Giáo trình Hợp kim của sắt

Nội dung text: Giáo trình Hợp kim của sắt

1. Viết các PTHH thựchiệnchuỗi chuyển hóa sau : (1) (2) (3) (4) (5) Fe → FeCl2 → FeCl3 → F(OH)3 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3 ĐÁP ÁN 1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 2) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 3) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl t0C 4) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O 5) Fe2O3 +3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
2. Sắt tinh khiếtítđượcsử dụng trong thựctế . Hai loạihợp kim quan trọng củasắt là gang và thép
3. Gang,Gang, ththéépp đđãã đưđượợcc ssảảnn xuxuấấtt ttừừ baobao gigiờờ ?? •• TTừừ rrấấtt ssớớmm concon ngngưườờii •• đđãã bibiếếtt ssảảnn xuxuấấtt ganggang •• vvàà ththéépp phphụụcc vvụụ chocho •• cucuộộcc ssốốngng NNăămm18551855 •• HenryHenry BesssemerBesssemer ttììmm •• rara phphươươngng phpháápp ssảảnn •• xuxuấấtt ththéépp vvàà nnóó đưđượợcc •• ssửử ddụụngng chocho ttớớii nnăămm 19501950
4. I/ Gang 1. Khái niệm Gang là gì ? Gang là hợpkimcủasắtvới cacbon trong đócó từ 2 – 5 % khốilượng cacbon, ngoài ra còn một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S
5. I/ Gang 1. Khái niệm 2. Phân loại Có mấyloại gang ? Phân biệt thành phần, tính chấtvàứng dụng Gang trắng Gang xám củacácloại gang? Thành phần Ít C, nhiềuhợpchất NhiềuC ở dạng than xementit (Fe3C) chì Tính chất Rấtcứng và giòn Kém cứng, kém giòn, dễăn khuông Ứng dụng Luyện thép Đúc các bộ phậnmáy móc, ống dẫnnước
6. I/ Gang 1. Khái niệm 2. Phân loại 3. Sảnxuấtgang a. Nguyên tắc : Khử quặng sắtoxitbằng than cốctronglòcao b. Nguyên liệu - Quặng sắt : thường là quặng hemantit đỏ Fe2O3 - Than cốc : cung cấp nhiệt, tạochấtkhử CO và tạo gang -Chấtchảy:CaCO3, hoặcSiO2 tạo thành xỉ CaSiO3
7. I/ Gang 3. Sảnxuất gang a. Nguyên tắc b. Nguyên liệu c. Những phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang *. Sự tạo gang : ở phầnbụng lò, sắtnóngchảycóhòatan mộtphần cacbon và một lượng nhỏ mangan, silic tạo thành gang
8. II/ Thép Thép là gì ? Giữa thép và gang 1/ Khái niệm khác nhau như thế nào ? Thép là hợpkimcủasắtchứatừ 0,01 – 2 % khốilượng cacbon, cùng vớimộtsố nguyên tố khác ( Si, Mn, Cr, Ni )
9. II/ Thép Thép có những loại 1. Khái niệm nào, nêu ứng dụng 2. Phân loại củamỗiloại? Thép thường Thép đặcbiệt ( thép cacbon) Thành phần Ít C, Si, Mn, rấtítS Chứa thêm các nguyên tố Si, Mn, Cr, Ni, W Tính chất C ≤ 0,1% thép mềm Có tính cơ học, lí họcrất C > 0,9 % thép cứng quí Ứng dụng Xây dựng, chế tạovật Chế tạovậtdụng kĩ thuật dụng trong đờisống cao .
10. Mộtsố loại thép - Thép Cr – Ni : chế tạo vòng bi , vỏ xe bọcthép - Thép inox ( 74% Fe , 18%Cr, 8%Ni ) : chế tạodụng cụ y tế, dụng cụ nhà bếp - Thép W –Mo- Cr : Rấtcứng dù ở nhiệt độ cao, chế tạomáytiện, máy phay - Thép silic : đàn hồitốt, chế tạolòxo, nhípô tô - Thép mangan : Rấtbền, chịu đượcvađậpmạnh, chế tạo đường ray, máy nghiền đá.
11. 3. Sảnxuấtthép a. Nguyên tắc Giảm hàm lượng C, S, Mn, Si có trong gang bằng cách oxi hóa các tạpchất thành oxit rồibiến thành xỉ và tách ra khỏi thép
12. Những phản ứng hóa họcxảy ra trong quá trình luyện gang thành thép - Cacbon, lưuhuỳnh bị oxi hóa thành những hợp chất khí tách ra khỏigang : C + O2 → CO2 S + O2 → SO2 - Silic, photpho bị oxi hóa thành những oxit khó bay hơilàSiO2 và P2O5 : Si + O2 → SiO2 4P + 5O2 → 2P2O5 -Những oxit này hóa hợpvớiCaOtạo thành xỉ : 3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 CaO + SiO2 → CaSiO3
13. IVIV –– CCÁÁCC PHPHƯƠƯƠNGNG PHPHÁÁPP LUYLUYỆỆNN GANGGANG THTHÀÀNHNH THTHÉÉPP 1.1. PhPhươươngng phpháápp BetxBetxơơmeme
14. 2.2. PhPhươươngng phpháápp MacMac tanhtanh
15. 3. Phương pháp lò điện
16. Bảng so sánh ưu, nhược điểmcủa các pp luyệnthép PP Ưu điểm Phương pháp Không cần nhiệnliệu, thờigianluyệnmộtmẻ thép Bet-xơ-me ngắn ( khoảng 45 phút ) khốilượng mộtmẻ thép lớn. Phương pháp Tậndụng được nguồnsắt thép phế liệu, kiểmsoát Mac - tanh đượctỉ lệ các nguyên tố trong thép và bổ sung các nguyên tố cầnthiết khác như Mn, Ni, Cr, Mo, V Khốilượng mộtmẻ thép lớn Phương pháp Luyện đượcnhững loại thép có thành phầnlànhững lò điện hợp kim khó nóng chảynhư W, Mo, Cr và loại được hết các nguyên tố có hạinhư S, P
17. Bảng so sánh ưu, nhược điểmcủa các pp luyệnthép PP Nhược điểm Phương pháp Không luyện được thép có thành phầnnhư Bet-xơ-me ý muốn Phương pháp Tốnnhiênliệu, thờigianluyệnmộtmẻ thép Mac - tanh dài ( 5 – 8 giờ ) . Không luyện đượcmộtsố loại thép đặcbiệt Phương pháp Lò có dung tích nhỏ lò điện
18. Mộtsố hình ảnh của nhà máy gang thép Thái Nguyên Lß trén gang láng ThÐp ra lß
19. Mộtsố hình ảnh của nhà máy gang thép Thái Nguyên Lò điệnsiêucôngsuất Máy trộnoxi 30tấn/ mẻ
20. Tình hình sảnxuất gang và thép ở ViệtNam •Hàngnămsảnxuất đượckhoảng 400.000 tấn phôi/năm. •Nềnkinhtế cầnkhoảng 2,4 triệutấn/ năm •Hàngnămnướctavẫn phảinhậpkhẩu thép
21. Ảnh hưởng của quá trình luyện gang thép đếnmôitrường • Khí thải trong quá trình luyện gang, thép: CO, SO2 ,H2S , bụi làm ÔNMT •Chấtthảirắnlàmsuy thoái môi trường đất, nước. •Chấtthảilỏng làm tăng nồng độ kim loạinặng ảnh hưởng đếnsinhthái.
22. Bài tập Bài 1. Mộtloạiquặng sắt có trong tự nhiên đã đượcloạibỏ tạpchất. Hòa tan quặng này trong dung dịch HNO3 thấy có khí màu nâu bay ra, dung dịch thu được cho tác dung vớiBaCl2 thấycókếttủatrắng (không tan trong axit mạnh ). Loạiquặng đólà A. xiđêrit B. hematit C. manhetit D. pirit sắt
23. Bài 2. Để khử hoàn toàn 17,6g hỗnhợpgồm Fe, FeO , Fe3O4 , Fe2O3 đếnFe cầnvừa đủ 2,24 lít khí CO (đktc). Khốilượng sắtthuđượclà: A. 15 gam B. 16 gam C. 17 gam D. 18 gam Bài 3. Nung mộtmẫu thép thường có khốilượng 10 gam trong O2 dư thu được 0,1568 lít khí CO2 ( đktc). Thành phầnphầntrămtheokhốilượng của cacbon trong mẫu thép đólà A. 0,82% B. 0,84% C. 0,85% D. 0,86%
24. Làm các bài tậpcònlại 1-6 trang 156 SGK