Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Vật liệu học với mục tiêu giúp các bạn có thể vẽ và giải thích được: giản đồ nhôm – silic; giản đồ sắt – các bon; Trình bày được đặc điểm, phân loại và ký hiệu các loại hợp kim nhôm, gang và thép; Nhận dạng các loại hợp kim nhôm, gang và thép; Trình bày được công dụng, tính chất, phân loại dầu, mỡ bôi trơn, nước làm mát, của xăng, dầu diesel dùng trên ô tô;...
BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC GIÁO DỤC NGHỀ NGHIỆP - - GIÁO TRÌNH Mơn học Vật liệu học NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC ĐỀ MỤC Chương Nhôm hợp kim nhôm 1.1 Giản đồ nhôm – silic 1.2 Đặc điềm nhôm hợp kim nhôm 1.3 Phân loại hợp kim nhôm 1.3.1 Phân loại 1.3.2 Ký hiệu 1.4 Quan sát tổ chức tế vi hợp kim nhôm Chương Gang thép 2.1 Giản đồ sắt - bon 2.2 Đặc điểm sắt thép 2.3 Gang 2.4 Thép kết cấu 2.5 Thép hợp kim 2.6 Quan sát tổ chức tế vi gang thép Chương Vật liệu phi kim loại 3.1 Chất dẻo 3.2 Cao su - amiăng 3.3 Vật liệu bôi trơn làm mát 3.4 Nhiên liệu TRANG 6 9 9 4 2 4 6 6 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC VẬT LIỆU HỌC Mã số mơn học: MH 10 I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí mơn học: Mơn học bố trí giảng dạy song song với mơn học/ mô đun sau: MH 07, MH 08, MH 09, MH 11, MH 12, MH13, MH 14, MH 15, MH 16, MĐ 17, MĐ 18, MĐ 19 - Tính chất: Là môn sở nghề bắt buộc II Mục tiêu môn học: - Vẽ giải thích được: giản đồ nhơm – silic; giản đồ sắt – bon - Trình bày đặc điểm, phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm, gang thép - Nhận dạng loại hợp kim nhơm, gang thép - Trình bày cơng dụng, tính chất, phân loại dầu, mỡ bôi trơn, nước làm mát , xăng, dầu diesel dùng ô tô - Tuân thủ quy định, quy phạm vật liệu học - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận III Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân phối thời gian Mã Thời lượng LT TH Loại dạy Địa điểm Lý thuyết Thực hành Phòng học tổng hợp MH Gang thép 10- 02 Lý thuyết Thực hành Vật liệu phi kim Lý thuyết Phòng học tổng hợp 21 14 MH 10- 03 loại Phòng học Tên chương mục/bài MH Nhôm hợp kim 10- 01 nhôm Tổng KT IV Phương pháp nội dung đánh giá: Phương pháp kiểm tra, đánh giá thực hiện: Được đánh giá qua viết, kiểm tra, vấn đáp trắc nghiệm, tự luận, thực hành trình thực học có mơn học kiến thức, kỹ thái độ Nội dung kiểm tra, đánh giá thực hiện: - Về kiến thức: + Trình bày đầy đủ tiêu chuẩn vẽ kỹ thụât khí, hình cắt, mặt cắt, hình chiếu vẽ quy ước + Giải thích ký hiệu tiêu chuẩn phương pháp trình bày vẽ kỹ thuật khí + Các kiểm tra viết trắc nghiệm đạt yêu cầu 60% + Qua đánh giá giáo viên, quan sát viên tập thể giáo viên - Về kỹ năng: + Lập vẽ phác vẽ chi tiết, vẽ lắp tiêu chuẩn Việt nam + Đọc vẽ lắp, vẽ sơ đồ động cấu hệ thống ô tô + Sử dụng dụng cụ, thiết bị để trình bày vẽ kỹ thuật đảm bảo đúng, xác an toàn + Qua nhận xét, tự đánh giá học sinh, khách hàng hội đồng giáo viên + Kết thực hành đạt yêu cầu 70% - Về thái độ: + Chấp hành nghiêm túc quy định học làm đầy đủ tập nhà + Rèn luyện tính cẩn thận, xác, tác phong cơng nghiệp CHƯƠNG NHÔM VÀ HỢP KIM CỦA NHÔM MH 10 - 01 Mục tiêu: - Vẽ giải thích giản đồ nhơm - silic - Trình bày đặc điểm, phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm - Nhận dạng hợp kim nhôm - Tuân thủ quy định, quy phạm vật liệu học Nội dung: 1.1 GIẢN ĐỒ NHƠM - SILIC Để có độ bền cao người ta phải hợp kim hóa nhơm tiến hành nhiệt luyện, hợp kim nhơm có vị trí quan trọng chế tạo khí xây dựng Khi đưa nguyên tố hợp kim vào nhôm (ở trạng thái lỏng) thường tạo nên giản đồ pha Al - nguyên tố hợp kim biểu thị hình 1.1, tiên (khi lượng ít) nguyên tố hợp kim hòa tan vào Al tạo nên dung dịch rắn thay α Al, vượt giới hạn hòa tan (đường CF) tạo thêm pha thứ hai (thường hợp chất hóa học hai nguyên tố), sau vượt giới hạn hòa tan cao (điểm C hay C’) tạo tinh dung dịch rắn pha thứ hai kể Do dựa vào giản đồ pha hệ hợp kim nhôm phân thành hai nhóm lớn biến dạng đúc Hình 1.1 Góc nhơm giản đồ pha Al - nguyên tố hợp kim - Hợp kim nhôm biến dạng hợp kim với hàm lượng thấp nguyên tố hợp kim (bên trái điểm C, C’) tùy thuộc nhiệt độ có tổ chức hồn tồn dung dịch rắn nhơm nên có tính dẻo tốt, dễ dàng biến dạng nguội hay nóng Trong loại cịn chia hai phân nhóm khơng có hóa bền nhiệt luyện + Phân nhóm khơng hóa bền nhiệt luyện loại chứa hợp kim (bên trái F), nhiệt độ có tổ chức dung dịch rắn, khơng có chuyển biến pha nên khơng thể hóa bền nhiệt luyện, hóa bền biến dạng nguội mà thơi + Phân nhóm hóa bền nhiệt luyện loại chứa nhiều hợp kim (từ điểm F đến C hay C’), nhiệt độ thường có tổ chức hai pha (dung dịch rắn + pha thứ hai), nhiệt độ cao pha thứ hai hịa tan hết vào dung dịch rắn, tức có chuyển pha, nên ngồi biến dạng nguội hóa bền thêm nhiệt luyện Như hệ hợp kim với độ hịa tan nhơm biến đổi mạnh theo nhiệt độ có đặc tính - Hợp kim nhôm đúc hợp kim với nhiều hợp kim (bên phải điểm C, C’), có nhiệt độ chảy thấp hơn, tổ chức có tinh nên tính đúc cao Do có nhiều pha thứ hai (thường hợp chất hóa học) hợp kim giịn hơn, khơng thể biến dạng dẻo Khả hóa bền nhiệt luyện nhóm có khơng cao khơng có biến đổi mạnh tổ chức nung nóng Ngồi hợp kim sản xuất theo phương pháp truyền thống cịn có hợp kim nhôm chế tạo theo phương pháp khơng truyền thống, hợp kim bột (hay thiêu kết) hợp kim nguội nhanh 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA NHƠM VÀ HỢP KIM NHƠM Nhơm điện phân từ quặng nhôm (Boxit) năm1808 1.2.1 Nhôm Là kim loại màu có ánh kim (ánh bạc), khối lượng riêng 2,7g/cm3 nhẹ sắt lần thường sử dụng công nghệ hàng không vận tải điện xa, 1.2.1.1 Đặc tính chủ yếu - Dẫn điện tốt, độ dẫn điện nhôm 62% đồng nhiên khối lượng riêng đồng gấp 3,3 lần nhơm để có đặc tính dẫn điện khối lượng dây dẫn nhôm nửa dây dẫn đồng - Có tính dẫn nhiệt tốt, thường dùng chế tạo mặt máy động xăng tăng khả dẫn nhiệt, tăng tỷ số nén giảm tượng kích nổ - Có tính chống ăn mịn tốt nhờ lớp oxit nhôm Al2O3 mỏng (khoảng vài A bao bề mặt trơ với khơng khí Ngày kỹ thuật anot hóa tạo lớp oxit nhơm dày có khả bảo vệ cao hơn, dùng chế tạo ốp, khung cửa - Độ dãn nở dài lớn (3%), đúc nhôm độ co ngót sản phẩm lớn, sử dụng nhơm hợp kim chế tạo pistong động cần có rãnh chống bó kẹt - Độ bền nhơm thấp, độ dẻo cao, vặn bu lông mặt máy cần xiết với mô men xiết thấp 1.2.1.2 Nhược điểm nhôm - Độ bề học không cao δb = 60MPa = 6KG/mm2 - Nhiệt độ nóng chảy 6600C, oxyt nhơm 20830C, nhơm nóng thay đổi màu, tăng nhiệt độ nhơm dễ bị oxihố mặt ngồi, dễ bị hydrơ xâm nhập nóng chảy - Nhơm vật liệu khó hàn 1.2.2 Hợp kim nhơm 1.2.2.1 Silumi (nhôm đúc) - Là hợp kim nhôm với silic (Al-Si) với số nguyên tố khác - Khối lượng riêng 1/3 thép, có độ bền gần thép; Dễ đúc - Ở nhiệt độ thường nhiệt độ tương đối cao Silumi có tính cao; Độ bền hóa học tốt nhiệt luyện; Độ dãn nở nhỏ; Chống mài mịn tốt hợp kim AlSi12Mg1Mn0,6NiĐ dùng đúc piston động cơ, mặt máy, thân máy động xăng - Một số hợp kim nhôm đúc: Ký hiệu Thành phần % TCVN AA AlCu4,5Đ 295,0 4,5Cu-1Si AlSi5,5Cu4,5Đ 308,0 5,5Si-4,5Cu AlSi7Mg0,3Đ 356,0 7Si-0,3Mg AlSi12Mg1,3Cu4Mn0,6Đ 12Si-1,3Mg-2Cu-0,6mn-1Ni0,2Ti AA : Aliminum Association (hiệp hội nhôm) 1.2.2.2 Đuara (nhôm biến dạng) - Là hợp kim nhôm, đồng số nguyên tố khác - Đuara bền, nhẹ chịu gia công áp lực chống ăn mòn tốt, ứng dụng rộng rãi ngành hàng không, ôtô máy kéo Thường dùng phủ lên bề mặt kim loại khác để chống ăn mòn - Một số Đuara thông dụng: Ký hiệu TCVN AA Al99,00 1100 Al99,60 1060 AlCu4,4Mg0,5Mn0,8 2014 AlCu4,4Mg1,5Mn0,6 2024 Thành phần % 99,0Al 99,6Al 4,4Cu-0,5Mg-0,8Mn 4,4Cu-1,5Mg-0,6Mn 1.2.2.3 Hợp kim Nhôm ACM (Al St Mg) Stibi = Angtimoan = C = 3,5 4,5 %; Mg = 0,3 0,7 %; Al ACM có hệ số dãn nở nhiệt lớn Brơng khe hở bạc cổ trục lớn để tránh bó kẹt động làm việc; Rẻ tiền dùng phổ biến hơn; Dễ bị ăn mịn hóa học ACM dùng chế tạo ổ trục động xăng động Diesel Ví dụ: sử dụng động D50 Bạc BCuPb30 có khe hở trục - bạc 0,08 0,12 Bạc ACM có khe hở trục - bạc 0,10 0,15 1.3 PHÂN LOẠI HỢP KIM NHÔM 1.3.1 Phân loại - Silumi (nhôm đúc) - Đuara (nhôm biến dạng) - Hợp kim Nhôm ACM (Al St Mg), 1.3.2 Ký hiệu - Silumi (nhôm đúc) ký hiệu Al-Si - Đuara (nhôm biến dạng) ký hiệu Al 99,00; Al 99,60; AlCu4,4Mg0,5Mn0,8; AlCu4,4Mg1,5Mn0,6, - Hợp kim Nhôm ACM (Al St Mg) 1.4 QUAN SÁT TỔ CHỨC TẾ VI CỦA HỢP KIM NHÔM 1.4.1 Lý thuyết * Phương pháp hiển vi quang hoc: Là phương pháp dùng kính hiển vi quang học để xem hình ảnh, tổ chức bề mặt mẫu vật liệu vùng diện tích nhỏ với độ phóng đại từ 50, 100, 200, 500, 1000, 1500 lần * Nhờ kính hiển vi quang học ta quan sát đuợc cấu trúc vật liệu nói chung, tổ chức kim loại hợp kim nói riêng * Phương pháp dùng kính quang học (kính hiển vi kim tương) để đánh giá phân tích tổ chức tế vi kim lọai hợp kim gọi phương pháp phân tích kim tương (phương pháp kim tương học) 10 * Nhờ kính hiển vi kim tương ta xác định đuợc chủng lọai vật liệu (thép, gang, nhôm, đồng,…) quan sát tổ chức pha, phân bố pha, hình dáng kích thước pha Ví dụ với gang ta xác định hình dáng, kích thước grafit Ngồi ra, ta cịn thấy khuyết tật vật liệu vết nứt tế vi, rỗ khí, tạp chất, bề dầy lớp thấm, lớp mạ, kích thước hạt pha, nhờ ta đánh giá tính chất, phân tích tổ chức vật liệu Phương pháp gọi phương pháp kim tương định lượng, phân tích kim tương định lượng có vai trị quan trọng xác định tính kim loại ta đo kích thước hạt kim lọai hợp kim Kích thước hạt thơ độ dẻo độ cứng thấp ngược lại hạt mịn độ dẻo độ cứng cao 1.4.2 Cách chuẩn bị mẫu để xem tổ chức tế vi kim lọai Chuẩn bị mẫu để xem tổ chức kim lọai hợp kim thực theo bước sau: * Chọn cắt mẫu Việc lấy mẫu phải phục vụ cho mục đích nghiên cứu Ví dụ : muốn quan sát thay đổi tổ chức từ bề mặt vào lõi, ta phải cắt theo tiết diện ngang, muốn nghiên cứu tổ chức dạng thớ, sợi, ta phải cắt theo dọc trục,… Khi cắt mẫu, dùng máy cắt kim lọai máy tiện , phay,… cưa máy, cưa tay,… mẫu cứng dùng đá mài để cắt, với thép , gang trắng, hợp kim cứng cắt đá mài phải ý làm nguội trình cắt (nhiệt độ cắt không 1000C) không làm thay đổi tổ chức bên * Mài mẫu Mẫu sau cắt xong mài thô đá mài giấy nhám từ thô đến mịn Giấy nhám thường đánh số từ nhỏ đến lớn Gang ,thép sử dụng giấy mài: 120-240-400-600-800-1000-1200 Kim loại mầu hợp kim mầu: 120-240-400-600-800-1000-12001500-2000 Số lớn thường độ hạt mịn Để tránh rách giấy nhám mài, ta thường vạt mép mẫu Giấy nhám phải đặt lên bề mặt thật phẳng mặt kính dầy Bề mặt mẫu phải áp sát vào giấy Khi mài tiến hành theo chiều Khi bề mặt mẫu tương đối phẳng, vết xước song song vào Sau đó, ta quay mẫu 900 lại mài tiếp, tạo bề mặt phẳng mới, vết xước xóa vết xước cũ Mỗi loại giấy nhám, ta mài tới ÷5 lần , lặp lại với giấy nhám mịn tờ giấy nhám mịn * Đánh bóng mẫu 11 Để đánh bóng mẫu, ta tiến hành máy đánh bóng Máy đánh bóng mẫu giống máy mài mẫu, thay dán tờ giấy nhám lên đĩa, người ta gắn miếng nỉ lên trên, đánh bóng ta phải cho dung dịch mài mẫu lên miếng nỉ tránh để miếng nỉ khô làm mẫu bị cháy; (dung dịch đánh bóng mẫu thường dùng Al2O3, Cr2O3, Parafin, ) Chú ý vật liệu cứng nên dùng vải dầy, vật liệu mềm nên dùng nỉ mịn Trong đánh bóng mẫu nên thường xuyên quay mẫu 900 mài mẫu tốc độ quay chậm để mẫu bóng Đánh bóng mẫu thấy khơng cịn vết xước bề mặt mẫu, không nên đánh mẫu lâu, đánh mẫu lâu làm bong tổ chức mềm, tượng hạt cứng làm khó khăn quan sát chụp ảnh Với kim loại mềm (chì, thiếc, kẽm ) thường đánh cuối tay vải nhung dùng máy đánh bóng phải điều chỉnh tốc độ chậm Để tránh bị oxyt hóa mẫu, người ta pha vào dung dịch mài chất thụ động NaNO2 , KNO2,… Sau đánh bóng mẫu ta phải rửa thật nhanh bột mài, đem sấy thật khơ mẫu Ngồi phương pháp đánh bóng mẫu thơng dụng, để đánh bóng mẫu đạt chất lượng cao ta dùng phương pháp đánh bóng điện phân, nguyên tắc đánh bóng điện phân hòa tan anod dung dịch điện phân tác dụng dịng điện chiều Đánh bóng điện phân cịn có ưu điểm bóng, tránh tượng biến dạng dẻo bề mặt thời gian nhanh * Tẩm thực mẫu Mẫu sau đánh bóng đem rửa sạch, thấm sấy khơ quan kính hiển vi Ta thấy vết xước mài đánh bóng chưa đạt, vết nứt tế vi, rỗ khí, xỉ, tạp chất, số tổ chức carbit, graphit, chì,… Tẩm thực trình làm tổ chức mẫu, cách dùng hóa chất bôi lên mặt mẫu làm cho bề mặt mẫu bị ăn mòn, tùy theo vật liệu mẫu quan sát yêu cầu tổ chức nghiên cứu ta dùng hóa chất thích hợp Khi tẩm thực biên giới pha, thành phần tổ chức khác chí thành phần tổ chức pha định hướng tinh thể khác bị ăn mòn khác Ví dụ muốn xem tinh giới hạt ta dùng phương pháp tẩm thực tinh giới (bằng cách dùng hóa chất thích hợp) chủ yếu ăn mịn biên giới hạt, thân hạt ăn mịn khơng đáng kể Khi tẩm thực vùng biên giới hạt bị lõm sâu thân hạt, vùng biên giới hạt bị xô lệch thường tập trung nhiều tạp chất Tẩm thực bề mặt hạt lọai tẩm thực mà thân hạt ăn mòn khác Màu sắc hạt sau tẩm thực phụ thuộc vào nhiều yếu tố Những chất có tính oxyt hóa mạnh HNO3, tạo bề mặt tinh thể lớp 63 * Nhiệt độ bốc cháy: Đặc trưng cho khả an tồn phịng cháy biến chất * Độ bền hoá học: Đánh giá khả ổn định tác dụng môi trường làm việc 3.3.1.2 Dầu bôi trơn động a Điều kiện làm việc động ộng đốt làm việc điều kiện phức tạp: Nhiệt độ cao tải trọng thay đổi Động xăng khởi động nhiệt độ thấp, tải trọng không đầy xăng bay không hết mà dạng lỏng nén chảy xuồng đáy máy làm loÃng dầu nhớt Động điêzen làm việc điều kiện tải trọng lớn, áp suất gối đỡ cao, khó tạo màng dầu bôi trơn Động kỳ pha nhớt vào xăng theo tỷ lệ dầu/xăng 1/25 để bôi trơn Trong điều kiện làm việc phức tạp, loại động khác làm cho tính làm việc dầu bôi trơn bị phá huỷ Để thoả mÃn điều kiện làm việc cho loại động cơ, dầu bôi trơn phải có yêu cầu sau b Yờu cu k thuật dầu bơi trơn động cơ: + Có độ nhớt thích hợp Ví dụ: Độ nhớt thích hợp nhiệt độ làm việc 5,5 cSt, nhiệt độ 100 C 15 cSt + Có độ bám cao Để tăng khả dính bám dầu phải pha thêm vào dầu phụ gia polyacrynat, polyizobutylen,… dầu dính bám bề mặt cịn tạo khả làm kín + Có nhiệt độ cháy cao, nhiệt độ đông đặc thấp Đông đặc gây cản trở lưu thơng dầu, động khó khởi động không khởi động trạng thái nguội Yêu cầu nhiệt độ tự cháy dầu động từ (220 250)0C: + Có tính ổn định tốt + Có độ cao + Có khả chống xy hố, chống ăn mịn Ví dụ để nâng cao tính chống ăn mịn số phận dùng dầu có pha tạp chất béo (1,5 2) % chống gỉ, pha thêm phụ gia phênol, amin thơm chống ô xy hoá dầu c Phân loại, ứng dụng + Phân loại dầu bôi trơn động 64 * SNG phân loại theo tốc độ quay trục khuỷu theo nhóm M Dầu nhớt A Dầu dùng cho động xăng B Dầu dùng cho động Diesel Б Động có tải trọng nhẹ B Động cơng suất số vịng quay trục khuỷu trung bình Г Động cơng suất thấp, số vịng quay trục khuỷu > 2000V/F E Động công suất số vịng quay trục khuỷu nhỏ Д Động có số vòng quay trục khuỷu lớn, làm việc nặng Động xăng; Động Diesel; * Theo hiệp hội kỹ sư Mỹ API - SAE (American Petrolium Institute Society of Automotive Engineers) + Dầu dùng cho động xăng có cấp SA Động xăng tải trọng nhỏ SB Động xăng nhẹ nhàng SC Động xăng xe nhỏ SD Động xăng trung bình (xecon, xe tải trung bình) SE Động xăng xe tải lớn, chống xy hố dầu SF Động xăng đại SG Cấp tiêu biểu + Dầu dùng cho động Diesel có cấp CA Động Diesel tải trọng nhỏ CB Động Diesel nhẹ nhàng CC Động Diesel xe nhỏ CD Động Diesel trung bình (xecon, xe tải trung bình) CE Động Diesel xe tải lớn, chống xy hố dầu Cấp W Khởi động lạnh Khơng có W phân loại dựa sở độ nhớt 100 0C Khi phân loại theo độ nhớt (SAE) dựa vào điều kiện làm việc, trạng thái làm việc, môi trường làm việc…bằng thực nghiệm, dựa tiêu chuẩn độ nhớt khởi động lạnh độ nhớt khả bơm với mục đích để đầu đừng nhớt khởi động trì màng dầu động làm việc chế độ nhiệt cao Ví dụ: API- SAE-10W/40-SF/CC Nhớt bơi trơn cho động xăng (S) đại (F) động Diesel (C) có hàm lượng lưu huỳnh S ≤ 1% viện dầu khí Hoa Kỳ qui định hiệp hội tơ, có độ nhớt 10 cSt mùa đông 40 cSt mùa hè 65 Viện dầu lửa Mỹ (API) qui định SAE 25W; SAE 60; SAE 10W/30 sử dụng nhiệt độ môi trường từ (5 38) 0C Cấp độ nhớt SC/SD dùng bôi trơn động xe con, xe tải nhỏ Cấp SE/CC giới công nhận dùng phổ biến Việt Nam Việt Nam khí hậu bốn mùa nhiệt độ 0C phân loại dầu dựa tiểu chuẩn chủ yếu theo SAE - Ứng dụng: Bảng đặc tính số loại dầu nhớt Tỷ khối (g/cm3) Tên gọi BP Super 0,892 V Nhiệt độ Bốc Tự cháy cháy S; C S; C 220 - 18 Độ nhớt (cSt) O 40 C 161 API O 100 C 18 SAE20W/50 SF/CC Energol 0,893 S HDX 0,904 C Khác nghiệt Power 0,897 stoke-4T 240 Xe gắn 240 máy 146 14,5 SAE-40 249 20,0 SAE-50 SE/CC -9 144 14,6 -9 144 kỳ Power 0,897 stoke-2T Xe gắn 240 máy kỳ Các loại dầu nhớt động sử dụng hiệt Loại dầu nhớt ứng dụng Dïng cho tÊt loại động xăng Diesel có tải trọng trung bình hút khí tự nhiên (theo API: SE/CC) Dùng cho loại xe gắn máy có động kỳ Dùng cho loại xe gắn máy có động kỳ Dùng cho tất loại động xăng Diesel kiểu cũ đại (trừ động Diesel theo tiêu chuẩn MIL-L-2104 B), theo API: SF/CC 66 Bảng qui đổi số loại dầu nhớt T Ứng dụng ương đương SAE-30 HD, Shell Rotella Oil-30 HD, D 11 Động Diesel Super Mobil Oil-30 HD, Castrol dizel DC 11 kỳ, Special-30, Energol-30 HD động Diesel kỳ, SAE-40, Energol-40, Castrol-40, Mobil AK-15 Động xăng kỳ, Oil Special-40, Shell Talpa Oil-40F (Nga) động Diesel kiểu cũ, truyền động máy kéo, máy thi công, máy xây dựng Shell X-100 Multigrade 20W/40, SAE M 10B Động xăng cường 20W/30 AK Z hố, động Diesel cơng suất trung bình BP Super V (SAE 20W/50) Động xăng đại động Diesel làm việc có tải trọng nặng Vanellus C3 Động Diesel tăng áp Loại dầu nhớt 3.3.1.3 Dầu bôi trơn hệ thống truyền động a Điều kiện làm việc hệ thống truyền lực HƯ thèng trun lực (bánh răng, ổ lăn, ổ trựơt, trục) làm việc bề mặt chúng chịu áp lực lớn (30.000kG/cm2) với vận tốc trượt cao tải trọng phức tạp Điều kiện làm việc chi tiết hệ thống truyền lực kín nhiệt độ không cao Do thời gian thay dầu kéo dài (hàng năm đến lúc sửa chữa), dầu truyền lực có yêu cầu kỹ thuật không đòi hỏi khắt khe mà cần đáp ứng yêu cầu sau b Yờu cu k thut ca du truyền lực + Có độ nhớt thích hợp: Độ nhớt dầu truyền lực thường cao độ nhớt dầu động cơ, thường từ (80 250) cSt 40 0C Ví dụ SAE - 80, SAE - 90 + Có độ cao: 67 Sạch để khơng mài mịn ăn mịn chi tiết máy q trình làm việc bảo quản nhằm tăng tuổi bền chi tiết máy + Có số tính chất khác: Khơng ăn mịn kim loại hợp kim, có khả chống ơxy hố, ổn định tính chất không bị biến chất c Phân loại ứng dụng Hiện phân loại dầu truyền lực theo độ nhớt 40 0C Theo SAE độ nhớt cho dầu truyền động 90 cSt 40 0C Theo SNG chế tạo có pha thêm số tạp chất chống ăn mòn, như: (2,5 3) %S; (2 2,5) %Ba; (1 1,5) %Zn; (1,4 1,7) %P Các nước chế tạo dầu truyền động thường ký hiệu thêm chữ EP, GX, MP,… để dễ phân biệt Ví dụ SAE-90-EP; GX-90,… 3.3.1.4 Mỡ Bơi Trơn a Khái quát chung Mỡ bôi trơn chất nhão màu hổ phách, hỗn hợp dầu khoáng dầu tổng hợp có pha thêm 6% đến 25% chất làm đặc, nhiệt độ làm việc từ (20 25) 0C Mỡ bôi trơn làm điều khác nhau, theo vị trí Mỡ chịu tải trọng lớn, khả tích trữ lại bề mặt làm việc kém, mơi trường làm việc kín, tiếp xúc với nước,… Vì mỡ cần có số u cầu sau b Một số yêu cầu mỡ bôi trơn - Nhiệt độ nhỏ giọt cao: Nhiệt độ nhỏ giọt nhiệt độ mà mỡ nhỏ giọt kéo sợi dài xuống đáy ống nghiệm làm thí nghiệm Muốn đạt yêu cầu giữ lâu bề mặt cần bơi trơn độ nhỏ giọt mỡ phải cao nhiệt độ sử dụng từ (10 20) 0C - Có độ xun kim thích hợp: Độ xun kim xác định độ lún sâu chì hình nón nặng 150 gam đặt bề mặt mỡ sau giây Độ xuyên kim liên quan tỷ lệ nghịch với độ nhỏ giọt Độ xuyên kim đặc trưng cho tính quánh mỡ, điều kiện cần thiết để mỡ lưu trữ bề mặt làm việc lâu - Có tính ổn định tốt: Là khả mỡ bảo tồn tính chất làm việc môi trường (ổn định gặp nước nhiệt độ, ổn định hoá học, ổn định mạng tổ ong hay thể keo, khơng bị vón cục,…) để thích ứng với mơi trường làm việc 68 - Có độ cao: Sạch học lẫn hố học để bảo đảm khơng ăn mịn mài mòn chi tiết máy làm việc c Phân loại ứng dụng: * Phân loại: - Theo thành phần cấu tạo (trước Liên xô cũ): Mỡ gốc can xi (xơ li đơn): Có khả chịu nước tốt, nhiệt độ nhỏ giọt 85 0C, thường dùng bôi trơn phận làm việc nơi có độ ẩm cao (moay ơ, bơm nước,…) Mỡ gốc Natri (constalin): Có khả chịu nhiệt cao, độ nhỏ giọt cao nên thích ứng với vị trí bơi trơn mà khơng tiếp xúc với nước Mỡ gốc Can xi Natri: Với chất làm đặc xà phịng mang đặc tính loại mỡ - Phân loại theo phạm vi sử dụng: Mỡ vạn YC-1; YC-2,… Mỡ chuyên dùng xiatim-201, YCc-A "phấn chì",… Mỡ bảo quản K-15, xiatim-215,… Mỡ đặc biệt AC - Theo ngày phân loại mỡ xà phịng mỡ khơng phải xà phịng: Có 300 loại mỡ với tên gọi đặc trưng cho hãng Ví dụ Graphit, VP, GP,… * Ứng dụng: Trên thị trường Việt Nam ngày có nhiều loại mỡ, song ô tô xe máy sử dụng phổ biến loại mỡ sau: Mỡ Ứng dụng GREASEL Bôi trơn ổ lăn/ổ trượt có tải trọng nặng, cao tốc ô tô xe máy, máy công cụ, mô tơ điện, ổ lăn đầu trục láp ô tô,… (mỡ có màu hổ phách) GREASEL L21-M Bơi trơn khớp nối, điểm treo, gầm trục L2-M thông thường (mỡ màu đen nâu, xám tối) GREASEL L EP Bơi trơn ổ lăn/ổ trượt có tải trọng nặng, cao tốc ô tô xe máy, máy công cụ, mô tơ điện, ổ lăn đầu trục láp ô tô,… chịu nước 3.3.1.5 Các loại dầu khác a Khái qt chung: Trên tơ xe máy ngồi sử dụng nhiên liệu dầu mỡ kể trên, sử dụng số dầu khác với chức cụ thể sử dụng hệ thống thuỷ lực, hệ thống phanh, giảm sóc,… Ngồi chức riêng chúng cịn có chức 69 khác làm mát bôi trơn Khi sử dụng dầu có cơng dụng riêng cần ý đến số yêu cầu sau b Yêu cầu kỹ thuật: - Yêu cầu chung: độ nhớt thích hợp, chống ăn mịn có tính ổn định cao - Yêu cầu riêng:khả chịu nén tốt để truyền lực Có tính lưu động tốt để dẫn truyền đường ống tốt Khơng hồ tan với khơng khí để dẩy khí khỏi chất lỏng đường ống dẫn ổn định trượt, thích hợp với số phi kim loại để không phá hỏng loại gioăng đệm, khơng độc c Tính chất ứng dụng: - Dầu dùng cho hệ thống thuỷ lực (dầu thuỷ lực) Trên ô tô xe máy ngày hệ thống thuỷ lực dùng nhiều (trợ lực lái, nâng hạ ben, nâng hạ cần, hộp số,…) hệ thống làm việc có độ xác truyền lực cao địi hỏi phải có số loại dầu thích ứng với tính chất khơng ăn mịn kim loại hợp kim, có khả chịu nén cao ổn định tốt Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhớt 15 cSt, chịu áp lực (120 150) MPa, nhiệt độ làm việc từ (50 100) 0C Khi sử dụng linh hoạt, hệ thống thuỷ lực có liên quan đến cấu hệ thống sử dụng ln dầu bôi trơn cấu hệ thống Hệ thống thuỷ lực độc lập thường dùng dầu tuôc bin 22 dầu công nghiệp 20, liên quan đến động dùng ln dầu động cơ, liên quan đến hệ thống truyền lực dùng dầu truyền lực - Dầu dùng cho giảm sóc (dầu giảm sóc) Yêu cầu có độ nhớt tương đối cao, linh động, gây hỏng gioăng đệm, không độc người thường pha chế bới 50% dầu biến áp 50% dầu tuốc bin - Dầu dùng cho hệ thống phanh (dầu phanh); Yêu cầu đặc biệt: Độ nhớt thích hợp (700 1100) cSt 50 0C Không làm mủn cao su, gioăng, đệm Bôi trơn tốt,ổn định cao, bốc Thường pha chế 50% dầu thầu dầu 50% rượu butylen - Dầu biến áp Làm việc điều kiện có độ cách điện cao (15 200) KV/mm, khơng bắt lửa, có khả dẫn nhiệt tốt, khơng ăn mịn ổn định tốt để làm việc lâu dài Một số dầu có công dụng đặc biệt 70 Tên gọi Ứng dụng Donax AI (Shell); Castrol Dùng cho giảm sóc chockol; Esso hydraulic oil; Energol shock absorber oil (Bp) SAE-70 R1,2; Donax B (Shell); Dùng cho phanh thủy lực Esso brake Fluid… Super Disc Brake Fluid Dùng cho hệ thống phanh thủy lực (màu đỏ) Energol HLP (dầu thượng hạng) Dùng cho hệ thống thủy lực Super Trans (dầu biến thế) Dùng cho máy biến 3.3.2 Nước làm mát 3.3.2.1 Nước làm mát động Để trì nhiệt độ làm việc động bảo đảm khơng q nóng Nước làm mát chất lỏng khơng mùi khơng vị, có tỷ khối = g/cm3, nhiệt độ đóng băng 00C nhiệt độ sôi 1000C Yêu cầu nước làm mát động phải nước mềm, tức nước chứa ion Ca++, Mg++ Để làm mềm nước có nhiều cách - Pha (6 7) g NaOH/10 lít nước, để lắng gạn lấy phần nước - Đun sôi nước từ (20 30) phút, để nguội lắng gạn lấy phần nước - Dùng nước mưa vùng - Đổ kg tro thực vật/10 lít nước, khuấy (4 5) tiếng, để lắng gạn lấy nước 3.3.2.2 Nước dùng pha dung dịch axit Yêu cầu phải tinh khiết nguyên chất để bảo đảm giữ đặc tính kỹ thuật ắc qui Khi sử dụng phải dùng nước nguyên chất chưng cất dùng nước mưa hứng mái nhà ngói chứa vào thiết bị kim loại hay kim để lắng tuần 3.4 NHIÊN LIỆU 3.4.1 Xăng dùng cho động 3.4.1.1 Khái niệm xăng Xăng chất lỏng, nhẹ nước với tỷ khối = (0,70 0,75)x 103 kg/m3 150C có màu tuỳ loại (vàng, đỏ, biếc, khơng màu),…xăng có nhiệt độ bốc cháy thấp Diesel lại có nhiệt độ tự cháy cao hơn, 71 nhiệt độ bình thường xăng bay mạnh gây ô nhiễm môi trường lớn Các yêu cầu xăng ô tô sau: + Tỷ lệ xăng khơng khí 1/15, tỷ lệ hỗn hợp lớn hỗn hợp giàu xăng ngược lại Áp suất đạt buồng đốt cuối kỳ nén (5 9) KG/cm2 nhiệt độ (250 300)0C + Kích nổ động xăng Sự cháy với tốc độ khoảng (20 40)m/s Nếu cháy nhanh khoảng 2000 m/s tạo lên sóng áp suất tượng kích nổ Cháy kích nổ gây tiếng gõ kim loại mạnh, khí xả có khói đen, nhiệt độ động cao bình thường, cơng suất động giảm chi phí nhiên liệu tăng cao Cháy kích nổ gây hao mịn cấu trục khuỷu truyền nhanh Có nhiều nguyên nhân gây tượng này, nguyên nhân dùng xăng không chủng loại, phẩm chất…Để đánh giá khả chống kích nổ động xăng người ta dùng số ốc tan 3.4.1.2 Trị số ốc tan (chỉ số ốc tan C8H16) Izô ốctan có khả chống kích nổ tốt quy ước "100" Heptan có khả chống kích nổ "0", đem trộn Izơ ốctan Heptan với tỷ lệ chọn % Izô ốctan làm số ốc tan Loại xăng có khả cháy giống ta gọi xăng có số ốc tan vậy, số ốc tan cao xăng có khả chống kích nổ tốt, giá thành xăng đắt xăng bay nhanh, để tăng khả chống kích nổ xăng người ta thường pha thêm phụ gia Tetraetil chì (Pb(C2H5)4 ) 3.4.1.3 Các yêu cầu xăng a Bay tốt: Động xăng hoạt động theo ngun tắc chế hồ khí, hồ trộn khơng khí lần, chủ yếu chế hồ khí, để cháy động tốt, phát huy hiệu cao cần xăng dễ bay dễ hoà trộn, cháy động hồn hảo hơn, cơng suất động phát huy, khí thải khơng độc Tuy nhiên để đáp ứng yêu cầu việc bảo quản xăng khó khăn Khi tính tốn động thực nghiệm cho thấy (lượng xăng nạp vào động phải bay trước 80 0C 10% để đảm bảo cho động dễ khởi động, phải bay trước 145 0C 50% để hoà trộn nhanh động tăng tốc phải bay 250 0C 100% để đảm bảo cháy hết) b Chống kích nổ tốt: 72 Xăng có số ốc tan phù hợp Khi sử dụng phải chọn xăng cho có số ốc tan phù hợp khơng thiết phải chọn xăng có sồ ốc tan cao c Bốc cháy tốt (cháy cưỡng bức): Một yêu cầu động xăng cháy cưỡng (cháy có tia lửa), xăng có nhiệt độ bốc cháy thấp Diesel, số ốc tan phù hợp tạo cho xăng cháy có tia lửa, sử dụng phải chọn xăng có số ốc tan phù hợp với động Động có tỷ số nén (5 7) phải chọn sồ ốc tan từ (70 80) Động có tỷ số nén (8 10) chọn số ốc tan > 80 d Ổn định tốt: Để bảo tính chất xăng, bảo đảm xăng khơng biến chất biến chất gây tạp chất học hóa học ăn mòn kim loại sử dụng xăng biến chất gây phá hỏng máy móc e Độ cao: Một yêu cầu nhiên liệu phải khơng lẫn nước, tạp chất… chúng nguyên nhân ăn mòn chi tiết Piston, xéc măng,… làm giảm tuổi thọ động cơ, tạp chất S, P cần có mặt xăng với hàm lượng (0,1 0,5) %S; 0,2 %P để nâng cao hiệu suất xăng, nhiên có nhiều q S & P tạo Axít ăn mịn động Khi sử dụng phải ý lọc tạp chất học hố học khơng cần thiết, sử dụng phải tơn trọng yêu cầu kỹ thuật 3.4.1.4 Phân loại sử dụng xăng a Phân loại xăng: - Trên thị trường Việt Nam ngày có nhiều hãng cung cấp xăng Petrolimex, Mỹ, Anh, SNG… nhiên việc phân loại xăng dựa theo sồ ốc tan Phương pháp mô tơ (Motor) ký hiệu MON Phương pháp nghiên cứu (Research) ký hiệu RON + Xăng SNG gồm loại A76, AI93, AI 95 với trị số ốc tan (theo MON: 76; 85; 85 Theo RON: 0; 93; 95) + Xăng MOGAS 83, MOGAS 92 với trị số ốc tan (theo MON: 76; 83 theo RON 83; 92) - Trên thị trường Việt Nam cịn có số loại xăng phân loại theo hàm lượng chì + Xăng Trung Quốc Xăng cao cấp có chì hàm lượng chì tới 0,13 g/l, trị số ốc tan 91 theo RON 73 Xăng cao cấp khơng có chì hàm lượng chì 0,001 g/l, trị số ốc tan 92 theo RON Xăng đặc biệt RON 95 có hàm lượng chì 0,001 g/l , trị số ốc tan 94, 96 theo RON + Xăng Nhật Bản Xăng cao cấp không chì, hàm lượng chì 0,001 g/l, trị số ốc tan 91 theo RON 81 theo MON b Ứng dụng: Một số loại xăng thông dụng Danh mục Loại Xăng Ứng dụng MOG 90 MOG 92 Trị số ốc tan theo MON theo RON Hàm lượng chì (g/l) max Hàm lượng lưu huỳnh 83,0 90,0 0,04 83,0 92,0 0,04 max 0,1 max 0,1 MOG 90: Sử dụng cho động đời cũ trước năm 1998 Zil 130, Gaz 53, Uát… loại xe gắn máy đời cũ Khối lượng riêng 15 0,7 0,74 MOG 92: Sử dụng cho C (g/cm ) động đời Dùng cho động có = = TOYOTA, LANDA, tỷ số nén 10 NIVA, loại động phun xăng đại, xe gắn máy đại Các loại xăng có trị số ốc tan lớn đắt tiền sử dụng động có tỷ số nén cao dùng cho loại động phun xăng đại Để thống cho việc quản lý sử dụng công ty xăng dầu thương mại quy định danh mục xăng hành có bán thị trường c Bảo quản: + Phòng cháy + Phòng độc + Chống ô nhiễm môi trường O 3.4.2 Diesel dùng cho động 3.4.2.1 Khái niệm sử dụng Diesel a Khái niệm Diesel: Diesel chất lỏng có màu nâu biếc, nhẹ nước = 0,85x103 kg/m3 15 0C nhiệt độ bốc cháy cao xăng nhiệt độ tự cháy lại thấp xăng (50 ÷ 200)0C b Hòa trộn hỗn hợp động Diesel: 74 Khơng khí nén buồng đốt động với áp suất nhiệt độ cao cuối kỳ nén đạt tới (35 45) at nhiệt độ (500 700)0C, vịi phun phun nhiên liệu vào buồng đốt dạng sương mù với áp suất cao (75 125) KG/cm2 buồng đốt ngăn cách, (210 230) KG/cm3 buồng đốt thống c Kích nổ động Diesel: Đôi tự cháy Diesel khơng xảy theo mong muốn, cháy tạo lên sóng áp suất tượng kích nổ Kích nổ động Diesel xảy Diesel tự cháy muộn, kết cấu buồng đốt chưa hồn chỉnh nên nhiên liệu tích buồng đốt đột ngột cháy thời gian ngắn d Trị số xê tan (chỉ số xê tan): Xêtan (C 16H34) có khả tự cháy tốt qui ước 100 cịn Mentinnaptanel (C 16H7-CH3) có tính tự cháy qui ước 0, đem trộn xêtan với mentinnaptenel ta có tỷ lệ hỗn hợp lấy theo số xêtan Diesel có khả tự cháy giống hỗn hợp thí nghiệm gọi Diesel có số xêtan 3.4.2.2 Yêu cầu kỹ thuật Diesel a Có tính bay tốt: Ngun tắc tạo hỗn hợp đốt động Diesel tạo lần trưc tiếp động cơ, với tốc độ động cao thời gian trộn ngắn, Diesel tạo với áp suất cao phun tơi sương vào buồng đốt song với thời gian hoà trộn hỗn hợp chưa hoàn hảo, bay tốt tạo điều kiện cho hồ trộn tốt b Có tính tự cháy tốt: So với xăng, Diesel có nhiệt độ tự cháy thấp (Diesel thông dụng 60) C, với nhiệt độ áp suất cuối kỳ nén động Diesel cao đòi hỏi Diesel phải có tính tự cháy tốt để đảm bảo cho cháy thời điểm Khả tự cháy Diesel đánh giá số Xêtan , Chỉ số xêtan thơng thường từ (35 ÷ 60) c Có tính chống kích nổ tốt: Nếu trị số xêtan khơng phù hợp sinh q trình cháy khơng bình thường (hoặc kéo dài thời gian cháy trước, kéo dài thời gian cháy trễ) điều làm công suất động giảm, tốn nhiên liệu động nóng rung động lớn…tức động có tượng kích nổ, cần phải chống kích nổ cho động cách chọn Diesel có sồ xêtan phù hợp d Có tính ổn định tốt: 75 Cũng xăng để đạt tính chất Diesel, yêu cầu Diesel khơng biến chất q trình bảo quản e Có độ cao Cần giữ cho Diesel, nước tạp chất hố học (P, S) có mặt Diesel tạo axít hữu axít ăn mòn kin loại mạnh xăng, tạp chất học gây tắc nghẽn vòi phun bơm cao áp Do phải lắng lọc Diesel cẩn thận (48 96 giờ) đem sử dụng, sử dụng cần phải tuân thủ đầy đủ yêu cầu kỹ thuật g Có độ nhớt thích hợp: Diesel động ngồi chức làm nhiên liệu đốt cịn có chức phụ bôi trơn & làm cặn bẩn phận bơm cao áp vòi phun… độ nhớt thấp q gây rị rỉ nhiều, áp suất phun bị giảm, phận bơm cao áp, vịi phun chóng mịn,… cịn độ nhớt cao gây cản chở tia phun nhiên liệu, cản trở hồ trộn hỗn hợp Độ nhớt thích hợp với loại động thường (3,5 5) cSt 20 0C 3.4.2.3 Phân loại sử dụng a Phân loại Diesel: Thị trường Việt Nam chủ yếu sử dụng Diesel "mùa hè", phân loại Diesel theo hàm lượng S Trong Diesel thường chứa (2 4)%S Theo TCVN có loại Diesel + D1 : Có trị số xêtan 45, hàm lượng S = 1% + D2 : Có trị số xêtan 50, hàm lượng S = 1% Theo SAE: + Diesel thông dụng trị số xêtan 45, hàm lượng S = 1% + Diesel cao tốc trị số xêtan 48, hàm lượng S = 0,5% Diesel thông dụng chứa 1%S, dùng cho động có ndc= (400 1000) V/F Diesel cao cấp chứa 0,5% S, dùng cho động có ndc> 1000 V/F b Ứng dụng: D1: thường dùng cho động Diesel cơng suất nhỏ, trung bình kiểu cũ ôtô, máy kéo sản xuất từ năm 1980 trước IFA, MTZ 50/80, DT 75, T 100, BELLA, Động máy thi cơng cơng trình thuỷ lợi D2: S thường dùng cho động Diesel công suất lớn làm việc môi trường nặng nhọc ô tô, máy kéo, tàu thuỷ,… đại, ô tô Toyota, Hyundai,… c Bảo quản & sử dụng: Tránh nhầm lẫn loại Diesel sử dụng 76 Lắng lọc trước sử dụng, tuỳ theo thời gian lắng lọc mà có lớp Diesel sau: Số ngày lắng lọc Lớp Diesel Số tạp chất lắng ngày S = 0,20 m 65 % ngày S = 0,25 m 85 % 10 ngày S = 1,60 m 98% 77 Câu hỏi Câu 1) Trình bày số loại chất dẻo? Câu 2) Nêu số chất cao su - amiăng? Câu 3) Nêu số loại vật liệu bôi trơn làm mát? Câu 4) Nêu loại thép kết cấu? Câu 5) Nêu loại nhiên liệu điển hình ? ... 3.4 Nhiên liệu TRANG 6 9 9 4 2 4 6 6 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC VẬT LIỆU HỌC Mã số mơn học: MH 10 I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí mơn học: Mơn học bố trí giảng dạy song song với mơn học/ mơ đun... đánh số từ nhỏ đến lớn Gang ,thép sử dụng giấy mài: 12 0-2 4 0-4 0 0-6 0 0-8 0 0-1 00 0-1 200 Kim loại mầu hợp kim mầu: 12 0-2 4 0-4 0 0-6 0 0-8 0 0-1 00 0-1 200150 0-2 000 Số lớn thường độ hạt mịn Để tránh rách giấy nhám... 4,5Cu-1Si AlSi5,5Cu4,5Đ 308,0 5,5Si-4,5Cu AlSi7Mg0,3Đ 356,0 7Si-0,3Mg AlSi12Mg1,3Cu4Mn0,6Đ 12Si-1,3Mg-2Cu-0,6mn-1Ni0,2Ti AA : Aliminum Association (hiệp hội nhôm) 1.2.2.2 Đuara (nhôm biến dạng) -