BÀI 33: HỢP KIM SẮT
BÀI 33: HỢP KIM SẮT
I. GANG :
1. Khái niệm: Gang là hợp kim của Fe với Cacbon trong đó có từ 2 – 5% khối lượng cacbon, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S . . . . .
2. Phân loại: Có 2 loại gang
a. Gang xám: Chứa cacbon dạng than chì, kém cứng và kém dòn. Khi hóa rắn tăng thể tích. Dùng để đúc các bộ phận của máy, ống dẫn nước, cửa …
b. Gang trắng: Chứa ít C, rất ít Si, cacbon chủ yếu dạng xementit ( Fe3C ). Cứng , giòn, dùng để luyện thép
3. Sản xuất gang:
a. Nguyên tắc : Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao (xem hình trang 43)
b. Nguyên liệu :
- Quặng sắt ( hematit đỏ Fe2O3) không chứa hoặc không chứa S, P, chứa từ 30 – 95% oxit sắt.
- Than cốc: điều chế từ than mỡ ( là loại than chứa ít lưu huỳnh và ít tro, nhiều chất bốc như hơi nước , khí than và tro than..) có vai trò cung cấp nhiệt, tạo chất khử CO và tạo gang.
- Chất chảy là CaCO3 hoặc SiO2.
c. Các phản ứn g xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang:
- Phản ứng tạo chất khử CO: xảy ra ở phần trên của nồi lò
d. Sự tạo thành gang: Ở bụng lò ( 1500oC) , sắt nóng chảy hòa tan 1 phần C và 1 lượng nhò Mn, Si.. thành gang nóng chảy tích tụ ở nồi lò.
II. THÉP:
1. Khái niệm: Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2 % khối lượng cacbon cùng với một số nguyên tố khác ( Si, Mn, Cr, Ni …..)
2. Phân loại:
a. Thép thường ( hay thép cacbon): Có 2 loại :
· Thép mềm: chứa không quá 0,1% C ( < 0,1% ) dùng để kéo sợi, cán thành lá thép, xây dựng nhà cửa…
· Thép cứng: chứa trên 0,9% ( >0,9%), chế tạo nông cụ, vòng bi, vỏ xe bọc thép..,
b. Thép đặc biệt: Chứa thêm các nguyên tố : Si, Mn , Cr , Ni, W, V…..có tính chất cơ học, vật lý rất quan trọng.
· Thép chứa 13% Mn rất cứng, dùng làm máy nghiền đá, đường ray xe lửa…
· Thép chứa 20%Cr và 10%Ni rất cứng không gỉ được dùng làm dụng cụ gia đình ( thIà, dao ), dụng cụ y tế..
· Thép chứa 18%W và 5%Cr rất cứng chế tạo máy cắt, máy gọt….
· Thép Silic: đàn hồi tốt, chế tạo lò xo, nhíp xe…
3. Sản xuất thép:
a. Nguyên tắc: Oxi hóa các tạp chất trong gang như : C, S, Si, Mn, P thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép để làm giảm hàm lượng của chúng.
b. Nguyên liệu: Gang trắng, gang xám, sắt thép phế liệu, Chất chảy, Nhiên liệu ( dầu mazut hoặc khí đốt, khí oxi…