Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
1
Chương 2.
VẬT LIỆU DÙNG TRONG CƠ KHÍ
2.1. Kim loại và hợp kim của chúng
2.1.1. Các tính chất cơ bản của kim loại và hợp kim
Độ bền kéo:
1) Cơ tính
a) Độ bền: Là khả năng của vật liệu chịu tác dụng của ngoại lực
mà ko bị phá hủy. Độ bền bao gồm:
Là các tính chất cơ học của vật liệu. Bao gồm:
Độ bền nén: n ;
Độ bền uốn: u ;
Độ bền xoắn: x.
(5)
P P
F
Hình 2.1.
KL và HK được sử dụng rộng rãi trong CN để chế tạo các CTM
k = P / F (N/mm2 hay MPa)
Trong đó: P - lực kéo, F - tiết diện
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
2
Công thức tính HB: HB = P / F
F - Diện tích mặt cầu vết lõm:
(6)
222
22
DD
F D d

(7)
P
D
d
h
Cách đo: Ấn viên bi bằng thép đã tôi
lên bề mặt vật liệu.
Đo độ cứng Brinen
b) Độ cứng: Là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục
bộ khi có ngoại lực tác dụng thông qua vật nén.
Độ cứng Brinen (HB, H = Hard, B = Brinen) (kG/mm2)
Tuỳ theo chiều dày mẫu thử ta chọn D =
10 mm, D = 5 mm hoặc D = 0,25 mm.
- Thép và gang: P = 30 D2
- Đồng và HK Cu: P = 10 D2
- Nhôm và các HK mềm khác: P = 2,5 D2
Chọn P theo tính chất vật liệu:
Trong đó: D - Đường kính viên bi (mm);
d - Đường kính vết lõm (mm).
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
3
Độ cứng Rocoen (HRB, HRC, HRA: Tuỳ mũi thử và tải trọng)
Cách đo:
Dùng mũi côn bằng kim cương có góc ở đỉnh 120o : Để đo
các vật liệu có độ cứng cao ( > 450 HB) (VD: Thép đã tôi)
Dùng viên bi = thép đã nhiệt luyện = 1,587 mm (1/16’’) (HRB):
Dùng cho các vật liệu có độ cứng thấp.
Vật dùng để đo:
Tải trọng: Tác dụng 2 lần:
Sơ bộ: Po = 10 Kg.
Chính:
Mũi côn kim cương:
P = 150 Kg (HRC).
P = 60 Kg (HRA).
Viên bi thép: P = 100 Kg.
Số độ cứng được biểu thị bằng đơn vị quy ước
(hiển thị trên đồng hồ đo).
Đồng hồ
đo lực
Đo độ cứng Rocoen
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
4
Độ cứng Vicke (HV) (kG/mm2) :
Để đo cả vật liệu mềm và vật liệu cứng
Cách đo: Dùng mũi kim cương hình
chóp, góc giữa 2 mặt đối xứng = 136o.
1,8544 2
P
HV
d
P – Tải trọng (= 5 – 120 Kg);
d - Đường chéo của vết lõm (mm).
(8)
Sơ đồ đo độ cứng Vicke
Đé cøng
Brinen HB
Ký hiÖu thang
R«coen
Mòi thö Tải träng
chÝnh P, kG
Ký hiÖu ®é
cøng R«coen
Giíi h¹n cho
phÐp cña thang
R«coen
60 – 230
230 – 700
Lín h¬n 700
B (®á)
C (®en)
A (®en)
Viªn bi thÐp
Mòi kim c¬ng
Mòi kim c¬ng
100
150
60
HRB
HRC
HRA
25 –100
20 – 67
Lín h¬n 70
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
Bài giảng: Cơ khí đại cương – Giảng viên: PGS.TS. N.T. Dương – ĐHBK HN
5
Được đặc trưng bằng khả năng biến dạng vĩnh cửu nhưng
không bị phá hủy khi bị tác dụng của ngoại lực.
Độ dãn dài tương đối:
Độ dẻo được đánh giá bằng:
10
.100 0
o
o
ll
l
(9)
Trong đó: lo - Chiều dài ban đầu; l1 - Độ dài của mẫu khi bị kéo đứt.
Độ thắt tỷ đối:
10
.100 0
FF
o
F
o
(10)
Trong đó: Fo - Tiết diện ban đầu; F1 - Tiết diện khi đứt.
d) Độ dai va đập
Là khả năng chịu lực va đập mà không bị phá hủy
c) Độ dẻo
Ký hiệu: ak (J/mm2 hoặc kJ/m2)