trong dòng oxy ở nhiệt độ thích hợp để
oxy hóa S thành SO2. Hấp thụ SO2 bằng nước,
chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch I2
với chỉ thị hồ tinh bột; hoặc hấp thụ bằng H2O2 và
chuẩn độ bằng NaOH với hỗn hợp chỉ thị MR và MB


 Cách

tiến hành
Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất
Tùy theo hàm lượng lưu huỳnh trong từng loại mẫu ;
lấy lượng cân mẫu và chất trợ dung theo bảng sau:


 Cách

tiến hành
 Cho mẫu vào thuyền sứ
 Thêm một lượng chất chảy thiếc hoặc đồng
Nung mẫu và chất cháy ở13500C (đối với thép
và gang hợp kim cao); hoặc 13000C (đối với
thép và gang hợp kim thấp và trung bình) trong
thời gian 0,5 - 1 phút không có oxy.
 Thông oxy đã được làm khô qua lò với tốc độ
khoảng 2,5 l/phút. Hỗn hợp khí thu được cho
qua bình chuẩn độ.
 Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH


 Cách

tính kết quả
 Hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu (S) tính
bằng phần trăm (%) theo công thức:

 Trong

đó:

 V1 = V2 - V'1 - hiệu số chỉ trên thước đo sau
và trước khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu
thí nghiệm
 Vo - hiệu số chỉ trên thước đo sau và trước
khi hấp thụ khí cacbonic của mẫu trắng ;
 m - lượng cân mẫu, tính bằng g ;
 K- hệ số hiệu chỉnh áp suất và nhiệt độ


 Giới

hạn cho phép