Tìm Hiểu Về Thép Chịu Nhiệt Và đưa Ra Loại Thép Chịu Nhiệt Tốt Làm

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (9 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật - Công nghệ

Cơ khí - Luyện kim

Tìm hiểu về thép chịu nhiệt và đưa ra loại thép chịu nhiệt tốt làm xupap trong đông cơ ô tô

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (210.76 KB, 9 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘICHUYÊN ĐỀ :THÉP CHỊU NHIỆTLớp Ô TÔ 3-K9NHÓM 05Hà Nội -2015TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIGiáo viên hưỡng dẫn: T.S ĐỖ NGỌC TUCHUYÊN ĐỀ:THÉP CHỊU NHIỆTNhóm 5:Nhóm trưởng: VŨ VĂN PHƯƠNGNGUYỄN HỮU PHƯỚCVŨ VĂN QUANGĐÀO HỮU QUANGNGUYỄN NGỌC PHONGBÙI MINH QUÂNPHẠM NGỌC LỰCPHÙNG TRỌNG NGHĨALÃ VĂN MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘICỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔĐộc Lập– Tự Do - Hạnh PhúcTÌM HIỂU VỀ THÉP CHỊU NHIỆTI.Tên đề tài :Tìm hiểu về thép chịu nhiệt và đưa ra loại thép chịu nhiệt tốt làm xupaptrong đông cơ ô tôII. Tài liệu tham khảo:Cuốn sổ tay vật liệu ,báo,tạp chí,các tài liệu liên quan..III. Nội dung phần thuyết minh3.0: Lời nói đầu.3.1: Tổng quan về thép.3.2: Khái niệm.3.3: Phân loại.3.4: Các yêu câu về thép chịu nhiệt.3.5: Áp dụng trong ngành ô tô.3.6: Kết luận.LỜI NÓI ĐẦUChúng ta đã biết, sự phát triển của xã hội loài người gắn liền với sự phát triển củacông cụ sản xuất và kỹ thuật, mà vật liệu là yếu tố quyết định cho hai ngành này.Với sự phát triển như vũ bão của khoa học và kỹ thuật thì vai trò của vật liệu càngngày càng trở nên quan trọng hơn. Có rất nhiều loại vật liệu mới với những tínhnăng vượt trội, đặc biệt được ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của khoa học– công nghiệ và đời sống như vật liệu áp điện, vật liệu siêu dẫn, cacbon nanotube,… Tuy nhiên, vật liệu truyền thống như thép vẫn giữ một vai trò quan trọng trongsản xuất và đời sống của chúng ta bởi vì so với các loại vật liệu khác thì việc sảnxuất ra thép với khối lượng lớn là dễ dàng, ít tốn kém; hơn nữa ta có thể điều chỉnhhàm lượng, phương pháp xử lý, nấu luyện… để tạo ra nhiều loại thép khác nhaunhằm đáp ứng các mục đích sử dụng khác nhau trong thực tế.-Trong cuộc sống, ta dễ dàng bắt gặp các loại đồ dùng, chi tiết, máy móc,…đượcchế tạo từ thép. Tuy nhiên, không phải chi tiết nào cũng làm từ cùng một loại thép;phải tùy vào chức năng, mục đích sử dụng và yêu cầu của chi tiết cần chế tạo đểlựa chọn loại thép cho phù hợp. Có như vậy thì chi tiết tạo ra mới đảm bảo đượcchất lượng. Có 2 loại thép chính đó là Thép cacbon và thép hợp kim.Và hôm nay chúng ta sẽ nghiên về thép chịu nhiệt làm xupap xả một phần của théphợp kim.3.1 Khái niệm-Thép hợp kimlà loại thép chứa trong nó một lượng thành phần các nguyên tốhợp kim thích hợp. Người ta cố ý đưa vào các nguyên tố đặc biệt với một lượngnhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép. Các nguyên tố đặc biệtđược gọi là nguyên tố hợp kim: Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Co, Mo, Ti, Cu. Chính nhờcác nguyên tố hợp kim đó mà làm cho thép hợp kim nói chung có những ưu điểmvượt trội so với thép cacbon.3.2 Đặc điểm- Về cơ tính thép hợp kim nói chung có độ bền cao hơn hẳn thép cacbon. Điều nàythể hiện đặc biệt rõ ràng sau khi nhiệt luyện tôi và ram- Về tính chịu nhiệt độ cao: thép hợp kim giữ được cơ tính cao của trang thái tôi ởnhiệt độ cao hơn 200°C. Muốn đạt được điều này thì thép phải được hợp kim hóabởi một số nguyên tố với hàm lượng tương đối cao- Các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt như từ tính, tính giãn nở nhiệt, tínhchống ăn mòn…3.3 Phân loại-Asutenitic: là thép chịu nhiêt thông dụng nhất, loại nay có chứa 7%Ni,16% Cr,0,08%C (max).+Đặc tính:Khả năng chịu ăn mòn cao trong tầm nhiệt độ rộng,không bị nhiễm từ,mềm dẻo,dễ uốn,dễ hàn.+Ứng dụng:Được sử dung nhiều để làm đồ gia dụng,bình chứa,ống công nghiệp,tàu thuyền công nghiệp,vỏ ngoài khiến trúc,các công trình xây dựng khác…- Ferritic: là tên khoa học của các mã thép có tên hiện đại làSUS 430, 410, 409...là loại thép có tính chất cơ lý giống với thépmềm nhưng lại có khả năng chịu ănmòn cao, loại này có chứakhoảng 12%-17%.+Đặc tính:Ferritic cho độ dẻo khá tốt, định hình và chống ăn mòn.+Ứng dụng:được sử dụng nhiều trong kiến trúc và làm đồ gia dụng,nồi hơi,máygiặt,các kiến truc trong nhà.-Duplex:là loại thép có tính chất “ở giữa” loại Ferritic và Austenitic (hợp kimFeCr-Ni-(Mo)-N).+Đặc tính:độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo,khả năng chống ăn mòn hóa học caoC 570°C sự tạo thành lopws oxyt trởnên nhanh đột ngột do cấu trúc chủ yếu là FeO xốp.vì vậy phải hợp kim thép bangcrom, molipden,silic để tạo nên các oxyt tương ứng với cấu tạo oxyt chặt có tínhbảo vệ cao,nhiệt độ làm việc càng cao thì lượng những nguyên tố trên đặc biệt làcrom càng phải cao.3.5 Áp Dụng Trong Ngành Ô Tô - Thép làm Xupap Xả3.5.1 Tổng quát-Trong các động cơ đốt trong, xupap xả là chi tiết làm việc trong các điều kiệnnặng nhất: tải trọng cao, chịu nhiệt độ cao 650 - 700°C do khí cháy thải ra và bịmài mòn ở đuôi và cạnh vát khi va đập. Để chế tạo nó chúng ta dùng hai loại thépmactenxit và austenit với lượng cacbon khoảng 0,40 - 0,50% để bảo đảm có tínhchống mài mòn nhất định- Cacbon là nguyên tố cùng với sắt tạo thành dung dịch đặc hòa tan có hạn,cacboncó thể hòa tan vào trong thép với những tỉ lệ nhất định trong những điều kiện nhấtđịnh. Trong tổ chức ferit: ở nhiệt độ thường khoảng 20°C cacbon chi có thể hòa tan0.006%; ở nhiệt độ 723 °C(nhiệt độ chuyển biến peclit ) thì cacbon có thể hòa tan0,02%,còn khi ở nhiệt độ >1400°C thì hòa tan khoảng 0,5%3.5.2 Thép làm xupap xả:Trong các động cơ đốt trong, xupap xả là chi tiết làm việc trong các điều kiện nặngnhất: tải trọng cao, chịu nhiệt độ cao 650 - 700oC do khí cháy thải ra và bị màimòn ở đuôi và cạnh vát khi va đập. Để chế tạo nó người ta dùng hai loại thépmactenxit vàaustenit với lượng cacbon khoảng 0,40 - 0,50% để bảo đảm có tínhchống mài mòn nhất định.a,Thép mactenxitThép chứa crôm cao (9,0 - 10,0%) và silic (2%), ngoài ra có thể them môlipđen, đólà các nguyên tố vừa nâng cao tính chống ăn mòn hóa học (tạo nên lớp vảy ôxytCr2O3, SiO2 bền, xít chặt) vừa có tính chống ram tốt để không làm giảm độ bền,độ cứng khi làm việc ở nhiệt độ cao - tính cứng nóng. Các mác thép thường dùngnhất ở nước ta là ΓOCT 40X9C2 và 40X10C2M, thuộc loại thép mactenxit tự tôi.Nhiệt luyện bao gồm tôi (1000 - 1100oC) + ram (700 - 750oC) với các chú ý sau.- Nhiệt độ ram cao hơn nhiệt độ làm việc, do đó khi làm việc cơ tính không bị biếnxấu.- Thép mác 40X9C2 bị giòn ram loại II khá mạnh, sau khi ram phải làm nguộitrongnước.- Để nâng cao tính chống mài mòn của đuôi là phần chịu ma sát với bề mặt cam màkhông chịu nhiệt độ cao, người ta tiến hành tôi đầu mút đó bằng cách nung cảmứng, ngọn lửa hay điện phân. Sau khi tôi ram thấp đạt độ cứng HRC 45 - 50.Tuy nhiên loại thép này có tính bền nóng không cao, chỉ dùng trong các động cơxăng với công suất nhỏ. Với động cơ điêzen và cường hóa phải dùng thép austenit.Bảng 5.11. Thành phần hóa học (%) của các mác thép làm xupap xảb, Thép austenit-Thép austenit làm xupap phải có cacbon trung bình 0,35 - 0,50%, crôm cao vàniken cao để mở rộng khu vực γ. Thép này có nhược điểm là độ cứng thấp HB 160- 200 và không thể nâng cao lên bằng cách tôi, nên đầu mút được thấm nitơ, cạnhvát được hàn đắp bằng stêlit (loại hợp kim cứng nấu chảy có 35%Cr, 1 - 2%C, cònlạilàCo).-Xupap nạp không chịu nhiệt độ cao nên được làm bằng ΓOCT 40XH.3.5.2 Các phương pháp làm xupap xả3.5.2.1Phương pháp một-Để làm xupap ,ta có thể dùng loại thép chịu nhiệt Martensiticvới một chút thayđổi về cách chế tạo và nguồn nhiên liệu tạo ra thứ vật liệu tuyệt vời này:-Tạo ra loại thép này chúng ta sẽ Nhiệt luyện:bao gồm tôi (1000 - 1100oC) + ram(700 - 750oC).- Nhiệt độ ram cao hơn nhiệt độ làm việc của động cơ, do đó khi làm việc cơ tínhkhông bị biến xấu, vật liệu sẽ rất bền.- Trong đó loại thép mác 40X9C2 cần phải chú ý vì loại thép này bị giòn ram loạiII khá mạnh, sau khi ram phải làm nguội trong nước.- Và để nâng cao tính chống mài mòn của đuôi là phần chịu ma sát với bề mặt cammà không chịu nhiệt độ cao, người ta tiến hành tôi đầu mút đó bằng cách nung cảmứng, ngọn lửa hay điện phân. Sau khi tôi ram thấp đạt độ cứng HRC 45 – 50 làđược.3.5.2.2 Phương pháp hai- Có thể lựa chọn thép austenit làm xupap,có cacbon trung bình 0,35 - 0,50%, crômcao và niken cao để mở rộng khu vực γ. Tuy nhiên thép này có nhược điểm là độcứng thấp HB 160 - 200 và không thể nâng cao lên bằng cách tôi, nênđầu mút sẽđược thấm nitơ, cạnh vát được hàn đắp bằng stêlit (loại hợp kim cứng nấu chảy có35%Cr, 1 - 2%C, còn lại là Co).3.6 kết luậnSau thời gian nghiên cứu làm chuyên đề thép chịu nhiệt đến nay em đã cơ bảnhoàn thành với sự hưỡng dẫn tận tình của thầy giáo.Trong đề tài này em tập trung đi sâu tim hiêu về ảnh hưởng của thép với hàmlượng các nguyên tố tạo thành,về điều kiện làm việc của thép sẽ ảnh hưởng như thếnào. Và từ đó cung đưa ra cho em them thông tin để đến gần hơn với việc nghiêncứu ra vật liệu mới.Thông qua chuyên đề giúp em hiểu rõ hơn tầm quan trọng quyết định của điều kiệnlàm việc của thép,nguyên liệu tạo ra thép,cách nhiệt luyện tôi và ram với một sốmac thép.và điiều đó em nghĩ các nhà chuyên môn cũng đang luôn nghiên cứu vàtìm cách nâng cao tính năng phục vụ cho nhu cầu của đời sống.do thời gian hạnchế,nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tại trường,tài liệu tham khảocòn hạn chế và chưa cập nhật đủ thông tin nên em tự nhận thấy cần hoàn thiệnthêm.Qua chuyên đề nay đã bổ xung thêm cho em kiến thức về động cơ, hiểu xâu vềhoạt đông của xupap.Sau cùng em rất mong được sự chỉ bảo của thầy giáo để emđược hoàn thiện hơn về kiến thức cũng như đề tài này.Hà nội -2015