ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC VẬT LỆU 1 SỞ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN HỌC VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Qu. GIÁO TRÌNH MÔN HỌC VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ
SỞ LAO ĐỘNG- THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 234 /QĐ- Hà Nam, ngày 05 tháng năm 2020 Trường Cao đẳng nghề Hà Nam Hà Nam, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo nghề tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho học viên học nghề thợ sửa chữa ô tô kiến thức lý thuyết thực hành bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống tơ Hoặc học nghề khí Tơi có biên soạn giáo trình: Vật liệu học với mong muốn giáo trình giúp cho học sinh, sinh viên nắm vững kiến thức ô tô Cơ ứng dụng biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm ba chương: Chương I Gang Thép Chương II Kim loại màu hợp kim màu Chương III Nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn Kiến thức giáo trình biên soạn theo chương trình dạy nghề Trường Cao đẳng nghề Hà Nam ban hành, xếp logic cô đọng Sau học có tập kèm để sinh viên nâng cao tính thực hành mơn học Do đó, người đọc hiểu cách dễ dàng nội dung chương trình Mỗi Chương biên soạn với nội dung gồm: số nội dung vật liệu dùng để chế tạo ô tô, số nhiên liệu đốt cháy, nhiên liệu bôi trơn sử dụng ô tô Mặc dù cố gắng chắn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp người đọc để lần xuất sau giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nam, ngày… tháng… năm 2020 Tham gia biên soạn ThS Nguyễn Thị Thu Hằng ThS Nguyễn Đình Hồng Chủ biên Phó chủ biên MỤC LỤC TT ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương 1: Gang thép Chương 2: Kim loại màu hợp kim màu Chương 3: Nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn Tài liệu tham khảo GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Vật liệu khí Mã số mơn học: MH 11 Vị trí, tính chất mơn học : - Vị trí: mơn học thực vào năm học thứ khóa học, sau học xong mơn học chung; dạy song song với mơn kỹ thuật sở nghề; - Tính chất: môn sở nghề bắt buộc Mục tiêu mơn học - Về kiến thức: + Trình bày đặc điểm, tính chất, ký hiệu phạm vi ứng dụng số loại vật liệu khí vật liệu điện thường dùng; + Trình bày đặc điểm, tính chất số loại nhiên liệu, dầu, mỡ bôi trơn thường dùng - Về kỹ năng: + Nhận biết số vật liệu khí nhóm vật liệu điện thơng dụng; - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có khả thực độc lập làm việc theo nhóm để xác định xác vật liệu khí vật liệu điện + Tiếp nhận xử lý vấn đề chuyên môn phạm vi nghề; chịu trách nhiệm cá nhân trách nhiệm nhóm + Đánh giá chất lượng sản phẩm sau hoàn thành kết thực thành viên nhóm Nội dung mơn học: CHƯƠNG 1: GANG VÀ THÉP Mã chương: MH11-01 Giới thiệu: Gang thép vật liệu quan trọng sử dụng phổ biến vật liệu ngành khí Mục tiêu: - Phát biểu đặc điểm, cấu tạo, tính chất gang, thép - Nhận biết số loại gang, thép Nội dung chính: Gang thép 2.1 Gang 2.1.1 Khái niệm tính chất 2.1.1.1 Khái niệm Gang hợp kim sắt bon với lượng Cácbon C = (2,14 ÷ 6,67)% Ngồi cịn có số tạp chất Mn, Si, P, S nguyên tố khác Nguyên liệu để luyện gang lò cao: Quặng sắt, than, chất trợ dung đá vơi, huỳnh thạch, đolomít khơng thể loại trừ hết tạp chất lẫn vào gang thành phần hỗn hợp gang Fe, C cịn có tạp chất: Mn, Si, P, S, O2, N2, H2 So với thép, gang có độ bền thấp có Graphit giá thành rẻ, dễ sản xuất có số tính chất đặc biệt: tính giảm chấn tốt, chịu mài mịn điều kiện bơi trơn khơng đầy đủ, có tính đúc tốt nên dùng rộng rãi cơng nghiệp 2.1.1.2 Tính chất a Cơ tính - Đặc tính chung gang lỡ cứng vỡ dịn, độ bền kéo thấp có nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ đúc - Trong gang xám, gang dẻo, gang cầu, tổ chức Graphit tồn lố hổng có sẵn gang, nơi tập trung ứng suất lớn làm gang bền Tuy nhiên Graphit có ảnh hưởng tốt đến tính tăng khả chống mài mịn ma sát (vì thân Graphit có tính bơi trơn, thêm vào có “lỗ hổng”, Graphit nơi chứa dầu bôi trơn) làm tắt dung động vào dao động cộng hưởng b Tính cơng nghệ - Tính đúc tốt ( có nhiệt độ nóng chảy thấp tính chảy lỗng cao ) - Tính gia công cắt gọt tốt, Graphit gang xám, gang dẻo, gang cầu làm cho phoi dễ gãy vụ gia công cắt gọt, độ cứng thấp - Không rèn 2.1.2 Các loại gang thường dùng * Một số loại gang thường gặp sau: + Gang trắng: cứng dịn, có tính cắt gọt tốt, thường dùng làm nguyên liệu luyện thép, chế tạo chi tiết máy như: Bi nghiền, mắt trục nghiền, trục cán, vành ngồi bánh xe lửa, xe gng + Gang xám: Có độ bền nén cao, chịu mài mịn tốt, tính đúc tốt, dập tắt dao động bơi trơn tốt Khả chịu va đập chịu kéo kém, thường dùng làm bánh cỡ lớn, silanh – xecmăng xe máy, ô tô + Gang dẻo: gang chế tạo từ gang trắng cách ủ gang trắng + Gang cầu: Có tính tốt loại gang, có tính đúc tốt thép thường dùng để chế tạo các CTM có hình dáng phức tạp: trục khuỷu * Ngồi cịn có số loại gang đặc biệt sau: + Gang Hợp kim: sở loại gang người ta thêm vào nguyên tố Hợp kim để cải thiện tính gang Chế tạo phức tạp nên có cơng dụng tốt hơn, để làm CTM quan trọng + Gang xoắn: Người ta dùng chất Graphit biến tính gang tồn dạng xoắn, phần cịn lại hình cầu, gang dễ đúc, có độ bền cao gang xám gang cầu, thường dùng để chế tạo CTM chịu lực chịu nhiệt độ cao: xi lanh, xecmăng, phanh tầu cao tốc, 2.1.2.1 Gang trắng: Trong ngành chế tạo máy, chi tiết bi nghiền, mặt trục nghiền, trục cán, lưỡi cày, vành bánh xe lửa, xe goòng làm từ gang trắng Gang trắng cứng vỡ dịn, khó cắt gọt Nó dùng để chế tạo gang dẻo dùng để chế tạo chi tiết máy cần tính chống mỡi mòn cao bi nghiền, trục cán Gang trắng khơng có ký hiệu riêng a Thành phần tổ chức C: * Thành phần : C = ( 3,5 ÷ 4,3 )% Tổ chức C: Tồn dạng Fe3C, pha chiếm tỷ lệ lớn 50% tổ chức gang b Tính chất: * Lý tính: mặt gãy gang có màu sáng trắng bon dạng hợp chất hóa học Fe3C nên gọi gang trắng Do tổ chức Xe có nhiều gang (50%) làm mặt gãy gang có màu sáng trắng nên gọi gang trắng * Cơ tính: + Có độ cứng cao: (650 ÷ 700)HB + Do C dạng Fe3C nên gang cứng dịn Do khơng thể gia cơng cắt gọt, dùng gang trắng để làm chi tiết máy có độ xác cao + Độ dẻo, độ bền thấp + Có khả chịu mài mịn tốt * Tính kinh tế: Phương pháp chế tạo gang trắng đơn giản, rẻ tiền Gang lỏng > ủ > Gang trắng - Không dùng gang trắng để chế tạo CTM có độ xác cao - Trong gang trắng tổ chức Xe có độ cứng cao khả chịu mài mòn tốt - Muốn chế tạo CTM cần độ mài mòn cao sử dụng gang xám biến trắng bề mặt c Cơng dụng: - Gang trắng hình thành có hàm lượng C, Mn thích hợp với điều kiện nguội nhanh vật đúc thành mỏng, nhỏ - Dùng để làm chi tiết yêu cầu độ cứng cao bề mặt làm việc điều kiện chịu mài mòn : Bi nghiền, bề mặt trục cán, mép lưỡi cày, bề mặt vành bánh xe lu - Dùng để sản xuất thép, phần dùng để ủ thành gang dẻo 2.1.2.2 Gang Xám: - Trong ngành Chế tạo máy, số chi tiết máy trình làm việc u cầu cần có độ bền nén cao, chịu mài mịn tốt, có khả dập tắt dao động bội trơn tốt bánh cỡ lớn, xilanh, xéc măng ô tô, xe máy chi tiết thường chế tạo từ gang xám Trong gan g xám chứa hàm lượng không lớn Cr, Ni, Cu, chúng đưa vào từ quặng Hầu nguyên tố ảnh hưởng đến điều kiện Graphit hoá, số lượng Graphit, tổ chức kim loại ảnh hưởng đến tính chất gang Gang xám loại gang mà hầu hết Cácbon trạng thái Graphit Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, đặc biệt có tính đúc tốt a Thành phần tổ chức: * Thành phần : C = (2,8 ÷ 3,2)% Ngồi cịn có Mn = (0,5 ÷- 0,8)%; Si = (0,5 ÷ 3)%; P = (0,15 ÷ 0,4)%; S = (0,12 ÷ 0,2)% * Tổ chức tế vi: - Phần lớn C tồn dạng tự do, Graphit có dạng tấm, phiến cong tự nhiên - Kích thước tấm, phiến có liên quan đến độ bền gang Vì độ bền Graphit nhỏ, coi không đáng kể người ta xem Graphit vết nứt gang làm cho gang không liên tục Tấm Graphit nhỏ mỏng gang bền Có thể nhiệt luyện gang để thay đổi thay đổi hình dáng kích thước Graphit để nâng cao độ bền gang * Phân loại: Tuỳ theo mức độ tạo thành Graphit mạnh hay yếu mà gang xám chia làm loại: + Gang xám Ferit: mức độ tạo thành Graphit mạnh nhất, với tổ chức Ferit + Graphit Toàn C nằm dạng tự do, khơng có Xementit Pherit grafit + Gang xám Ferit + Peclit: mức độ tạo thành Graphit mạnh, lượng C liên kết (Graphit) khoảng (0,1 ÷ 0,6)%, với tổ chức Ferit + Peclit Pherit Pec lit grafit + Gang xám Peclit: mức độ tạo thành Graphit bình thường, lượng C liên kết khoảng (0,6 ÷ 0,8) %, tổ chức Peclit b Tính chất: * Lý tính: - Do Graphit có màu xám nên mặt gãy gang có màu xám, Pec lit gọi gang xám + Dẫn điện, dẫn nhiệt grafit + Nhiệt độ nóng chảy thấp * Cơ tính: + Có độ cứng thấp: (150 ÷ 250)HB, thấp gang trắng nhiều + Độ bền kéo thấp: σkéo = (150 ÷ 400)N/mm2 + Độ dẻo, độ bền thấp thép, độ bền nén gần thép + Không chịu biến dạng va đập - Độ bền tĩnh gang xám thử uốn cao gấp lần thử nén cao gấp lần so với thử kéo - Độ bền nén độ cứng gang xác định tổ chức KL * Tính cơng nghệ: + Tính biến dạng kém, tính cắt gọt cao, cho phoi vụn đễ gia cơng cắt gọt + Tính đúc tốt thép + Có khả khử dao động cộng hưởng, tự bôi trơn tốt, hệ số ma sát nhỏ * Tính kinh tế: Giá thành rẻ chế tạo đơn giản Do đặc điểm chịu kéo kém, chịu nén tốt nên gang dùng để làm CTM làm việc với ứng suất nén Tuy nhiên thực tế xuất trạng thái ứng suất phức tạp Trong trường hợp khả làm việc gang bị giới hạn phần chịu ứng suất kéo c Phạm vi sử dụng: + Dùng để chế tạo sản phẩm đúc có đặc điểm: + Kích thước SP’ lớn + Kết cấu phức tạp + Không chịu va đập làm việc mà chịu nén chủ yếu + Cần giảm rung động làm việc có khả tự bơi trơn VD: thân máy, bệ máy, ổ trượt, bánh lớn chịu tải trọng nhỏ, xi lanh, xéc măng ô tơ xe máy d Kí hiệu * Theo tiêu chuẩn Nga: CЧ(Xờ che) với số giới hạn bền kéo giới hạn bền uốn Đơn vị KG/mm2(Chú ý kilogam lực KG; kilogam: kg) VD: CЧ21-40 : gang xám có σ k = 21 KG/mm2 = 210 N/mm2 σ u = 40 KG/mm2 = 400 N/mm2 - Các mác gang thường dùng: CЧ12-28, CЧ15-32 , CЧ21-40 , CЧ24-44 ,CЧ36-58 * Theo TCVN: Kí hiệu GX kèm theo số giống Nga Ký hiệu gang xám gồm phần chữ loại gang nhóm số thứ tự độ bền kéo bền uốn Ví dụ : GX 21-40: gang xám có :σk = 21 KG/mm2; σu = 40 KG/mm2 Hiện thường dùng mác gang xám GX 12-28, GX 15-32 để chế tạo vỏ hộp số, nắp che, GX 28-48 để đúc bánh đỡ, thân máy GX 36-56, GX40-60 để chế tạo vỏ xi lanh Kích thước vật đúc gang xám trọng lượng chúng khác nhau, có chi tiết vài gam (vòng găng động cơ) vật đúc hàng trăm (với thân máy lớn) Việc chọn mác gang điều kiện làm việc cụ thể xác định tổng hợp tính tính cơng nghệ 2.1.2.3 Gang biến tính a Thành phần: Thực chất gang biến tính gang xám có Graphit thu nhỏ nhờ có thêm chất biến tính vào thành phần gang trước kết tinh nên có thành phần tổ chức tương tự gang xám b Tính chất: - Có độ bền cao gang xám c Công dụng: - Dùng để chế tạo chi tiết quan trọng mâm cặp máy tiện, băng trượt máy d Kí hiệu: Tương tự kí hiệu gang xám, thêm vào trước chữ M chất biến tính 10 + Dùng làm dụng cụ cắt với tốc độ cắt thấp (Đục nguội, dũa, mũi khoan, khoét ) Hay dùng làm khuôn dập nóng, dập nguội Ví dụ: + Thép XΓ dùng làm dao khoan, khoét, doa + Thép XΓC dùng làm dao phay, mài, khoan, khoét, tarro, bàn ren … + Thép X05 dùng làm dụng cụ cắt vật liệu hợp kim màu c, Thép hợp kim dụng cụ cao (thép gió) * Kí hiệu - Theo tiêu chuẩn Nga, thép gió ký hiệu chữ P số % W trung bình, có chứa Mo, V, Co (khi>2%) có thêm chữ M,Ø, K số lượng % Ví dụ: - P9 thép gió có hàm lượng W trung bình =9% - P18K5 thép gió có hàm lượng W trung bình =18%, Co =5% * Thành phần hố học: Số hiệuthép C W P9 P9K5 P18 P12 0,85÷0,95 0,9÷1,0 0,7 ÷0,8 0,8 ÷0,9 8,5÷10 9÷10,5 17÷18,5 12÷13 Cr 22 V Co Mo 3,8÷4,4 2÷2,6 3,8÷4,4 2÷2,6 3,8÷4,4 1÷1,4 3,1÷3,6 1,5 ÷1,9 5-6 - ≤1 ≤1 ≤1 ≤1 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG GANG Câu 1: Nêu khái niệm tổ chức tế vi gang? Câu 2: Nêu ảnh hưởng nguyên tố đến tính chất chung gang? Câu 3: Nêu thành phần, tổ chức, tính chất, công dụng gang trắng? Câu 4: Nêu thành phần, tổ chức, tính chất, cơng dụng ký hiệu gang trắng? Câu 5: Nêu thành phần, tổ chức, tính chất, cơng dụng ký hiệu gang biến tính? Câu 6: Nêu thành phần, tổ chức, tính chất, công dụng ký hiệu gang dẻo? C âu 7: So sánh v ề thành phần, tổ chức, tính chất, công dụng ký hiệu loại gang? Câu 8: Nêu cách chế tạo loại gang? THÉP Câu 1: Nêu ảnh hưởng nguyên tố đến tổ chức, tính chất thép? Câu 2: Nêu thành phần, tính chất, cơng dụng, ký hiệu loại thép? Câu 3: Nêu yêu cầu thép bon dụng cụ? Câu 4: Nêu đặc tính thép hợp kim? Câu 5: Nêu tác dụng nguyên tố đến tổ chức thép? Câu 6: Nêu ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến trình nhiệt luyện? Câu 7: Phân loại thép hợp kim? Câu 8: Nêu phương pháp ký hiệu thép hợp kim? * Ôn tập làm tập giải thích kí hiệu thép 23 CHƯƠNG 2: KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU Mã chương: MH 11-02 Giới thiêu: Đồng nhôm kim loại màu sử dụng nhiều tất lĩnh vực có nhiều tính chất quí, dẫn điện tốt, bền, dẻo Mục tiêu: - Phát biểu đặc điểm, cấu tạo, tính chất kim loại màu, hợp kim màu - Nhận biết số loại hợp kim màu Nội dung chính: Khái quát chung kim loại màu hợp kim màu - Nhiệt độ nóng chảy khơng cao nên dễ nấu luyện - Tính dẻo cao, dễ gia công áp lực - Dẫn điện, nhiệt tốt - Chống ăn mịn tốt - Cơ tính cao, chịu mài mịn tốt Nhôm hợp kim nhôm 2.1 Nhôm nguyên chất * Kí hiệu hố học: Al * Khối lượng riêng: = 2.7g/cm3 * Nhiệt độ nóng chảy: 6600c * Tính chất: Tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; Có tính chống ăn mịn tốt mơi trường khí nước bề mặt có lớp Oxit nhơm bền vững, có tác dụng bảo vệ tốt độ bền = (80 100) MN/m2 Độ dẻo = 40% Độ cứng khoảng (25 30) HB * Ứng dụng: Dùng chế tạo dây tải điện xa Trong chế tạo máy không dùng loại 2.2 Hợp kim nhôm: a/ Hợp kim nhôm biến dạng: * Gồm hai loại: HK nhơm biến dạng khơng hố bền nhiệt luyện HK nhơm biến dạng hố bền nhiệt luyện(Đuya ra) + HK nhơm biến dạng khơng hố bền nhiệt luyện chủ yếu HK nhôm Man gan(Amu) HK nhôm ma giê(AM) + HK nhơm biến dạng hố bền nhiệt luyện(Đuya ra) * Thành phần chủ yếu là: Al + Cu + Mg(Cu 4%; Mg = 1%; ngồi cịn lượng nhỏ Mn, Fe, Si) * Tính chất: Sau nhiệt luyện đạt giới hạn bền = 450 MN/m2 Độ dẻo = 15% Nhẹ * Ứng dụng: Dùng cơng nghiệp chế tạo máy bay 24 * Kí hiệu: Theo tiêu chuẩn Nga chữ Д (đờ t)kèm theo số thứ tự Ví dụ: Д 1; Д 6; Д 16; Д 18 b/ Hợp kim nhôm đúc(Silu min): * Thành phần: Al + Si (với lượng Si 13%;) Ngồi cịn có lượng nhỏ Cu; Mg * Tính chất: = (200400) MN/m2 Tính dẻo thấp, tính đúc cao * Phạm vi sử dụng: Đúc chi tiết phức tạp Piston số chi tiết Ơtơ, xe máy * Kí hiệu: Al kèm theo số thứ tự Ví dụ: Al11, Al17; Al26 Đồng hợp kim đồng: 3.1 Đồng nguyên chất: * Kí hiệu hoá học: Cu * Khối lượng riêng: = 8.9g/cm3 * Nhiệt độ nóng chảy: 10830c * Tính chất: Tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; Có tính chống ăn mịn tốt có tính cao * Độ bền = 200 MN/m2 Độ dẻo = 50% Độ cứng khoảng 40 HB * Ứng dụng: Dùng chế tạo dây điện từ, tiếp điểm, tản nhiệt sản xuất hợp kim đồng 3.2 Hợp kim đồng: a/ Đồng thau: Lat«ng (L) * Là hợp kim đồng với kẽm * Tính chất: - Độ cứng, độ bền cao đồng nguyên chất song độ dẻo dai gần - Dễ gia cơng khí - Rẻ đồng ngun chất Ngồi ra, tính chất đồng thau cịn phụ thuộc vào lượng kẽm nguyên tố hợp kim Đồng thau có màu vàng, lượng kẽm tăng đồng thau vàng, tính dẻo giảm * Phạm vi sử dụng: Được cán thành tấm, ống, để đạp thành chi tiết ống dẫn nhiệt, dẫn nước, đồng kỹ thuật điện Đồng thau chia làm hai loại: Đồng thau đơn giản Đồng thau phức tạp - Đồng thau đơn giản(Lat«ng đơn giản): Thành phần: Cu + Zn (Trong Zn 46%) * Kí hiệu: Đồng thau đơn giản kí hiệu chữ Л chữ số % đồng nguyên tố hợp kim Cịn lại kẽm * Ví dụ: Л70 (LCuZn30): Đồng thau đơn giản, có 70% đồng cịn lại 30% kẽm Có độ dẻo cao độ bền tương đối cao, rẻ đồng, dùng để thay đồng, cán ống, tấm… Л80 (LcuZn20): Đồng thau đơn giản, có 80% đồng cịn lại 20% kẽm Có màu vàng, dùng làm đồ trang sức, trang trí 25 - Đồng thau phức tạp(đặc biệt) (Lat«ng phức tạp): Ngồi Cu, Zn cịn có thêm ngun tố khác nhằm cải thiện số tính chất hợp kim Theo tiêu chuẩn Nga, nguyên tố HK HK mầu kí hiệu sau: Tên nguyên tố Kí hiệu Tên nguyên tố Kí hiệu Niken H Crơm Х Nhơm A Thiếc O Kẽm Ц Sắt ж Chì C Phốt Ф Silic K Magiê Mr Mangan Ms Đồng M * kí hiệu đồng thau phức tạp Л *Ví dụ: Л AH59-3-2: đồng thau phức tạp có 59% Cu; 3% Al, 2% Ni, cịn lại 36% Zn * Tính chất: Đồng thau có tính chống ăn mịn cao khơng khí, nước máy dễ bị ăn mịn khơng khí ẩm, mơi trường Amơniac, tự nứt sau biến dạng nguội LCuAl3Ni2Zn36 b/ Đồng thanh: Là hợp kim đồng với nguyên tố khác kẽm Để phân biệt đồng phân biệt chủ yếu nguyên tố HK chủ yếu có đồng * Thành phần: gồm có Cu số nguyên tố khác trừ kẽm * Tên gọi đồng tên gọi chủ yếu nguyên tố đưa vào(Đồng thiếc, đồng chì…) * Tính chất: Dễ đúc, dễ gia công cắt gọt, dễ biến dạng…Chịu nhiệt tốt, hệ số ma sát nhỏ Ngồi ra, tính đồng phụ thuộc vào loại nguyên tố HK chủ yếu đưa vào * Kí hiệu: kí hiệu Nga chữ: БP, chữ số % nguyên tố Hk Còn lại đồng + Đồng thiếc: hợp kim chủ yếu đồng thiếc *Ví dụ: БPO Ф10-1: Đồng thiếc 10%Sn, 1%P, 89%Cu Có hai loại: - Đồng thiếc biến dạng: Thường dùng lượng thiếc nhỏ 6% Có số hiệu sau: БPO Ц C 5-5-5 : dùng loại khung, bệ khí quyển, chịu nước nước БPO Ц H 5-2-5 : Dùng làm bánh (cho thêm Ni vào để dễ cắt gọt) - Đồng thiếc đúc: Là đồng trạng thái đúc với lượng thiếc Sn>6% Dùng làm ổ trượt, bạc… với số hiệu là: БPO10; БPOФ10-1; БPOЦ10-2 26 + Đồng nhôm (Brông nhôm: БPA… ): Là loại đồng có độ bền cao, có tính chống mài mịn tốt, chịu ăn mịn tốt, hố bền nhiệt luyện Loại đồng nhôm biến dạng như: БPЛ5; БPЛ7 có màu vàng dùng làm trang sức Loại đồng nhơm đúc БPЛ0; Loại nhiệt luyện + Đồng Benli: БPБ2(Có 2% Benli): Loại nhiệt luyện, hố bền có giới hạn đàn hồi cao Làm lò xo cho van an tồn, dụng cụ khai thác hầm mỏ va đập khơng phát tia lửa điện + Đồng chì: БPC30 Dùng làm loại lót trục, bạc * Ứng dụng chung cho đồng thanh: Thường dùng làm ổ trượt, đúc chi tiết chịu mài mịn 27 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG Câu 1: Nêu đặc điểm tính chất kim loại màu? Câu 2: Nêu đặc điểm nhôm nguyên chất? Câu 3: Phân loại hợp kim nhôm? Câu 4: Nêu hợp kim nhôm thường sử dụng? Câu 5: Nêu đặc điểm đồng nguyên chất? Câu 6: Nêu hợp kim đồng thường sử dụng? 28 CHƯƠNG 3: NHIÊN LIỆU DẦU MỠ BÔI TRƠN Giới thiệu: Các loại nhiên liệu dùng dầu mỡ bôi trơn dùng ô tô Mục tiêu: - Phát biểu cơng dụng, tính chất xăng, dầu diesel dùng động ô tô Nội dung Nhiên liệu xăng 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, 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 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 ) 29 1.3 Các yêu cầu xăng a Bay tốt: Động xăng hoạt động theo nguyên tắc chế hoà 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: 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 1.4 Phân loại sử dụng xăng a Phân loại xăng: 30 - 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 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 khơng 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 O C (g/cm3) động đời Dùng cho động có = = TOYOTA, LANDA, tỷ số nén 10 NIVA, loại động phun xăng đại, xe gắn máy đại 31 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 Nhiên liệu diesel 2.1 Khái niệm Diesel a Khái niệm Diesel: Diesel chất lỏng có màu nâu biếc, nhẹ nước = 0,85x103 kg/m3 150C nhiệt độ bốc cháy cao xăng nhiệt độ tự cháy lại thấp xăng (50 ÷ 200)0C b Hịa trộn hỗn hợp động Diesel: 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: Đơi tự cháy Diesel không 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 hoàn chỉnh nên nhiên liệu tích buồng đốt đột ngột cháy thời gian ngắn d Trị số xê tan (chỉ số xê tan): Xêtan (C16H34) có khả tự cháy tốt qui ước 100 cịn Mentinnaptanel (C16H7-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 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 32 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: 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 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% 33 + 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 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% Các loại dầu, mỡ bôi trơn 3.1 Công dụng yêu cầu: - giảm ma sát bề mặt tiếp xúc chi tiết máy - Làm mát chi tiết trình làm việc - Làm bề mặt chi tiết máy - Làm kín bề mặt chi tiết máy(Tạo màng mỏng vách xylanh để làm kín secmăng piston) 3.2 Dầu nhờn: Được chế biến từ dầu mỏ có màu đen,lục màu nâu Dầu nhờn chia làm nhóm sau: - Dầu cho động cơ(Bơi trơn động cơ) - Dầu truyền động(Bôi trơn loại hộp số) - Dầu công nghiệp(Bôi trơn bề mặt trượt) - Dầu đặc biệt(Dầu biến thế, tuốc bin) 3.3 Mỡ: Là chất bôi trơn thể đặc, màu vàng nhạt, sẫm, đen Dùng để bảo quản dụng cụ, chi tiết máy vận chuyển để kho Mỡ dùng bơi trơn phận khó giữ dầu, khó tra dầu lâu phải thay chất bơi trơn.Có nhiều loại mỡ Khi sử dụng cần sử dụng loại Mỡ để bảo quản thường dùng: C∏-1; C∏-2 ICT - 34 Mỡ bôi trơn bánh cầu trục : dùng loại ICA Mỡ bôi trơn trục động điện, máy phát điện, trục máy cán: ITB-1-13 Câu hỏi ơn tập chương Câu 1: Trình bày hiểu biết em nhiên liệu dùng động xăng động điezel? Câu 2: Trình bày hiểu biết em dầu mỡ bôi trơn dùng ô tô? 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nhiều tác giả- Giáo trình VẬT LIỆU CƠ KHÍ-NXB GIÁO DỤC VIỆT NAM- 36