3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng natri tới cơ tính của hợp kim 2 nguyên tố Pb-Na
Trong các mẫu nghiên cứu hàm lượng Na thay đổi từ 0,4 đến 2,0 %. Các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của natri đến cơ tính của hợp kim Pb-Na trình bày trên bảng 1, hình 2. Từ đó thấy rằng, khi hàm lượng Na tăng thì độ cứng của hợp kim Pb-Na tăng. Tuy nhiên, độ cứng hợp kim chỉ tăng nhanh trong khoảng 0,4-2% Na. Khi hàm lượng Na lớn hơn 2% hiệu quả tăng độ cứng giảm dần. Từ giản đồ trạng thái Pb-Na thấy rằng, Na hòa tan hạn chế trong chì và hợp kim thuộc hệ này có khả năng hóa già tự nhiên (sau khi làm nguội nhanh, theo thời gian có thể tiết ra hợp chất liên kim Na2Pb5 từ dung dịch rắn quá bão hòa, nên độ bền và độ cứng tăng lên) [1, 4].
Hình 2. ảnh hưởng của lượng natri tới cơ tính hợp kim 2 nguyên Pb- Na
Độ dẻo của hợp kim giảm liên tục với sự tăng hàm lượng Na trong hợp kim.
Độ bền và độ dai va đập lúc đầu tăng khi tăng lượng Na và đạt giá trị cực đại, tại (0,7-0,9)% Na. Nếu tiếp tục tăng lượng Na thì độ dai va đập và bền giới hạn giảm nhanh. Như vậy, thành phần tối ưu của hợp kim 2 nguyên có độ cứng nhỏ hơn (28- 30) HB là 0,8% Na; còn lại là chì.
| Thành phần hoá học, khối lượng, % | Độ cứng | Giới hạn bền kéo, σok |
Độ dãn dài tương đối, δ |
Độ dai va đập |
|
| Na | Ca | HB | (Pa) | (%) | (J/m2)x106 |
| 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 |
0,4 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 |
23,4 26,2 28,3 30,1 32,9 34,2 |
85 92 95 96 95 90 |
9,9 9,2 8,0 8,0 7,4 7,0 |
9,5 10,5 11,4 12,0 10,9 10,9 |
Bảng 1. ảnh hưởng của hàm lượng Na tới cơ tính của hợp kim hệ Pb-Na
3.2. Ảnh hưởng của Ca đến tính chất hệ ba nguyên Pb-Ca-Na
Trên cơ sở hệ Pb-Na, đã nghiên cứu ảnh hưởng lượng canxi tới cơ tính của hợp kim Pb-Ca-Na, với hàm lượng natri không đổi là 0,8%. Hàm lượng canxi thay đổi trong khoảng từ 0,4 đến 2%. Kết quả thí nghiệm trình bày trên bảng 2 và hình 3.
Hình 3. ảnh hưởng của lượng Ca đến cơ tính của hợp kim Pb-Na-Ca
(hàm lượng Na = 0,8%)
Từ kết quả thực nghiệm trong bảng 2 và hình 3 thấy rằng:
– Khi tăng hàm lượng canxi thì độ cứng của hợp kim tăng lên rõ rệt, trong khoảng từ 0,4% đến 1,5% Ca.
– Độ dẻo của hợp kim giảm liên tục khi tăng hàm lượng can xi .
| Hàm lượng Na, % khối lượng |
Độ cứng, HB |
Giới hạn bền kéo σ, Pa |
Độ dãn dài δ, % |
Độ dai va đập (ak) J/m2 .106 |
| 0,4 | 12,2 | 59 | 15,2 | 75 |
| 0,6 | 16,4 | 66 | 13,0 | 84 |
| 0,8 | 20,3 | 78 | 11,3 | 94 |
| 1,0 | 23,6 | 76 | 9,2 | 92 |
| 1,5 | 30,2 | 62 | 6,4 | 78 |
| 2,0 | 34,2 | 45 | 4,3 | 60 |
Bảng 2. ảnh hưởng của lượng canxi tới cơ tính của hợp kim Pb-Ca-Na
– Giới hạn bền kéo và độ dai va đập của hợp kim tăng lên, khi hàm lượng can xi tăng từ 0,4 đến 1% và đạt trị số cực đại khi hàm lượng can xi ở trong khoảng (1-1,2)%. Sau đó, nếu tiếp tục tăng hàm lượng can xi, độ bền và độ dai va đập giảm.
Các quy luật trên có thể giải thích trên cơ sở giản đồ trạng thái Pb-Ca và kết quả nghiên cứu tổ chức tế vi của hợp kim. Với hàm lượng canxi quá cao, pha hoá bền Pb3Ca [1] tạo ra nhiều gây dòn và cứng. Hợp kim 3 nguyên Pb-Ca-Na có thành phần hợp lý là 0,8%, 1% Ca, còn lại là chì.
4. KẾT LUẬN
Từ số liệu thực nghiệm của hệ 3 nguyên Pb-Ca- Na thấy rằng, thành phần tối ưu của hợp kim là: (0,7-0,9)% Na, 1% Ca, còn lại là chì. Hợp kim này có thành phần tương đương với mác BK của Nga [4, 5]. Với thành phần tối ưu hợp kim có độ cứng khoảng (30-32) HB, giới hạn bền kéo (96-97) Pa, độ dai va đập 11,8.106 J/m2, độ dãn dài tương đối 8-8,5%, tổ chức tế vi bao gồm các pha phân tán Pb3Ca, Na2Pb5 [1] phân bố trên nền chì mềm. Hợp kim này có tính năng giống như hợp kim mác B83 (AE-2) và hoàn toàn có thể dùng làm lót trục cho đầu máy và toa xe lửa.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- P. П. Эллот, Структуры двойных сплавов,TOM I, Издателъство Металлургия, Москва, 1970
- Thông tin giá vật tư, www.gia vat tu.com.vn
- А.Φ. Алабишев и др, Металлургя Натрий и Канций, Издателъство Металлургия, Москва,1959
- Абуше, Подшипниковые сплавы для подвижново состава, Издателъство Металлургия, Москва, 1965
[/symple_box][symple_clear_floats]
