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 ( 1500^oC) , 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…