Tài liệu Bài giảng vật liệu học - PHẦN III: SỬ DỤNG VẬT LIỆU potx

TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 1 1 Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 PHẦN III PHẦN III SỬ DỤNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG VẬT LIỆU Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 2 2 1-Yêu cầu về tính chất (tính năng) của vật liệu 1-Yêu cầu về tính chất (tính năng) của vật liệu 2-Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu 2-Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu 3-Yêu cầu về tính kinh tế của vật liệu 3-Yêu cầu về tính kinh tế của vật liệu 4-Yêu cầu về tính xã hội & bảo vệ môi trường 4-Yêu cầu về tính xã hội & bảo vệ môi trường của vật liệu của vật liệu Bốn yêu cầu khi lựa chọn vật liệu Bốn yêu cầu khi lựa chọn vật liệu Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 3 3  Tính chất = f(đối tượng sử dụng) Tính chất = f(đối tượng sử dụng) • Thiết bị chịu lực : Thiết bị chịu lực : cần độ bền cơ học :σ, a k , HB • Thiết bị điện, thiết bị nhiệt : Thiết bị điện, thiết bị nhiệt : cần độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt • Thiết bị từ : Thiết bị từ : cần cảm ứng từ B, lực khử từ Hc, độ thấm từ µ  Tuổi thọ = f(tính chất vật liệu) Tuổi thọ = f(tính chất vật liệu) Độ tin cậy = f(khuyết tất) Độ tin cậy = f(khuyết tất) 1-Yêu cầu về tính chất của vật liệu 1-Yêu cầu về tính chất của vật liệu Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 4 4  Khái niệm: Khái niệm: là khả năng của vật liệu cho phép gia là khả năng của vật liệu cho phép gia công dễ hay khó theo các phương pháp gia công công dễ hay khó theo các phương pháp gia công khác nhau khác nhau  Các tính công nghệ phổ biến: Các tính công nghệ phổ biến: • Tính đúc Tính đúc • Tính hàn Tính hàn • Tính gia công cắt gọt Tính gia công cắt gọt • Tính gia công áp lực Tính gia công áp lực 2.Yêu cầu về tính công nghệ 2.Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu của vật liệu Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 5 5  Giá thành = f(giá nguyên liệu, giá gia công) Giá thành = f(giá nguyên liệu, giá gia công)  Giá nguyên liệu Giá nguyên liệu • Tính theo đơn vị trọng lương Tính theo đơn vị trọng lương • Tính theo đơn vị thể tích Tính theo đơn vị thể tích  Giá gia công Giá gia công • Chi phí khấu hoa thiết bị Chi phí khấu hoa thiết bị • Chi phí năng lượng Chi phí năng lượng • Chi phí lao động Chi phí lao động 3.Yêu cầu về tính kinh tế 3.Yêu cầu về tính kinh tế của vật liệu của vật liệu Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 6 6  Tính xã hội Tính xã hội • Tâm lý : Tâm lý : vật liệu an toàn cho người SX vật liệu an toàn cho người SX • Đạo đức : Đạo đức : vật liệu không gây độc hại vật liệu không gây độc hại • Pháp luật : Pháp luật : tuân theo các tiêu chuẩn an toàn tuân theo các tiêu chuẩn an toàn  Tí Tí nh bảo vệ môi trường nh bảo vệ môi trường • Vật liệu không gây ô nhiễm môi trường Vật liệu không gây ô nhiễm môi trường 4.Tính xã hội & bảo vệ môi trường 4.Tính xã hội & bảo vệ môi trường của vật liệu của vật liệu Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 7 7 8.1.Gang 8.1.Gang 8.2.Thép 8.2.Thép 8.3.Kim loai & Hợp kim màu 8.3.Kim loai & Hợp kim màu Chương 8 Chương 8 Sử dụng vật liệu kim loại Sử dụng vật liệu kim loại Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 8 8 8.1.1.Sản xuất gang 8.1.1.Sản xuất gang 8.1.2.Gang xám 8.1.2.Gang xám 8.1.3.Gang cầu 8.1.3.Gang cầu 8.1.4.Gang dẻo 8.1.4.Gang dẻo 8.1 - Gang 8.1 - Gang Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 9 9 Nấu chảy : T = 1200-1300 Nấu chảy : T = 1200-1300 o o C C Gang N.liệu : Quặng + Than +Đá vôi N.liệu : Quặng + Than +Đá vôi 8.1.1.Sản xuất gang 8.1.1.Sản xuất gang Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 10 10 • Yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành C-graphit Yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành C-graphit     C C     C-graphit C-graphit     Si Si     C-graphit C-graphit     Vng Vng : : Fe Fe 3 3 C C   Fe + C Fe + C => =>   C- C- graphit graphit  ∑ ∑ (C+Si) => (C+Si) =>   C-graphit C-graphit [...]... Ví dụ GZ4 5-6 : Tháng 02.2006 Gang dẻo σk ≤ 45KG/mm2 ; δ = 6% TS Hà Văn Hồng 26 8.1.4.3 Ứng dụng : Chế tạo máy Σ (C + Si) ≤ 4.5% Nấu chảy : T Đúc : Vng-nhanh G.trắng : Fe3C Fe3C  Fe + C => Cgraphit Ủ: T=70 0-1 000 τ = 2-3 ng GZ : C-cụm bông Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 27 8.1.4.3.Ứng dụng • Chế tạo các chi tiết máy : Lực kéo : lớn Lực va đập : lớn Hình dạng phức tạp Chiều dày vật đúc: nhỏ ( 2 0-4 0 mm) •... 8.1.3.3.Ứng dụng Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 17 8.1.3.1 Đặc điểm • Tổ chức : có graphit dạng hình cầu Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 18 8.1.3.1 Đặc điểm • Tính chất : Ứng xuất dàn đều lên diện tích mặt cầu ( > Sgx) σ k = 4 0-8 0kG/mm2 ≈ σ -thép δ ≈ 2-1 5 % ak : 3-6 kGm/cm2 Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 19 8.1.3.2.Ký hiệu TCVN 165 9-7 5 : Hệ thống chữ và số • Chữ : GC • Số : σ k- δ • Ví dụ GC4 5-5 : Tháng 02.2006... 8.1.4.3.Ứng dụng Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 23 8.1.4.1 Đặc điểm • Tổ chức: graphit dạng cụm bông ( hoa tuyết) Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 24 8.1.4.1 Đặc điểm • Tính chất : CGraphit: Dạng cụm bông +Khối lượng ít  Diện tịch bề mặt tương đối thu gọn σ -xám < σ k = 3 0-6 0kG/mm2 < σ -cầu δ ≈ 3-1 5 % Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 25 8.1.4.2.Ký hiệu TCVN 165 9-7 5 : Hệ thống chữ và số • Chữ : GZ • Số : σ k- δ •... Cgraphit : mềm → Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng Dễ nấu chảy Phoi dễ gẫy vụn 14 8.1.2.2.Ký hiệu TCVN 165 9-7 5 : Hệ thống chữ và số • Chữ : GX σ k- σ u • Số : • Ví dụ GX1 8-3 6: Gang xám σk ≤ 18KG/mm2; σu ≤ 36KG/mm2 GX2 1-4 0: Gang xám σk≤ 21KG/mm2 ; σu≤ 40KG/mm2 Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 15 8.1.2.3.Ứng dụng • Chế tạo các chi tiết máy : • Ví dụ : Bệ máy Vỏ máy Piton Tháng 02.2006 Lực kéo : nhỏ Lực va đập... : Hệ thống chữ và số • Chữ : GC • Số : σ k- δ • Ví dụ GC4 5-5 : Tháng 02.2006 Gang cầu σk ≤ 45KG/mm2; δ = 5% TS Hà Văn Hồng 20 8.1.3.3 Ứng dụng: chế tạo máy ∑(C+Si)≥4.5% Nấu chảy : T Biến tính: Mg=0.0 4-0 .08 GC:C-graphit-cầu Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 21 8.1.3.3.Ứng dụng • Chế tạo các chi tiết máy: Lực kéo : lớn Lực va đập : lớn Hình dạng phức tạp • Ví dụ : Trục khỷu của các động cơ ô tô, máy kéo Đúc... niệm về thép cacbon & thép hợp kim 8.2.3.Thép xây dựng 8.2.4.Thép chế tạo 8.2.5.Thép dụng cụ Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 29 8.2.1.Sản xuất thép Gang lỏng Khử cacbon Khử oxy Hợp kim hóa Thép Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 30 •Nguyên liệu chính Thép vụn Gang Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 31 Chất khử ôxy Fe-Si Tháng 02.2006 Fe-Mn TS Hà Văn Hồng Al 32 • Lò nấu thép Lò thổi oxy Lò điện hồ quang • Phản ứng nấu... Khái niệm về thép cacbon  Hk Fe-C : Tạp chất, % : 0.40 C < 2.14 % Mn ≤ 0.80 P ≤ 0.05 Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng Si ≤ S ≤ 0.05 35  Ảnh hưởng của cacbon : • Tổ chức ↑ C = 0.10 % • => ↑ Xe = 1.50 %  C ≤ 0.05% : Ferit  C=0. 1-0 .7%: Ferit +Peclit  C=0.8% : Peclit  C≥0.9% : Peclit + Xementit II Cơ tính :  Độ cứng : ↑ C = 0.10 % => ↑ HB = 25  Độ bền : ↑C = 0.10 % => ↑σ = 7-9 KG/mm2  Độ dẻo, độ dai va...8.1.2.Gang xám 8.1.2.1.Đặc điểm 8.1.2.2.Ký hiệu 8.1.2.3.Ứng dụng Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 11 8.1.2.1.Đặc điểm • Tổ chức : Tháng 02.2006 Cacbon (C) tồn tại dưới dạng graphit dạng tấm TS Hà Văn Hồng 12 8.1.2.1.Đặc điểm • Tính chất : Cgraphit → => Điểm mềm → Vết nứt ↓σ k : σk < 35 kG/mm2 ≈ 1/2σ-thép δ ≈ 0.5 % Khử rung động => Tự bôi trơn: Lỗ hổng chứa dầu : → ↑Chống mài mòn Tháng... Ferit +Peclit  C=0.8% : Peclit  C≥0.9% : Peclit + Xementit II Cơ tính :  Độ cứng : ↑ C = 0.10 % => ↑ HB = 25  Độ bền : ↑C = 0.10 % => ↑σ = 7-9 KG/mm2  Độ dẻo, độ dai va đập : ↑C = 0.10 % => ↓ δ = 6 - 3 % ↓ak = 3 – 2 KGm/cm2 Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 36 . năng) của vật liệu 1-Yêu cầu về tính chất (tính năng) của vật liệu 2-Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu 2-Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu 3-Yêu cầu. 02.2006 Tháng 02.2006 PHẦN III PHẦN III SỬ DỤNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG VẬT LIỆU Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 2 2 1-Yêu cầu về tính