Bài giảng Vật liệu xây dựng - Chương 9: Vật liệu gang,thép

Nội dung text: Bài giảng Vật liệu xây dựng - Chương 9: Vật liệu gang,thép

1. CHƯƠNG 9 VẬT LIỆU GANG,THÉP
2. § 8-2. SỰ CẤU TẠO TINH THỂ, KẾT CẤU CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1. Cấu tạo tinh thể của kim loại.  Kim loại rắn là do nhiều hạt kết tinh phân bố theo các phương hướng khác nhau liên kết chặt chẽ thành một khối. Tất cả kim loại và hợp kim ở trạng thái đặc đều có cấu tạo tinh thể, nghĩa là các phân tử được công bố trong không gian theo những vị trí xác định và có quy luật. Cấu tạo tinh thể có thể biểu diễn dưới dạng mạng mà các nguyên tử nằm ở mắt mạng 2. Sự kết tinh của kim loại.  Để cho kim loại có thể kết tinh được phải làm cho hệ có thể nhiệt động thuận lợi và kèm theo sự giảm năng lượng tự do đến một giá trị nào đó, tức là giảm nhiệt độ của chất lỏng đến một mức độ nhất định.  Sự kết tinh bao gồm 2 quá trình cơ bản. Quá trình thứ nhất là sự nảy nở trong kim loại lỏng những hạt mầm cực nhỏ của tinh thể gọi là trung tâm kết tinh. Quá trình thứ hai là sự phát triển của các tinh thể từ các mầm đó. Khi kết tinh thì cả hai quá trính này đều tiến hành đồng thời cho đến khi nào kết tinh xong hoàn toàn.
3. III - THÉP CACBON  Trong tất cả các loại vật liệu mà ta sử dụng thì thép (bao gồm cả thép cacbon và thép hợp kim) là vật liệu có cơ tính tổng hợp nhất. Các vật liệu thép giữ vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và quốc phòng.  Thép của cacbon là loại thép được dùng nhiều nhất, chiếm 70-80% trong sản lượng thép và kim loại màu. 1. Thành phần hóa học.  Mọi loại thép, trong thành phần cấu tạo ngoài Fe ra còn có một lượng các nguyên tố sau: C < 2 % Mn 0,8 % Si 0,5 % P 0,05% S 0,05%
4. 2. Ảnh hưởng của cacbon đến các tính chất cơ học của thép. Cacbon có ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ học của thép:  Thép cacbon thấp (C 0,7%) có độ cứng và khả năng chống mài mòn rất cao, được dùng làm dụng cụ cắt gọt.
5. 4. Các loại thép cacbon. Tiêu chuẩn của ta (TCVN 1765-75  1767-75) phân loại thép cacbon như sau:  Thép cacbon kết cấu thông thường.  Thép cacbon kết cấu chất lượng tốt. Tùy theo yêu cầu và công dụng, thép này lại được chia ra 3 nhóm: Nhóm A, nhóm B và nhóm C. Ký hiệu thép:  Chữ CT biểu thị loại "thép cacbon thông thường".  Chỉ số đứng sau chỉ giới hạn bền tối thiểu khi kéo tính bằng kg/mm2.  Chữ B và C đứng đầu mác thép chỉ thép thuộc nhóm B hay C. Nhóm A không ghi.  Chữ in thường đằng sau chỉ độ bền biểu thị mức độ khử ôxy. S- thép sôi, n - thép nửa lắng, không là thép lắng.  Để biểu thị loại thép, đằng sau chữ ký hiệu chỉ mức độ khử ôxy (s, n) có thêm các chữ số 2,3,4 là thép loại 1, ở thép lắng có thêm gạch ngang đằng sau độ bền kéo, để phân biệt với số chỉ loại thép.  Đối với thép nửa lắng có hàm lượng mangan cao ở sau chữ tắt biểu thị mức độ khử ôxy có thêm chữ Mc.
6. II. Tôi  Tôi thép cũng là phương pháp nhiệt luyện, trong đó thép được nung lên quá nhiệt độ tới hạn để xuất hiện tổ chức ôstenit rồi giữ nhiệt một thời gian sau đó làm nguội đột ngột để ôstenit không kịp phân hóa thành hỗn hợp ferit + xementit mà thành mactenxit. III. Ram  Ram là phương pháp gia nhiệt thép; thép sau khi tôi đến nhiệt độ thích hợp không thấp hơn đường Ac1.  Sau khi tôi thép có tổ chức gồm mactenxit và một lượng ôstenit dư. Đặc tính của tổ chức này là không ổn định, có độ cứng cao, giòn và có ứng suất bên trong. Với tổ chức đó thép rất dễ gẫy. Ram thép nhằm khắc phục các nhược điểm đó và để sử dụng cho những công việc thích hợp.
7. § 8-6. HIỆN TƯỢNG ĂN MÒN THÉP I - KHÁI NIỆM  Thép cacbon và hợp kim thông thường đều bị ôxy hóa (gỉ) trong không khí. Bị axit và bazơ ăn mòn, lúc đó bề mặt của thép bị các tác dụng hóa học của môi trường xung quanh phá hủy. Có hai loại ăn mòn: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. 1. Ăn mòn hóa học.  Ăn mòn hóa học là phá hủy thép do những tác dụng hóa học trực tiếp của môi trường xung quanh, không có phát sinh dòng điện. Sự ôxy hóa thép khi nung nóng là ví dụ điển hình về sự ăn mòn hóa học. 2. Ăn mòn điện hóa.  Ăn mòn điện hóa là hiện tượng rất phổ biến, xảy ra trong dung dịch điện ly và có phát sinh dòng điện.  Kim loại bị gỉ, hỏng khi để trong các môi trường không khí, nước, axit, bazơ, dung dịch muối đều do tác động của loại ăn mòn này.
8. III.BIỆN PHÁP BẢO VỆ VÀ CHỐNG ĂN MÒN THÉP  Dùng thép hợp kim thấp trong xây dựng. Trong thép hợp kim thấp có kền, crôm, đồng. Về mặt kền và crôm hình thành một lớp màng ôxit ổn định có tác dụng chống sự ăn mòn khi tiếp xúc hơi nước và không khí ẩm.  Cách ly kim loại với môi trường bên ngoài. Có thể bằng phương pháp sơn, mạ hoặc bôi dầu nhờn.  Cốt thép chưa dùng phải đặt nơi cao ráo, tránh mưa nắng, ẩm.  Đối với bê tông cốt thép cần chú ý, để bảo vệ cốt thép có thể thực hiện các biện pháp sau:  Bê tông phải đặc chắc không để nước ngấm.  Tăng hàm lượng xi măng.  Tỷ lệ tối thiểu và lớp bảo vệ phải đủ dày.  Bê tông không bị nứt rạn mặt ngoài, cần phải xử lý những vết nứt rộng hơn 0,4mm.