zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Bài giảng Vật liệu học: Tuần 2 - Nguyễn Thanh Điểu

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:103

Báo xấu

248
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật liệu học - Tuần 2" trình bày các nội dung chương 2 - Lý thuyết chung về vật liệu kim loại bao gồm: Quá trình kết tinh của kim loại, khái quát về hợp kim, các pha cơ bản trong hợp kim, dung dịch rắn pha xen kẽ, pha điện tử; cấu trúc pha và tổ chức tế vi,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu học: Tuần 2 - Nguyễn Thanh Điểu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM ------O0o------ BÀI GIẢNG VẬT LIÊU HỌC GV: NGUYỄN THANH ĐIỂU 03/03/2016 2:36 CH
NỘI DUNG Tuần thứ 1: 3 tiết  Giới thiệu về học phần, yêu cầu đối với người học  Chương 1: Giới thiệu vật liệu cơ khí Tuần thứ 2 và 3: 6 tiết  Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại Tuần thứ 4 và 5: 6 tiết  Chương 3: Thép và nhiệt luyện thép 03/03/2016 2:36 CH
NỘI DUNG Tuần thứ 6: 3 tiết  Chương 4: Gang Graphite thông dụng  Chương 5: Kim loại và hợp kim màu Tuần thứ 7 và 8: 6 tiết  Chương 6: Chất dẻo Tuần thứ 9 và 10: 6 tiết  Chương 7: Vật liệu composite 03/03/2016 2:36 CH
TUẦN THỨ 2 và 3 Nội dung giảng dạy trên lớp(6 tiết) + Quá trình kết tinh của kim loại + Khái quát về hợp kim + Các pha cơ bản trong hợp kim, dung dịch rắn, pha xen kẽ, pha điện tử; cấu trúc pha và tổ chức tế vi. + Các tính chất cơ học của vật liệu kim loại: độ bền, độ dẻo, độ cứng, độ dai va đập. + Hợp kim Fe-C và giản đồ trạng thái. 03/03/2016 2:36 CH
TUẦN THỨ 2 và 3 Các nội dung cần tự học: + Các loại giản đồ pha hai cấu tử cơ bản: loại I, loại II, loại III,… + Quá trình kết tinh của các hợp kim điển hình: trước cùng tinh, cùng tinh, và sau cùng tinh. + Phân loại hợp kim Fe – C ở dựa trên giản đồ pha cân bằng giả ổn định. + Từ các Web sites internet, chọn và tải về ít nhất ba bài báo liên quan, dịch sang tiếng Việt một trong ba bài đó. 03/03/2016 2:36 CH
TUẦN THỨ 2 và 3 Bài tập, tiểu luận: + Bài tập: (1) Từ một trong các giản đồ pha loại I, II, III, trình bày quá trình kết tinh của hợp kim điển hình khi làm nguội đủ chậm từ trạng thái lỏng, nêu rõ: đồ thị quá trình kết tinh, các pha của hợp kim ở nhiệt độ thường, và tính chất của hợp kim ở trạng thái cân bằng. + Tiểu luận: (1) Quá trình kết tinh của các hợp kim Fe – C, 0.4% C, 0.8% C, và 1.2% C khi làm nguội đủ chậm từ trạng thái lỏng. Nêu nhận xét về tổ chức tế vi và tính chất của các hợp kim đó. +Tiểu luận: (2) Quá trình kết tinh của hợp kim Fe – C cân bằng giả ổn định, 3.0% C, 4.3%C, và 5.0% C khi làm nguội đủ nhanh. Nêu nhận xét về tổ chức tế vi và tính chất của các hợp kim đó. 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất  Kết tinh là quá trình chuyển biến của kim loại từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Khi kết tinh có sự biến đổi từ trạng thái sắp xếp không trật tự thành có trật tự( đó là cấu trúc tinh thể), nó xảy ra ở mỗi nhiệt độ nhất định đối với mỗi kim loại. ◦ kim loại( hay hợp kim) được chế tạo ra ở trạng thái lỏng rồi làm nguội trong các khuôn đúc, tức là kết tinh, sau đó mới qua các dạng gia công khác nhau( rèn, dập, cán…) để làm thành bán thành phẩm, sản phẩm. ◦ Kết tinh là bước khởi tạo của sự hình thành tổ chức: các hạt với cấu trúc tinh thể. Các quy luật chuyển biến pha ở trạng thái rắn(nhiệt luyện, kết tinh lại) như trạng thái lỏng. 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.1. Điều kiện xảy ra kết tinh. Trong tự nhiên mọi quá trình tự phát đều xảy ra theo chiều giảm năng lượng tự do( theo chiều có năng lượng dự trữ bé hơn). - Sự chuyển động của các chất điểm( nguyên tử, ion), năng lượng dự trữ được đặc trưng bằng năng lượng tự do F Vậy sự kết tinh thực tế chỉ xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết tinh lý thuyết Ts 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.2 Hai quá trình của sự kết tinh: I.2.1 Tạo mầm: là quá trình sinh ra các phần tử rắn có cấu trúc tinh thể với kích thước đủ lớn, được cố định lại trong kim loại lỏng gọi là mầm. Mầm tự sinh: là các phần tử rắn được sinh ra ngay trong kim loại lỏng. Mầm ký sinh: do sự xuất hiện của các phần tử có sẵn trong kim loại lỏng( nguyên tố tạp chất khó chảy như oxyt , nitrit, bụi tường lò hoặc cố ý đưa các phẩn tử rắn vào để giúp kết tinh nhanh,....) Tạo mầm ký sinh dể hơn tạo mầm tự sinh, rth (ký sinh)< rth (tự sinh) . 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.2.2 Quá trình phát triển mầm: sau khi tạo được mầm, quá trình tiếp theo là các mầm này phát triển, lớn lên thành các hạt tinh thể. - Khi mầm đạt kích thước tới hạn(rth) mầm sẽ phát triển lớn lên để giảm năng lượng tự do. - Các mầm sinh ra không đạt rth sẽ bị tan đi vào kim loại lỏng 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.3. Sự hình thành hạt:  Mỗi mầm lớn lên thành một hạt  Mầm mới vẫn tiếp tục sinh ra trong khi các mầm đạt rth đang phát triển đến khi hết kim loại lỏng(các hạt gặp nhau quá trình kết tinh kết thúc) 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.3. Sự hình thành hạt: Nhận xét:  Mỗi mầm tạo nên một hạt mà phương mạng của mầm định hướng ngẫu nhiên nên phương mạng của các hạt lệch nhau một góc bất kỳ.  Hạt sinh ra trước sẽ phát triển nhanh hơn hạt saukích thước các hạt không đồng nhất.  Biên giới hạt bị xô lệch là nơi các nguyên tử sắp xếp không trật tự, có nhiệt độ nóng chảy thấp và chứa nhiều tạp chất. 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.3. Sự hình thành hạt: a. Hình dạng hạt: phụ thuộc vào phương thức nguội  Nguội đều theo mọi phương hạt có dạng đa cạnh hay cầu( cơ tính tốt nhất)  Nguội nhanh theo 1 phương hạt có dạng đũa, cột hay hình trụ  Mầm phát triển theo mặt và phương có mật độ nguyên tử lớn nhất  hạt có dạng nhánh cây(cơ tính xấu nhất) b. Kích thước hạt: * Ảnh hưởng của kích thước hạt đến cơ tính: Hạt nhỏ cơ tính tăng(tăng độ bền và độ dai va đập) 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.4. Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc: a. Nguyên lý: kích thước hạt phụ thuộc vào hai quá trình là: tạo mầm và phát triển mầm. - Số mầm càng nhiềuhạt càng nhỏ(QT tạo mầm) - Tốc độ phát triển mầm càng chậmhạt càng nhỏ(QT phát triển mầm). - Công thức thực nghiệm: + A: kích thước hạt; a hệ số + n: tốc độ tạo mầm + v: tốc độ phát triển mầm Vậy nguyên lý tạo hạt nhỏ khi đúc là → tăng n và giảm v 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.4. Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc: b. Các phương pháp làm nhỏ hạt: * Nguội nhanh: - ∆T tăng(độ quá nguội) số mầm(n) và tốc độ phát triển mầm(v) đều tăng, nhưng n tăng nhanh hơn v làm nhỏ hạt - Giải pháp: thay khuôn cát bằng khuôn kim loại. - Nhược điểm: Gây ứng suất nhiệt lớn nứt chi tiết, không có hiệu quả với chi tiết lớn. 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại I. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất I.4. Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc: * Biến tính: - Làm tăng số lượng mầm ký sinh bằng việc sử dụng các chất biến tính. Ví dụ: cho bột Al (lượng nhỏ) vào thép lỏng để kết hợp với Oxy, nitơ  Al2O3 , nitrit(AlN) khó chảy tạo nên các phần tử rắn nhỏ mịn, lơ lững, phân tán đều giúp tạo mầm ký sinh dễ dàng. *Tác động vật lý: - Rung siêu âm bẻ gãy tinh thể hạt nhỏ - Đúc ly tâm hạt nhỏ 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại II. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất (SV tư đọc phần này) II.5. Cấu tạo thỏi đúc: a. Ba vùng tinh thể của thỏi đúc Các thỏi đúc thường có tiết diện tròn hoặc vuông, chúng được đúc trong khuôn kim loại, đôi khi khuôn được làm nguội bằng nước, chúng thường có cấu trúc 3 vùng điển hình. + vùng ngoài cùng + vùng 2 + vùng 3 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại II. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất II.5. Cấu tạo thỏi đúc: a. Ba vùng tinh thể của thỏi đúc + Vùng ngoài cùng là lớp hạt nhỏ đẳng trục: do kim loại lỏng tiếp xúc với thành khuôn nguội nên được kết tinh với độ quá nguội ∆T lớn, mặt khác do tác dụng của bề mặt khuôn nên hạt tạo thành khá nhỏ mịn. + Vùng 2: vuông góc với thành khuôn, do thành khuôn mới bắt đầu nóng lên - ∆T ↓, hạt lớn hơn và phát triển mạnh theo phương tiếp tuyến với thành khuôn là phương truyền nhiệt hạt hình trụ. 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại II. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất II.5. Cấu tạo thỏi đúc: a. Ba vùng tinh thể của thỏi đúc + Vùng 3: Kim loại lỏng ở giữa kết thúc sau cùng, thành khuôn đã nóng lên nhiều do đó: - ∆T↓  hạt lớn - Nhiệt tản đều theo mọi phương đẳng trục 03/03/2016 2:36 CH
Chương 2: Lý thuyết chung về vật liệu kim loại II. Sự kết tinh của kim loại nguyên chất II.5. Cấu tạo thỏi đúc: Trong 3 vùng:  Vùng ngoài cùng luôn là lớp vỏ mỏng, 2 vùng sau phụ thuộc vào điều kiện làm nguội khuôn.  Nguội mãnh liệt thì vùng 2 sẽ Lấn át vùng 3, thậm chí mất vùng 3(Hb) tổ chức này gọi là xuyên tinh khó biến dạng dẻo, không phù hợp với thỏi cán.  Nguội chậm thì vùng 3 lại lấn át vùng 2 tinh thể có dạng hình cầu thỏi đúc trở nên dể cán.(Hc) 03/03/2016 2:36 CH

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.