MỤC LUC 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 PHẦN I: VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ NHIỆT LUYỆN 3 CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 3 1.1. Tầm quan trọng của kim loại và hợp kim. 3 1.2 Cấu tạo của kim loại và hợp kim. 4 1.3. Các tính chất chung của kim loại và hợp kim: 8 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ KIM LOẠI. 11 2.1. Thử kéo: 11 2.2 Thử độ cứng. 13 2.3 . Thử va đập. 15 2.4. Thử công nghệ 16 CHƯƠNG 3: GANG 17 3.1 . Sơ lược về quá trình luyện gang. 17 3.2. Các loại gang thường dùng. 19 CHƯƠNG IV: THÉP 24 4.1. Sơ lược về quá trình luyện thép. 24 4.2. Thép các bon. 26 4.3. Thép hợp kim. 31 CHƯƠNG V. HỢP KIM CỨNG 52 5.1 Thành phẩm, tính chất. 52 5.2. Phân loại hợp kim cứng. 52 CHƯƠNG VI. KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MẦU 55 6.1. Đặc điểm và tích chất của kim loại màu. 55 6.2. Đồng và hợp kim đồng. 55 63. Nhôm và hợp kim nhôm. 57 6.4.Thiếc, Chì, Kẽm. 59 6.5 Hợp kim đỡ trục 61 CHƯƠNG VII. ĂN MÒN KIM LOẠI 63 7.1. hiện tượng, nguyên nhân và tác hại của sự ăn mòn kim loại 63 7.2. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại. 64 CHƯƠNG 8: NHIỆT LUYỆN VÀ HOÁ NHIỆT LUYỆN THÉP 66 8.1. Nhiệt luyện 66 8.2 . hoá nhiệt luyện 76 PHẦN II: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI 80 CHƯƠNG IX: CHẤT DẺO 80 9.1. Đặc điểm và tính chất của chất dẻo. 80 9.2. Phân loại chất dẻo.............................................................................................. .80 CHƯƠNG X . ĐÁ MÀI, CAO SU, AMI ĂNG, DA THUỘC, GỖ 82 10.1. Đá mài, Bột mài, Cao su. 82 10.2. Amiăng – Da thuộc gỗ. 84 CHƯƠNG XI:DẦU, MỠ, XĂNG, NHIÊN LIỆU ĐI Ê DEN VÀ DUNG DỊCH LÀM NGUỘI 87 11.1. Dầu mỡ bôi trơn. 87 11.2 . Xăng nhiên liệu Điêden – Dung dịch nhờn lạnh. 89
GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU CƠ KHÍ Dùng cho sinh viên cao đẳng (Tài liệu lưu hành nội bộ) NĂM 2011 MỤC LUC MỤC LUC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ NHIỆT LUYỆN .3 CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1.1 Tầm quan trọng kim loại hợp kim 1.2 Cấu tạo kim loại hợp kim 1.3 Các tính chất chung kim loại hợp kim: CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ KIM LOẠI 11 2.1 Thử kéo: 11 2.2 Thử độ cứng 13 2.3 Thử va đập 15 2.4 Thử công nghệ 16 CHƯƠNG 3: GANG 17 3.1 Sơ lược trình luyện gang 17 3.2 Các loại gang thường dùng 19 CHƯƠNG IV: THÉP .24 4.1 Sơ lược trình luyện thép 24 4.2 Thép bon .26 4.3 Thép hợp kim 31 CHƯƠNG V HỢP KIM CỨNG .52 5.1 Thành phẩm, tính chất 52 5.2 Phân loại hợp kim cứng 52 CHƯƠNG VI KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MẦU .55 6.1 Đặc điểm tích chất kim loại màu .55 6.2 Đồng hợp kim đồng 55 63 Nhôm hợp kim nhôm 57 6.4.Thiếc, Chì, Kẽm 59 6.5 Hợp kim đỡ trục 61 CHƯƠNG VII ĂN MÒN KIM LOẠI 63 7.1 tượng, nguyên nhân tác hại ăn mòn kim loại .63 7.2 Các phương pháp chống ăn mòn kim loại 64 CHƯƠNG 8: NHIỆT LUYỆN VÀ HOÁ NHIỆT LUYỆN THÉP 66 8.1 Nhiệt luyện 66 8.2 hoá nhiệt luyện 76 PHẦN II: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI 80 CHƯƠNG IX: CHẤT DẺO 80 9.1 Đặc điểm tính chất chất dẻo .80 9.2 Phân loại chất dẻo 80 CHƯƠNG X ĐÁ MÀI, CAO SU, AMI ĂNG, DA THUỘC, GỖ .82 10.1 Đá mài, Bột mài, Cao su 82 10.2 Amiăng – Da thuộc - gỗ 84 CHƯƠNG XI:DẦU, MỠ, XĂNG, NHIÊN LIỆU ĐI Ê DEN VÀ DUNG DỊCH LÀM NGUỘI 87 11.1 Dầu mỡ bôi trơn 87 11.2 Xăng - nhiên liệu Điêden – Dung dịch nhờn lạnh 89 LỜI NĨI ĐẦU Lồi người biết dùng kim loại từ 7000 năm nay, bắt đầu kim loại có sẵn tự nhiên như: Vàng, bạc, sau Brơng (Hợp kim Đồng Thiếc), sắt băng Từ nghìn năm người biết gia cơng (Luyện, đúc, rèn ) kim loại Đáng ý phương đơng (Trung Quốc, ấn Độ, Việt Nam ) có lịch sử sử dụng kim loại lâu đời Sử sách ghi lại Trung Quốc vào đời đường (1766 – 1122 TCN) có kỹ thuật đúc Đồng cao, biết pha chế loại Brông, biết rèn nhiệt luyện (thấm cacbon vào thép non sau đem làm dao, kiếm) Ấn độ người ta tìm kiếm có từ trước cơng ngun 3.000 năm qua Lịch sử 4.000 năm nước ta cho thấy có văn minh từ sớm Các khai quật năm qua chứng tỏ cha ông ta cách nghìn năm sống thời kỳ đồ đồng (Brơng) thịnh vượng, tiêu biểu văn hố Bắc Sơn, Đông Sơn đỉnh cao kỹ thuật đồ đồng trống đồng, điển hình trống đồng Ngọc Lũ Lịch sử khoa học kim loại kỷ 18 công nghiệp giao thông đường sắt nước tư Châu Âu phát triển mạnh địi hỏi phải có nhiều gang, thép, với chất lượng tốt Vào cuối kỷ XIX thúc đẩy phát triển nhiều ngành khoa học khác nhau: Trong có Hố học, Vật lý, ngành có ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển vật liệu nhờ kiến thức khoa học người có khả chế tạo vật liệu theo ý muốn hợp kim Đuyara (1930), Chất dẻo Polyme (1940), hợp kim Titan (1960), hợp kim nhớ hình (1975) kim loại thuỷ tinh (1980) Giáo trình chia làm phần: Phần I: Kim loại nhiệt luyện - Trình bày khái niệm kim loại hợp kim gồm cấu tạo mạng tinh thể, cấu tạo hợp kim giản đồ trạng thái Fe-C - Trình bày chất cách tiến hành phương pháp nhiệt luyện thép - Trình bày loại vật liệu thường dùng chế tạo khí động lực như: gang, thép, loại hợp kim mầu thông thường Phần II: Vật liệu phi kim loại Nghiên cứu tính chất, ký hiệu cơng dụng vật liệu sau: Đá mài, cao su, Amiăng, dầu mỡ, xăng, nhiên liệu, diêzen dung dịch làm nguội KHOA CƠ KHÍ PHẦN I: VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ NHIỆT LUYỆN CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Để xây dựng phát triển kinh tế quốc dân vững mạnh cần phát triển công nghiệp nặng, ngành chế tạo máy khí then chốt Để chế tạo máy móc thiết bị khí phải có vật liệu, kim loại vật liệu chủ yếu Sở dĩ kim loại sử dụng vật liệu chủ yếu ngành chế tạo khí có nhiều tính chất tham số, đặc điểm quan trọng ưu việt hẳn so với loại vật liệu khác Khơng thể có máy móc thiết bị khơng có kim loại hợp kim Lấy máy tiện làm ví dụ, ta thấy: Bàn máy làm gang, trục máy tiện ,máy phay, máy bào bánh máy làm thép cacbon thép hợp kim, ổ trượt băng hợp kim đồng, ổ bi làm thép hợp kim IIIX – 15 Qua ví dụ ta thấy hầu hết chi tiết máy làm kim loại hợp kim chúng Cho đến loài người biết 108 ngun tố hố học, kim loại chiếm 84 nguyên tố Kim loại chứa nhiều vỏ đất nhôm gồm 7% sau sắt 5% Ngày nay, ngành cơng nghiệp vật liệu phát triểm mạnh mẽ với nhiều loại tự nhiên nhân tạo khác như: gỗ, sứ, thuỷ tinh, chất dẻo với tính ngày tốt, sản lượng ngày cao khơng thể thay hồn tồn kim loại hợp kim Do song song với việc nghiêm cứu loại vật liệu phi kim loại để thay kim loại, người ta tiến hành nghiên cứu kim loại hợp kim có nhiều tính ưu việt như: nhẹ, bền, chịu ăn mòn, chịu nhiệt, chịu va đập Việc nghiên cứu sản xuất loại gang thép coi trọng cơng nghiệp vật liệu nói riêng kinh tế quốc dân nói chung, tất nước có cơng nghiệp phát triển Bên cạnh gang thép hai vật liệu cơng nghiệp chế tạo, nhơm Titan hợp kim loại vật liệu sử dụng ngày nhiều vật liệu ngành công nghiệp đại tương lai 1.2 CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1.2.1 Cấu tạo nguyên tử kim loại 1.2.1.1- Định nghĩa kim loại: Kim loại vật thể sáng rèn được, có tính dẫn nhiệt dẫn điện cao Bất kim loại bề mặt nhẵn bóng chưa bị ơxy hố có ánh kim, phần lớn kim loại dẻo gia cơng kim loại áp lực Cá biệt có số kim loại khơng rèn tính dịn như: Ăngtimoan (Sb), Ce (Xeri) Pr (Prafêơdin) có tính dẫn điện 1.2.1.2- Đặc điểm cấu tạo nguyên tử kim loại Kim loại vật chất khác nguyên tử tạo thành Mỗi nguyên tử hệ thống phức tạp bao gồm: Hạt nhân mang điện tích dương nằm điện tử mang điện tích âm quay xung quanh hạt nhân với vận tốc lớn theo quỹ đạo hình Elip Sự phân bố điện tử theo mức lượng: 1s2 2s2 2p6 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 thường điện tử lớp từ đến Đối với nguyên tử kim loại lớp thường có tử đến điện tử điện tử dễ bị bứt trở thành điện tử tự nguyên tử trở thành Ion dương khác chủ yếu kim loại chất phi kim loại Ví dụ: Nguyên tử Cu có số điện tử Z = 29 phân bố điện tử sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 - Nguyên tử Mg có số điện tử Z = 12 phân bố điện tử sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 - Nguyên tử Cl với số nguyên tử Z = 17 phân bố điện tử sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1.2.2 – Cấu tạo tinh thể kim loại 1.2.2.1- Mạng tinh thể: Kim loại trạng thái rắn có cấu tạo bên theo mạng tinh thể Tức nguyên tử xếp khơng gian theo vị trí a hình học định khơng hỗn độn vật liệu khác (hình 1-1) 1.2.2.2- Ơ Hình 1- Hình 1- phần nhỏ bé đặc trưng cho cho kiểu mạng tinh thể gọi (hình 1.2) 1.2.2.3- Thông số mạng Là khoảng cách tâm nguyên tử gần dơn vị đo A o (đọc 8 ăngtrôn) A = 10 cm 1.2.2.4- Ba kiểu mạng tinh thể thường gặp kim loại nguyên chất a Kiểu mạng Lập phương thể tâm Ô mạng hình lập phương có ngun tử, nguyên tử nằm đỉnh, nguyên tử nằm tâm hình Hình 1.3 Kim loại thuộc kiểu mạng gồm: Sắt , Crơm, Vơnfram, Hình 1-Mơlipđen, Vanađi b Kiểu mạng Lập phương diện tâm Ô kiểu mạng có 14 nguyên tử, nguyên tử nằm đỉnh nguyên tử nằm trung tâm mặt hình lập phương Các kim loại thuộc kiểu mạng là: Fe, Cu, Ni, Pb, Au, Al (hình 1- 4) Hình 1- c Kiểu mạng Lục phương dày đặc Ơ kiểu mạng hình lăng trụ đáy lục giác có 17 nguyên tử, 12 nguyên tử nằm 12 đỉnh (nút mạng) dưới, nguyên tử nằm trung tâm khối c nguyên tử nằm tâm mặt đáy lăng trụ tam giác cách (hình 1-5) Các kim loại thuộc kiểu mạng là: Zn, Mg, Ti, Be a Hình 1- 1.2.2.5- Tính thù hình kim loại Khá nhiều kim loại có đặc tính là: nhiệt độ áp suất khác nguyên tố tồn với kiểu mạng tinh thể thông số mạng khác Tính chất gọi tính thù hình 1539 NhiƯt ® é °C 1392 911 Thêi gian Hình 1- Những kiểu mạng tinh thể khác kim loại gọi dạng hình thù Sắt kim loại có tính thù hình nhiệt độ 911 0C từ 13920C đến 15390C (là nhiệt độ chảy) có mạng lập phương thể tâm, cịn khoảng 911 0C – 13920C có mạng lập phương diện tâm (hình 1.6 ) Các dạng thù hình nguyên tố ký hiệu chữ Hylạp dạng tồn nhiệt độ thấp nhất, nhiệt độ cao Ví dụ: Nung sắt tới 9110C có chuyển biến Fe (Thể tâm có Mv=68%) sang Fe (diện tâm có Mv=74%) thể tích giảm đột ngột Khi làm nguội trình ngược lại 1.2.3- Cấu tạo hợp kim 1.2.3.1- Khái niệm hợp kim a Định nghĩa: Nếu đem kim loại nóng chảy hay thiêu kết (nung nóng trạng thái rắn để dính kết) với hay nhiều nguyên tố khác ( kim loại hay kim) để vật liệu có tính chất kim loại vật liệu gọi hợp kim Hợp kim vật thể có chứa nhiều nguyên tố mang tính chất kim loại Nguyên tố chủ yếu hợp kim nguyên tố kim loại 1.2.3.2- Các dạng cấu tạo hợp kim a Dung dịch đặc: Hợp kim có cấu tạo dung dịch đặc nguyên tử nguyên tố thành phần có kích thước gần giống Khi kết tinh hợp kim tạo thành mạng tinh thể có nguyên tử nguyên tố thành phần - Dung dịch đặc có loại: + Dung dịch đặc thay thế: số nguyên tử nguyên tố hoà tan đẩy số nguyên tử nguyên tử để chiếm chỗ Ni Hình 1- Hình 1- Ví dụ: Dung dịch đồng kẽm, nguyên tử kẽm đẩy nguyên tử đồng khởi nút mạng để chiếm chỗ (hình 1.7) + Dung dịch xen kẽ: Nguyên tử nguyên tố hoà tan Nằm xen kẽ vào khoảng chống nút mạng tinh thể ngun tố dung mơi (hình 1-8) Đồng thanh, đồng thau có cấu tạo dung dịch đặc: b Hợp chất hố học Hợp kim có cấu tạo hợp chất hoá học Khi nguyên tử nguyên tố khác tác dụng hoá học với theo tỷ lệ xác, Tạo nên hợp chất có kiểu mạng thành phần hố học xác định, biểu diễn cơng thức hố học Ví dụ: Hợp chất Sắt Cacbon 3Fe + C = Fe3C (Các bít sắt) c Hỗn hợp học Hợp kim có cấu tạo hỗn hợp học, nguyên tử nguyên tố thành phần khác nhiều kích thước mạng tinh thể Các nguyên tử nguyên tố tụ tập thành hạt riêng rẽ Phân biệt rõ rệt tổ chức tế vi: Ví dụ: P = Fe + Xê hỗn hợp học 1.3 CÁC TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM: Bao gồm tính: - Tính chất vật lý - Tính chất hố học - Tính chất học - Tính chất cơng nghệ 1.3.1 Tính chất vật lý: 1.3.1.1 Vẻ sáng mặt Theo vẻ sáng mặt kim loại chia kim loại thành kim loại đen, kim loại màu Ví dụ: Sắt hợp kim sắt, gang, hợp kim đen, đồng, nhôm kim loai màu, đồng thau, đồng hợp kim màu 1.3.1.2 Trọng lượng riêng Là trọng lượng vật đơn vị thể tích vật P d (G / cm ) V Trong đó: d trọng lượng riêng vật đơn vị G/cm3 P trọng lượng vật tính G V thể tích vật tính cm3 1.3.1.3 Tính nóng chảy Kim loại có tính nóng chảy lỗng đốt nóng đặc lại nguội Nhiệt độ ứng với kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi điểm nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy) Sắt có nhiệt độ nóng chảy 15390C, đồng 10830C 1.3.1.4 Tính giãn nở nhiệt Khi đốt nóng kim loại giãn nở ra, nguội lạnh co lại Sự giãn nở cần phải đặc biệt ý nhiều trường hợp cụ thể Ví dụ: Đối với cầu làm thép, ta phải tính đến giãn nở vật liệu tuỳ theo nhiệt độ mùa Sự giãn nở vật liệu không giống 1.3.1.5 Tính dẫn nhiệt Là tính chất truyền nhiệt kim loại bị nung nóng làm lạnh Kim loại có tính truyền nhiệt tốt dễ đốt nóng nhanh đồng đều, dễ làm nguội nhanh Ví dụ: Bạc kim loại có tính dẫn nhiệt tốt nhất, lấy bạc đơn vị kim loại khác so sánh sau: CHƯƠNG X ĐÁ MÀI, CAO SU, AMI ĂNG, DA THUỘC, GỖ 10.1 ĐÁ MÀI, BỘT MÀI, CAO SU 10.1.1 Đá mài Là loại dụng cụ để cắt gọt kim loại, chế tạo từ vật mài ép với chất kết dính thành hình dạng thích hợp với công việc mài Đá mài cắt gọt kim loại cạnh sắc vật liệu mài (gọi tắt hạt mài) tạo nên phoi kim loại vụn nhỏ Các hạt mài sau cắt gọt bị cùn đi, bật khỏi đá mài hạt ,sắc lộ , cắt gọt tiếp * Đá mài đặc trưng yếu tố sau: + Hình dáng, kích thước đá: Phụ thuộc vào hình dáng kích thước chi tiết mài + Vật liệu hạt mài có có hai loại : Loại có tự nhiên v loại nhân tao Trong tự nhiên có vật liệu mài cát thạch anh ,co ranh đông tự nhiên suất cắt gọt thấp nên sử dụng ( trừ kim cương ) vật liệu mài nhân tạo thiêu kết nhiệt độ 2200oC đồng thành phần hố học, có tính cắt gọt cao, sử dụng nhiều, thường dùng loại sau: - Cương ngọc Điện tinh thể ơxít nhơm Al2O3 độ cứng 2500HB - Silic cácbua SiC chịu nhiệt khoảng 20500C có độ cứng 3000HB - Bo cácbua B4C có độ cứng 4300HB - Kim cương nhân tạo có độ cứng 10.000HB + Chất kết dính : Dùng để dính hạt mài lại với tạo nên nên hình dáng đá mài độ bền đá mài Người ta thường dùng chất dính vơ chất kết dính hữu + Chất kết dính vơ thường keo gốm (ký Hạt mài hiệu chữ G ) có độ bền hố học cao, chịu ẩm cao, dùng mài với tốc độ đá không lớn Lỗ hổng 35m/s + Chất kết dính hữu thường Bakêlít, (ký hiệu chữ B ) có độ bền độ dẻo cao, dùng mài với tốc độ đá từ 4050m/s/ Chất kết dính Hình 10-1 Kết cấu đá mài 85 + Độ hạt: Đặc trưng cho kích thước hạt mài ký hiệu số Hạt nhỏ mịn số nhỏ ngược lại (được nghiên cứu mục 10.1.2 ) + Độ cứng đá, đặc trưng cho độ bền chất dính khả giữ hạt mài khơng bị rơi khỏi đá Có ký hiệu Mv1, Mv2 + Kết cấu đá Đặc trưng cho độ xốp đá bao gồm hạt mài dích với chất dính, ngồi hạt mài chất dính lỗ hổng hình :10-1 Với đá mài sản xuất Việt Nam có ký hiệu sau: ĐMHD – Ct 46.Mv.G.V 405x127 – 30m/s 10.1.2 Bột mài Tuỳ theo tính chất cơng việc ,ta sử dụng loại hạt mài ,bột mài ,hoặc bột mịn Các loại thường dùng để rà thô rà bóng Theo quy định việt nam ,các loại bột mài phân loại theo độ lớn hạt sau : Tên nhóm Số cở hạt Hat mài 200 ,160 ,125 ,100 ,80 , 63 , 50 , 40 , 32 , 25 , 20 , 16 , Bột mài : 12 , 10 , , , , , , Bột mịn : M40 , M28 , M20 , M14 , M10 , M7 , M5 , Ví dụ : - Hạt mài: có độ hạt mang số 200 (kích thước 2500 2000m) 10.1.3 Cao su Có loại: - Cao su thiên nhiên lấy từ nhựa nguyên chất có màu trắng đục, ngồi ánh sáng có màu nâu Trọng lượng riêng 0,920,94 G/ cm3 Tính chịu nhiệt 400C mềm, 1000C dẻo, 1800 chảy, 080C cứng lại tính đàn hồi Cao su dùng kỹ thuật cao su lưu hoá pha từ 12% lưu huỳnh giữ tính đàn hồi cao từ –200C đến + 1000C Có độ bền cao chống đứt cao, có khả chống tạo thành vết xước Có khả chống mài mịn, khơng thấm nước, khơng thấm khí, có khả dập tắt rung động nhanhTuy nhiên cao su có nhược điểm không chịu tác dụng : Dỗu, mỡ , a xít ,khơng chịu ánh sáng nhiệt độ lâu dài Có độ giãn dài dư 10%, chịu kéo lâu dài tạo thành vết nứt đứt - Công dụng: 86 Trong khí sử dụng rộng rãi làm băng truyền vận chuyển, đai truyền truyền động, đệm vòng đệm, ống nước, ống hơi, làm số sản phẩm cách điện , làm xăm lốp xe ôtô, xe máy 10.2 AMIĂNG – DA THUỘC - GỖ 10.2.1 Ami ăng a Tính chất A mi ăng lấy từ quặng mỏ, gồm chất cansisilic ma giê, có màu trắng, có thớ sợi mịn nhỏ đến mi rơng mét sợi a mi ăng đàn hồi, xoắn lại thành dây lớn Trọng lượng riêng 2,42,6G/cm3 Nhiệt độ nóng chảy 145015000C Tính chịu kiềm axít kém, tính chịu nhiệt tốt, làm việc lâu dài 500 0C thời gian ngắn 7000C b Công dụng Được sử dụng rộng rãi làm đệm chịu nhiệt Để thích ứng cơng việc khác người ta chế tạo A mi ăng thành: giấy A mi ăng, bìa Ami ăng, dây, vải ngói, xi măng A mi ăng Ngồi cịn dùng làm má phanh tơ 10.2.2 Da thuộc a Tính chất Da thuộc da súc vật (trâu, bò, ngựa, … ) thuộc cho khỏi thối mục, làm tăng sức bền, tính dẻo dai Da có mặt mặt ngồi Mặt ngồi da nhẵn bóng mặt chính, mặt xù xì Da sử dụng kỹ thuật phải có mặt ngồi sạch, đồng khơng có vết nứt dạng Độ ẩm da không 16% Da ngâm dầu, mỡ, parafin dung dịch grafit … da không bền vững với kiềm axít, gặp kiềm axít da bị cứng lại tính dẻo Da giữ độ dẻo nhiệt độ – 500 1500C Da trâu bò loại da tốt, thuộc cách đặc biệt loại da màu xanh cứng khoan bào b Cơng dụng Trong ngành khí, da dùng làm vòng đệm, đai truyền, bánh ma sát, bánh khơng kêu … 10.2.3 Gỗ 87 a Tính chất Ngày nay, công nghiệp vật liệu phát triển có nhiều loại vật liệu tổng hợp khác nhau, gỗ loại vật liệu công nghiệp quan trọng Ngoài việc sử dụng thân gỗ, vỏ cành chế biến để tận dụng ngành công nghiệp khác giấy, hoá chất, rượu cồn Sở dị dĩ gỗ sử dụng nhiều cơng nghiệp có tính chất sau: nhẹ, độ dẫn nhiệt dẫn điện nhỏ, đẹp tự nhiên, chịu tác dụng số mơi trường khí, để chế biến thành sản phẩm giá thành rẻ Khuyết điểm chủ yếu gỗ khả chịu lực theo thớ dọc thớ ngang không nhau, tính chất gỗ bị thay đổi nhiều theo độ ẩm Độ ẩm gỗ theo % tính tỉ số hiệu số trọng lượng mẫu gỗ trước sau sấy khô, với trọng lượng sau sấy Các tính chất lý gỗ thường quy định ứng với độ ẩm 15% Trọng lượng riêng gỗ (ở độ ẩm 15%) tuỳ thuộc vào loại gỗ khoảng 0,440,81G/cm3 Gỗ có trọng lượng riêng cao khả chịu lực tốt Độ dẫn nhiệt gỗ theo thớ dọc, độ dẫn nhiệt lớn gấp ba lần theo thớ ngang Độ dẫn điện gỗ phụ thuộc vào loại gỗ, độ ẩm, nhiệt độ theo thớ (theo thớ dọc nhỏ theo thớ ngang) Giới hạn bền gỗ, kéo dọc theo thớ phụ thuộc vào loại gỗ khoảng 6501347 kG/cm2 Gỗ khô khả chịu lực tăng b Công dụng Gỗ sử dụng công nghiệp với nhiều mục đích khác Trong chế tạo khí gỗ dùng để làm mẫu để đúc kim loại, làm thùng đựng chuyên chở sản phẩm, làm bệ xe ô tô vận tải … Trong ngành xây dựng gỗ dùng làm cửa, kèo, nhà đồ dùng nhà Trong sinh hoạt gỗ dùng rộng rãi làm bàn ghế, tủ, giường … Bột gỗ sau trộn với keo dính ép áp suất cao thành loại vật liệu dân dụng công nghiệp tốt rẻ tiền c Cách bảo quản gỗ Để bảo quản gỗ cần ý điểm sau: Chống cong vênh cho gỗ cách không để gỗ ngồi trời nắng, mưa, khơng để gỗ khu vực có nhiệt độc cao thay đổi đột ngột 88 Chống mục : khơng để gỗ ngồi trời mưa, nơi ẩm ướt Chống mọt : cách tẩm hoá chất cho gỗ Câu hỏi ôn tập : Chất dẻo có loại ? Nêu tính chất ,cơng dụng chất dẻo dẻo nóng ? Nêu tính chất chất dẻo ? Nêu tính chất ,cơng dụng chất dẻo cứng nóng ? Nêu đặc trưng đá mài ? Nêu tính chât chung gỗ phạm vi ứng dụng gỗ công nghiệp, dân dụng ? Cao su có loại ? Nêu tính chất công dụng cao su nhân tạo ? 89 CHƯƠNG XI:DẦU, MỠ, XĂNG, NHIÊN LIỆU ĐI Ê DEN VÀ DUNG DỊCH LÀM NGUỘI 11.1 DẦU MỠ BÔI TRƠN 11.1.1 Tác dụng dầu mỡ bôi trơn Bôi trơn giảm ma sát bề mặt tiếp xúc chi tiết máy Do bôi trơn mà hệ số ma sát giảm 50 lần so với lúc chưa bôi trơn Làm mát chi tiết máy chịu ma sát Chống gỉ cho bề mặt kim loại, làm chi tiết máy, làm kín phận cần làm kín 11.1.2 Dầu nhờn a Tính chất Dầu nhờn chất bơi trơn tạo từ dầu mỏ, có màu nâu, màu đen, màu đỏ … có trọng lượng riêng 0.880.95G/cm3 Chất bơi trơn phải có độ nhớt cho q trình chi tiết máy làm việc chât bơi trơn vẩn cịn bám bề mặt tiết xúc ,khơng bị trôi tuột không đươc nhớt gây cản trở chuyển động chi tiết máy Đơn vị tính độ nhớt,động m 2/ s gọi stốc (st, ) stốc = 0.0001 m / s = 100 xen ty stốc (cst ) nhiệt độ bắt lửa phải cao nhiệt độ đông đặc phải thấp Chất bôi trơn không chứa tạp chất có hại Cất bơi trơn khơng đươc bốc khơ lại b Phân loại Dầu có nhiều loại chia làm nhóm - Nhóm dầu động Dùng để bôi trơn cho động ô tô, máy kéo, xe máy … + Dầu dùng cho động xăng theo ký hiệu liên bang Nga Có loại AC-6, AC-8, AC-10, AK-15 Trong chữ A dầu dùng cho động xăng, chữ C K phương pháp lọc dầu trình tinh chế, chữ dầu có pha thêm chất biến tính số 6,10,8,15 độ nhớt dầu tính xen ty stốc (Cst) 1000C AC-6;AC-8 dầu dùng cho mùa đông AC-10;AK – 15 dầu dùng cho mùa hè + Dầu dùng cho động ê den, theo ký hiệu liên bang Nga: ÄC-8, ÄC-11, ÄC-14 Chữ Ä dầu dùng cho động ê den, Chữ C phương pháp lọc dầu Các số 8,11,14 độ nhớt dầu ÄC-8 dầu dùng cho mùa đông, ÄC-14, ÄC-11 dùng cho mùa hè 90 - Nhóm dầu truyền động Dùng để bơi trơn cho phận truyền chuyển động hộp số, hộp tay lái, hộp giảm tốc … Tuỳ theo điều kiện sử dụng, thời tiết, loại xe máy, độ nhớt dầu từ 10 35 Cst 1000C Ký hiệu: theo ký hiệu liên bang Nga : TC-14, TC-14,5, TA -15 Nhóm dầu cơng nghiệp Dùng bơi trơn cho chi tiết máy móc công nghiệp Ký hiệu: TCVN 2chữ CN (công nghiệp ) sau số độ nhớt dầu thường dùng số hiệu sau : CN-15 , CN-20 , CN-25 Dùng cho hộp số máy dệt, máy tiện, phay, mài làm việc với tốc độ 1000 1500v/p CN-20 B dùng để thép CN-30, CN-40 dùng bôi trơn hộp số máy công cụ với tốc độ thấp 5001000v/p - Nhóm dầu đặc biệt Là dầu ngồi tính chât chung cịn có tính chất đặc biệt khác - Dầu biến dùng cho máy biến điện thế: có độ cao, cách điện tốt ,truyền nhiệt nhanh -Dầu phanh Dùng cho phanh ơtơ: có độ ổn định độ nhớt cao cho thời tiết.,chịu áp lực lớn Hiện nhóm dầu người ta cịn sử dụng số loại dầu khác t Castron., cantex ,RP7 11.1.3 Mỡ 11.1.3.1 Tính chất: Mỡ chất bơi trơn thể đặc quánh dùng thay cho dầu làm nhiệm vụ bôi trơn bề mặt chi tiết máy dùng dầu khơng thích hợp Mỡ có trọng lượng riêng 1G/cm3, mỡ chế tạo cách trộn dầu với xáp hay xà phịng nhiệt độ cao có pha thêm lương chất biến tính định ,mỡ có màu vàng nhạt đến màu nâu sẩm hay đen mỡ phải đảm bảo yêu cầu sau : - Độ nhỏ giọt độ lún mỡ :Độ nhỏ giọt nhiệt độ mỡ bị nóng chảy từ thể đặc sang thể lỏng hay từ mỡ khối chảy giọt mỡ lẻ Người ta chia làm loại :Độ nhỏ giọt thấp độ nhỏ giọt trung bình độ nhỏ giọt cao Mỡ chảy nhiệt độ thấp mỡ có độ nhỏ giọt thấp ,kém chịu nóng 91 Độ lún mỡ độ cưng mềm mỡ ,Mỡ cứng lún dùng cho phận có lực ma sát nhỏ -Tính ổn định,ít bị biến chất q trình sử dụng -Khơng có tạp chất ăn mịn kim loại 11.1.3.2 Phân loại: Mỡ chia làm nhóm a Nhóm mỡ Sơlyđơn Mỡ sơlyđơn có đặc điểm chịu nước khơng chịu nóng, dùng cho phận xe máy làm việc chịu nóng 550C - Ký hiệu: , theo ký hiệu liên bang Nga hai chữ YC số độ nhỏ gọt mỡ ,thường dùng cac số hiệu sau : - YC-1 mỡ Sôlyđôn dùng cho mùa đông - YC-2 mỡ Sôlyđôn dùng cho mùa hè - YC-3 mỡ Sôlyđôn đặc quánh không dùng cho ôtô b Nhóm mỡ Côngtalin Mỡ Côngtalin có đặc điểm chịu nóng khơng chịu nước dùng cho phận xe máy nóng 1300C - Ký hiệu theo ký hiệu liên bang Nga hai chữ YT số độ nhỏ giọt dầu thường dùng Các loại sau - Côngtalin thường YT-1, YT-2 - Côngtalin tổng hợp YTC-1, YTC-2 (vừa chịu nóng vừa chịu nhiệt ) c Nhóm mỡ chịu nóng Có đặc điểm chịu nóng không chịu nước, dùng cho phận xe máy làm việc chịu nóng từ 80 1000C trở lên, không tiếp xúc với nước - ký hiệu: theo ký hiệu liên bang Nga thường dùng số hiệu sau: 1-13, 1-13C d Nhóm mỡ bảo quản Dùng để bôi lên bề măt chi tiết chống han gỉ, chịu nhiệt 350C Ký hiệu: theo ký hiệu liên bang Nga thường dùng số hiệu sau CXK, K15 11.2 XĂNG - NHIÊN LIỆU ĐIÊDEN – DUNG DỊCH NHỜN LẠNH 11.2.1 Xăng 11.2.1.1 Tính chất thành phần: 92 Xăng loại nhiên liệu dùng cho động đốt : Được đốt cháy tia lửa điện (gọi động xăng ) a Thành phần : Trong xăng chứa : 86%c bon ,gần 14% hyđờ rơ ngồi cịn có số tạp chất khác có hàm lượng khơng đáng kể ô xi ,ni tơ ,lưu huỳnh b Tính chất : Xăng nhiên liệu lỏng dễ bốc hơi, dễ bốc cháy, có mùi dễ nhận, khơng hồ tan nước trọng lượng riêng 0,700,77G/cm3 Xăng dùng kỹ thuật phải đảm bảo yêu cầu sau: Tính bốc tốt , để máy khởi động dễ dàng đảm bảo cho động làm việc liên tục điều kiện Tính chống kích nổ tốt : Sự kích nổ tượng cháy khơng bình thường xăng ,gây nên tiếng gõ kim loại động ,làm động nóng ,các chi tiết bị mịn nhanh ,Xăng phải có tính kích nổ tốt ,tức phải có số ơctan cao ,chỉ số ơctan cao xăng khó kích nổ máy chạy bền phát công suất lớn không tạo lớp muội buồng cháy động cơ, không lẫn tạp chát ăn mịn kim loại, khơng làm han gỉ chi tiết máy 11.2.1.2 Ký hiệu công dụng xăng Các loại xăng Liên bang Nga sản xuất có ký hiệu: A-66 thường dùng cho động xăng có tỷ số nén thấp A-72, A-76 dùng cho động ôtô Vonga, Zin157, Zin131 Aẩ -93, Aẩ -98 dùng cho động xe ôtô Vonga, Gat 24-02, Traica Trong chữ A xăng ơtơ, chữ ẩ biểu thị độ kích nổ xăng Các số 66, 72,93,98 biểu thị số ốctan nhỏ 11.2.1.3 Cách bảo quản xăng Phải cất giữ nơi thùng kín, tránh dị gỉ, khơng lẫn nước khu vức để xăng phải tuyệt đối cấm lửa, thùgn đựng xăng phải để nơi râm mát, thống, có che đậy, tránh để nắng, nơi nhiệt độ cao, thay đổi đột ngột làm cho xăng dễ bốc hơi, gây cháy nổ hao hụt Khi mở thùng xăng phải thao tác nhẹ nhàng, không dùng xăng việc tẩy rửa, lấy xăng tránh dùng miệng hút xăng 11.2.2 Nhiên liệu Điêden Nhiên liệu điêden loại nhiên liệu dùng cho động điêden Khác với động xăng loại động mà nhiên liệu đốt cháy tia lửa điện, động điêden, nhiên liệu phun vào buồng máy dạng sương mù, gặp khơng khí nén có áp suất nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy 93 11.2.2.1.Tính chất thành phần a Thành phần : Gồm có :80- 87% C , 12 – 13% H2 , 0.3 – 1%O2 b Tính chất Nhiện liệu điêden chất lỏng suốt có mầu nâu hung, trọng lượng riêng 0,780,86G/cm3 Tính chất nhiên liệu điêden đặc trưng tiêu sau: Chỉ số xêtan: đặc trưng cho tính cháy chậm nhiên liệu điêden buồng cháy động Chỉ số xêtan lớn, cháy chậm nhỏ, động điêden dễ nở, làm việc êm Độ nhớt: Nhiên liệu điêden phải có trị số dộ nhớt động học theo quy định để làm nhiệm vụ bôi trơn cho chi tiết bơm cao áp vòi phun nhiên liệu Hàm lượng chất kết dính: biểu thị khả chống tạo thành muội than quáảyình cháy Nhiên liệu điêden cháy động không tạo 0,05%C Hàm lượng tro nhiên liệu hạn chế, không phép 0,01% c Ký hiệu công dụng : Liên Xô, loại động điêden sử dụng loại nhiên liệu điêden sau: ọA,Äỗ,Äậ,ÄC chữ ọ biểu thị nhiên liệu điêden, chữ A: nhiên liệu dùng vùng bắc cực, chữ ỗ: nhiên liệu dùng mùa đông, chữ ậ nhiên liệu dùng mùa hè, chữ C loại nhiên liệu đặc biệt không dùng cho ôtô d Bảo quản Việc bảo quản nhiên liệu điêden nguy hiểm xăng, nhiên điều quy định bảo quản nhiên liệu điêden giống xăng 11.2.3 Dung dịch nhờn lạnh a Yêu cầu: - Có khả tản nhiệt nhanh - Không gây han gỉ lẫn tạp chất ăn mịn kim loại - Khơng có mùi khó chịu ảnh hưởng đến sức khoẻ - Có tính chất bền vững hoá học (lâu biến chất) b Tác dụng dung dịch nhờn lạnh Các chất làm nguội sử dụng cắt gọt kim loại để tưới lên bề mặt vật gia công , dao cắt, có tác dụng sau: - Truyền nhiệt cắt từ vật cắt gia công mũi dao dung dịch, làm nguội dao vật gia công - Làm cho biến dạng kim loại cắt gọt dễ dàng hơn, làm giảm cơng tiêu hao để cắt gọt - Bôi trơn giảm ma sát - Đẩy phoi kim loại khỏi khu vực cắt Do việc sử dụng chất làm nguội trình cắt gọt kim loại, độ bóng bề mặt gia cơng cao hơn, bị biến dạng nhiệt, tốc độ cắt cao lực cắt giảm c Các loại dung dịch phạm vi ứng dụng Dung dịch nhờn lạnh có loại Nước xà phịng, Sunfua phê dôn, natri cácbonát, nhũ tương (Êminxi), dầu nhờn, dầu hoả thực tế thường dùng dầu nhờn, dầu lửa nhũ tương làm dung dịch làm nguội 94 Sử dụng Sunfua phê dơn làm giảm cơng suất cắt gọt tới 20% cịn êminxi làm giảm cơng suất 5-10% Sử dụng hỗn hợp dầu khoáng vật, thực vật dầu động vật làm dung dịch tưới nguội giảm lực cắt từ 40-50% Trong tất dung dịch nói êminxi dùng nhiều rẻ hiệu làm nguội tốt Êminxi hỗn hợp nước dầu khoáng vật Đối với dung dịch Sunfua phê dôn chứa 1,7% S hắc ín dùng để cắt gọt với tốc độ nhỏ, khơng dùng để cắt tốc độ cao lúc Sunfua phê dơn bị bốc cháy sinh khí SO2 độc bay ảnh hưởng đến sức khoẻ công nhân Một số kim loại như: Gang, đồng thanh, đồng thau không cần dung dịch làm nguội cắt gọt Việc lựa chọn dung dịch làm nguội phụ thuộc vào phương pháp công nghệ cắt gọt kim loại; dụng cụ cắt gọt, vật liệu gia cơng Ví du: tiện ren thép cácbon dùng dung dịch nhũ tương dầu nhờn Câu hỏi ôn tập : Nêu tác dụng chất bôi trơn ? Nêu ký hiệu cơng dụng nhóm dầu, mỡ thường dùng ? Nêu ký hiệu công dụng xăng ,nhiên liệu êzen ? Nêu tác dụng dung dịch nhờn lạnh ?Kể tên dung dịch thường dùng ?Loại sử dụng nhiều ?vì ? 95 ... triển cơng nghiệp nặng, ngành chế tạo máy khí then chốt Để chế tạo máy móc thiết bị khí phải có vật liệu, kim loại vật liệu chủ yếu Sở dĩ kim loại sử dụng vật liệu chủ yếu ngành chế tạo khí có... thép - Trình bày loại vật liệu thường dùng chế tạo khí động lực như: gang, thép, loại hợp kim mầu thông thường Phần II: Vật liệu phi kim loại Nghiên cứu tính chất, ký hiệu cơng dụng vật liệu sau:... coi trọng cơng nghiệp vật liệu nói riêng kinh tế quốc dân nói chung, tất nước có cơng nghiệp phát triển Bên cạnh gang thép hai vật liệu cơng nghiệp chế tạo, nhơm Titan hợp kim loại vật liệu sử