Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN/MÔN HỌC VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGÀNH/NGHỀ HÀN TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo quyết định số /QĐ ngày tháng năm của Hiệu trưởng) Quảng Ninh, nă[.]
BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN/MƠN HỌC: VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGÀNH/NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo định số: … /QĐ … ngày … tháng … năm … Hiệu trưởng) Quảng Ninh, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nội nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo 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 Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa nước ta nói chung Trường Cao đẳng nghề Xây dựng nói riêng Cơng tác đào tạo nguồn nhân lực cho xã hội có vai trị quan trọng, yếu tố để phát triển xã hội, tăng trưởng nhanh bền vững Quán triệt chủ trương nghị Tỉnh, Đảng Trường Cao đẳng nghề Xây dựng phát triển nguồn nhân lực đáp ứng kịp thời nguồn nhân lực cho cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa nhận thức đắn tầm quan trọng chương trình, giáo trình việc nâng cao chất lượng đào tạo: Mơn học vật liệu khí mơn học có nhiều thơng tin lý thuyết , mang tính ứng dụng cao thực tiễn Giáo trình tài liệu giảng dạy học tập cho giáo viên học sinh ngành khí Trường Cao đẳng nghề Xây dựng Giáo trình biên soạn theo đề cương môn học Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu, kiến thức chương trình có mối liên hệ chặt chẽ Khi biên soạn giáo trình tác giả cố gắng cập nhật kiến thức mới, phù hợp với đối tượng học sinh cố gắng, gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn Giáo trình thiết kế theo mơn học thuộc hệ thống môn học sở chương trình đào tạo nghề Hàn, trình độ Cao đẳng, trình độ Trung cấp dùng làm giáo trình cho học sinh khóa đào tạo Ngồi giáo trình sử dụng làm tài liệu tham khảo để đào tạo ngắn hạn cho công nhân kỹ thuật nhà quản lý người sử dụng nhân lực Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo, đề cương chương trình biên soạn lần đầu, thiếu sót khó tránh Rất mong nhận nhận xét, đóng góp ý kiến q thầy, giáo bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: VẬT LIỆU CƠ KHÍ Mã mơn học: MH08 I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí mơn học: Mơn học Vật liệu khí thuộc mơn học kỹ thuật sở ngành - Tính chất môn học: Là môn học lý thuyết sở bắt buộc II Mục tiêu môn học: - Kiến thức: + Trình bày ký hiệu thành phần hoá học loại vật liệu Thép bon, thép hợp kim, gang, kim loại hợp kim màu + Giải thích ký hiệu vật liệu ghi vẽ chi tiết - Kỹ năng: + Lựa chọn phương pháp khoảng nhiệt độ nhiệt luyện cho loại vật liệu khác + Lựa chọn sử dụng thiết bị đo tính vật liệu + Chọn vật liệu cho kết cấu biết yêu cầu sử dụng chúng thực tế - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Tinh thần trách nhiệm, tư sáng tạo thực tế sản xuất, đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp Chương 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM * Mục tiêu - Hiểu tầm quan trọng kim loại hợp kim - Nêu tính chất chung kim loại hợp kim - Nhận biết, phân biệt kim loại hợp kim - Rèn luyện tính tích cực, tư duy, sáng tạo học tập * Nội dung chương: Những khái niệm kim loại hợp kim Tầm quan trọng kim loại hợp kim Để xây dựng phát triển kinh tế quốc dân vững mạnh cần phải phát triển công nghiệp nặng , ngành chế tạo khí quan trọng - Để chế tao loại máy móc thiết bị khí phải có vật liệu , kim loại vật liêu chủ yếu Sở dĩ kim loại vật liệu sử dụng chủ yếu ngành chế tạo khí có nhiều tính chất ưu điểm quan trọng , ưu việt hẳn so với loại vật liệu khác - Ngày , ngành công nghiệp vật liệu phát triển mạnh mẽ với nhiều loại vật liệu khác : Gỗ , thuỷ tinh , chất dẻo , Với tính ngày tốt sản lượng ngày cao , khơng thay hồn tồn cho kim loại hợp kim - Do , bên cạnh việc nghiên cứu thay kim loại hợp kim vật liệu phi kim loại có tính thích ứng , người ta tiếp tục nghiên cứu để tìm kim loại hợp kim có tính ưu việt : Nhẹ , bền , chịu ăn mòn , chịu nhiệt , chịu va đập , * Việc nghiên cứu sản xuất loại gang , thép trọng tâm cơng nghiệp vật liệu nói riêng kinh tế quốc dân nói chung tất nước có cơng nghiệp phát triển Cấu tạo kim loại hợp kim Khái niệm kim loại: Kim loại vật liệu sáng dẻo rèn được, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao Phương diện hóa học kim loại nguyên tố dễ nhường điện tử phản ứng hóa học 2.1 Cấu tạo mạng tinh thể kim loại - Trong kim loại kim loại xếp cách trật tự tuần hồn khơng gian - Các nguyên tử kim loại xếp cách có trật tự nguyên tử nằm mặt phẳng song song cách gọi mặt tinh thể , tập hợp vô số mặt tinh thể lập thành mạng tinh thể - Tồn mạng khơng gian xem tạo thành hình khối nhỏ đơn giản giống mà cách xếp phân tử đại diện chung cho tồn mạng gọi Hình 1.1 Cấu tạo mạng tinh thể 2.2 Các kiểu mạng tinh thể thường gặp a Mạng lập phương thể tâm a Trong ô kiểu mạng có nguyên tử nằm nút (đỉnh) hình lập phương hình lập phương có ngun tử - Khoảng cách a tâm nguyên tử kề ô mạng tinh thể, gọi thông số mạng Độ lớn đo A ( Ángtrong ) 1A = 10 cm - Các kim loại có kiểu mạng này: Fe, Cr, Mo, W, b Hình 1.2 Lập phương thể tâm b Mạng lập phương diện tâm a a a - Các nguyên tử (ion) nằm đỉnh (tâm) mặt hình lập phương - Trong mạng tinh thể gồm 14 nguyên tử nguyên tử nằm nút mạng, nguyên tử nằm mặt - Số nguyên tử ô riêng biệt: + = 14 Các kim loại: Feγ, Cu, Ni, Al, Pb… có kiểu mạng lập phương diện tâm c Mạng lục phương dày đặc c a Hình 1.4 Mạng lục giác xếp chặt Bao gồm 12 nguyên tử nằm đỉnh, nguyên tử nằm mặt đáycủa hình lăng trụ lục giác nguyên tử nằm khối trung tâủ khối lăng trụ tam giác cách Khối kiểu mạng gồm lớp nguyên tử xếp sít nhau, ngtử lớp đáy xếp sít đến ngtử xếp vào khe lõm lớp đáy chúng xếp sít nhau, ngtử lớp đáy lại xếp vào khe lõm lớp có vị trí trùng với vị trí lớp đáy - Số nguyên tử ô riêng biệt: 2.6 + + = 17 - Số nguyên tử ô mạng tinh thể: 12.1/6 + 2.1/2 + = - Các kim loại có kiểu mạng là: Be, Mg, Ti, Co 2.3 Hợp kim a Định nghĩa Hợp kim sản phẩm nấu chảy hay thiêu kết (luyện tinh bột) hay nhiều nguyên tố mà nguyên tố chủ yếu kim loại để vật liệu có tính kim loại Ví dụ: - Thép, gang hợp kim Sắt, Các bon số nguyên tố khác - Đồng thau hợp kim Đồng Kẽm b Các đặc tính hợp kim Sở dĩ hợp kim sử dụng rộng rãi chế tạo khí nhiều mặt có ưu việt kim loại nguyên chất - Hợp kim có tính cao kim loại ngun chất: Vật liệu chế tạo khí phải có tính cao, phương diện hợp kim hẳn kim loại nguyên chất Kim loại nguyên chất có độ bền, độ cứng thấp, khơng thích hợp để chế tạo chi tiết máy Cịn hợp kim nói chung có độ bền, độ cứng cao hơn, bị mài mịn, có thời gian sử dụng dài Đặc biệt số hợp kim có tính chất q như: Độ bền cao, tính cứng nóng cao, chống ăn mịn… - Hợp kim có tính cơng nghệ tốt: Có tính tốt chưa đủ, để chế tạo thành chi tiết, phận máy cịn phải có tính cơng nghệ tốt Kim loại ngun chất có tính dẻo cao dễ biến dạng dẻo (kéo sợi, cán thành tấm, lá…) tính đúc, gia cơng cắt gọt Tùy theo thành phần hợp kim khác có tính đúc tốt, tính gia cơng cắt gọt cao có khả hóa bền nhiệt luyện… - Tính kinh tế cao: Về mặt kỹ thuật luyện kim, chế tạo hợp kim thông thường dễ nấu kim loại nguyên chất Với kỹ thuật đại, việc luyện kim loại ngun chất cịn gặp nhiều khó khăn phải khử bỏ triệt để tạp chất Vì sử dụng hợp kim chế tạo khí kinh tế Tính chất chung kim loại hợp kim 3.1 Tính chất vật lý a Vẻ sáng mặt ngoài: Chia làm loại: Kim loại màu kim loại đen - Kim loại màu hợp kim đen: Là Fe hợp kim Fe với C (thép, gang ) - Kim loại màu hợp kim màu: Là tất kim loại hợp kim lại b Khối lượng riêng: Là số đo khối lượng vật chất chứa đơn vị thể tích vật thể γ= m (Kg/m ) V Trong đó: m - Khối lượng vật thể ( Kg ) V - Thể tích vật thể ( m3 ) c Trọng lượng riêng: Là trọng lượng đơn vị thể tích vật thể d= P ( KG/mm3 N/mm3 ) V Trong đó: P - Trọng lượng vật ( KG, 1KG ~ 10N ) d Tính nóng chảy: Là tính chất kim loại chảy lỗng nung nóng làm nguội e.Tính dẫn điện: Là khả dẫn điện kim loại hợp kim f Tính truyền nhiệt: Là khả truyền nhiệt kim loại hợp kim đốt nóng nguội g Tính nhiệt nung: Là nhiệt lượng cần thiết để làm tăng nhiệt độ kim loại lên 10C 3.2 Tính chất hóa học a Khái niệm: Tính chất hố học khả kim loại hợp kim chống lại tác dụng hóa học mơi trường xung quanh b Các đặc trưng: Tính chất hóa học kim loại hợp kim biểu hai dạng chủ yếu sau: - Tính chống ăn mịn: Là khả chống lại ăn mòn H2O O2 khơng khí nhiệt độ thường nhiệt độ cao - Tính chịu axít: Là khả chống lại tác dụng mơi trường axít 3.3 Tính học a.Khái niệm: Tính học kim loại hay cịn gọi tính khả chống lại tác dung lực bên lên kim loại b.Các đặc trưng tính: - Độ dẻo: Là khả thay đổi hình dáng kim loại hợp kim mà không bị phá huỷ tác dụng ngoại lực - Đô bền: Là khả kim loại hợp kim chống lại phá huỷ có ngoại lực tác dụng - Độ cứng: Là khả kim loại hợp kim chống lại biến dạng dẻo cục kim loại hợp kim tác dụng tải trọng bên ngồi chổ ta ấn vào vật cứng - Độ đàn hồi: Là khả kim loại hợp kim trở lại hình dáng trạng thái ban đầu sau bỏ lực tác dụng 3.4 Tính cơng nghệ a Khái niệm: Tính cơng nghệ kim loại hợp kim khả mà chúng thực phương pháp công nghệ để sản xuất sản phẩm khác b Các đặc trưng: Tính đúc, tính hàn, tính gia cơng cắt gọt, gia cơng áp lực, tính nhiệt luyện Một kim loại hay hợp kim có tính chất quan trọng tính cơng nghệ khó sử dụng rộng rãi khó chế tạo thành phẩm Cơ tính kim loại hợp kim xác định cách thí nghiệm mẫu vật thiết bị chuyên dùng như: Máy thử kéo nén, máy thử độ cứng Hợp kim biến đổi tổ chức 4.1 Cấu trúc tinh thể 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 ... học vật liệu khí mơn học có nhiều thơng tin lý thuyết , mang tính ứng dụng cao thực tiễn Giáo trình tài liệu giảng dạy học tập cho giáo viên học sinh ngành khí Trường Cao đẳng nghề Xây dựng Giáo. .. đời sống để giáo trình có tính thực tiễn Giáo trình thiết kế theo môn học thuộc hệ thống môn học sở chương trình đào tạo nghề Hàn, trình độ Cao đẳng, trình độ Trung cấp dùng làm giáo trình cho... Đảng Trường Cao đẳng nghề Xây dựng phát triển nguồn nhân lực đáp ứng kịp thời nguồn nhân lực cho cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa nhận thức đắn tầm quan trọng chương trình, giáo trình việc nâng cao