Cung cấp thông tin, tính chất, ứng dụng cũng như hệ thống thực sử dụng kim loại chịu lạnh và một bài tính toán nhỏ về truyền nhiệt của kim loại trong hệ thống đó. Kiến thức này là một phần trong ngành Nhiệt mà các bạn sinh viên cần trang bị
S Báo cáo Môn học: Vật liệu nhiệt lạnh Đề tài: Vật liệu kim loại chịu nhiệt-lạnh Thủ Đức, ngày tháng năm 2022 Nhận xét giảng viên ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… MỤC LỤC A PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .1 Đối tượng nghiên cứu Phương pháp đánh giá B PHẦN NỘI DUNG .3 3.1 : ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 3.1.1 Định nghĩa vật liệu kim loại chịu nhiệt lạnh 3.1.2 Phân loại vật liệu kim loại chịu lạnh 3.1.2.1 Thép hợp kim thép 3.1.2.2 Nhôm hợp kim nhôm .8 3.1.2.3 Titan hợp kim titan 12 3.1.2.4 Đồng hợp kim đồng .17 3.2: CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 21 3.2.1 Nhiệt độ ứng dụng cho phép kim loại chịu nhiệt lạnh 21 3.2.2 Độ dãn nở kim loại 22 3.2.3 Độ dẫn nhiệt 24 3.2.4 Độ dẫn điện 27 3.2.5 Nhiệt dung riêng 28 3.3: ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 31 3.3.1 Giao thông vận tải: 31 3.3.1.1 Hàng hải: .31 3.3.1.2 Hàng không vũ trụ: .31 3.3.2 Trong xây dựng: .32 3.3.3 Trong thiết bị lạnh dân dụng: 33 3.3.4 Trong y tế: 33 3.3.5 Trong bảo quản hàng hóa kho lạnh: .34 3.4: HỆ THỐNG THỰC SỬ DỤNG KIM LOẠI CHỊU LẠNH 35 3.4.1 Các kim loại thường sử dụng hệ thống lạnh 35 3.4.1.1 Một số ứng dụng chế tạo 35 3.4.1.2 Yêu cầu kỹ thuật .35 3.4.1.3 Một số kim loại thường dùng khả ứng dụng kỹ thuật lạnh36 3.4.1.4 Mối quan hệ vật liệu – chất hệ thống lạnh 37 3.4.2 Hệ thống kho lạnh 38 3.4.2.1 Cấu tạo 38 3.4.2.2 Sơ đồ hệ thống 43 3.4.2.3 Nguyên lý hoạt động .45 3.4.3 Bài toán 46 C KẾT LUẬN 49 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật liệu chất liệu để làm tạo nên vật Từ văn minh loài người xuất hiện, người sử dụng vật liệu theo với lượng để nâng cao chất lượng sống Vật liệu khắp nơi bao quanh sản phẩm làm từ vật liệu Một vài vật liệu thông dụng như: gỗ xây dựng, bê tông, gạch, thép, chất dẻo, thủy tinh, cao su, nhơm, đồng giấy Ngồi cịn nhiều vật liệu khác, cần nhìn xung quanh thấy Do vật liệu nghiên cứu phát triển không ngừng Mỗi ngành kỹ thuật có yêu cầu đặc biệt vật liệu ngành Trong ngành Kỹ thuật lạnh vậy, vật liệu phải phù hợp tính chất vật lý, hóa học học công nhệ mà ngành Kỹ thuật nhiệt lạnh đề Trong lịch sử trăm năm phát triển với việc nghiên cứu sở kĩ thuật lạnh phương pháp làm lạnh nhân tạo, loại môi chất lạnh, máy thiết bị lạnh, thiết bị phụ dụng cụ vật liệu kĩ thuật lạnh đặc biệt quan tâm nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Việc nghiên cứu vật liệu kỹ thuật lạnh đặc biệt có ý nghĩa to lớn việc nâng cao tuổi thọ, độ tin cậy hệ thống lạnh đồng thời làm cho giá thành máy thiết bị lạnh giảm xuống, giá thành đơn vị lạnh giảm xuống Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu bao gồm vật liệu có tính chịu lạnh, đóng vai trị quan trọng cho phát triển ngành công nghiệp nước Phương pháp đánh giá Để đạt mục đích đề trên, nhóm áp dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Đọc, tra cứu, nghiên cứu tài liệu từ trang mạng, kênh tài liệu có liên quan đến vật liệu nghiên cứu - Phương pháp phân tích tổng hợp: Để hiểu ý nghĩa, chức năng, phạm vi sử dụng vật liệu - Phương pháp thống kê: Nhằm xử lí thơng tin thu cách xác để đưa phương hướng đề xuất sử dụng vật liệu nghiên cứu B PHẦN NỘI DUNG 3.1 : ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 3.1.1 Định nghĩa vật liệu kim loại chịu nhiệt lạnh Vật liệu chịu lạnh vật liệu giữ đủ độ dai nhiệt độ thấp từ 0÷-269 0C (273÷4K) Các kết cấu thép (nền đường sắt, ống dẫn dầu khí, cầu cống…) máy xây dựng, ô tô, toa tầu vùng phía bắc nước Nga, có nhiệt độ lạnh khí hậu (-60 0C); vỏ máy bay, chi tiết tên lửa thiết bị vũ trụ bị lạnh đến nhiệt độ ôxy lỏng (-183 0C); thiết bị chuyên dụng vật lý nhiệt độ thấp, chi tiết, phận ống dẫn kỹ thuật máy lạnh nhiệt độ âm dùng để tạo ra, bảo quản vận chuyển khí nén, bị lạnh đến tận nhiệt độ heli lỏng (-2690C)… Tất chúng bị tác động nhiệt độ thấp [1] 3.1.2 Phân loại vật liệu kim loại chịu lạnh 3.1.2.1 Thép hợp kim thép 3.1.2.1.1 Thép Thép hợp kim sắt cácbon với %C ≤ 2,14 Trong tất vật liệu, thép loại vật liệu kim loại có tính tổng hợp cao nhất, dùng làm chi tiết chịu tải nặng điều kiện phức tạp Theo thành phần hoá học chia thép làm hai loại: thép cacbon thép hợp kim [2] 3.1.2.1.2 Thép Cacbon: Hình 1: Thép cacbon [3] Thép cacbon loại hợp kim chứa hai thành phần sắt (Fe) cacbon (C), ngồi ra, thép cacbon cịn chứa chất phụ trợ khác Mangan (tối đa 1,65%), Silic (tối đa 0,6%) Đồng (tối đa 0,6%) Hàm lượng cacbon thép tỉ lệ nghịch với khả uốn dẻo tỉ lệ thuận với độ cứng, độ bền Nghĩa hàm lượng cacbon cao thép cứng khó uốn cong, hàm lượng cacbon thấp thép dẻo, bền Đồng thời, tăng hàm lượng cacbon thép cacbon nhiệt độ nóng chảy thấp [4] a) Thép cacbon thấp Các loại thép có thành phần cácbon thấp (%C ≤ 0,25%) có tính dẻo dai cao, độ bền thấp , hiệu hố bền nhiệt luyện tơi + ram không cao, nên dùng kết cấu xây dựng chi tiết dập (những sản phẩm cần độ dẻo cao) chi tiết thám cacbon [2] b) Thép cacbon trung bình Các thép với thành phần cácbon trung bình (0,3÷0,5%) có tính bền, cứng, dẻo, dai không đạt tới giá trị lớn cao, thích hợp cho chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và đập cao trục bánh [2] c) Thép cacbon tương đối cao Đây sản phẩm có chứa lượng cacbon khoảng (0,55÷0,65%) Với hàm lượng cacbon thép mức độ cao Vì thép có độ cứng cao giới hạn đàn hồi cao Sản phẩm sử dụng để sản xuất nhíp xe giới, lị xo, [2] d) Thép cacbon cao Đây sản phẩm có hàm lượng cacbon khoảng (≥ 0,7%) Với hàm lượng cacbon cao, thép đạt độ cứng độ bền cao Dùng việc dân dụng: dao cắt, dụng cụ đo, khuôn dập nguội, trục xe đầu búa Phần lớn loại thép dùng công nghệ luyện kim bột xếp loại vào với thép hợp kim có lượng bon cao [5] 3.1.2.1.3 Thép khơng gỉ Hình 3: Thép khơng gỉ [6] - Thép khơng gỉ thép có khả chống ăn mịn cao mơi trường khơng khí, nước biển, dung dịch kiềm axit Đặc tính chung thép khơng gỉ là: + Thành phần cacbon thấp Thành phần cacbon thấp, dòng điện ăn mịn nhỏ, tính chống ăn mịn cao Làm việc mơi trường ăn mịn mạnh, lượng cacbon yêu cầu phải giảm thấp + Thành phần hợp kim cao Mọi loại thép không gỉ chứa đến 12% crơm, ngồi cịn chứa lượng lớn niken, mangan lượng nhỏ titan, niôbi (Nb) [2] ... ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 3.1.1 Định nghĩa vật liệu kim loại chịu nhiệt lạnh 3.1.2 Phân loại vật liệu kim loại chịu lạnh 3.1.2.1 Thép hợp kim thép ... xuất sử dụng vật liệu nghiên cứu B PHẦN NỘI DUNG 3.1 : ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 3.1.1 Định nghĩa vật liệu kim loại chịu nhiệt lạnh Vật liệu chịu lạnh vật liệu giữ đủ... hợp kim nhôm .8 3.1.2.3 Titan hợp kim titan 12 3.1.2.4 Đồng hợp kim đồng .17 3.2: CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU KIM LOẠI CHỊU LẠNH 21 3.2.1 Nhiệt độ ứng dụng cho phép kim