Vat lieu co khi potx

Gi¸o tr×nh VËt liÖu c¬ khÝ LỜI NÓI ĐẦU Môn học vật liệu cơ khí là một môn học có rất nhiều thông tin về lý thuyết và mang tính thực tiễn rất cao. Để giúp cho học sinh, sinh viên học tập tốt môn học này, đáp ứng với yêu cầu đào tạo của xã hội, đảm bảo chất lượng đào tạo thì việc biên soạn giáo trình riêng cho môn học này là rất cần thiết. Giáo trình Vật liệu cơ khí được biên soạn theo theo chương trình khung do Bộ LĐTB&XH xây dựng và thông qua. Nội dung được biên soan theo hướng ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logic chặt chẽ. Tuy vậy giáo trình cũng chỉ là những kiếm thức cơ bản trong nội dung tổng thể của môn học, vì vậy người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình hiệu quả hơn. Giáo trình dùng cho giáo viên; học sinh – sinh viên hệ TCN và CĐN cơ khí căt gọt kim loại và cơ khí hàn. Tuy nhiên giáo trình này cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho những người học tập và làm việc trong ngành cơ khí. Nội dung giáo trình được biên soạn gồm 5 chương: Chương 1: Cấu trúc và cơ tính của vật liệu Chương 2: Hợp kim và biến đổi tổ chức Chương 3: Nhiệt luyện – Hóa nhiệt luyện Chương 4: Vật liệu kim loại Chương 5: Hợp kim màu và phi kim Khi biên soạn giáo trình mặc dù đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng, cũng như gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao. Tuy nhiên chắc chắn không tránh khỏi các thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận được sự đóng góp của người sử dụng và các bạn đồng nghiệp để giáo trình được hoàn chỉnh hơn trong lần tái bản sau. HD, ngày 23 tháng 8 năm 2011 MỤC LỤC Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o Giáo trình vật liệu cơ khí Chng 1: CU TRC V C TNH VT LIU 1.1. CU TO V LIấN KT NGUYấN T 1.1.1 Khỏi nim c bn v cu to nguyờn t: Mi nguyờn t l mt h thng phc tp bao gm: Ht nhõn nguyờn t (N, P) mang in tớch dng v cỏc e t do bao quanh mang in tớch õm. c im quan trng nht ca kim loi l s e t do lp ngoi cựng rt ớt (1 3e), nhng e ny d b bt ra v tr thnh cỏc e t do, cũn nguyờn t tr thnh ion dng. Cỏc e t do quyt nh tớnh cht c trng ca kim loi. 1.1.2. Cỏc dng liờn kt nguyờn t ch yu trong cht rn: Liờn kt nguyờn t ch yu trong cht rn l liờn kt kim loi Bn ch ca liờn kt kim loi l cỏc nguyờn t trong kim loi tn ti di dng ion dng cú cỏc e t do bao quanh. Ga cỏc ion dng sinh ra lc y, gia cỏc e t do v ion dng sinh ra lc hỳt. S cõn bng ca 2 lc ny chớnh l c s ca liờn kt kim loi. 1.2. SP XP NGUYấN T TRONG VT CHT: Vt rn cú cu to bi cỏc nguyờn t (phõn t) nhng tựy theo cỏc loi vt rn cú cu to khỏc nhau thỡ sp xp nguyờn t (phan t) ca chỳng khỏc nhau. Nhỡn chung vt rn trong t nhiờn cú hai hỡnh thc sp xp nguyờn t (phõn t): Vt rn cú cu to vụ nh hỡnh v vt rn cú cu to tinh th. Cu to nguyờn t kim loi: Mi nguyờn t l mt h thng phc tp gm: + Ht nhõn cú N v P + Cỏc lp in t bao quanh ht nhõn: cỏc e S e hoỏ tr ( s e lp ngoi cựng) rt ớt, thng t 1 3 e. Nhng e ny d b bt ra v tr thnh cỏc e t do, cũn nguyờn t tr thnh ion dng. Hot ng ca cỏc e t do ny quyt nh nhiu n cỏc tớnh cht c trng ca kim loi nh: Tớnh do, tớnh dn nhit, tớnh dn in 1.2.1. Vt rn vụ nh hỡnh: L nhng vt rn cú su to m cỏc nguyờn t (phõn t) trong nú khụng cú sp xp trt t, khụng theo mt quy lut no. nhn bit trong t nhiờn nhng vt rn ny khụng cú hỡnh dỏng nht nh. Nh: Than ỏ, thy tinh, nha hu cthng l phi kim loi. 1.2.2. Vt rn tinh th: L nhng vt rn cú cu to t nhng nguyờn t (phõn t) cú sp xp trt t theo mt quy lut no ú. nhn bit trong t nhiờn nhng vt rn ny bao gi cng cú hỡnh dỏng nht dnh. Thng l nhng vt liu kim loi. Khi kho sỏt vt rn tinh th ny thy rng nu lm bin i cu to (cu trỳc) ca nú s lm bin i nhiu tớnh cht, c bit l c tớnh, do ú nh hng n tớnh s dng ca vt rn. 1.3. KHI NIM V MNG TINH TH 1.3.1. Khỏi nim: Kt qu nghiờn cu cho thy kim loi cú cu to mng tinh th. Mng tinh th gm cac ion dng dao ng liờn tc ti cỏc nỳt mng v cỏc e t do chuyn ng hn lon gia cỏc ion dng to nờn 1 mụ hỡnh khụng gian. Bộ môn: Cắt gọt kim loại Khoa: Cơ khí chế tạo 2 Gi¸o tr×nh vËt liÖu c¬ khÝ Mạng tinh thể là một mô hình không gian mô tả quy luật hình học của sự sắp xếp các chất điểm trong vật tinh thể. Mạng tinh thể gồm 3 phần: a. Mặt tinh thể: Là các mặt phẳng đi qua các chất điểm, các mặt này luôn song song và cách đều nhau. b. Khối cơ bản: Là hình khối nhỏ nhất có cách sắp xếp chất điểm đại diện chung cho mạng tinh thể. c. Thông số mạng: Là khoảng cách giữa 2 tâm của các chất điểm kề nhau. Từ thông số mạng có thể tính ra các khoảng cách bất kỳ trong mạng. Đơn vị đo chiều dài thông số mạng là Ăngstrôn (A 0 ): 1A 0 = 10 -8 cm. 1.3.2. Mật độ nguyên tử: Nếu xem những nguyên tử như những quả cầu thì trong mạng tinh thể luôn có những khoảng trống giữa các nguyên tử (quả cầu). Mật độ nguyên tử (M) của mạng tinh thể nào đó là phần thể tích của mạng do các nguyên tử chiếm chỗ tính ra % M = n.V/m (1.1.) Trong đó: n – Số nguyên tử trong 1 ô cơ bản V – Thể tích của một nguyên tử m - thể tích của 1 ô cơ bản Mật độ nguyên tử của mạng có ý nghĩa rất quan trọng. Mật độ nguyên tử càng lớn mạng tinh thể càng sít chặt, lỗ hổng của mạng càng ít, liên kết nguyên tử càng bền vững và ngược lại. 1.3.3. Các kiểu mạng tinh thể thường gặp: a. Mạng lập phương thể tâm (tâm khối): Khối cơ bản là một khối lập phương,các ion nằm ở các đỉnh và tâm của khối. Số ngyên tử trong 1 ô cơ bản là 9, có 1 thông số mạng. Kiểu mạng này thường gặp ở kim loại kiềm, Fe á , Cr, Mo, V…. Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o 3 Hình 1 - 1. Cấu tạo mạng tinh thể; mặt tinh thể, khối cơ bản, thông số mạng Hình 1 - 2. Khối cơ bản mạng lập phương thể tâm Gi¸o tr×nh vËt liÖu c¬ khÝ b. Mạng lập phương diện tâm(tâm diện): Khối cơ bản là một khối lập phương,các ion nằm ở các đỉnh và tâm các mặt của khối. Số ngyên tử trong 1 ô cơ bản là 14, có 1 thông số mạng. Kiểu mạng này thường gặp ở Cu, Al, Pb…. c. Mạng lăng trụ lục giác đều: Khối cơ bản là một khối lăng trụ lục giác đều, các ion nằm ở các đỉnh, tâm 2 mặt đáy và ở trung tâm của 3 khối lăng trụ tam giác cách đều nhau. Số ngyên tử trong 1 ô cơ bản là 17, có 2 thông số mạng. Kiểu mạng này thường gặp ở Be, Mg, Zn…. 1.4. DẠNG THÙ HÌNH: 1.4.1. Định nghĩa và đặc tính thù hình: Tổ chức mạng tinh thể của kim loại không phải bao giờ cũng như nhau mà nó thay đôit theo nhiệt độ của kim loại. Khả năng của kim laọi có thể thay đổi hình dạng của mạng tinh thể theo nhiệt độ gọi là tính thù hình của kim loại. Các dạng thù hình khác nhau được ký hiệu bằng các chữ HYLẠP theo nhiệt độ từ thấp đến cao: α, β, γ, δ,…. Khi có chuyển biến thù hình thì kim loại đó có kèm theo sự thay đổi thể tích bên trong và thay đổi tính chất. Đây là đặc tính quan trọng nhất khi sử dụng chúng. Sắt, thiếc, ti tan, côban…là các kim loại có tính thù hình. Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o 4 Hình 1-3. Khối cơ bản mạng lập phương diện tâm Hình 1-4. Khối cơ bản mạng lăng trụ lục giác đều Gi¸o tr×nh vËt liÖu c¬ khÝ 1.4.2: Ví dụ: Biểu diễn sự biến đổi thù hình của Fe nguyên chất: Mạng lập phương tâm khối Mạng lập phương tâm diện Các thông số mạng có kích thước: a 1 = 2,88KX a 2 = 3,64KX a 3 = 2,48KX 1KX = 1,002A 0 1A 0 = 10 -8 cm Khi nung sắt nguyên chất người ta thấy ở trạng thái rắn sắt thay đổi 03 kiểu mạng tinh thể ở 03 khoảng nhiệt độ khác nhau (<911 0 C; 911 0 C ÷ 1392 0 C; 1392 0 C ÷ 1539 0 C) có 03 dạng thù hình được ký hiệu: Fe α ; Fe γ ; Fe δ . Sắt có 03 kiểu mạng tinh thể (kèm theo sự thay đổi thể tích trong sắt) do đó tính chất của sắt cũng thay đổi theo. 1.5. ĐƠN TINH THỂ VÀ ĐA TINH THỂ 1.5.1. Khái niệm đơn tinh thể và đa tinh thể: Nếu khối kim loại chỉ là một tinh thể tức là có mạng tinh thể mà phương của nó giữ được đồng nhất ở mọi điểm, thì được gọi là đơn tinh thể. Nhưng trường hợp này rất ít gặp trong thực tế vì các tinh thể kim loại thường có kích thước rất nhỏ (Có tiết diện 300 ÷ 800 µm 2 ), do vậy trong một vật rắn dù rất nhỏ cũng gồm vô số tinh thể. Kim loại có cấu tạo gồm nhiều tinh thể như vậy được gọi là đa tinh thể và mỗi tinh thể trong đó được gọi là hạt. 1.5.2. Các đặc tính của đa tinh thể: Sự định hướng mạng tinh thể của mỗi hạt là ngẫu nhiên nên phương mạng giữa các hạt lệch nhau một góc nào đó. Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o 5 Hình 1-5. Sơ đồ tính thù hình của Fe Hình 1-6. Sơ đồ đa tinh thể 3 hạt Gi¸o tr×nh vËt liÖu c¬ khÝ Ở vùng biên giới giữa các hạt, các nguyên tử chịu quy luật định hướng của tất cả các hạt xung quanh nên có sự sắp xếp không có trật tự (hay mạng tinh thể bị xô lệch). Do sắp xếp như vậy nên tuy rằng mỗi hạt đều có tính dị hướng nhưng do phương mạng giữa các hạt lệch nhau nên tính dị hướng này không giữ được đồng nhất trong khối kim loại gồm nhiều hạt. Vì vậy đa tinh thể có tính đẳng hướng tức là tính chất như nhau theo các phương khác nhau. Chính vì vậy mà kim loại thường gặp (chưa qua biến dạng) đều có cơ tính đồng nhất theo mọi phương. Nếu đem cán, kéo để phương mạng các hạt song song với nhau, hiện tượng này gọi là chọn hướng thì kim loại đa tinh thể lại xuất hiện tính dị hướng. 1.6. SỰ KẾT TINH VÀ HÌNH THÀNH TỔ CHỨC CỦA KIM LOẠI 1.6.1. Khái niệm về sự kết tinh: Sự kết tinh là quá trình hình thành mạng tinh thể từ trạng thái lỏng. Khi kết tinh kim loại nguyên chất chất có sự đột biến từ trạng thái sắp xếp nguyên tử không hoàn toàn trật tự sang có trật tự, xảy ra ở một nhiệt độ nhất định đối với mỗi kim loại. Các vật tinh thể không ó cấu tạo tinh thể (thuỷ tinh, nhựa) khi đông đặc không kèm theo sự thay đổi các sắp xếp nguyên tử, do đó không có hiện tượng kết tinh. 1.6.2. Điều kiện xảy ra kết tinh: Tại sao khi làm mnguội kim loại lỏng xuống thấp hơn nhiệt độ quy định (đối với mỗi kim loại) sẽ xảy ra kết tinh? Trong tự nhiên mọi quá trình tự phát đều xảy ra theo chiều giảm năng lượng (ở trạng thái mới có năng lượng dự trữ nhỏ hơn) Vd: Một viên bi đặt ở vị trí A (cao hơn) luôn có xu hướng lăn xuống vị trí B (thấp hơn) → vì sẽ ổn định hơn. Năng lượng dự trữ còn gọi là năng lượng tự do (F) Sự thay đổi năng lượng tự do của trạng thái lỏng (Fl) và rắn (Fr) theo nhiệt độ Ở nhiệt độ: T > Ts có Fl < Fr → Kim loại tồn tại ở trạng thái lỏng có năng lượng thấp hơn Ở nhiệt độ: T < Ts có Fl > Fr → Kim loại tồn tại ở trạng thái rắn có năng lượng thấp hơn Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o 6 Ts Fr Fl Ts T 0 Hình 1-7. Sơ đồ biểu diễn sự thay đổi trang thái kim loại F Giáo trình vật liệu cơ khí Vy khi lm ngui kim loi lng xung quỏ nhit Ts thỡ quỏ trỡnh kt tinh xy ra. Chỳ ý: T = Ts cú Fl = Fr: Nng lng t do ca 2 trng thỏi bng nhau thỡ quỏ trỡnh kt tinh cha xy ra ( kim loi lng v rn trng thỏi cõn bng ng: Nu cú 1 lng kim loi lng kt tinh thỡ li cú 1 lng kim loi rn nh vy núng chy ra) Ch T < Ts Fr < Fl rừ rt thỡ s kt tinh mi xy ra Ts gi l nhit kt tinh lý thuyt. Nh vy nhit kt tinh thc t luụn thp hn Ts gi l s quỏ ngui v hiu s gia 2 nhit ú gi l quỏ ngui T. Phn ln cỏc kim loi cú th kt tinh vi T = 2 5 0 C Túm li: Kim loi lng ch xy ra kờt tinh nhit m ti ú nng lng t do ca kim lai rn nh hn nng lng ca kim loi lng r rt, tc l thp hn nhit kt tinh ;ý thuyt. Fr cng nh hn Fl quỏ trỡnh kt tinh cng d xy ra. 1.7. TNH CHT CHUNG CA KIM LOI V HP KIM 1.7.1. Tớnh cht vt lý: L nhng tớnh cht ca vt liu th hin qua cỏc hin tng vt lý khi thnh phn hoỏ hc ca vt liu ú khụng b thay i. Bao gm: a. V sỏng mt ngoi: Cú th chia thnh kim loi en v kim loi mu - Kim loi en l gm cỏc hp kim ca st (gang v thộp) - Kim loi mu l tt c cỏc kim loi v hp kim cũn li Kim loi khụng trong sut, nhng tm kim loi c dỏt rt mng cung khụng th cho ỏnh sỏng xuyờn qua. Tuy nhiờn mi kim loi li cú phn chiu ỏng sỏng theo mt mu sc riờng m ta quen gi l mu ca kim loi. ( ng cú mu , thic cú mu trng bc, km cú mu xỏm ) ụi khi trờn mt ngoi ca thộp cú mu khỏc nhau nh vng, xanh , tớm nhng mu ú khụng phi l mu ca thộp m l mu ca mt ngoi thộp b ph mt l ụxớt, lp ny to nờn do nhit ct gt, mi nhit khỏc nhau lp ụxớt ny cú mu sc khỏc nhau. Chớnh nh s bin mu ny b mt ngoi ca thộp ta cú th phỏn oỏn c nhit t núng ca thộp khi nhit luyn hoc rốn b. Khi lng riờng: L s o khi lng cha trong mt n v th tớch. Nu gi khi lng ca vt l m, th tớch l V thỡ khi lng riờng: = m / V ( Kg/m 3 , g/cm 3 ) ng dng ca khi lng riờng trong k thut rt rng rói: Dựng so sỏnh cỏc kim loi nng nh tin la chn vt liu, nhng vt ln nh thộp ng ray, thộp hỡnh khú cõn c khi lng nhng vỡ bit c khi lng riờng, o c kớch thc m tớnh ra th tớch nờn cú th tớnh toỏn ra khi lng ca chỳng. Vớ d: Khi lng riờng ca mt s kim loi: Nhụm: 2,7; Fe: 7,8; Cu: 8,9; Sn: 7,3; Pb: 11,4; Zn: 7,1 c. Nhit núng chy: L nhit ng vi lỳc kim loi chuyn t th rn sang th lng hon ton Vớ d: St nguyờn cht chy nhit 1535 0 C, gang 1130 1350 0 C, thộp 1400- 1500 0 C (do hm lng C trong gang v thộp quyt nh). im chy cng thp thỡ tớnh chy loóng ca kim loi cng tt. Tớnh cht ny rt quan trng trong cụng ngh ỳc. Bộ môn: Cắt gọt kim loại Khoa: Cơ khí chế tạo 7 Gi¸o tr×nh vËt liÖu c¬ khÝ d. Tính dẫn nhiệt: Là khả năng truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc làm lạnh. Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt thì càng dễ đốt nóng nhanh và đồng đều, cũng như nguội nhanh Độ dẫn nhiệt của kim loại và hợp kim không giống nhau: gang, thép đều có tính dẫn nhiệt tốt nhưng kém đồng và nhôm. Nếu lấy hệ số dẫn nhiệt của bạc là 1 thì của đồng là 0,9, nhôm là 0,5. sắt là 0,15. Các chi tiết máy cần có sự truyền nhiệt nhanh thì cần chế tạo bằng cáckim loại có tính dẫn nhiệt cao như pittông, két nước của động cơ đốt trong e. Tính dẫn điện: Là khả năng truyền dòng điện của kim loại. Các kim loại có tính dẫn điện khác nhau, kl có tính dẫn điện cao tức là kl ít cản trở dòng điện chạy qua ( ta nói điện trở của kl đó thấp). Bạc  đồng  nhôm. So sánh tính dẫn điện và tính dẫn nhiệt ta thấy kim loại nào dẫn nhiệt tốt thì cũng dẫn điện tốt và ngược lại. f. Tính giãn nở nhiệt: Là khả năng giãn nở của kim loại khi nung nóng và co lại khi làm nguội. Sự giãn nở của các kim loại không giống nhau. Để đánh giá sự giãn nở nhiệt của một vật nào đó người ta đo chính xác độ giãn dài của 1mm vật đó khi nhiệt độ thay đổi 1 độ. Độ giãn dài đo được gọi là hệ số giãn nở nhiệt theo chiều dài ( Sự giãn nở theo thể tích được tính bằng 3 lần sự giãn nở theo chiều dài). Hệ số giãn nở nhiệt thường rất nhỏ nhưng với các vật có kích thước lớn, có sự thay đổi nhiệt độ đáng kể thì sự giãn nở rất lớn và cần phả chú ý- Để do lường chiều dài một cách chính xác người ta làm dụng cụ đo bằng hợp kim inva ( là hợp kim của Fe với c = 0,3%, Ni = (35 – 37)%). hợp kim này có độ giãn nở nhiệt gần như bằng 0 ở khoảng nhiệt độ từ 80 – 100 0 C. Sự giãn nở nhiệt cần đặc biệt chú ý rong nhiều trường hợp cụ thể ví dụ: Đối với cầu làm bằng sắt thép ta phải tính đến sự giãn nở của vật liệu tuỳ theo nhiệt độ của từng mùa, khi rèn kim loại trong khuôn ta phải tính đến sự co của kim loại trong khuôn sau khi nguội lạnh Khi đo lường chính xác ta phải ghi rõ kết quả đo ấy là trong tình trạng nhiệt độ nào. g. Tính nhiễm từ: Chỉ có một số kim loại có tính nhiễm từ, tức là nó bị từ hoá sau khi được đặt trong một từ trường. Sắt và hầu hết các hợp kim của sắt đều có tính nhiễm từ. Ni và côban cũng có tính nhiễm từ và được gọi là chất sắt từ. Còn hầu hết các kim loại khác không có tính nhiễm từ. Tính nhiễm từ của kim loại được sử dụng rất rộng rãi trong ngành điện lực. Tuy nhiên đôi khi trong kỹ thuật lại cần những kim loại không có từ tính, thép có thành phần Ni và Mn với hàm lượng thích hợp sẽ không có từ tính. 1.7.2. Tính chất hoá học: Là độ bền của kim loại hoặc hợp kim đối với những tác động hoá học của các môi trường có hoạt tính khác nhau. Hầu hết các kim loại và hợp kim đều bị tác dụng hoá học của các môi trường xung quanh: Sắt để trong không khí ẩm bị gỉ, đồng bị gỉ biến thành màu xanh, chì biến màu từ sáng thành đục Tính chất hoá học của kim loại và hợp kim được biểu thị ở 2 dạng chủ yếu: + Tính chịu ăn mòn: Là khả năng chống lại sự ăn mòn của hơi nước hay ôxi của không khí ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao. + Tính chịu axít: Là độ bên của kim loại và hợp kim đối với sự ăn mòn của axít. Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o 8 Giáo trình vật liệu cơ khí Khi la chn kim loi hoc hp kim ta phi cn c vo tớnh chõt hoỏ hc bit kh nng chu tỏc dng ca nú i vi mụi trng xung quanh. 1.7.3. Tớnh cht c hc ( C tớnh ): Biu th kh nng ca kim loi hay hp kim chng li tỏc dng ca cỏc loi ti trng. Trong quỏ trỡnh lm vic tt c cỏc chi tit mỏy u chu lc tỏc dng bờn ngoi vi mc khỏc nhau. Vỡ vy c tớnh l mt trong nhng tớnh cht quan trng nht ca bt k vt liu ch tao mỏy no. C tớnh ca vt liu c biu th bi cỏc c trng sau: a. bn: L kh nng ca vt liu chu tỏc dng ca ngoi lc m khụng b phỏ hu. + Ký hiu bn: , n v bn: N/mm 2 , KN/mm 2 , MN/mm 2 . + Tu theo cỏc dng khỏc nhau ca ngoi lc ta cú cỏc loi bn: bn kộo ( k ), bn nộn ( n ), bn un ( u ) b. cng: L kh nng ca kim loi hay hp kim chng li s lỳn ca b mt ti ch ta n vo ú mt vt cng hn. Kim loi cng khú lỳn thỡ cng cng cao. + Ký hiu cng: HB (cho nhng vt liu cú cng thp) v HRC, HRB, HRA ( cho vt liu cú cng cao hn), HV (cho vt liu mm). + n v o cng: Kg/mm 2 c. gión di tng i: L t l tớnh theo phn trm gia lng gión di ra sau khi kộo v chiu di ban u. + Ký hiu gión di tng i: , n v: % =( L 1 L 0 )/L 0 x100% Trong ú: L 1 v L 0 l chiu di mu sau khi kộo v trckhớ kộo tớnh cựng n v o (mm). Vt liu cú cng ln thỡ cng do v ngc li. d. dai va chm: L kh nng ca vt liu chu tỏc dng ca ti trng t ngt (Ti trng va p) m khụng b phỏ hu. + Ký hiu dai va chm: a k , n v : J/mm 2 , KJ/mm 2 1.7.4. Tớnh cht cụng ngh: L kh nng ca vt liu cho phộp ỏp dng cỏc phng phỏp cụng ngh no sn xut cỏc sn phm. Bao gm; a. Tớnh gia cụng ct gt: L kh nng ca kim loi gia cụng bng ct gt d hay khú. b. Tớnh hn: L kh nng to thnh s liờn kt gia cỏc chi tit hn khi nung núng cc b ch mi hn n trng thỏi chy hoc do. c. Tớnh rốn: L kh nng bin dng vnh cu ca kim loi khi chu tỏc dng ca ngoi lc to thnh hỡnh dng ca chi tit m khụng b phỏ hu. Vd: Thộp cú tớnh rốn cao khi nung nhit phự hp, gang khụng rốn c, ng cú tớnh rốn tt ngay trng thỏi ngui d. Tớnh ỳc: c c trng bi chy loóng, co v tớnh thiờn tớch + chy loóng: Biu th kh nng in y khuụn ca kim loi v hp kim. chy loóng cng cao thỡ tớnhỳc cng tt + co cng ln thỡ tớnh ỳc cng kộm + Tớnh thiờn tớch: L s khụng ng u v thnh phn hoỏ hc ca kim loi trong cỏc phn khỏc nhau cu vt ỳc. Thiờn tớch cng ln thỡ cht lng vt ỳc cng kộm. e. Tớnh nhit luyn: L kh nng lm thay i cng, bn, do ca kim loi bng cỏch nung núng kim loi ti nhit nht nh, gi nhit ú mt thi gian, sau ú lm ngui theo mt ch nht nh. Bộ môn: Cắt gọt kim loại Khoa: Cơ khí chế tạo 9 Gi¸o tr×nh vËt liÖu c¬ khÝ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1. Nêu cấu tạo của nguyên tử và liên kết kim loại trong kim loại? 2. Phân biệt chất rắn tinh thể và chất rắn vô định hình? 3. Nêu cấu tạo mạng tinh thể? Các kiểu mạng tinh thể thường gặp? 4. Nêu khái niệm về mật độ nguyên tử? 5. Tính thù hình của kim loại là gì? Cho ví dụ? 6. Phân biệt đơn tinh thể và đa tinh thể? Nêu các đặc tính của đa tinh thể? 7. Nêu điều kiện xẩy ra kết tinh? 8. Trình bày tính chất chung của kim loại và hợp kim? Cho ví dụ? Chương 2: HỢP KIM VÀ BIẾN ĐỔI TỔ CHỨC Bé m«n: C¾t gät kim lo¹i Khoa: C¬ khÝ chÕ t¹o 10 [...]... ho tan Ferit vo ễ khi nung núng (7270C 9110C - ng GS) Acm: L nhit chuyn bin bt u tit ra XờII t ễ khi lm ngui v kt thỳc ho tan XờII vo ễ khi nung núng (7270C 11470C -ng SE) phõn bit cỏc nhit chuyn bin khi nung núng v khi lm ngui: + Khi nung núng: Ac1, Ac3, Accm (thờm c phớa sau: chauffage l nung núng) + Khi lm ngui: Ar1, Ar3, Arcm(thờm r phớa sau: Refroielisslment l lm ngui) Khi nhit luyn thộp... truyn, trc, bỏnh rng, 3.7 CC KHUYT TT THNG XY RA KHI NHIT LUYN THẫP 3.7.1 Bin dng v nt: õy l dng khuyt tt thng gp Do ng sut bờn trong quỏ ln vỡ lm ngui quỏ nhanh khi tụi Nguyờn nhõn: Khi lm ngui khụng u s to ra s gión n th tớch trong chi tit do ú to ra lc co v lc kộo ln dn n nt, v Phng phỏp nhỳng chi tit vo mụi trng tụi cng nh hng n cong vờnh Vỡ vy khi nhỳng chi tit vo mụi trng tụi cn tuõn theo quy... ton Nu nhit tụi ca thộp trc cựng tớch ch cao hn Ac1 v thp hn Ac3 thỡ t chc khi nung l (ễ + F), sau khi tụi l (Mactenxit + F), F l cho cng ca thộp tụi khụng t c giỏ tri cao nht Cũn khi nung quỏ Ac3 thỡ sau khi tụi khụng cũn F nờn thộp s cú cng cao nht Ngc li tụi thộp sau cựng tớch khụng th nung thộp lờn quỏ nhit Accm, vỡ khi tt c cỏc bon s hũa tan ht trong Oosstenit, do vy Mactenxit cú th tớch ln,... kim Fe C khi nhit < 7270C 2.2.4 Phõn loi hp kim Fe C theo gin pha Fe - C: a Cn c vo hm lng C Cú 2 loi: Bộ môn: Cắt gọt kim loại Khoa: Cơ khí chế tạo 14 Giáo trình vật liệu cơ khí - Thộp: Khi %C < 2,14% - Gang: Khi %C > 2,14% b Cn c vo t chc cú 2 loi: - Thộp: L hp kim ca Fe C trong ú C < 2,14% Gm : + Thộp trc cựng tớch cú t chc: P + Khi %C < 0,8% + Thộp cựng tớch cú t chc : P ( = Xe) khi %C = 0,8%... 3.2.3 Cỏc chuyn bin ch yu xy ra khi nhit luyn thộp: a Chuyn bin Peclit thnh ễstenit xy ra khi nung núng thộp quỏ nhit Ac1: Bộ môn: Cắt gọt kim loại Khoa: Cơ khí chế tạo 18 Giáo trình vật liệu cơ khí [Fe + Fe3C] Fe(C) b Chuyn bin ễ thnh Peclit xy ra khi lm ngui thộp xung thp hn nhit Ac1: Fe(C) [Fe + Fe3C] c Chuyn bin ễ thnh Mactenxit: Fe(C) Fe(C) Chuyn bin ny xy ra khi lm ngui nhanh ễ cng cú th... tớch cú t chc : P + XeII khi %C > 0,8% Hỡnh 2-4 T chc t vi ca thộp trc cựng tớch 0,2%C v 0,5%C Hỡnh 2-5 T chc t vi ca thộp sau cựng tớch P dng tm v P dng ht - Gang trng : L hp kim ca Fe C trong ú %C > 2,14% Gm : + Gang trng trc cựng tinh cú t chc : Lờ + P + XeII khi %C < 4,3% + Gang trng cựng tinh cú t chc : Lờ (P + Xe) khi %C = 4,3% + Gang trng sau cựng tinh cú t chc : Lờ + XeI khi %C > 4,3% Hỡnh 2-6... gim rt nhiu nhng h hng khi nung núng nh quỏ nung, ht ln v thoỏt cỏc bon b mt Nhc im ca phng phỏp l phi ch to vũng cm ng thớch hp cho mi loi chi tit, do ú ch ỏp dng cho sn xut hng lot, hng khi 3.6 RAM THẫP 3.6.1 Mc ớch ca ram thộp: Bộ môn: Cắt gọt kim loại Khoa: Cơ khí chế tạo 24 Giáo trình vật liệu cơ khí Sau khi tụi thộp cú cng cao, rũn v cú ng sut bờn trong, vỡ vy thộp rt d góy khi lm vic Ram l quỏ... nhit núng chy ca kim loi khi nhit luyn, ỳc, ng thi s xỏc nh c ch nhit khi nhit luyn, cỏn, rốn Cu to pha ca h hp kim cỏc nhit v thnh phn khỏc nhau, do ú cú th bit c cỏc tớnh cht ca vt liu s dng v gi cụng hp lý Thnh phn v t l cỏc pha trong hp kim ó cho Nhng cn chỳ ý l cu to pha ca hp kim c ghi trờn gin trng thỏi ch ng vi trng thỏi cõn bng, tc l khi nung núng v lm ngui chm Khi nung núng v lm ngui... chi tit di, nh (mi khoan, taro) v lũ xo thỡ phi nhỳng tht thng ng nu nghiờng s cong + Nhng chi tit phng v mng phi nhỳng ng, khụng c nhỳng nm ngang + Chi tit hỡnh ng khi nhỳng phi m bo trc vuụng gúc vi mt cht lng Khc phc: Tc ngui sao cho tht u Sau khi tụi phi ram ngay kh ng sut bờn trong 3.7.2 ễxy hoỏ v thoỏt cỏc bon: Khi nung kim loi nhit cao s cú s tỏc ng hoỏ hc gia b mt chi tit v ụxi lm cho b... ỳc ca thộp kộm hn gang vỡ thộp cú nhit núng chy cao hn, chy loóng thp hn v b co nhiu khi ụng c Thộp l vt liu d gia cụng ct gt 4.1.2 nh hng ca cỏc nguyờn t n tớnh cht ca thộp: a nh hng ca Cỏc bon: Cỏc bon l nguyờn t quan trng quyt nh n t chc v tớnh cht ca thộp Khi hm lng C trong thộp thay i thỡ c tớnh ca thộp thay i ( khi C tng thỡ bn, cng tng, do dai gim xung) V mt nh lng c tng 0,1% C thỡ do . ca thộp khi nhit luyn hoc rốn b. Khi lng riờng: L s o khi lng cha trong mt n v th tớch. Nu gi khi lng ca vt l m, th tớch l V thỡ khi lng riờng: = m / V ( Kg/m 3 , g/cm 3 ) ng dng ca khi lng. chuyn bin khi nung núng v khi lm ngui: + Khi nung núng: Ac1, Ac3, Accm (thờm c phớa sau: chauffage l nung núng) + Khi lm ngui: Ar1, Ar3, Arcm(thờm r phớa sau: Refroielisslment l lm ngui) Khi nhit. loại khi nung nóng và co lại khi làm nguội. Sự giãn nở của các kim loại không giống nhau. Để đánh giá sự giãn nở nhiệt của một vật nào đó người ta đo chính xác độ giãn dài của 1mm vật đó khi nhiệt