TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ

GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: VẬT LIỆU CƠ KHÍ
NGHỀ: LẮP ĐẶT-VẬN HÀNH-BẢO DƯỠNG BƠM, QUẠT, MÁY NÉN
KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 189/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)
Trang 2/82
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Trang 3/82
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình được biên soạn trên cơ sở thực tiễn của sản xuất cơ khí ở nước ta hiện nay,
có tham khảo kinh nghiệm giảng dạy môn này của một số trường đại ở trong nước mấy
năm gần đây.
Trong thực tế sử dụng vật liệu, đặc biệt là vật liệu kim loại, không thể lựa chọn một
cách chung chung (ví dụ: thép) mà phải rất cụ thể (ví dụ: thép loại gì, với mác, ký hiệu
nào) theo các quy định nghiêm ngặt về các điều kiện kỹ thuật do các tiêu chuẩn tương ứng
quy định.
Khi giới thiệu cụ thể các thép, gang, giáo trình sẽ ưu tiên trình bày các mác theo tiêu
chuẩn Việt Nam (nếu có) có đi kèm với các mác tương đương hay cùng loại của tiêu chuẩn
Nga do tiêu chuẩn này đã được quen dùng thậm chí đã phổ biến rộng rãi ở nước ta trong
mấy chục năm qua.
Nhằm tạo điều kiện cho người học có một bộ tài liệu tham khảo mang tính tổng hợp,
thống nhất và mang tính thực tiễn sâu hơn. Nhóm người dạy chúng tôi đề xuất và biên soạn
Giáo trình vật liệu cơ khí dành cho người học trình độ Cao đẳng.
Nội dung của giáo trình bao gồm các chương sau:
Chương 1: Tinh chất cơ bản của kim loại và hợp kim
Chương 2: Hợp kim sắt các bon.
Chương 3: Kim loại màu và hợp kim màu.
Chương 4: Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện.
Chương 5: Vật liệu phi kim loại.
Cũng như tên gọi của nó, chúng ta nên coi các điều trình bày trong sách như là phần
kiến thức cơ sở về vật liệu thuờng dùng trong sản xuất cơ khí. Điều đó cũng có nghĩa để
làm tốt hơn các công việc kỹ thuật, cần tham khảo thêm các sách, tài liệu chuyên sâu hơn
về từng lĩnh vực đã đề cập.
Tác giả chân thành cảm ơn các quý độc giả về những đóng góp quý báu cho cuốn sách.
Bà rịa Vũng Tàu, ngày 25.tháng 03 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên ThS: Lê Anh Dũng
2. ThS. Trần Kim Khánh
3. ThS. Đỗ Văn Thọ
Trang 4/82
MỤC LỤC
Trang
LỜI GIỚI THIỆU .............................................................................................................. 3
MỤC LỤC .......................................................................................................................... 4
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. 5
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC ............................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM ....................... 12
1.1. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM .................................. 13
1.2. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM ..................................................... 18
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP
KIM 24
CHƯƠNG 2: HỢP KIM SẮT - CÁC BON ................................................................... 31
2.1. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI SẮT- CACBON (Fe + C) ........................................ 32
2.2. THÉP .................................................................................................................. 35
2.3. GANG ................................................................................................................. 38
2.4. THÉP HỢP KIM ................................................................................................. 44
2.5. HỢP KIM CỨNG ............................................................................................... 50
CHƯƠNG 3: NHIỆT LUYỆN VÀ HÓA NHIỆT LUYỆN .......................................... 53
3.1. NHIỆT LUYỆN .................................................................................................. 54
3.2. HOÁ NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM ............................................ 61
CHƯƠNG 4: KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU ................................................. 65
4.1. ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI MÀU .................................... 66
4.2. NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM .......................................................................... 67
4.3. ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG ............................................................................ 69
4.4. CÁC LOẠI KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU KHÁC ....................................... 72
CHƯƠNG 5: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI ................................................................... 75
5.1. CÁC CHẤT DẺO THƯỜNG DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP ..................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 82
Trang 5/82
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Sơ đồ mẫu đo độ bền kéo .................................................................................. 14
Sơ đồ phương pháp đo độ cứng Brinen ............................................................. 15
Sơ đồ sắp xếp các nguyên tử của kim loại ........................................................ 19
Các ô tinh thể cơ bản ......................................................................................... 19
Sơ đồ biểu thị sự biến đổi mạng tinh thể của Fe ............................................... 21
Quá trình kết tinh của kim loại .......................................................................... 21
Cấu trúc của dung dịch đặc ............................................................................... 23
Mẫu thử kéo và sơ đồ nguyên lý máy kéo ........................................................ 25
Biểu đồ quan hệ lực kéo và biến dạng của mẫu .............................................. 25
Sơ đồ đo độ cứng Brinen ................................................................................. 26
Sơ đồ đo độ cứng Rocoen ............................................................................... 27
Sơ đồ đo độ cứng Vicke .................................................................................. 29
Sơ đồ nguyên lý máy và mẫu thử độ dai va đập ............................................. 30
Giản đồ trạng thái Fe - C ................................................................................... 33
Giản đồ quá trình nhiệt luyện kim loại và hợp kim........................................... 54
Nhiệt độ ủ .......................................................................................................... 56
Các phương pháp tôi. ........................................................................................ 58
Thùng thấm cacbon ........................................................................................... 62
Giản đồ trạng thái hệ hợp kim nhôm ................................................................. 69