LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO TINH THỂ SỰ HÌNH THÀNH 4 1.1. Cấu tạo nguyên tử và các dạng liên kết trong vật rắn 4 1.2. Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng trong vật rắn 9 1.3. Các sai lệch trong mạng tinh thể 22 1.4. Khái niệm cơ bản khi nghiên cứu tinh thể 30 1.5. Sự kết tinh và hình thành tổ chức của kim loại. 31 CHƯƠNG 2. BIẾN DẠNG DẺO VÀ CƠ TÍNH CỦA KIM LOẠI 48 2.1. Các khái niệm 48 2.2. Các đặc trưng cơ tính của vật liệu 67 CHƯƠNG 3. CẤU TẠO HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI 78 3.1. Các khái niệm cơ bản 78 3.2. Các dạng cấu trúc hợp kim cơ bản 80 3.3. Giản đồ trạng thái của hợp kim 85 3.4.Giản đồ trạng thái Fe C 95 CHƯƠNG 4. NHIỆT LUYỆN – HÓA NHIỆT LUYỆN 105 4.1. Nhiệt luyện thép 106 4.2. Nhiệt luyện gang 152 4.3. Hóa bền bề mặt thép 154 CHƯƠNG 5. THÉP GANG 184 5.1. Các khái niệm cơ bản về thép các bon và thép hợp kim 184 5.2.Thép xây dựng. 208 5.3.Thép chế tạo máy. 210 5.4. Thép dụng cụ 224 5.5. Thép hợp kim đặc biệt 236 5.6. Các khuyết tật của thép hợp kim và cách khắc phục 249 5.7.Gang 251 CHƯƠNG 6. HỢP KIM MẦU VÀ BỘT 263 6.1. Nhôm và hợp kim nhôm 263 6.2. Đồng và hợp kim đồng 271 6.3. Hợp kim ổ trượt 278 6.4.Hợp kim bột 283 Phần II. VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI 288 CHƯƠNG 7. VẬT LIỆU VÔ CƠ – CERAMIC 288 7.1. Khái niệm: 288 7.2. Đặc điểm: 289 7.3. Cơ tính của vật liệu vô cơ 289 7.4. Các loại vật liệu ceramic thông dụng: 296 CHƯƠNG 8. VẬT LIỆU HỮU CƠ POLYMER 304 8.1. Khái niệm về Polymer 304 8.2. Đặc điểm của vật liệu hữu cơ 306 8.3. Các loại polyme thông dụng và công dụng: 309 CHƯƠNG 9. VẬT LIỆU COMPOSIT 321 9.1. Khái niệm và phân loại 321 9.2. Cốt. 323 9.3. Nền 323 9.4. Các loại vật liệu composit thông dụng: 324 PHỤ LỤC 328 TÀI LIỆU THAM KHẢO 332
GIÁO TRÌNH CƠ HỌC ỨNG DỤNG Dùng cho hệ Đại học – Khối ngành Công nghệ kỹ thuật (Tài liệu lưu hành nội bộ) Năm 2011 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CẤU TẠO TINH THỂ &SỰ HÌNH THÀNH 1.1 Cấu tạo nguyên tử dạng liên kết vật rắn 1.2 Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng vật rắn 10 1.3 Các sai lệch mạng tinh thể .22 1.4 Khái niệm nghiên cứu tinh thể 31 1.5 Sự kết tinh hình thành tổ chức kim loại 32 CHƯƠNG BIẾN DẠNG DẺO VÀ CƠ TÍNH CỦA KIM LOẠI .49 2.1 Các khái niệm 49 2.2 Các đặc trưng tính vật liệu .68 CHƯƠNG CẤU TẠO HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI 79 3.1 Các khái niệm 79 3.2 Các dạng cấu trúc hợp kim 81 3.3 Giản đồ trạng thái hợp kim 87 3.4.Giản đồ trạng thái Fe - C 97 CHƯƠNG NHIỆT LUYỆN – HÓA NHIỆT LUYỆN 106 4.1 Nhiệt luyện thép 107 4.2 Nhiệt luyện gang .155 4.3 Hóa bền bề mặt thép 157 CHƯƠNG THÉP - GANG .188 5.1 Các khái niệm thép bon thép hợp kim 188 5.2.Thép xây dựng 214 5.3.Thép chế tạo máy .216 5.4 Thép dụng cụ 230 5.5 Thép hợp kim đặc biệt .242 5.6 Các khuyết tật thép hợp kim cách khắc phục .255 5.7.Gang 258 CHƯƠNG HỢP KIM MẦU VÀ BỘT 270 6.1 Nhôm hợp kim nhôm 270 6.2 Đồng hợp kim đồng 278 6.3 Hợp kim ổ trượt 285 6.4.Hợp kim bột 290 Phần II VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI .295 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÔ CƠ – CERAMIC 295 7.1 Khái niệm: .295 7.2 Đặc điểm: 296 7.3 Cơ tính vật liệu vơ .296 7.4 Các loại vật liệu ceramic thông dụng: .303 CHƯƠNG VẬT LIỆU HỮU CƠ - POLYMER .314 8.1 Khái niệm Polymer .314 8.2 Đặc điểm vật liệu hữu 316 8.3 Các loại polyme thông dụng công dụng: 319 CHƯƠNG VẬT LIỆU COMPOSIT 331 9.1 Khái niệm phân loại 331 9.2 Cốt 333 9.3 Nền 333 9.4 Các loại vật liệu composit thông dụng: 334 PHỤ LỤC 338 TÀI LIỆU THAM KHẢO 342 LỜI MỞ ĐẦU Trong lịch sử phát triển xã hội loài người sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau, với tính sử dụng chúng ngày cao Đầu tiên thời kỳ đồ đá, sau tiến đến thời đại đồ đồng, đồ sắt.v v Cho đến ngày loạt loại vật liệu : composit, ceramit, pôlyme v.v Các loại vật liệu (đặc biệt kim loại & hợp kim, với loại vật liệu mới) góp phần thúc đẩy phát triển xã hộ lồi người cách nhanh chóng Ngày lĩnh vực cơng nghiệp, quốc phịng, đời sống đòi hỏi vật liệu sử dụng cần phải có nhiều tính chất khác Ví dụ : cần có tính dẫn điện rẩt cao để dùng ngành điện lực, lúc lại yêu cầu có độ cứng lớn để làm loại dụng cụ cắt gọt kim loại, lại cần có độ bền lớn để làm cấu kiện xây dựng, phải có tính dẻo cao để cán, dập, kéo nguội, hay cần độ bền cao khối lượng riêng nhỏ để dùng công nghiệp hàng không Tất yêu cầu đáp ứng vật liệu kim loại loại vật liệu Môn vật liệu học trang bị cho sinh viên kiến thức loại vật liệu chính: tinh thể, hợp kim, bán dẫn ion, cộng hóa trị kiến thức xử lý nhiệt chúng Mục đích mơn học giúp cho sinh viên hiểu rõ loại vật liệu khác dựa mối quan hệ cấu trúc (liên kết hóa học, kiểu mạng tinh thể) lý tính, thực hành thí nghiệm để xác định tính vật liệu biết lựa chọn vật liệu phù hợp đáp ứng nhu cầu sử dụng sau Khi nghiên cứu vật liệu dựa vào bốn cực sau : Kết cấu cấu trúc, tính chất, tổng hợp phương pháp gia cơng hiệu sử dụng Một sản phẩm gồm hàng chục loại vật liệu khác tạo nên Ví dụ tơ RENAULT CLIO 1,2 RN Pháp gồm mười loại vật liệu sau tạo nên : 1- Thép 40,9% 2-Thép hình 10,9% 2-Gang 11,3% 4-Hợp kim nhôm 4,2% 5-Các kim loại màu khác 3,9% 6-Chất dẻo 10,2% 7-Chất dẻo đàn hồi 3,4% 8-Vật liệu hữu khác 3,4% 9-Thủy tinh 4,2% 10-Sơn 1,7% 11-Chất lỏng 5,9% Yêu cầu người kỹ sư ngành Cơ khí, điện tử, tơ ngồi khả hiểu biết chun mơn sâu ngành học, cịn phải nắm tính chất loại vật liệu để từ sử dụng cách hợp lý nhằm nâng cao tuổi thọ máy móc, cơng trình, hạ giá thành sản phẩm Môn học kế thừa kiến thức nhiều lĩnh vực khác : tinh thể học, lượng tử, lý thuyết lệch, vật lý tia rơn ghen, ăn mòn bảo vệ kim loại khối lượng kiến thức lớn có nhiều mặt Vì địi hỏi người học phải nắm vững kiến thức vật liệu thực hành nghiêm túc thí nghiệm Khi nghiên cứu môn học phải nắm mối quan hệ thành phần hóa học, cấu trúc tính chất vật liệu Bất kỳ thay đổi thành phần hóa học cấu trúc dẫn tới biến đổi tính chất vật liệu KHOA CƠ KHÍ PHẦN I: VẬT LIỆU HỌC CƠ SỞ CHƯƠNG 1: CẤU TẠO TINH THỂ &SỰ HÌNH THÀNH Tuỳ theo điều kiện tạo thành (nhiệt độ, áp suất …) tương tác phần tử cấu thành (dạng lực liên kết …), vật chất tồn trạng thái rắn, lỏng khí (hơi) Tính chất vật rắn (vật liệu) phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết cách xắp xếp phần tử cấu tạo nên chúng Trong chương khái niệm đề cập là: cấu tạo nguyên tử, dạng liên kết cấu trúc tinh thể, không tinh thể vật rắn 1.1 Cấu tạo nguyên tử dạng liên kết vật rắn Trong phần khảo sát khái niệm cấu tạo nguyên tử dạng liên kết chúng, yếu tố đóng vai trị định với cấu trúc tính chất vật rắn, vật liệu 1.1.1 Cấu tạo nguyên tử Nguyên tử theo quan điểm cũ bao gồm hạt nhân mang điện dương điện tử mang điện âm quay chung quanh theo quỹ đạo xác định Hạt nhân nguyên tử cấu tạo proton notron Proton mang điện dương có điện tích điện tích điện tích điện tử, notron khơng mang điện Trong trạng thái bình thường ngun trung tử trung hịa điện số lượng Proton số lượng điện tử Tuy nhiên với mơ hình khơng giải khó khăn nảy sinh, đặc biệt việc xác định xác quỹ đạo điện tử Áp dụng học sóng để nghiên cứu cấu tạo nguyên tử thấy theo hệ thức bất định Heisenberg: ∆x ∆p ≥ h (1.1) h ∆x ∆v ≥ m Trong đó: ∆x: độ bất định phép đo toạ độ vi hạt ∆p: độ bất định phép đo xung lượng vi hạt ∆v: độ bất định phép đo vận tốc vi hạt Áp dụng nguyên lý cho điện tử nguyên tử thấy muốn xác định vị trí điện tử ∆x ≤ 10-4 µm (là cỡ kích thước ngun tử) ∆v ≥ 106 m/s tức lớn tốc độ chuyển động điện tử ngun tử theo mơ hình cổ điển Vì khơng thể có khái niệm quỹ đạo điện tử mà nói đến xác suất tồn thể tích Theo quan điểm học lượng tử sau giải phương trình sóng Schrodinger với mơ hình ngun tử cụ thể giải vấn đề cấu tạo lớp vỏ điện tử nguyên tử Với ngun tử cụ thể theo mơ hình với số điện tử Z xác định có cấu tạo lớp vỏ điện tử Khối lượng nguyên tử khối lượng hạt nhân khối lượng Proton notron lớn nhiều so với khối lượng điện tử Với khối lượng điện tử proton, hạt nhân chứa số lượng notron khác tạo nên đồng vị nguyên tố hóa học Xác xuất tìm thấy điện tử quỹ đạo xung quanh hạt nhân xác định bốn tham số gọi số lượng tử Trạng thái lượng điện tử nguyên tử xác định bốn số lượng tử - Số lượng tử n = 1, 2, 3, xác định mức lượng lớp vỏ điện tử Ví dụ: n = lớp K, n = lớp L, n = lớp M n = lớp N - Số lượng tử phương vị l = 0, 1, 2, , n-1 xác định số phân lớp mức lượng Ví dụ: l = 0, 1, 2, tương ứng với phân lớp s, p, d , f - Số lượng tử từ ml = 0, ± 1, ± 2, ± l xác định khả định hướng mô men xung lượng quỹ đạo theo từ trường bên - Số lượng tử Spin mS = ± 1/2 xác định khả định hướng ngược chiều véc tơ mơ men xung lượng Ngồi việc phân bố điện tử với trạng thái (n, l, m) xác định phải tuân theo nguyên lý loại trừ Pauli có hai điện tử với Spin ngược Dựa vào nguyên lý dự đốn số điện tử cho phép mức lượng (lớp phân lớp) qua viết cấu hình lớp vỏ điện tử nguyên tử theo số thứ tự z chúng hệ thống tuần hoàn Meldeleev (cũng số điện tử ngun tử mơ hình lý tưởng) Ví dụ: Cu có z = 29 ta có cấu tạo lớp vỏ điện tử là: 1 s 2s 2p 3s 3p 3d10 4s1 K L N M điện tử chuyển từ mức lượng sang mức lượng khác (thuộc lớp phân lớp) Khi chúng phát thu vào lượng dạng lượng tử ánh sáng Theo số lượng tử n ta có bảng số lượng điện tử (số trạng thái lượng) số lớp phân lớp sau: 1s 2s 2p 3s 3p 3d Số lượng Ký hiệu Ký4fhiệu 4p 4d tử lớp 4s điện phân lớp n tử K S L M N S P S P D S P D F -K -L - Mđiện tử Số -N Phân lớp Lớp (1) (1) (3) (1) (3) 10 (5) (1) (3) 10 (5) 14 (7) 18 32 Bảng 1.1 Số lượng điện tử lớp phân lớp (số ngoặc số trạng thái có thể) 1.1.2 Các dạng liên kết nguyên tử thường gặp vật rắn Theo điều kiện bên (P, T) vật chất tồn ba trạng thái: rắn, lỏng, - Trạng thái rắn: có trật tự (trật tự xa) - Trạng thái lỏng: có trật tự (trật tự gần) - Trạng thái hơi: hỗn độn, khơng có trật tự Độ bền vật liệu trạng thái rắn phụ thuộc vào dạng liên kết vật rắn, chất rắn thường gặp bốn loại liên kết sau đây: Liên kết đồng hóa trị, liên kết ion, liên kết kim loại, liên kết hỗn hợp liên kết vanderval 1.1.2.1 Liên kết đồng hoá trị Đây dạng liên kết mà nguyên tử tham gia liên kết góp chung điện tử lớp cùng, tạo lớp đạt trị số bão hồ số điện tử (s2p6) Như tạo liên kết đồng hoá trị tạo lớp ngồi ngun tử có tám điện tử, với dạng liên kết có đặc điểm sau: - Là loại liên kết có định hướng, nghĩa xác suất tồn điện tử tham gia liên kết lớn theo phương nối tâm nguyên tử (hình 1.1) A B A B A B Hình 1.1 Liên kết cộng hố trị khí Cl2 - Cường độ liên kết phụ thuộc mạnh vào mức độ liên kết điện tử hố trị với hạt nhân Ta thấy rõ, bon dạng thù hình kim cương có liên kết cộng hoá trị mạnh điện tử hoá trị liên kết trực tiếp với hạt nhân Do nhiệt độ nóng chảy cao 35500C, ngược lại với Sn điện tử hoá trị nằm xa hạt nhân nên có liên kết cộng hoá trị yếu hạt nhân nhiệt độ nóng chảy thấp 2700C - Liên kết cộng hố trị xảy ngun tử nguyên tố (đồng cực) thuộc nhóm từ IV A đến VII A (ví dụ Cl 2, F2, Br2, ) nguyên tử nguyên tố khác (dị cực) thuộc nhóm III A V A II A VI A (GaAs, GaP, ) 1.1.2.2 Liên kết Ion Là loại liên kết mạnh, hình thành lực hút điện tích trái dấu (lực hút tĩnh điện Coulomb) Liên kết xảy nguyên tử cho bớt điện tử lớp trở thành Ion dương nhận thêm điện tử để trở thành Ion âm Vì liên kết Ion thường xảy thể rõ rệt với ngun tử có nhiều điện tử hố trị (á kim điển hình nhóm VIB, VIIB) ngun tử có điện tử hố trị (kim loại điển hình nhóm IB, IIB) Ví dụ LiF, NaCl, Al 2O3, Fe2O3, Cũng giống liên kết cộng hoá trị, liên kết Ion mạnh (bền vững) nguyên tử chứa điện tử nghĩa điện tử cho nhận nằm gần hạt nhân Liên kết ion loại liên kết khơng định hướng Ví dụ: hydro tạo với F, Cl, Br, I hợp chất HF, HCl, HBr, HI Năng lượng liên kết tính cơng thức: U=− A , r (1.2) Và lực liên kết: F= du = − B dr r (1.3) Trong đó: A B: Các số phụ thuộc vào phần tử liên kết r: Khoảng cách phần tử liên kết Dấu (-)chỉ lượng lực liên kết có xu hướng làm giảm khoảng cách phần tử liên kết.c 1.1.2.3 Liên kết kim loại Đặc điểm chung nguyên tử ngun tố kim loại có điện tử hố trị lớp ngồi cùng, chúng dễ (bứt ra) điện tử tạo thành Ion dương Ion dương bị bao quanh mây điện tử tự Các ion dương tạo thành mạng xác Mây e- tự định, đặt không gian điện tử tự chung, mơ hình liên kết kim loại Hình 1.2 Liên kết kim loại Liên kết kim loại thường rõ rệt với nguyên tử có điện tử hóa trị (do dễ điện tử) Các nguyên tử thuộc nhóm I có điện tử hoá trị kim loại điển hỉnh, thể rõ rệt liên kết kim loại Càng dịch sang phải bảng hệ thống tuần hồn, tính đồng hố trị liên kết tăng lên xuất liên kết hỗn hợp “kim loại - đồng hoá trị” Cấu trúc tinh thể chất với liên kết kim loại có tính đối xứng cao Liên kết kim loại dạng hỗn hợp: gồm lực hút điện tích trái dấu lực đẩy điện tích dấu Năng lượng liên kết liên kết kim loại tính cơng thức: U=− A B C + + r r r I II (1.4) III Với A, B, C hệ số I : Năng lượng hút điện tích trái dấu II, III: Năng lượng đẩy điện tích dấu 1.1.2.4 Liên kết hỗn hợp Thực tế, tồn dạng liên kết tuý có kiểu liên kết Liên kết đồng hoá trị tuý xảy trường hợp đồng cực Khi liên kết dị cực, điện tử hố trị góp chung, tham gia liên kết đồng thời chịu hai tác dụng trái ngược: - Bị hút hạt nhân - Bị hút hạt nhân nguyên tử thứ hai để tạo điện tử chung Khả hút điện tử hạt nhân gọi tính âm điện nguyên tử Sự khác tính âm điện nguyên tử tham gia liên kết liên kết đồng hoá trị làm cho đám mây điện tử bị biến dạng tạo ngẫu cực điện tiên đề cho liên kết ion Tính chất liên kết ion lớn sai khác tính âm điện nguyên tử cao Do khẳng định tất liên kết dị cực hỗn hợp liên kết ion đồng hoá trị 1.1.2.5 Liên kết yếu (liên kết Vander Waals) Liên kết đồng hoá trị cho phép lý giải tạo thành phân tử nước polyetilen (C2H4)n khơng giải thích hình thành phân tử rắn từ phân tử trung hoà (nước đá, polyme ) Ta biết phân tử có liên kết đồng hố trị, khác tính âm điện nguyên tử dẫn đến trọng tâm điện tích dương điện tích âm khơng trùng nhau, ngẫu cực điện hình thành, phân tử trung hoà bị phân cực Liên kết Vander Waals liên kết hiệu ứng hút nguyên tử phân tử bị phân cực (hình 1.3) Liên kết loại liên kết yếu, dễ bị phá vỡ ba động nhiệt (khi tăng nhiệt độ) Vì vật rắn có liên kết Vander Waals có nhiệt độ nóng chảy thấp (nước đá nóng chảy 00C) Năng lượng liên kết: U=− A r6 (1.5) Và lực liên kết: F=− B r7 (1.6) a, b, c, Hình 1.3 Quá trình tạo thành liên kết Vander Waals a: Trung hoà b: Phân cực c: Tạo liên kết 1.2 Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng vật rắn Các vật rắn tự nhiên phân thành hai nhóm vật rắn tinh thể vật vơ định hình Việc phân loại để tạo thuận lợi cho qúa trình mơ hình hoá nghiên cứu vật liệu Các vật liệu kim loại loại vật liệu kết cấu chủ yếu vật có cấu tạo tinh thể Do để nghiên cứu cấu tạo chúng trước hết cần tìm hiểu khái niệm vật tinh thể vật vơ định hình 1.2.1 Vật tinh thể vật vơ định hình Theo quan điểm vật lý chất rắn, vật rắn gọi vật tinh thể chúng đồng thoả mãn điều kiện sau: - Là vật tồn với hình dáng xác định khơng gian, hình dáng bên ngồi chúng thể phần tính chất bên - Vật tinh thể ln ln tồn nhiệt độ nóng chảy (hoặc kết tinh) xác định Có nghĩa nung nóng vật tinh thể ln có nhiệt độ chuyển biến từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng xác định Điều làm nguội vật tinh thể từ thể lỏng - Vật tinh thể bị đập gãy (phá huỷ), bị gãy theo mặt xác định bề mặt vết gãy khơng nhẵn bóng Tính chất thể rõ rệt khác biệt tính chất vật tinh thể với vật vơ định hình - Vật tinh thể ln có tính dị hướng, có nghĩa tính chất (cơ, lý, hố tính) theo phương khác ln có khác biệt Điều thể rõ xắp xếp nguyên tử vật tinh thể tuân theo quy luật xác định Ngược lại với vật tinh thể vật vơ định hình Vật vơ định hình vật khơng tồn hình dạng xác định khơng gian (có hình dáng vật chứa nó) Khơng có nhiệt độ nóng chảy kết tinh xác định, khơng thể tính dị hướng Một số vật vơ định hình tiêu biểu nhựa đường, parafin, thuỷ tinh Tuy nhiên việc phân biệt rõ ràng rạch ròi vật tinh thể vật vơ định hình mang tính tương đối Với phát triển vật lý đại, ranh giới vật tinh thể vật vơ định hình trở nên khơng rõ ràng, ví dụ với vật liệu kim loại tiến hành nguội nhanh với tốc độ nguội lớn (đến hàng triệu 0C/s) ta thu kim loại có độ hạt nhỏ thể tính chất vật vơ định hình 1.2.2 Cấu tạo mạng tinh thể lý tưởng vật rắn 1.2.2.1 Khái niệm mạng tinh thể Qua xem xét tính chất vật tinh thể, thấy rằng, tính chất bị chi phối định cách xắp xếp nguyên tử (hoặc ion, phân tử) vật rắn Vì để nắm rõ mối quan hệ ứng dụng nghiên cứu, xử lý vật liệu cần vào quy luật xắp xếp nguyên tử vật tinh thể Do ta có khái niệm mạng tinh thể 10 dụng dạng dung dịch với styren (30 – 40%) Styren vừa dung môi lại vừa tác nhân khâu mạch Nhựa polyeste dùng làm vật liệu cho vật liệu Composide để chế tạo sản phẩm có kích thước lớn nhỏ khác nhau: từ vỏ tô, cano, tàu thủy cỡ nhỏ, đến chi tiết công nghiệp dân dụng Nhựa polyeste không no có ưu điểm: cứng, ổn định kích thước, khả thẩm thấu với chất độn gia cường tốt, dễ vận hành gia công chống nhiều tác dụng mơi trường hóa học, giá thành hạ Nhược điểm polyeste không no là: dễ bị nứt làm việc đặc biệt có tải trọng động, độ co ngót cao, khoảng – 10 %, khả chịu nước nóng kém, dễ bị hư hại tác dụng tia cực tím, dễ bắt lửa, chịu nhiệt độ trung bình 1200C polyeste khơng no, dễ cháy Để làm giảm khả cháy nhựa cần cho vào chất có nguồn gốc vơ hữu oxit angtimol, parafin có chứa clo, PVC số loại hợp chất chứa photpho NHỰA EPOXY Nhựa epoxy chưa đóng rắn có cấu trúc mạch thẳng (mạch sợi ) dạng chất lỏng đặc sệt Sau đóng rắn có cấu trúc vi mơ dị thể dạng hình cầu hình thành cấu trúc quan sát thấy pha lỏng giai đoạn đóng rắn ban đầu Kích thước phần tử hình cầu phụ thuộc vào thành phần tổ hợp điều kiện đóng rắn ( kích thước phân tử giảm tang nhiệt độ ) Khi giảm kkichs thước phân tử hình cầu tích chất cách điện tăng Khoảng cách mắt lưới khâu mạch giảm làm tăng nhiệt độ thủy tinh hóa, tăng độ bền nén, tăng độ bền hóa học, tăng khả chịu nhiệt độ giịn vật liệu tăng theo Nhựa epoxy bình thường dạng chất lỏng đặc sệt, tác dụng với chất đóng rắn chuyển sang trạng thái khơng nóng chảy, khơng hịa tan có cấu trúc mạch khơng gian ba chiều Nhựa epoxy chưa đóng rắn sở dioxidifenilpropan sản phẩm nhiệt dẻo có màu vàng nâu, có độ nhớt tử chất lỏng đến cứng giịn Nó dễ hịa tan xeton, este, diocxan, clobenzen, đặc biệt dễ tan metyletylxeton, metylxiclohexanol Nhựa có phân tử lượng thấp tan cồn hydrocacbon thơm cịn nhựa có phân tử lượng cao không tan hai chất Khi nhựa hịa tan dung mơi để thời gian dài không bị thay đổi tính chất Nhựa có phân tử lượng thấp dùng làm keo, sản phẩm đúc chế tạo vật liệu Composit, cịn nhựa có phân tử lượng cao dùng để chế tạo sơn, lớp phủ bảo vệ Nhựa epoxy trạng thái đóng rắn có số mạch ngang không nhiều nằm đoạn dài chúng, đoạn mạch nối với dao động Chính lý mà nhựa epoxy có độ bền uốn cao khơng giịn nhựa phenoformaldehid đóng rắn Độ co nhựa epoxy nhỏ độ co nhựa phenolformaldehyd nhựa polyeste không no Ưu điểm nhựa epoxy: Có độ ổn định kích thước cao, có tính cao nhựa polyeste khơng no, chịu nhiệt độ cao liên tục đến 150 0C đơi lên đến 1900C Độ bền hóa học cao, độ co ngót thấp (0,5 – 3%) Độ thảm thấu tốt 322 với chất độn gia cường Độ bám dính tốt kim loại loại vật liệu khác Nhược điểm nhựa epoxy: Thời gian đóng rắn dài,d ễ bị nứt đóng rắn Tính chất nhựa epoxy thay đổi, cho thêm chất polyamid polysulfit phân tử lượng thấp với vai trị chất đóng rắn Giá thành cao nhiều với nhựa polyeste khơng no.Nhựa epoxy có đặc tính cao hẳn với nhựa polyeste khơng no, nên người ta dùng nhựa epoxy ngành công nghiệp địi hỏi phải có độ bền học cao công nghiệp tàu thủy, máy bay, tên lửa, dùng làm keo dán kết cấu cơng trình, dùng chế tạo sản phẩm cách điện, dùng sơn chống ăn mòn 8.3.2 CAO SU ( Elastome): Cao su loại vật liệu kỹ thuật có đặc tính đặc biệt khả đàn hồi cao Cao su polyme hữu mà nhiệt độ thường trạng thái đàn hồi cao, khả biến dạng đàn hồi nhiệt độ phịng đến 100% Mơ đun đàn hồi thấp E = – 10N/mm Cao su chịu kéo tốt chịu nén Cao su khơng thấm khí, khơng thấm nước, ổn định mơi trường tẩy rửa, cách điện tốt, có tỷ trọng thấp Quá trình biến đổi cấu trúc mạch phân tử, chuyển từ mạch sợi sang mạch lưới thưa gọi q trình lưu hóa Chất hỗ trợ cho q trình gọi chất lưu hóa, phổ biến lưu huỳnh S Khi cho lưu huỳnh vào cao su, nguyên tử lưu huỳnh (S) hóa trị tách mối nối đơi ngun tử cacbon mạch để nối mạch cao su với theo hướng cắt ngang, nguyên tử lưu huỳnh đóng vai trị cầu gữa mạch phân tử dạng sợi cao su, nhận cấu tạo mạch không gian gọi cao su lưu hóa (hay cao su lưu hóa phản ứng cao su với lưu huỳnh nhiệt độ đủ cao không thuận nghịch để tạo cấu trúc lưới thưa) Khi hàm lượng lưu huỳnh – 5% polyme tạo thành cao su mạch lưới thưa, có tính chất mềm, đàn hồi cao Tăng lượng lưu huỳnh mạch không gian cao su trở nên dày đặc hơn, tính chất cao su cứng lượng lưu huỳnh tối đa 30% cao su bị bão hòa lưu huỳnh tạo nên vật liệu cứng, không đàn hồi gọi ebonit Cao su chưa lưu hóa mềm, dính, độ bền thấp Sau lưu hóa độ bền, tính đàn hồi, tính bền hóa học tăng lên trở thành polyme nhiệt rắn Lượng lưu huỳnh tăng tăng cứng giảm độ dãn dài nên dùng từ đến 5% 323 Ví Dụ : Đối với cao su thiên nhiên chưa lưu hóa , có độ bền học σ b = 10 – 15N/mm2, sau lưu hóa học σb = 35N/mm2 đồng thời tăng độ cứng va tăng tính chống mài mịn Hiện ngành công nghiệp sử dụng hai loại cao su : Cao su thiên nhiên cao su tổng hợp Thông dụng loại cao su tổng hợp: Cao su Styren – Butadien (SBR), nitrit – Butadien (NBR), cao su silicon - Polyisopren tên thương mại cao su tự nhiên (NR) công dụng: Săm, lốp, ống, đệm - copolymestyren – Butadien: tên thương mại buna S công dụng: Săm lốp, ống , đệm - Copolyme acrilonitrit – butadien: công dụng làm ống mềm dùng dầu hỏa, hóa chất, dầu mỡ, đế gót giày - Clopren công dụng : Bọc dây cách điện, thiết bị hóa chất, băng chuyền, loại ống, đệm - PolySiloxan: tên thương mại silicon công dụng làm cách điện nhiệt độ cao, thấp dùng y tế 324 CHƯƠNG VẬT LIỆU COMPOSIT 9.1 Khái niệm phân loại 9.1.1 Khái niệm: Vật liêu composit loại vật liệu gồm hai hay nhiều loại vật liệu khác kết hợp lại, ưu điểm loại kết hợp với tạo nên chất lượng hoàn toàn mà đứng riêng lẻ không loại vật liệu thành phần đáp ứng 9.1.2 Đặc điểm phân loại : * Đặc điểm: - Là vật liệu nhiều pha: pha rắn khác chất, khơng hịa tan lẫn phân cách với ranh giới pha Phổ biến loại composit hai pha.Pha liên tục toàn khối gọi Pha phân bố gián đoạn bao bọc gọi cốt +Trong vật liệu composit tỷ lệ, hình dáng, kích thước, phân bố cốt tuân theo quy luật thiết kế + Tính chất pha thành phần kết hợp lại để tạo nên tính chất chung composit Ta lựa chọn tính chất tốt để phát huy thêm * Phân loại: - Phân loại theo chất nền: + Composit chất dẻo (composit polymerit) + Composit kim loại (composit metallit) + Composit gốm (Composit ceramic ) + Composit hỗn hợp hai hay nhiều pha - Phân loại theo hình học cốt đặc điểm cấu trúc: 9.1.3 Tính chất vật liệu Coposit: a Cơ tính riêng: Ta khảo sát chịu kéo dọc, đung tâm 325 Quan hệ lực P biến dạng ∆l biểu diễn sau: P= EF ∆l l 9.1 Trong : E – mô đun đàn hồi vật liệu F – Tiết diện ngang L – chiều dài ∆l – độ giãn dài tuyệt đối Độ cứng kéo (nén) EF/l đặc trưng cho tính chất học miền đàn hồi Ta xét hai loại vật liệu khác nhau, ký hiệu 2, tỷ lệ độ cứng là: K E1 F1 l = K E F2 l1 (9.2) Tỷ lệ khối lượng hai biểu diễn sau : m1 F1l1 ρ1 = m2 F2 l ρ (9.3) Từ biểu thức 9.2 9.3 ta suy : E1 K1 ρ1 m1 = K E ρ m2 (9.4) Trong lĩnh vực công nghiệp :hàng không, vũ trụ, thể thao, xây dựng… ta cần so sánh tính học kết cấu có khối lượng : m1 = m2, ta có : E1 K1 ρ1 = K E2 ρ (9.5) Từ 9.5 ta thấy vật liệu coi tốt có giá trị E/ρ gọ mô đun riêng vật liệu Tương tự gọi σ b ứng suất phá hủy vật liệu đại lượng σb/ ρ gọi ứng suất riêng (hay độ bền riêng) Ta sử dụng trực tiếp sợi cốt đường kính chúng q nhỏ (10 ÷20µm) cần phải trộn sợi với nhựa polyme (nền) để vật liệu composit cốt sợi Nền có chức liên kết, bảo vệ truyền lực cho sợi Vấn đề quan trọng phải tìm vật liệu vừa có mơ đun cao, khối lượng riêng nhỏ giá thành hợp lý 326 9.2 Cốt - Trong tồn khối composit cốt phân bố khơng liên tục đa dạng, phụ thuộc vào loại composit cần chế tạo - Với loại composit kết cấu: Cốt kim loại bền nhiệt độ thường nhiệt độ cao, có mơ đun đàn hồi lớn, khối lượng riêng nhỏ Bảng 9.1 Cơ tính riêng số vật liệu thông dụng - Các loại vật liệu cốt: Kim loại ( thép không gỉ, W, B, Mo ), chất vơ (cacbon, thủy tinh, gốm) - Hình dạng, kích thước, hàm lượng phân bố cốt ảnh hưởng mạnh đến tính chất composit 9.3 Nền Nền có vai trị sau đây: - Liên kết toàn phần tử cốt thành khối composit thống - Tạo khả để tiến hành phương pháp gia công vật liệu composit thành chi tiết thiết kế - Che phủ, bảo vệ cốt tránh hư hỏng tác dụng môi trường Vật liệu gồm có : polyme, kim loại, gốm hỗn hợp 327 9.4 Các loại vật liệu composit thông dụng: 9.4.1 Composit hạt Cấu tạo gồm phần tử cốt dạng hạt đẳng trục phân bố Các phần tử cốt pha cứng bền nền: o xyt, nitrit, cac bit Đôi hạt mềm grafit, mica thuộc loại chống ma sát Có hạt thơ hạt mịn, hạt mịn nằm phân tán có tác dụng cản trượt hóa bền 9.4.1.1 Composit hạt thô: Copozit hạt thô đa dạng sử dụng phổ biến lĩnh vực công nghiệp, xây dựng Đặc điểm Compozit hạt thô Hạt thô dùng để tương tác cốt không xảy mức độ nguyên tử, phân tử, hóa bền có nhờ cản trở biến dạng vùng lân cận với cốt Compozit hạt thô thông dụng Copozit hạt thô polyme Hạt cốt thạch anh, thủy tinh, ô xyt nhôm sử dụng phổ biến đời sống làm cửa, tường ngăn, trần nhà Hình 9.3.Sơ đồ phân bố cốt sợi a.Một chiều song song b Ngẫu nhiên, rối mặt c Dệt hai chiều vng góc mặt d Đan quấn chiều vng góc - Composit hạt thơ kim loại: hạt cốt phần tử cứng: WC, TiC, TaC Co dùng làm dụng cụ cắt gọt, khuôn kéo, khn dập Ngồi cịn có 328 hợp kim giả W – Cu, W – Ag, Mo – Cu, Mo – Ag sử dung kỹ thuật điện - Composit hạt thơ gốm: điển hình bê tông, cốt tập hợp hạt rắn đá sỏi liên kết xi măng Bê tông (nền xi măng) dùng để rải đường, làm cầu, cống 9.4.1.2.Composit hạt mịn: Các phần tử cốt có kích thước nhỏ e < 0.1µm cứng ổn định nhiệt cao ( bền nóng ), phân bố kim loại hay hợp kim sử dụng lĩnh vực nhiệt độ cao a Đặc điểm: - Nền thường kim loại hợp kim, cốt có kích thước e< 0.1µm, Compozit có độ bền, độ cứng có tính ổn định nhiệt cao oxit, bit, borit, nitrit - Tương tác – Cốt xảy mức độ vi mơ ứng với kích thước nguyên tử, phân tử - Cơ chế hóa bền: Cốt nhỏ mịn phân tán kìm hãm lệch, làm tăng độ bền độ cứng vật liệu b.Các Compozit hạt mịn - Compozit hạt mịn với cốt Al 2O3 = ÷ 20% nhôm, chịu nhiệt khoảng 300 ÷5000C - Compozit hạt mịn có Niken (Ni), cốt phần tử ô xyt tô ri ThO ∼ 2% song dạng nhỏ mịn, nằm phân tán ổn định nhiệt, làm việc lâu dài nhiệt độ 1000 ÷ 11000C, khơng bị ăn mịn tinh giới thép không gỉ nên vật liệu quý hàng không, vũ trụ, chế tạo tuabin, ống dẫn , bình áp lực làm việc nhiệt độ cao tác dụng mơi trường ăn mịn 9.4.2 Composit sợi: Compozit cốt sợi loại compozit kết cấu quan trọng có độ bền riêng mơ đun đàn hồi riêng cao Nền cốt sợi vật liệu nhẹ Tính chất compozit cốt sợi phụ thuộc vào chất vật liệu cốt nền, độ bền liên kết ranh giới pha, phân bố định hướng sợi 9.4.2.1.Ảnh hưởng yếu tố hình học sợi a Sự phân bố định hướng sợi - Sợi phân bố song song với theo phương (hình 9.3a) phân bố có độ bền theo phương dọc - Sợi đan vng góc với (hình 9.3b) phân bố theo trục sợi độ bền cao cả- kiểu dệt - Sợi phân bố nhiều phương (rối-hình 9.3c), compozit đẳng hướng theo tất phương mặt - Sợi phân bố phương vng góc với hình (9.3d) compozit có tính đẳng hướng b Ảnh hưởng chiều dài sợi Điều quan trọng kết cấu cốt sợi phải tập trung tải trọng vào sợi pha có độ bền cao Có loại cốt sợi: cốt sợi ngắn cốt sợi dài 329 Đối với loại cốt sợi ngắn: lực tác dụng gây biến dạng nơi liếp xúc sợi nền, phần bị chảy (hình 9.4) Cốt sợi dài: Khi LS ≥ LC làm tăng cách có hiệu độ bền độ cứng vững compozit Chiều dài tới hạn l C phụ thuộc đường kính d sợi, giới hạn bền (σb)S sợi lực liên kết sợi (hay giới hạn chảy cắt τm) theo biểu thức LC = (σ b ) S τm d (σ ) b S Đặt S = τ m Thì LC = S d Người ta quy ước: - Khi L ≥ 15LC compozit loại cốt liên tục hay cốt sợi dài - Khi L < 15Lc compozit loại cốt sợi ngắn hay không liên tục - Khi L < Lc sợi không đủ dài để lực bám không gây biến dạng bao quanh sợi, khơng đủ truyền tải coi compozit hạt Trên hình 9.5 trình bày sơ đồ cấu trúc loại compozit cốt sợi loại cốt sợi liên tục thẳng hàng (thường gọi ngắn gọn liên tục ) hình a loại quan trọng khảo sát Hình 9.4 Sơ đồ liên kết cốt Hình 9.5 Sơ đồ phân bố sợi a Sợi liên tục song song b Sợi gián đoạn thẳng hàng c Sợi hỗn độn 330 9.4.2.2 Các Compozit cốt sợi Đây loại vật liệu kết cấu quan trọng nhất, nghiên cứu sử dụng phổ biến Cấu tạo gồm cốt dạng sợi phân bố theo quy luật thiết kế Gồm loại sau - Composit sợi thủy tinh polymer : loại vật liệu thông dụng nhất, cốt sợi thủy tinh polyeste dùng bakelit Loại vừa bền, vừa nhẹ, chống ăn mòn tốt, chống va đập tốt,cách điện tốt, công nghệ chế tạo đơn giản, giá thành hạ Công dụng làm mui xe hơi, cửa, thùng xe lạnh, sitec, mũi máy bay, vỏ bảo vệ buồng lái tàu vũ trụ, chế tạo vỏ xuồng ca nô tốc độ cao, áp tường máy bay, toa xe, phòng tắm, phòng vệ sinh, bể bơi, vỏ thân xe hơi, tàu biển ống dẫn, container chứa hàng Đặc biệt cơng nghiệp tơ, có sức cạnh tranh nhờ giảm khối lượng tiêu hao nhiên liệu làm việc - Composit sợi cac bon sợi Bo: Cốt sợi cac bon hay sợi bon thủy tinh Nền epoxy phenon, polyeste hay bon, Polymer, vật liệu compozit có độ bền cao ÷ lần so với thủy tinh, vật liệu nhẹ, có độ bền cao, chịu nhiệt độ, ăn mòn cao, đàn hồi chống rung tốt, chịu mỏi cao, phù hợp để chế tạo chi tiết máy cần có tính tổng hợp cao nhẹ Công dụng làm thân máy bay quân sự, phần lái cánh tàu bay, thùng xe hơi, công nghiệp tàu thủy, vật liệu cách nhiệt động cơ, đĩa ma sat, cánh quạt máy bay lên thẳng, cánh quạt máy nén khí, dụng cụ thể thao Loại compozit có sức cạnh tranh sản xuất máy bay giảm nhẹ khối lượng nên nhiên liệu tiêu hao (giảm 20 ÷ 30%) so với dùng kim loại Chú ý : Dùng sợi Bo đắt sợi Cacbon nên dùng - Composit sợi hữu cơ: Cốt sợi polyme polyme công dụng dùng làm vât liệu cách nhiệt, cách điện, kết cấu ô tô, máy bay - Compozit kim loại cốt sợi: loại phổ biến có triển vọng nhơm sợi Bo có phủ Cacbit Silic có khả làm việc nhiệt độ cao nhiều so với Polyme mà trọng lượng riêng nhỏ nên có độ bền riêng tốt 331 PHỤ LỤC Các hệ thống ký hiệu vật liệu kim loại Mỗi nước có tiêu chuẩn quy định nước (ký hiệu) yêu cầu kỹ thuật cho sản phẩm kỹ thuật có cách viết tên ký hiệu (mác) khác Ngồi tiêu chuẩn Việt Nam trình bày, thường gặp tiêu chuẩn quốc tế nước lớn giới: Mỹ, Nhật Bản, Nga, Trung Quốc, Pháp, Đức, Anh EU Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO (International Standard Organization) có đưa tiêu chuẩn muộn so với nước công nghiệp phát triển họ đưa hệ thống ký hiệu từ trước quen dùng khơng dễ thay đổi; có tác udngj nước phat triển xây dựng tiêu chuẩn, Tiêu chuẩn Nga ГOCT, Trung Quốc GB có phần quen thuộc nước ta Do quan hệ lịch sử tiêu chuẩn Việt Nam Trung Quốc xây dựng nguyên tắc ГOCT Đối với thép cán thông dụng: Các loại thép quy định (bảo đảm) tính: ГOCT có mác từ CT0 đến CT6, GB: A1 đến A7 (con số cấp độ bền tăng dần Để phân biệt thép sôi, nửa lặng lặng sau mác ГOCT có KП, ПC, CП; GB có F,b (thép lặng khơng có đuôi)) Các loại thép quy định bảo đảm thành phần: ГOCT có mác từ ƃCT0 đến ƃCT6, GB: B1 đến B7 Các loại thép quy định (bảo đảm) tính lẫn thành phần: ГOCT có mác BCT1 đến BCT5; GB có từ C2 đến C5 Đối với thép cacbon chế tạo máy ГOCT GB có ký hiệu giống hệt nhau: theo số phần vạn cacbon, ví dụ mác 45 thép có trung bình 0,45%C Đối với thép cacbon chế tạo máy ГOCT có mác từ Y7 đến Y13, GB có ký hiệu từ T7 đến T13 (chỉ số phần nghìn cacbon trung bình) Đối với thép hợp kim có chữ (chỉ nguyên tố hợp kim) lẫn số (chỉ lượng cacbon nguyên tố hợp kim) theo nguyên tắc: Hai số đầu phần vạn cacbon (nếu khơng nhỏ 1%C khơng cần) Tiếp theo ký hiệu nguyên tố số phần trăm (nếu gần 1% hay khơng nhỏ 1% khơng cần) ГOCT dùng chữ Nga để ký hiệu nguyên tố hợp kim sau: X Crom, H: Niken, B: Volfram, M: Molipden, T: Titan, K: Coban, C: Silic, Г: Mangan, P: bo, : Nhôm, : đồng, : niobi, : zieccon, A: nitơ, Ч: ®Êt hiÕm (riêng chữ A sau thép có chất lượng cao P, S) GB dùng ký hiệu hóa học để biểu thị nguyên tố Đối với hợp kim màu ГOCT ký hiệu sau: Д dduarra số thứ tự, AД hợp kim nhôm đúc tiếp sau số thứ tự Л la tông, tiếp sau số phần trăm đồng, Б p brong tiếp sau dãy nguyên tố hợp kim dãy số phần trăm nguyên tố tương ứng GB ký hiệu hợp kim màu sau: 332 LF hợp kim nhôm không gỉ, LY: duyra (cả hai loại sau số thứ tự), ZL: hợp kim nhôm đúc với ba số tiếp sau (trong số loại) H: latong sau số phần trăm đồng; Q brong tiếp sau nguyên tố hợp kim chính, số phần trăm nguyên tố chính, số phần trăm nguyên tố tổng nguyên tố khác Đối với gang ГOCT ký hiệu sau: Cì: gang xỏm số σb (kG/mm2), Bì gang cầu số σb (kG/mm2), Kì gang dẻo với số σ b (kG/mm2) φ (%) GB ký hiệu gang sau: HT cho gang xỏm số úb (MPa), QT cho gang cầu cỏc số σb (MPa) φ (%) KTH cho gang dẻo ferit, KTZ cho gang dẻo peclit số σb (MPa) φ (%) Mỹ nước có nhiều hệ thống tiêu chuẩn nên phức tạp, song có ảnh hưởng lơn giới Ở trình bày hệ tiêu chuẩn thường dùng loại vật liệu kim loại Đối vơi thép cán nóng thường dùng ASTM (American Society for Testing and Materials) ký hiệu theo cỏc số trũn (42,50,60,65) σ0,2 (ksi) Đối với thép HSLA thường dùng SAE (Society for Automotive Engineers) ký hiệu bắt đầu số hai số ú0,2 (ksi) Đối với thép cacbon thép hợp kim kết cấu cho chế tạo máy thường dùng hệ thống AISI/SAE với bốn số hai số dầu loại thép, hai số cuối phần vạn cacbon: 10xx thép cacbon 4xxx thép Mo 11xx thép dễ cắt có S 5xxx thép Cr 12xx thép dễ cắt có S P 6xxx thép Cr-V 13xx thép Mn (1,00-1,765%) 7xxx thép W-Cr 2xxx thép Ni 8xxx thép Ni-Cr-Mo 3xxx thép Ni-Cr 9xxx thép Si-Mn xxBxx thép B xxLxx thép chứa Pb Muốn biết thành phần cụ thể phải tra bảng Nếu thép đảm bảo độ thấm tơi đằng sau ký hiệu thêm chữ H Đối với thé dụng cụ thông thường dùng hệ thống AISI (American Iron and Steel Institute) ký hiệu chữ đặc điểm thép số thứ tự quy ước: M thép gió molipden T thép gió vonfram (tungsten) H thép làm khn rập nóng (hot work) A thép làm khn dập nguội hợp kim trung bình tự tơi, tơi khơng khí D thép làm khn rập nguội crom cacbon cao O thép làm khuôn rập nguội dầu S thép làm dụng cụ chịu va đập L thếp dụng cụ hợp kim thấp 333 P thép làm khuôn nhựa cacbon thấp W thép dụng cụ cacbon nước Đối với thép không gỉ tiêu chuẩn AISI thịnh hành Mỹ mà nhiều nước đưa vào tiêu chuẩn mình, ký hiệu ba chữ số bắt đầu thép austenit, thép ferit hay mactenxit Đối với hợp kim nhôm, tiêu chuẩn AA Aluminum Ascolation có uy tín Mỹ giới nhiều nước chấp nhận, ký hiệu bốn chữ số loại biến dạng: 1xxx lớn 99%Al 5xxx Al-Mg 2xxx Al-Cu 6xxx Al-Si-Mg 3xxx Al-Mn 7xxx Al-Zn 4xxx Al-Si 8xxx Al-nguyờn tố khác Hợp kim nhơm đúc có bốn chữ số song trước số cuối (thường số 0) có dấu chấm: 1xx.0 nhôm thương phẩm 2xx.0 Al-Cu 3xx.0 Al-Si-Cu (Mg) 4xx.0 Al-Si 5xx.0 Al-Mg 7xx.0 Al-Zn 8xx.0 Al-Sn Đối với hợp kim đồng người ta dùng hệ thông CDA (Copper Development Association): 1xx không nhỏ 99%Cu (riêng 19x lớn 97% Cu) 2xx Cu-Zn 3xx Cu-Zn-Pb 4xx Cu-Zn-Sn 5xx Cu-Sn 60x-64x Cu-Al Cu-Al- nguyên tố khác 65x-69x Cu-Si Cu-Zn- nguyên tố khác 7xx Cu-Ni Cu-Ni- nguyên tố khác Nhật Bản dùng tiêu chuẩn JIS (Japanese Industrial Standards) với đặc điểm toàn dùng hệ đo lường quốc tế, cụ thể ứng suất theo Mpa Tất thép bắt đầu chữ S Thép cán thông dụng ký hiệu số giới hạn bền kéo hay giới hạn chảy thấp (tuy loại) SS – thép cỏn thường có tác dụng chung, SM thép cán làm kết cấu hàn, thêm chữ A SMA – thép chống ăn mòn khí quyển, SE – thép làm nồi Thép cacbon để chế tạo máy: SxxC hay SxxCK xx phần vạn cacbon trung bình (chữ K cuối loại cú chất lượng cao: lượng P, S không lớn 0,025%) Thép hợp kim để chế tạo máy gồm hệ thống chữ số: 334 Bắt đầu SCr – thép crom, SMn – thép Mn, SNC – thép niken-crom, SNCM – thép niken-crom-molipden, SCM – thép crom-molipden, SACM – thép nhôm-crom-molipden, SMnC – thép mangan-crom Tiếp theo ba chữ số hai chữ cuối phần vạn cacbon trung bình Thép dễ cắt ký hiệu SUM, thép đàn hồi SUP, thép ổ lăn – SUJ số thứ tự Thép dụng cụ cắt bắt đầu chữ SK số thứ tự: SKx – thép dụng cụ cacbon SKHx – thép gió SKSx – thép làm dao cắt khn rập nguội SKD SKT – thép làm khuôn rập nóng, đúc áp lực Thép khơng gỉ ký hiệu SUS số trùng với số AISI, thép chịu nhiệt ký hiệu chữ SUH Gang xám ký hiệu FCxxx, gang cầu FCDxxx, gang dẻo – FCMBxxx, trắng – FCMWxxx, peclit – FCMPxxx, cỏc số xxx giới hạn bền Các hợp kim nhơm đồng có nhóm số lấy theo AA CDA với phía trước có A (chỉ nhơm), C (chỉ đồng) 335 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chu Thiên Trường - 2000 - Vật liệu học - Nhà xuất giáo dục Lê Công Dưỡng - 2000 - Vật liệu học - Nhà xuất khoa học kỹ thuật - Hà Nội Nghiêm Hùng - 1999 - Kim loại học nhiệt luyện - Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp - Hà Nội Lương Văn Quân - 2004 - Giáo trình vật liệu khí - Nhà xuất lao động xã hội Nguyễn Văn Sắt - 1978 - Vật liệu khí cơng nghệ kim loại - Nhà xuất công nhân kỹ thuật Nguyễn Khắc Xương - 2003 - Vật liệu kim loại màu - Nhà xuất khoa học kỹ thuật Goriunov.I.V - 1980 - Hóa bền dung dịch rắn - Nhà xuất chế tạo máy Matxcơva Curdiumov - 1970 - Các phương pháp hóa bền bề mặt (bản tiếng Nga) Nhà xuất luyện kim Matxcơva Cotov.O.C - 1969 - Tăng bền bề mặt chi tiết máy nhiệt luyện (bản tiếng Nga) - Nhà xuất chế tạo máy Matxcơva 10 Ocdin.I.V- 1982 - Hợp kim babít ứng dụng (bản tiếng Nga) - Nhà xuất luyện kim Matxcơva 11 Goriunov I V - 1980 - Vật liệu đóng tàu (bản tiếng Nga) - Nhà xuất Luyện kim Matxcơva 12 R.CaHn - 1990 - Kim loại học vật lý tập 1,2,3 (bản tiếng Nga )- Nhà xuất giáo dục 336 ... định khác hệ học Hiện nay, quan điểm lượng chứng minh cho hệ vật lý, xét chiều dương xảy trình phải vào điều kiện lượng đầu tiên, điều sử dụng tất trình nghiên cứu khoa học vật liệu Với trình kết... mơn học phải nắm mối quan hệ thành phần hóa học, cấu trúc tính chất vật liệu Bất kỳ thay đổi thành phần hóa học cấu trúc dẫn tới biến đổi tính chất vật liệu KHOA CƠ KHÍ PHẦN I: VẬT LIỆU HỌC CƠ... thể lỏng Nghiên cứu trình kết tinh bao gồm nhiệm vụ chủ yếu là: - Điều kiện nhiệt động học qúa trình kết tinh - Các giai đoạn (quá trình) kết tinh - Các yếu tố đặc trưng cho trình kết tinh sản