BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ MÔN VẬT LIỆU VÀ CN KIM LOẠI - THÉP

CHƯƠNG 2: GANG VÀ THÉP

BÀI 1: GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe - C

BÀI 2: GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG

BÀI 3: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG

BÀI 4: THÉP HỢP KIM

BÀI 5: HỢP KIM CỨNG

BÀI 6: KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG

Thép là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số ntố khác như Si, Mn, P, S, Cr,
Ni, Mo, Mg, Cu... hàm lượng C < 2,14%.

Thép Cacbon

Thép Hợp kim


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
1. THÉP CACBON:
1.1. Khái niệm: là loại thép thông thường, chứa Fe, C và các tạp chất thường có
như: Mn, Si, P…
1.2. Phân loại: Theo công dụng
+ Thép C chất lượng thường:

+ Thép C kết cấu
+ Thép C dụng cụ


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
1. THÉP CACBON:
1.3. Tính chất:

Nhược điểm
Ưu điểm

-

Độ thấm tôi thấp, do đó hiệu quả hoá

- Rẻ, không phải dùng ntố hợp kim đắt
bền nhiệt luyện thấp
tiền, dễ luyện.
- Dễ đúc, cán, rèn, kéo sợi gia công cắt
và rập hơn so với thép hợp kim

-

Chịu nhiệt độ cao kém


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.1. Thép Cacbon chất lượng thường:

- Cơ tính không cao, dùng chế tạo các chi tiết máy, các kết cấu chịu tải nhỏ.
Thường dùng trong xây dựng, giao thông (cầu, nhà, khung, tháp…)


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.1. Thép Cacbon chất lượng thường:
- Ký hiệu theo TCVN 1765 - 75:

•

Nhóm A: ký hiệu là 2 chữ CT, sau chữ CT chỉ giới hạn bền tối thiểu,  theo đơn
2
vị N/mm .
Vd: CT 38 có giới hạn bền là 38 N/mm

•

2

Nhóm B và C: ký hiệu tương tự như nhóm A nhưng thêm vào đằng trước chữ
CT chữ B hay C để phân biệt.

Vd: BCT31, CCT31


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.2. Thép Cacbon kết cấu:
Có chất lượng cao hơn nhóm chất lượng thường, tạp chất có hại: S≈0,04%, P≈0,035%,
dùng trong chế tạo các chi tiết máy chịu lực cao như: bánh răng, trục vít, cam, lò xo…


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.2. Thép Cacbon kết cấu:

Ứng dụng bánh răng trục vít

Gạc nước ô tô

Hộp giảm tốc


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.2. Thép Cacbon kết cấu:
- Ký hiệu theo TCVN 1765 - 75:
là chữ C, sau chữ C ghi chỉ số hàm lượng cacbon của thép như: C20,
C45, C65…

Vd: C45 là thép cacbon có hàm lượng C trung bình
(với 0,45%C)


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG

2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.3. Thép Cacbon dụng cụ:
- Là loại thép có hàm lượng C cao (0,7 - 1,4%), tạp chất S và P thấp (< 0,025%). Thép C
dụng cụ tuy có độ cứng cao khi nhiệt luyện nhưng chịu nhiệt thấp nên chỉ dùng làm các dụng
cụ như: đục, dũa, dụng cụ đo hay các loại khuôn dập


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
2. CÁC LOẠI THÉP CACBON:

2.3. Thép Cacbon dụng cụ:
- Ký hiệu theo TCVN 1765 - 75:
là chữ CD, sau chữ CD ghi chỉ số hàm lượng C theo phần vạn như: CD70, CD80,
CD100

Vd: CD100 - thép C dụng cụ, có phần vạn C trung bình (tương đương với 1%C)


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
3. THÉP HỢP KIM:

3.1. Khái niệm:
Là loại thép chứa thành phần các ntố hợp kim thích hợp (Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Co, Mo, Ti,
Cu), những n.tố này làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép, tạo nhiều ưu điểm vượt trội
so với thép C

3.2. Đặc tính:
- Cơ tính: độ bền cao hơn so với thép C
(nhất là khi có mặt của Cr)

Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
3. THÉP HỢP KIM:

3.3. Phân loại:
- Theo nồng độ hợp kim trong thép, có 3 loại:
+ Nếu < 2,5% => Thép HK thấp
 + Từ 2,5 - 10% => Thép HK trung bình.
+ Nếu  > 10% => Thép HK cao
- Phân loại theo ntố hợp kim
Dựa vào tên của các ntố HK chính của thép.
+ Thép Crôm: Chịu nhiệt, độ cứng cao → làm các ổ bi
+ Thép Niken: Chống rỉ
+ Thép Crôm – Niken: Chịu ăn mòn hóa học


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
3. THÉP HỢP KIM:

3.4. Ký hiệu:
Theo TCVN1765-75 thì kí hiệu bằng hệ thống chữ và số
Hệ thống chữ: ký hiệu hóa học của ntố HK.
Hệ thống số: chỉ % của ntố HK có trong thép.
Con số chỉ phần vạn C ở đầu  1 chữ cái chỉ ntố HK (viết hoa) 1 con số chỉ % ntố HK (khi
% = 1 thì không cần viết)
VD: 25Ni5Cr2Mn nghĩa là

25 → 0,25%C
Ni5 → 5%Niken

Cr2 → 2%Crôm
Mn → 1%Mangan


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.1. Thép hợp kim kết cấu:
Là loại thép trên cơ sở thép kết cấu cho
thêm vào các ntố hợp kim. Loại này có %C
khoảng 0,1 - 0,85% và % ntố hợp kim thấp,
dùng chế tạo các chi tiết chịu tải trọng cao, cần
độ cứng, độ chịu mài mòn, hoặc tính đàn hồi
cao…(bánh răng, trục truyền động…)


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.2. Thép hợp kim dụng cụ:
Là thép có độ cứng cao sau khi nhiệt luyện, độ chịu nhiệt và độ chịu mài mòn cao, hàm
lượng C từ 0,7 - 1,4%, các ntố HK là Cr, W, Si, Mn, dùng làm các dụng cụ cắt gọt, khuôn dập
nguội hoặc nóng
Những mác thép thường gặp là 90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12 và OL100Cr1,5 (thép ổ lăn).

Dao phay ngón


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:
- %C: rất thấp (< 0,10 - 0,15%) hoặc rất cao (> 1,00%)
- % hợp kim cao (> 10%) hay rất cao (> 20%) dùng 1 hay 2 ntố chủ yếu (như crôm niken).
- Tổ chức tế vi: phần lớn loại này có tổ chức khác hẳn, do hợp kim hóa cao có thể có tổ
chức austenit, ferit, mactenxit ở trạng thái cung cấp.


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:



Tính chất:
+ Có tính chống mài mòn đặc biệt cao.
+ Có tính chất điện - điện từ đặc biệt.
+ Làm việc ở nhiệt độ cao.
+ Có tính giãn nở nhiệt hay đàn hồi đặc biệt.


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:



Thép khơng gỉ: Là loại thép có khả năng chống lại môi trường ăn

mòn (ăn mòn hóa học hay ăn mòn điện hóa).
+ Hàm lượng C thấp.
+ Thành phần n.tố hợp kim cao, vd: Cr (>12%)


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:



Thép không gỉ:
Có 2 loại: 1 pha và 2 pha

 1 pha: là loại thép không gỉ mà tổ chức chỉ có 1 pha đồng nhất (thép
không gỉ Crom-niken), %C < 0,1%,18%Cr, Ni 9-10%, dùng sản xuất các thiết
bị chống ăn mòn cao
Các số hiệu điển hình : 12Cr18Ni9, 04Cr18Ni10, 25Cr18Ni10Ti


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:



Thép không gỉ:
Có 2 loại: 1 pha và 2 pha

 2 pha: là loại thép không gỉ mà tổ chức có 2 pha ferit và cacbit (Thép
Mactenxit), %C từ 0,1- 0,4%C. NTHK chính là Cr với %Cr >12%
Các số hiệu điển hình: 12Cr13; 20Cr13; 30Cr13; 40Cr13


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:



Thép bền nóng:
Là loại thép làm việc ở nhiệt độ cao nhưng độ bền không giảm, không bị oxi hóa

bề mặt, dùng chế tạo tuabin, nồi hơi, xupap xả…


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.3. Thép hợp kim đặc biệt:



Thép và hợp kim chịu mài mòn:
Là loại thép mà kim loại không bị hao hụt khi tiếp xúc bề mặt, có chuyển động

tương đối với nhau dưới 1 áp lực nào đó. Có 3 loại:

+ Thép có độ cứng cao. Vd: Thép thấm Cacbon
+ Thép có độ cứng không cao nhưng tự biến cứng trong quá trình làm việc. Vd:
Thép Hapfind
+ Thép có độ cứng thấp nhưng có khả năng tự bôi trơn. Vd: Thép Graphit hóa


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.4. Thép hợp kim làm khuôn:



Thép làm khuôn rập nguội:
Là loại thép có độ cứng cao, tính chống mài mòn cao, độ bền và độ dai đáp ứng

được yêu cầu tải trọng va đập lớn. Vd: thép Cacbon CD100 ÷ CD120; thép HK thấp
100Cr, 100CrWMn; thép crom cao 210Cr12, 160Cr12Mo; thép Crom trung bình
110Cr6WV…


Bài 2: THÉP VÀ CÁC LOẠI THÉP THƯỜNG DÙNG
4. CÁC LOẠI THÉP HỢP KIM:

4.4. Thép hợp kim làm khuôn:



Thép làm khuôn rập nóng:
Là loại thép có độ bền và độ dai cao, chống mài mòn cao, chịu được nhiệt độ cao.

Vd: 50CrNiMo, 50CrNiW, 50CrMnMo; 30Cr2W8V, 40Cr2W5MoV, 40Cr5W2VSi…