zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Giáo trình Vật liệu cơ khí (Nghề: Công nghệ ô tô - Cao đẳng, Trung cấp) - Trường Cao đẳng Gia Lai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Báo xấu

12
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Vật liệu cơ khí (Nghề: Công nghệ ô tô - Cao đẳng, Trung cấp)" được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nắm được các kiến thức về: Đặc điểm, phân loại và ký hiệu các loại hợp kim nhôm, gang và thép; công dụng, tính chất, phân loại dầu, mỡ bôi trơn, nước làm mát, của xăng, dầu diesel. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vật liệu cơ khí (Nghề: Công nghệ ô tô - Cao đẳng, Trung cấp) - Trường Cao đẳng Gia Lai

Giáo trình vật liệu cơ khí ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH GIA LAI TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIA LAI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP, CAO ĐẲNG Ban hành kèm Quyết định số: 943 QĐ-TCĐGL ngày 25 tháng 10 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Gia Lai Gia Lai, năm 2023 1
Giáo trình vật liệu cơ khí TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc 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 sẽ bị nghiêm cấm. 2
Giáo trình vật liệu cơ khí LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình vật liệu cơ khí được biên soạn theo yêu cầu của chương trình dạy nghề trình độ trung cấp, cao đẳng nghề Công nghệ ô tô của Trường Cao đẳng Gia Lai Giáo trình này cung cấp cho người học các vấn đề về vật liệu cơ khí theo chương trình học như: Giáo trình gồm các nội dung: Chương 1: Cấu trúc và cấu tạo kim loại Chương 2: Gang- Thép Chương 3: Kim loại màu Chương 4: Vật liệu phi kim loại Trong quá trình biên soạn tác giả đã tham khảo nhiều tài liệu của các trường đại học, cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp, đồng thời cố gắng cập nhật những kiến thức mới. Tuy nhiên, nội dung giáo trình cũng không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp quý báu của người sử dụng để giáo trình được hoàn thiện hơn. Gia Lai, ngày tháng năm 202... Tham gia Biên soạn 1. Chủ Biên 2. 3
Giáo trình vật liệu cơ khí MỤC LỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ...................................................................................... 2 LỜI GIỚI THIỆU ...................................................................................................... 3 CHƢƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI ................................ 14 I. Khái niệm về vật liệu cơ khí. ........................................................................... 14 1. Khái niệm về vật liệu cơ khí ....................................................................... 14 2. Vai tr của vật liệu trong cuộc sống............................................................ 16 II. Cấu tạo của kim loại và hợp kim. ................................................................... 17 1. Kim loại. ...................................................................................................... 17 2. Hợp kim. ...................................................................................................... 19 3. Các dạng cấu tạo của hợp kim . Hợp kim có cấu tạo ở các dạng sau. ........ 20 III- Tính chất chung của kim loại và hợp kim. ................................................... 21 1. Tính chất vật lý . .......................................................................................... 21 2. Tính chất hóa học . ...................................................................................... 22 3. Tính cơ học . ................................................................................................ 22 4. Tính công nghệ . .......................................................................................... 22 CHƢƠNG 2 : GANG, THÉP .................................................................................. 23 I - Gang và các loại gang thƣờng dùng. .............................................................. 23 1.Giới thiệu chung về gang. ............................................................................ 23 2. Các loại gang thƣờng dùng: ........................................................................ 24 II- Thép và các loại thép thƣờng dùng. ............................................................... 26 1. Thép Cacbon................................................................................................ 26 4
Giáo trình vật liệu cơ khí 2. Thép hợp kim .............................................................................................. 29 III- Hợp kim cứng ............................................................................................... 32 CHƢƠNG 3: KIM LOẠI MÀU .............................................................................. 34 1. Đồng và hợp kim đồng ............................................................................... 34 2. Nhôm và hợp kim nhôm.............................................................................. 35 3. Thiếc - chì - kẽm ........................................................................................ 36 4. Hợp kim làm ổ trƣợt ................................................................................... 37 CHƢƠNG 4 : VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI ............................................................ 39 I. Chất dẻo. .......................................................................................................... 39 1. Định ngh a. .................................................................................................. 39 2. Tính chất, thành ph n, công dụng. .............................................................. 39 3. Các loại chất dẻo cơ bản.............................................................................. 40 II. Cao su - amiăng - compozit. ........................................................................... 41 1. Cao su. ......................................................................................................... 41 2. Amiăng. ....................................................................................................... 42 3. Compozit. .................................................................................................... 42 III . Vật liệu bôi trơn và làm mát, làm kín .......................................................... 43 1.D u bôi trơn.................................................................................................. 43 2. Mỡ ............................................................................................................... 47 IV. Nhiên liệu ...................................................................................................... 51 1. Xăng: .......................................................................................................... 51 2. Nhiên liệu diesel: ......................................................................................... 52 5
Giáo trình vật liệu cơ khí GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: VẬT LIỆU CƠ KHÍ Mã số của môn học: MH 8 Thời gian của môn học: 30 giờ (Lý thuyết: 27 giờ; Thực hành:0 giờ, Kiểm tra: 3giờ) I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí của môn học: Môn học đƣợc bố trí giảng dạy sau hoặc song song MH 7, MH 9 - Tính chất: Là môn kỹ thuật cơ sở bắt buộc. II. Mục tiêu của môn học: -Về kiến thức: + Vẽ và giải thích đƣợc: giản đồ nhôm – silic; giản đồ sắt – các bon + Trình bày đƣợc đặc điểm, ph n loại và ký hiệu các loại hợp kim nhôm, gang và thép + Trình bày đƣợc công dụng, tính chất, ph n loại d u, mỡ bôi trơn, nƣớc làm mát , của ăng, d u diesel - Về kỹ năng: +Nhận dạng các loại hợp kim nhôm, gang và thép - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: +Tu n thủ đúng quy định, quy phạm về vật liệu học + Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận. III. Nội dung môn học: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian (giờ) Thực hành, thí Số Kiểm Tên chƣơng, mục Lý nghiệm, TT Tổng số tra thuyết thảo luận, bài tập Chƣơng 1- Cấu trúc và cấu tạo kim 1 loại 4 4 0 0 6
Giáo trình vật liệu cơ khí Thời gian (giờ) Thực hành, thí Số Kiểm Tên chƣơng, mục Lý nghiệm, TT Tổng số tra thuyết thảo luận, bài tập 1. Cấu tạo và liên kết nguyên tử. 2 2 2. Cấu trúc tinh thể điển hình của chất rắn. 2 2 2 Chƣơng 2- Gang và thép 12 11 0 1 1. Giản đồ sắt – các bon 4 4 2. Đặc điềm của sắt và thép 2 2 3. Gang 2 2 4. Thép kết cấu 2 2 5. Thép hợp kim 1 1 *Kiểm tra lý thuyết 1 1 3 Chƣơng 3- Kim loại màu 6 6 1. Nhôm và hợp kim nhôm 3 3 2. Đồng và hợp kim đồng 3 3 4 Chƣơng 4- Vật liệu phi kim loại 7 6 1 1. Chất dẻo 1 1 2. Cao su - amiăng - compozit 2 2 3. Nhiên liệu Xăng- diesel 2 2 4. Vật liệu bôi trơn và làm mát 1 1 * Kiểm tra lý thuyết. 1 1 5 Kiểm tra kết thúc môn học 1 1 Cộng 30 27 03 7
Giáo trình vật liệu cơ khí 2. Nội dung chi tiết CHƢƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI Thời gian: 4 giờ 1.Mục tiêu + Kiến thức -Trình bày đƣợc các đặc điểm, cấu tạo của kim loại và hợp kim. - Ph n biệt đƣợc các kim loại và hợp kim thƣờng dùng trong ngành cơ khí chế tạo. - Trình bày đƣợc các tính chất cơ lý hoá, tính công nghệ của kim loại và hợp kim. - Mô tả đƣợc các phƣơng pháp đo độ cứng đơn giản, có khả năng đo trực tiếp sản phẩm mà không phá hỏng chúng. + Kỹ năng - Nhận biết đƣợc các loại vật liệu cơ bản - Đo đƣợc độ cứng HB, HRC của vật liệu. +Năng lực tự chủ và trách nhiệm - Vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học vào quá trình học tập và trong cuộc sống. - Tu n thủ đúng quy định, quy phạm về nghề - Tự rèn luyện và phát triển n ng cao năng lực bản th n trong học tập. 2.Nội dung của chính 2.1. Cấu tạo và liên kết nguyên tử. 2.1.1. Khái niệm cơ bản về cấu tạo nguyên tử 2.1.2. Các dạng liên kết nguyên tử trong chất rắn 2.2. Cấu trúc tinh thể điển hình của chất rắn. 2.2.1. Chất rắn có liên kết kim loại. 2.2.2. Chất rắn có liên kết đồng hoá trị. 2.2.3. Chất rắn có liên kết ion. 2.2.4. Cấu trúc polyme. 8
Giáo trình vật liệu cơ khí CHƢƠNG 2: GANG VÀ THÉP Thời gian: 12 giờ 1.Mục tiêu +Kiến thức - Vẽ và giải thích đƣợc giản đồ sắt – các bon - Trình bày đƣợc đặc điểm, ph n loại và ký hiệu các loại gang và thép + Kỹ năng - Nhận biết các loại gang và thép +Năng lực tự chủ và trách nhiệm - Vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học vào quá trình học tập và trong cuộc sống. - Tu n thủ đúng quy định, quy phạm về nghề - Tự rèn luyện và phát triển n ng cao năng lực bản th n 2.Nội dung của chƣơng 2.1. Giản đồ sắt – các bon 2.2. Đặc điềm của sắt và thép 2.3. Gang 2.3.1. Ph n loại 2.3.2. Ký hiệu 2.4. Thép kết cấu 2.4.1. Ph n loại 2.4.2. Ký hiệu 2.5. Thép hợp kim 2.5.1. Ph n loại 2.5.2. Ký hiệu *Kiểm tra lý thuyết CHƢƠNG 3: KIM LOẠI MÀU Thời gian: 6 giờ 1.Mục tiêu +Kiến thức 9
Giáo trình vật liệu cơ khí - Vẽ và giải thích đƣợc giản đồ nhôm - silic - Trình bày đƣợc đặc điểm, ph n loại và ký hiệu các loại hợp kim nhôm + Kỹ năng - Nhận dạng hợp kim nhôm - Nhận dạng hợp kim đồng +Năng lực tự chủ và trách nhiệm - Vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học vào quá trình học tập và trong cuộc sống. - Tu n thủ đúng quy định, quy phạm về nghề - Tự rèn luyện và phát triển n ng cao năng lực bản th n 2.Nội dung của chƣơng 2.1. Nhôm và hợp kim của nhôm 2.1.1. Đặc điềm của nhôm và hợp kim nhôm 2.1.2 Ph n loại hợp kim nhôm 2.1.3. Ph n loại 2.2. Đồng và hợp kim đồng 2.2.1 Đặc điềm của đồng và hợp kim đồng 2.2.2 Đồng thanh 2.2.3 Đồng thau CHƢƠNG 4: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI Thời gian: 7 giờ 1.Mục tiêu: +Kiến thức - Trình bày đƣợc định ngh a, tính chất và phạm vi ứng dụng của một số chất dẻo thông thƣờng - Trình bày đƣợc công dụng, tính chất, ph n loại d u, mỡ bôi trơn, nƣớc làm mát dùng trên ô tô - Phát biểu đƣợc công dụng, tính chất của ăng, d u diesel dùng trên động cơ ô tô + Kỹ năng - Nhận dạng đƣợc các loại vật liệu phi kim loại 10
Giáo trình vật liệu cơ khí +Năng lực tự chủ và trách nhiệm - Vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học vào quá trình học tập và trong cuộc sống. - Tu n thủ đúng quy định, quy phạm về nghề - Tự rèn luyện và phát triển n ng cao năng lực bản th n 2.Nội dung của chƣơng 2.1. Chất dẻo 2.1.1. Định ngh a, tính chất 2.1.1.1 Định ngh a Chất dẻo là vật liệu nh n tạo, đƣợc sản uất từ các chất hữu cơ. Là vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ đƣợc sự biến dạng đó khi thôi không tác dụng. 2.1.1.2 Tính chất, thành ph n, công dụng. a. Thành ph n. Chất dẻo là hỗn hợp của nhiều chất : * Pôlyme : Là thành ph n cơ bản nhất của chất dẻo. * Chất hoá dẻo : Đƣợc đƣa thêm vào với chất lƣợng (10  20 )% để tăng tính dẻo và cải thiện tính tạo hình. Thƣờng là các Este hoặc Pôlyme có ph n tử dẻo dể uốn. * Chất độn : Đƣợc đƣa vào với lƣợng (40  70 )% để n ng cao cơ tính giảm giá thành và thay đổi các thông số khác. Chất độn là những chất hữu cơ và vô cơ ở dạng bột (bột gỗ, bồ hóng, mica, SiO2, TiO2, Graphít ), dạng sợi (sợi bông, thuỷ tinh, amiăng, pôlyme), dạng tấm ( giấy, vải từ các sợi khác nhau, lớp gỗ ). * Chất ổn định : Là những chất hữu cơ khác nhau để duy trì cấu trúc ph n tử và ổn định tính chất, làm cho tính chất lão hoá của chất lỏng chậm lại. * Các chất phụ gia đặc biệt : Là vật liệu bôi trơn, tạo màu, chất bảo vệ, chất giảm điện tích luỹ và bắt cháy, ... * Chất đóng rắn : Đƣợc đƣa thêm vào chất dẻo nhiệt rắn dễ hoá cứng. b. Tính chất - Nhẹ, khối lƣợng riêng : γ = 0,9 - 2 g/cm3 - Cách nhiệt, cách điện, cách ẩm tốt. - Độ bền cơ học khá cao. - Bền vững về mặt hoá học, chịu đƣợc a it, bazơ. 11
Giáo trình vật liệu cơ khí c. Công dụng. Chất dẻo đƣợc sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. - Trong l nh vực điện và vô tuyến điện : Đƣợc sử dụng nhiều vì có tính cách điện tốt. - Trong ngành chế tạo các chi tiết máy có độ bền vững vừa phải, nhẹ và không bị ăn m n nhƣ: Bình chứa, các bộ phận của băng truyền, cánh bơm, bánh răng, bánh vít, phanh hãm, ổ trƣợt, ... Ngoài ra chất dẻo c n dùng phủ lên kim loại nhằm chống ăn m n kim loại. - Trong đời sống: Chế tạo đồ dùng sinh hoạt gia đình nhƣ : Guốc, dép, áo mƣa, chậu, bát, . 2.1.2. Các loại chất dẻo cơ bản 2.1.2.1. Polyme tự nhiên 2.1.2.2. Polyme nh n tạo 2.2. Cao su - amiăng - compozit 2.2.1. Cao su 2.2.1.1. Ph n loại 2.2.1.2. Tính chất 2.2.2 Amiăng 2.2.3. Compozit 2.2.3.1. Khái niệm, tính chất 2.2.3.2. Một số vật liệu Compozit thông dụng 2.3. Nhiên liệu Xăng- diesel 2.3.1. Xăng 2.3.1.1. Tính chất 2.3.1.2. Ký hiệu 2.3.2. D u diesel 2.3.2.1. Tính chất 2.3.2.2. Ký hiệu 2.4. Vật liệu bôi trơn và làm mát 2.4.1. D u bôi trơn 2.4.1.1. Công dụng 12
Giáo trình vật liệu cơ khí 2.4.1.2. Tính chất 2.4.1.3. Ph n loại 2.4.2. Mỡ bôi trơn 2.4.2.1. Đặc điểm 2.4.2.2. Tính chất 2.4.2.3. Ph n loại 2.4.3. Nƣớc làm mát động cơ 2.4.3.1. Khái niệm 2.4.3.2. Thành ph n 13
Giáo trình vật liệu cơ khí CHƢƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI Mục tiêu: Học ong chƣơng này ngƣời học có khả năng: - hát biểu đúng các khái niệm của vật liệu cơ khí. - Trình bày được khái niệm, đ c điểm, cấu tạo của kim loại và hợp kim. I. Khái niệm về vật liệu cơ khí. 1. Khái niệm về vật liệu cơ khí a. Vật liệu kim loại Kim loại là loại vật liệu có các tính chất nhƣ: cƣờng độ lớn, độ dẻo và độ chống mỏi cao. Nhờ đó mà kim loại đƣợc sử dụng rộng rãi trong y dựng và các ngành k thuật khác. Ở dạng nguyên chất, do cƣờng độ và độ cứng thấp, độ dẻo cao, kim loại có phạm vi sử dụng rất hạn chế. Chúng đƣợc sử dụng chủ yếu ở dạng hợp kim với kim loại và á kim khác, thí dụ nhƣ cacbon. Sắt và hợp kim của nó (thép và gang) gọi là kim loại đen; những kim loại c n lại (Be, Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, v.v...) và hợp kim của chúng gọi là kim loại màu. Kim loại đen đƣợc sử dụng trong y dựng nhiều hơn cả, giá kim loại đen thấp hơn kim loại màu. Tuy nhiên kim loại màu lại có nhiều tính chất có giá trị: cƣờng độ, độ dẻo, khả năng chống ăn m n, tính trang trí cao. Những điều đó đã mở rộng phạm vi sử dụng kim loại màu trong y dựng, phổ biến là các chi tiết kiến trúc và các kết cấu nhôm. Nguyên liệu để chế tạo kim loại đen là quặng sắt, mangan, crôm, mà các khoáng đại diện cho chúng là nhóm các o it: macnetit (Fe3O4), quặng sắt đỏ (Fe2O3), piroluzit (MnO2), crômit (FeCr2O4). Để sản uất kim loại màu ngƣời ta sử dụng bo it chứa các hidro it: hidracgilit (Al(OH)3, diasno (HAlO2); các loại quặng sunfua và cacbonat đồng, niken, chì v.v... với các khoáng đại diện là chancopirit (CuFeS2), sfalêit (ZnS), eru it (PbCO3), magiezit ( MgCO3) v.v... b.Vật liệu Polyme. Polyme là các hợp chất có khối lƣợng ph n tử lớn. Đƣợc hình thành trong tự nhiên ngay từ những ngày đ u hình thành trái đất. Chẳng hạn nhƣ Xenlulozơ- thành ph n chủ yếu của tế bào thực vật và protit-thành ph n chủ yếu của tế bào sống đều là những hợp chất quan trọng trong đời sống hàng ngày. 14
Giáo trình vật liệu cơ khí Những ví dụ điển hình về Polyme là chất dẻo, DNA, và protein. Polyme đƣợc sử dụng phổ biến trong thực tế với tên gọi là Nhựa, bao gồm 2 loại chính là polyme thiên nhiên và polyme nh n tạo. Vật liệu polyme đƣợc sử dụng từ a ƣa nhƣ bông, sợi gai, tơ tằm, len làm qu n áo, da động vật để làm giày, áo qu n…Ngƣời Ai cập c n biết dùng da để làm giấy viết thƣ báo cho tới khi họ tìm ra phƣơng pháp điều chế hợp chất cao ph n tử mới là giấy. Công trình này đã mở đ u cho các quá trình gia công, chế tạo cấc hợp chất polyme thiên nhiên và đi vào nghiên cứu các polymeMộtnsố hình ảnh về polyme Hình 1.1 nh tạo. Năm 1933, Gay Lussac tổng hợp và điều chế đƣợc polyme nh n tạo. Từ đó polyme đã chuyển sang thời kỳ tổng hợp bằng phƣơng pháp hóa học thu n túy, đi s u vào nghiên cứu những tính chất của polyme nhất là những polyme tự nhiên. Năm 1925, Staudinger đã tìm ra cấu trúc ph n tử polyme có dạng sợi và l n đ u tiên dùng cụm danh từ “ cao ph n tử”. Polyme có khả năng ứng dụng trong h u hêt các ngành phụ vụ đời sống nhƣ: công nghệ cao su, chất dẻo, tơ sợi, thực phẩm, y dựng, cơ khí, điện-điện tử, hành không, dƣợc liệu, màu sắc và l nh vực quốc ph ng nhƣ: tên lửa, tàu du hành vũ tru, máy bay siêu m… c.Vật liệu Ceramic + Vật liệu vô cơ là sự kết hợp giữa kim loại Me, Si với á kim B,C,N,O bằng các liên kết ion và cộng hoá trị + Ph n loại: nhiều cách ph n loại -Theo đặc điểm kết hợp: 3 nhóm chính: 15
Giáo trình vật liệu cơ khí  Gốm và kim loại chịu lửa  Thuỷ tinh và gốm thuỷ tinh  Xi măng và bê tông - Theo cấu trúc: 2 nhóm:  Đơn pha: thuỷ tinh SiO2 ,gốm đơn o it  Vật liệu đa pha: h u hết các vật liệu vô cơ Pha chính là các pha tinh thể liên kết với nhau bởi pha thuỷ tinh (vô định hình): gốm và vật liệu chịu lửa, sứ, gốm thuỷ tinh. Ngoài ra c n có pha khí do công nghệ chế tạo không tránh khỏi cũng có thể do chủ động đƣa vào: gốm ốp, thuỷ tinh ốp, bê tông ốp các pha tinh thể có thể có % khác nhau, chứa khuyết tật, nhiều vết nứt, chúng quyết định tính chất của ceramic. Ứng dụng : Vật liệu Ceramic đƣợc sử dụng trong nhiều nghành nhƣ y dựng, cơ khí, d n dụng. các sản phẩm của Ceramics nhƣ : gạch chịu lửa, gốm sứ, thủy tinh, bê tông, nệm Hình 1.3 Các sản phẩm từ Ceramic 2. Vai tr của vật liệu trong cuộc sống. - Để y dựng và phát triển nền kinh tế quốc d n vững mạnh c n phải phát triển công nghiệp nặng , trong đó ngành chế tạo cơ khí là quan trọng nhất . - Để chế tao các loại máy móc thiết bị cơ khí phải có vật liệu , trong đó kim loại là vật liêu chủ yếu . Sở d kim loại là vật liệu đƣợc sử dụng chủ yếu của ngành chế tạo cơ khí bởi nó có nhiều tính chất và ƣu điểm quan trọng, ƣu việt hơn hẳn so với các loại vật liệu khác . - Ngày nay, ngành công nghiệp vật liệu phát triển mạnh mẽ với nhiều loại vật liệu khác nhau nhƣ: Gỗ , thuỷ tinh , chất dẻo , ... Với các tính năng ngày càng tốt và sản lƣợng ngày càng cao, nhƣng vẫn không thay thế hoàn toàn đƣợc cho kim loại và hợp kim . 16
Giáo trình vật liệu cơ khí - Do đó, bên cạnh việc nghiên cứu thay thế các kim loại và hợp kim bằng các vật liệu phi kim loại có tính năng thích ứng, ngƣời ta vẫn tiếp tục nghiên cứu để tìm ra những kim loại và hợp kim có những tính năng ƣu việt nhƣ : Nhẹ, bền, chịu ăn m n, chịu nhiệt, chịu va đập , ... * Việc nghiên cứu và sản uất các loại gang , thép vẫn là trọng t m của công nghiệp vật liệu nói riêng và của nền kinh tế quốc d n nói chung đối với tất cả các nƣớc có nền công nghiệp phát triển . II. Cấu tạo của kim loại và hợp kim. 1. Kim loại. a. Khái niệm về kim loại. + Kim loại là vật liệu sáng dẻo có thẻ rèn đƣợc, có tính dẫn điện, nhiệt cao . Phƣơng diện hóa học kim loại là nguyên tố dễ nhƣờng điện tử trong các phản ứng hóa học . + Liên kết kim loại : Kim loại có cấu tao mạng tinh thể liên kết ở trong kim loại đƣợc gọi là liên kết kim loại . b. Cấu tạo của kim loại. + Mạng tinh thể và ô cơ bản . Hình 1.4 Mạng tinh thể và ô cơ bản . - Trong kim loại các kim loại đƣợc sắp ếp một cách trật tự tu n hoàn trong không gian . - Các nguyên tử trong kim loại đƣợc sắp ếp một cách có trật tự các nguyên tử đều nằm trên mặt phẳng song song cách đều gọi là mặt tinh thể, tập hợp vô số những mặt tinh thể nhƣ thế nó lập thành mạng tinh thể . 17
Giáo trình vật liệu cơ khí - Toàn bộ mạng không gian có thể em nhƣ đƣợc tạo thành những hình khối nhỏ nhất đơn giản giống nhau mà cách sắp ếp các ph n tử là đại diện chung cho toàn mạng những ô nhƣ vậy gọi là ô cơ bản . + Các kiều mạng tinh thể thƣờng gặp .  Lập phƣơng thể t m . Cấu tạo : Trong các ô cơ bản kiểu mạng này có các nguyên tử nằm ở các nút (đỉnh) của hình lập phƣơng và ở giữa mỗi hình lập phƣơng có một nguyên tử . - Khoảng cách a giữa t m các nguyên tử kề nhau của ô cơ bản mạng tinh thể , gọi là thông số mạng . Độ lớn đo bằng Ao ( Ángtrong ) 1Ao = 10-8 cm . - Các kim loại có kiểu mạng này : Fe , Cr , Mo , W , ... a Hình 1.5 : Ô cơ bản mạng lập phƣơng thể t m  Lục phƣơng dày đặc . Cấu tạo : - Trong các ô cơ bản kiểu mạng này có các nguyên tử nằm ở các nút (đỉnh) của hình lục lăng hai nguyên tử nằm ở trung t m hai mặt đáy và ba nguyên tử nằm ở trung t m của ba khối lăng trụ tam giác . - Các kim loại có kiểu mạng này : Zn , Cu , Mg , ... Hình 1.6 : Ô cơ bản mạng lục phƣơng dày đặc + Sự biến đổi mạng tinh thể của kim loại . 18
Giáo trình vật liệu cơ khí Ở trạng thái rắn khi điều kiện ngoài trời thay đổi ( áp suất , nhiệt độ .v.v..) tổ chức kim loại thay đổi theo . Ngh a là dạng ô cơ bản thay đổi hoặc thông số mạng có giá trị thay đổi ngƣời ta gọi đó là sự biến đổi mạng tinh thể . Ví dụ : Sự chuyển biến thù hình của sắt . ToC 1600 1539o Loí g n LPTT Fe ì nh Khäng coïtætê o o 1392  o 1400 LPDT Fe o 910 - 1392o o 1000 910 o 800 768 LPTT Fe 500 o o ì nh  Coïtætê t ( thåì gian ) i Så âäö n âäømaûg tinh thãø a sàõ( Fe ) biãú i n cuí t Hình 1.6 Sơ đồ biến đổi mạng tinh thể của sắt 2. Hợp kim. a. Khái niệm về hợp kim. Hợp kim là một dạng vật chất đƣợc bằng cách nấu chảy hay liên kết một kim loại với một hay nhiều các nguyên tố khác. Hợp kim mang tính kim loại (dẫn nhiệt cao, dẫn điện, dẻo, dễ biến dạng, có ánh kim. Thành ph n của hợp kim đƣợc biểu diễn bằng o/o trọng lƣợng . b. Đặc trƣng cho hợp kim là: Pha, hệ thống (hệ), nguyên . - Pha : Là một tổ ph n đồng nhất của hợp kim hệ thống chúng có thành ph n đồng nhất cùng trạng thái nhƣ: lỏng cùng lỏng, rắn cùng rắn , ... nhƣng phải cùng kiểu mảng. Chúng ngăn cách nhau bằng bề mặt ph n chia . 19
Giáo trình vật liệu cơ khí - Hệ thống (hệ) : Tập hợp các pha ở trạng thái c n bằng . - Nguyên : Là những thành ph n độc lập tạo nên các pha của (Hệ) . c. Đặc tính của hợp kim. Đặc tính của hợp kim giống kim loại thông thƣờng và khác với đặc tính của kim loại hợp thành, đôi khi c n khác hẳn. Hợp kim luôn có những đặc tính vƣợt trội so với kim loại nguyên chất hợp thành. Ví dụ, thép (hợp kim của sắt) có độ bền vƣợt trội so với kim loại hợp thành của nó là sắt. Đặc tính vật lý của hợp kim không khác nhiều kim loại đƣợc hợp kim hoá, nhƣ mật độ, độ kháng cự, tính điện và hệ số dẫn nhiệt, nhƣng các đặc tính cơ khí của hợp kim có khác nhƣ: nhƣ độ bền kéo, độ bền cắt, độ cứng, khả năng chống ăn m n... Hợp kim không có một điểm nóng chảy nhất định mà có một miền nóng chảy bao gồm trạng thái các khối chất rắn h a lẫn với khối chất lỏng. Điểm nhiệt độ bắt đ u chảy đƣợc gọi là đƣờng đông đặc và hoàn thành việc hóa lỏng hoàn toàn gọi là đƣờng pha lỏng trong giản đồ trạng thái của hợp kim. 3. Các dạng cấu tạo của hợp kim . Hợp kim có cấu tạo ở các dạng sau. a. Dung dịch đặc . Hợp kim có cấu tạo là dung dịch đặc khi nguyên tử của các nguyên tố thành ph n có kích thƣớc g n giống nhau. Khi kết tinh, các hợp kim này tạo thành các mạng tinh thể trong đó có nguyên tử của các nguyên tố thành ph n . a b c Hình 1.7 Mạng tinh thể hợp kim a - Mạng tinh thể của sắt thay thế b - Mạng tinh thể của dung dịch đặc thay thế c - Mạng tinh thể của dung dịch đặc en kẽ Có hai loại dung dịch đặc : 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2428 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.