Đặc điểm của nhôm và hợp kim nhôm
Kết cấu nhôm
Đặc tính Ư u điểm
Trọng lượng riêng nhỏ (M= 2,79g/cm 3 ), đây là ưu điểm rất lớn của nhôm so với kim loại khác
Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (658oC) do đó dễnấu luyện Tuy nhiên, tính đúc của nó không cao do độ co ngót lớn (tới 6%).
Tính dẫn nhiệt và dẫn nhiệt cao.
Nhôm có tính chống ăn mòn cao nhờ vào lớp ôxyt nhôm (Al2O3) bám chắc và trung tính trên bề mặt Tuy nhiên, lớp ôxyt này không bền vững khi tiếp xúc với axit và bazơ Tốc độ ăn mòn của nhôm phụ thuộc vào độ pH của môi trường do tính chất lưỡng tính của màng ôxyt nhôm.
= 60 N/mm2, độ cứng HB = 15- 25, độ dẻo cao Do đó nhôm dễ bị biến dạng ngay ở trạng thái nguội Tính gia công cắt gọt của nhôm thấp.
Trong chế tạo cơ khí, người ta không dùng nhôm nguyên chất làm các chi tiết máy vì cơ tính thấp mà hay dùng hợp kim của nó.
Dùng làm vật liệu dẫn điện ở dạng dây hoặc tấm.
Màng nhôm được sử dụng để chế tạo tụ điện trong ngành công nghiệp điện tử và được áp dụng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm như một vật liệu bao gói thay thế cho màng thiếc.
Do có khả năng nhộm màu, nên nhôm còn được dùng làm vật liệu trang trí nội, ngoại thất như khung cửa, ống dẫn, thùng chứa
Công dụng
hổng trong chi tiết vậtđúc.
Ph n loại hợp kim nhôm
Hợp kim nhôm đúc (silumin)
Nếu ngoài hai nguyên tố trên còn có thêm đồng, magiê, kẽm thì được gọi là silumin phức tạp
CHLB Nga ký hiệu silumin bằng ―Al kèm theo số thứ tự chỉ các số hiệu thường dùng.
TCVN 1859–75 quy định ký hiệu hợp kim nhôm đúc với chữ "Al" là nguyên tố chính, tiếp theo là các nguyên tố phụ Số đứng sau mỗi nguyên tố biểu thị hàm lượng của chúng tính theo phần trăm tương ứng.
Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ ―Đ là hợp kim nhôm đúc
Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ ―Đ là hợp kim nhôm đúc
Ví dụ: AlSi12MgCu2Mn0,6Đ: là hợp kim nhôm đúc có chứa Si = 12%,
Số hiệu Thành phần hoá học %) Dạng vật
Si Mg Mn Cu Zn Ti Sn
Bảng thành phần hoá học của một số loại hợp kim nhôm đúc
Tính chất và công dụng:
Silumin có tính đúc cao, tu thuộc vào thành phần các nguyên tố hợp kim mà nó có tính chất khác nhau.
A: có tính chảy loãng cao có khả năng điền đầy vào khuôn tốt, độ nhẳn bề mặt cao nên được dùng để chế tạo các chi tiết có hình dáng phức tạp.
A4, Ặ9: ngoài tính đúc tốt còn có cơ tính tốt dùng làm các chi tiết quang trọng như: chi tiết máy, nắp máy của động cơ đốt trong,
1.1 Hợp kim nhôm biến dạng Đuara)
Hợp kim được tạo thành từ ba nguyên tố chính: nhôm, đồng và magiê, cùng với sự góp mặt của silic, mangan và sắt Đồng và magiê cải thiện cơ tính của hợp kim, trong khi mangan tăng cường độ bền và khả năng chống mài mòn Silic và sắt đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao tính chịu nhiệt của hợp kim.
- CHLB Nga ký hiệu bằng chữ “”(đuara) và số chỉ thứ tự ký hiệu.
-TCVN 1859-75 ký hiệu nhôm biến dạnggiống như nhôm đúc nhưng không ghi chữ“Đ” đằng sau ký hiệu.
Ví dụ: AlMg5: là hợp kim nhôm biến dạng có Mg = 5%.
Thành phần hoá học %) HB
Cu Mg Mn Si Fe Sau khi tôi Đ1 < 0,7 < 0,7 420 15 95 Đ6 < 0,5 < 0,5 300 15 105 Đ16 < 0,5 < 0,5 320 17 105 Đ18 - < 0,5 < 0,5 170 24 70
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HANG HẢI 2 KHOA CƠ KHÍ
Bảng thành phần hoá học một số loại đuar
* Tính chất và công dụng:
Hàm lượng đồng và magiê trong hợp kim ảnh hưởng đến cơ tính của nó Đuara có độ bền cao nhưng khả năng chống ăn mòn kém Trong các loại hợp kim, 6 và 16 có độ bền cao nhất, thường được sử dụng làm khung và cấu trúc chịu lực trong máy bay, trong khi loại 18 có độ dẻo cao nhưng độ bền thấp, thường được dùng làm đinh tán.
Bài 4: Quan sát t ổ chức tế vi của hợp kim nhôm ( 05 giờ )
Hình 4: Tổ chức tế vi của hợp kim Al - (10-30)%Si: a Không biến tính b Có biến tính
CH ƯƠNG II : GANG VÀ THÉP
Bài 5: Giản đồ trạng thái fe – C ( 04 giờ)
- Biết được quy luật về sự kết tinh và chuyển biến tổ Chứccủa hợp kim Fe – C khi nung nóng và làm nguội
- Xác định đượcnhiệtđộ nung nóng cho từng loại thép khi rèn, dập và nhiệt luyện
-Là tài liệu không thể thiếu của người làm việc nhiệtluyện
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀNG HẢI II KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC tº
Hình 5 Giản đồ trạng thái hợp kim Fe –C Điểm Nhiệt độ %C
VI VII Ô + Xê2 + Lê Xê1 + Lê
1.1 Các tổ chức của hợp kim Fe –C trên giảnđồ a Các khu vực trên giản đồ
-Khu vực I : Hợp kim Fe – C ở pha lỏng L )
-Khu vực II : L ng + Ôsentit1 ( L + Ô )
-Khu vực III : L ng + Xêmentit1 ( L + Xê1 )
-Khu vực V : Ôstenit + Xêmentit 2 ( Ô + Xê2 )
-Khu vực VI : Ôstenit + Xêmentit2 + Lêđêburit Ô + Xê2 + Lê )
-Khu vực VII : Xêmentit1 + Lêđêburit Xê1 + Lê
-Khu vực VII : Ôstenit + Ferit Ô + F )
-Khu vực IX : Peclit + Ferit P + F )
-Khu vực X : Peclit + Xêmentit2 ( P + Xê2 )
-Khu vực XI : Peclit + Xêmentit2 + Lêđêburi P + Xê2 + Lê )
-Khu vực XII : Xêmentit1 + Lêđêburit Xê1 + Lê) b Các tổ chức của hợp kim Fe – C
- Xêmentit : ( Fe 3 C, Xê ) là hợp chất hóa học của Fe và C, có độ cứng rất cao 700HB ) có 3 dạng :
+ Xêmentit1 : Kết tinh từ pha lỏng + Xêmentit2 : Kết tinh từ pha rắn + Xêmentit3 : Tiết ra từ dung dịch rắn Ferit
- Ferit F ) là dung dịch rắn của C trong Feα, có độ cứng thấp 80HB ), có độ dẻo cao, có từ tính
- Ôstenit Ô ) là dung dịchrắn của C trong Feγ Ô rấtdẻo và dai, phù hợp với công nghệ rèn
-Peclit P ) là hỗn hợp cơ học cu F và Xê Trong P có 88% F và 12% là Xê, có tính cắt gọt tốt, P có 2 dạng :
+ Peclit tấm : Xê ở dạng tấm, phiến, HB = 200 – 220 + Peclit hạt : Xê ở dạng hạt HB = 180 – 200
- Lêđêburit (Lê) là hỗn hợp cơ học của Ô và Xê hoặc hỗn hợp cơ học của P và Xê Lêđêburit rất cứng.
Bài 6: Đặc điểm chung của sắ t và thép ( 03 giờ)
Là trọng lượng của một đơn vị thể tích của vật thể.P d = ( Kg/mm³ hoặc N/mm³) V Trong đó : P là trọng lực của vật (KG, 1 KG = 10 N )
Là nhiệt độ nung nóng đến đó thì làm cho kim loại từthể rắn trở thành thể lỏng
+Sắt nguyên chất có nhiệt độ nóng chảy là 1539°C + Gang có nhiệt độ nóng chảy là 1130 - 1350°C + Thép có nhiệt độ nóng chảy là 1400 - 1500°C
Khả năng dãn nở của kim loại khi được nung nóng được gọi là độ giãn nở Độ giãn nở này có thể được biểu thị bằng hệ số giãn nở theo chiều dài, tính trên mỗi đơn vị chiều dài là 1mm.
Khả năng dẫn điện của kim loại và hợp kim là yếu tố quan trọng trong kỹ thuật Trong số các kim loại, bạc là vật dẫn điện tốt nhất, tiếp theo là đồng và nhôm Tuy nhiên, do giá trị cao của bạc, đồng và nhôm thường được sử dụng nhiều hơn làm vật dẫn điện Ngoài ra, các hợp kim có tính dẫn điện kém hơn so với các kim loại nguyên chất.
Độ dẫn nhiệt của kim loại và hợp kim là khả năng truyền nhiệt khi được đốt nóng và làm nguội, và nó khác nhau giữa các loại kim loại và hợp kim.
-Tính nhiễm từ : Chỉ có một số kim loại có tính nhiễm từ tức là nó bị từ hóa sau khi đặt trong một từ trường.
Là khả năng của kim loại và hợp kim chống lại tác dụng hóa học của môi trường xung quanh
- Tính chống mòn : Là khả năng kim loại và hợp kim chống lại sự phá hủy củahơi nướchoặc oxy trong không khí ởnhiệtđộ thường và nhiệtđộ cao.
-Tính chịu axit : Là khả năng của kim loại và hợp kim chống lại tácdụng của các môi trường có axit
Tính chất cơ học là biểu thị khả năng chống lại các tác dụng của ngoại lực
- Là khả năng của vật liệu chịu được tác động của ngoại lực mà không bị phá hủy Độ bền được ký hiệu bằng chữ σ (xích ma )
-Có các loại độ bền : độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền nén.
-Độ bền được tính theo công thức :
Pσ = ( N/ mm²)F0 Trong đó : P là ngoại lực (N) ; F0 là diện tích tiết diện ngang (mm 2 )
Khả năng của kim loại và hợp kim trong việc chống lại sự biến dạng dẻo cục bộ trên bề mặt dưới tác động của tải trọng bên ngoài là rất quan trọng Khi một vật cứng hơn được ấn vào, khả năng này xác định độ bền và tính ổn định của vật liệu.
- Độ cứng Brinen được tính theo công thức : P
HB = ( Kn/m² )F Trong đó : F là diện tích mặt cầu của vết lõm (mm² ) P là tải trọng nén (N )
Độ đàn hồi của kim loại là khả năng thay đổi hình dạng dưới tác dụng của lực bên ngoài và trở lại trạng thái ban đầu khi lực được loại bỏ Để xác định độ đàn hồi, quá trình thử kéo được thực hiện bằng cách tăng dần lực kéo trên mẫu thử và theo dõi sự dãn dài của nó Khi lực kéo đạt giá trị Pp, nếu bỏ lực kéo, mẫu thử sẽ co lại đúng chiều dài ban đầu, cho thấy kim loại có tính đàn hồi.
Khi lực kéo đạt giá trị Pc và được loại bỏ, mẫu thử sẽ co lại không trở về chiều dài ban đầu mà dài hơn một chút, hiện tượng này được gọi là biến dạng dư Biến dạng dư này không vượt quá 0.005% so với chiều dài ban đầu.
Pe Tỷ số _ F0 Gọi là giới hạn đàn hồi ký hiệu bằng chữ Pe σB = _ (KG/mm²(MN/m²) F0
Tính biến hình là khả năng mà kim loại và hợp kim thay đổi hình dạng ban đầu của nó
Tính công nghệ của kim loại và hợp kim phản ánh khả năng áp dụng các phương pháp sản xuất để tạo ra sản phẩm Các yếu tố quan trọng trong tính công nghệ bao gồm khả năng cắt gọt, hàn, rèn, đúc và nhiệt luyện.
Khả năng gia công cắt gọt của kim loại phụ thuộc vào tốc độ cắt, lực cắt gọt và độ bóng bề mặt sau khi gia công.
Là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các phần tử hàn khi được nung nóng sơ bộ chỗ mối hàn đến trạng thái chảy hay dẻo
Tính đúc được xác định bởi độ chảy loãng, độ co và tính thiên tích Độ chảy loãng là yếu tố quan trọng, phản ánh khả năng điền đầy khuôn của kim loại và hợp kim, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Nếu độ chảy loãng càng cao thì tính đúc càng tốt
+ Độ co càng lớn thì tình đúc càng kém
Khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại là quá trình mà vật liệu này chịu tác động của ngoại lực, dẫn đến việc hình thành các chi tiết mà không bị phá hủy.
Thép có khả năng rèn cao khi được nung ở nhiệt độ thích hợp nhờ vào tính dẻo lớn Ngược lại, gang không thể rèn do tính giòn, trong khi đồng và chì lại có tính rèn tốt ngay cả khi ở trạng thái nguội.
Giản đồ trạng thái fe – C ( 04 giờ)
Ý nghĩa của giản đồ
- Biết được quy luật về sự kết tinh và chuyển biến tổ Chứccủa hợp kim Fe – C khi nung nóng và làm nguội
- Xác định đượcnhiệtđộ nung nóng cho từng loại thép khi rèn, dập và nhiệt luyện
-Là tài liệu không thể thiếu của người làm việc nhiệtluyện
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀNG HẢI II KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC tº
Hình 5 Giản đồ trạng thái hợp kim Fe –C Điểm Nhiệt độ %C
VI VII Ô + Xê2 + Lê Xê1 + Lê
1.1 Các tổ chức của hợp kim Fe –C trên giảnđồ a Các khu vực trên giản đồ
-Khu vực I : Hợp kim Fe – C ở pha lỏng L )
-Khu vực II : L ng + Ôsentit1 ( L + Ô )
-Khu vực III : L ng + Xêmentit1 ( L + Xê1 )
-Khu vực V : Ôstenit + Xêmentit 2 ( Ô + Xê2 )
-Khu vực VI : Ôstenit + Xêmentit2 + Lêđêburit Ô + Xê2 + Lê )
-Khu vực VII : Xêmentit1 + Lêđêburit Xê1 + Lê
-Khu vực VII : Ôstenit + Ferit Ô + F )
-Khu vực IX : Peclit + Ferit P + F )
-Khu vực X : Peclit + Xêmentit2 ( P + Xê2 )
-Khu vực XI : Peclit + Xêmentit2 + Lêđêburi P + Xê2 + Lê )
-Khu vực XII : Xêmentit1 + Lêđêburit Xê1 + Lê) b Các tổ chức của hợp kim Fe – C
- Xêmentit : ( Fe 3 C, Xê ) là hợp chất hóa học của Fe và C, có độ cứng rất cao 700HB ) có 3 dạng :
+ Xêmentit1 : Kết tinh từ pha lỏng + Xêmentit2 : Kết tinh từ pha rắn + Xêmentit3 : Tiết ra từ dung dịch rắn Ferit
- Ferit F ) là dung dịch rắn của C trong Feα, có độ cứng thấp 80HB ), có độ dẻo cao, có từ tính
- Ôstenit Ô ) là dung dịchrắn của C trong Feγ Ô rấtdẻo và dai, phù hợp với công nghệ rèn
-Peclit P ) là hỗn hợp cơ học cu F và Xê Trong P có 88% F và 12% là Xê, có tính cắt gọt tốt, P có 2 dạng :
+ Peclit tấm : Xê ở dạng tấm, phiến, HB = 200 – 220 + Peclit hạt : Xê ở dạng hạt HB = 180 – 200
- Lêđêburit (Lê) là hỗn hợp cơ học của Ô và Xê hoặc hỗn hợp cơ học của P và Xê Lêđêburit rất cứng.
Đặc điểm chung của s t và thép 03 giờ)
Tính chất vật lý
Là trọng lượng của một đơn vị thể tích của vật thể.P d = ( Kg/mm³ hoặc N/mm³) V Trong đó : P là trọng lực của vật (KG, 1 KG = 10 N )
Là nhiệt độ nung nóng đến đó thì làm cho kim loại từthể rắn trở thành thể lỏng
+Sắt nguyên chất có nhiệt độ nóng chảy là 1539°C + Gang có nhiệt độ nóng chảy là 1130 - 1350°C + Thép có nhiệt độ nóng chảy là 1400 - 1500°C
Khả năng dãn nở của kim loại khi được nung nóng là một yếu tố quan trọng Độ giãn nở của kim loại có thể được biểu thị bằng hệ số giãn nở theo chiều dài, tính trên mỗi đơn vị chiều dài (1mm) Hệ số này cho biết mức độ dãn nở lớn hay nhỏ của kim loại khi nhiệt độ tăng.
Khả năng dẫn điện của kim loại và hợp kim rất quan trọng trong kỹ thuật Trong số các kim loại, bạc là vật dẫn điện tốt nhất, tiếp theo là đồng và nhôm Tuy bạc có tính dẫn điện cao nhưng giá thành đắt đỏ, nên đồng và nhôm thường được sử dụng nhiều hơn làm vật dẫn điện Hơn nữa, các hợp kim thường có tính dẫn điện kém hơn so với kim loại nguyên chất.
Độ dẫn nhiệt là khả năng truyền nhiệt của kim loại và hợp kim khi chúng được đốt nóng hoặc làm nguội Mỗi loại kim loại và hợp kim có độ dẫn nhiệt khác nhau, ảnh hưởng đến ứng dụng và hiệu suất của chúng trong các lĩnh vực công nghiệp và kỹ thuật.
-Tính nhiễm từ :Chỉ có một số kim loại có tính nhiễm từ tức là nó bị từ hóa sau khi đặt trong một từ trường.
Tính chất hóa học
Là khả năng của kim loại và hợp kim chống lại tác dụng hóa học của môi trường xung quanh
- Tính chống mòn : Là khả năng kim loại và hợp kim chống lại sự phá hủy củahơi nướchoặc oxy trong không khí ởnhiệtđộ thường và nhiệtđộ cao.
-Tính chịu axit : Là khả năng của kim loại và hợp kim chống lại tácdụng của các môi trường có axit
Tính chất cơ học
Tính chất cơ học là biểu thị khả năng chống lại các tác dụng của ngoại lực
- Là khả năng của vật liệu chịu được tác động của ngoại lực mà không bị phá hủy Độ bền được ký hiệu bằng chữ σ (xích ma )
-Có các loại độ bền : độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền nén.
-Độ bền được tính theo công thức :
Pσ = ( N/ mm²)F0 Trong đó : P là ngoại lực (N) ; F0 là diện tích tiết diện ngang (mm 2 )
Khả năng của kim loại và hợp kim trong việc chống lại sự biến dạng dẻo cục bộ trên bề mặt dưới tác động của tải trọng bên ngoài là rất quan trọng Khi một vật cứng hơn được ấn vào bề mặt, khả năng này giúp bảo vệ và duy trì tính toàn vẹn của vật liệu.
- Độ cứng Brinen được tính theo công thức : P
HB = ( Kn/m² )F Trong đó : F là diện tích mặt cầu của vết lõm (mm² ) P là tải trọng nén (N )
Độ đàn hồi của kim loại là khả năng thay đổi hình dạng dưới tác dụng của lực bên ngoài và trở lại trạng thái ban đầu khi lực không còn tác động Để xác định độ đàn hồi, quá trình thử kéo được thực hiện trên máy thử kéo, trong đó lực kéo mẫu thử được tăng dần và sự dãn dài của mẫu được theo dõi Khi lực kéo đạt giá trị Pp, nếu bỏ lực kéo, mẫu thử sẽ co lại về chiều dài ban đầu, cho thấy kim loại có tính đàn hồi.
Khi lực kéo đạt giá trị Pc và được loại bỏ, mẫu thử sẽ co lại nhưng không trở về chiều dài ban đầu, mà có sự kéo dài nhẹ, được gọi là biến dạng dư Biến dạng dư này không vượt quá 0.005% so với chiều dài ban đầu.
Pe Tỷ số _ F0 Gọi là giới hạn đàn hồi ký hiệu bằng chữ Pe σB = _ (KG/mm²(MN/m²) F0
Tính biến hình là khả năng mà kim loại và hợp kim thay đổi hình dạng ban đầu của nó.
Tính công nghệ
Tính công nghệ của kim loại và hợp kim đề cập đến khả năng áp dụng các phương pháp sản xuất để tạo ra sản phẩm Các yếu tố chính của tính công nghệ bao gồm tính cắt gọt, tính hàn, tính rèn, tính đúc và tính nhiệt luyện, tất cả đều ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Khả năng gia công cắt gọt của kim loại được xác định bởi ba yếu tố chính: tốc độ cắt, lực cắt gọt và độ bóng bề mặt sau khi gia công Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chất lượng quá trình gia công kim loại.
Là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các phần tử hàn khi được nung nóng sơ bộ chỗ mối hàn đến trạng thái chảy hay dẻo
Tính đúc của kim loại và hợp kim được xác định bởi ba yếu tố chính: độ chảy loãng, độ co và tính thiên tích Đặc biệt, độ chảy loãng phản ánh khả năng điền đầy khuôn, cho thấy mức độ dễ dàng mà kim loại có thể lấp đầy các chi tiết trong khuôn đúc.
Nếu độ chảy loãng càng cao thì tính đúc càng tốt
+ Độ co càng lớn thì tình đúc càng kém
Khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại là quá trình mà kim loại có thể thay đổi hình dạng dưới tác động của ngoại lực mà không bị phá hủy Điều này cho phép tạo ra các chi tiết với hình dáng mong muốn, đảm bảo tính bền vững và độ chính xác trong sản xuất.
Thép có tính rèn cao khi được nung ở nhiệt độ thích hợp nhờ vào tính dẻo lớn, trong khi gang không thể rèn do tính giòn Ngoài ra, đồng và chì cũng sở hữu tính rèn tốt ngay cả khi ở trạng thái nguội.
Quá trình thay đổi độ cứng, độ bền và độ dẻo dai của kim loại được thực hiện bằng cách nung nóng kim loại đến một nhiệt độ nhất định, giữ ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian, sau đó làm nguội theo một chế độ cụ thể.
Gang
Các loại gang thường dùng
Gang là vật liệu kinh tế phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Các loại gang thông dụng bao gồm gang xám, gang trắng, gang cầu, gang dẻo, gang giun và gang biến tính.
1.1 Gang trắng a Thành phần tổ chức C
- Tổ chức C : tồn tại ở dạng Fe3C, pha này chiếm tỷ lệ rất lớn (50% trong tổ chức của gang). b Tính chất.
- Lý tính: trên bề mặ gãy của gang có màu sáng trắng do Cácbon ở dạng hợp chất hóa học Fe3C Do đó gọi là gang trắng.
Gang có chứa cacbon dưới dạng Fe3C rất cứng, với độ cứng từ 600 đến 700 HB, nhưng lại dòn Vì lý do này, gang không thể gia công cắt gọt và không thích hợp để chế tạo các chi tiết máy có độ chính xác cao bằng gang thuần trắng.
+ Độ dẻo, độ bền thấp + Có khả năng chịu mài mòn tốt.
-Tính kinh tế : Phương pháp chế tạo gang trắng đơn giản, giá thànhrẻ. c Công dụng
Gang trắng có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt, thường được sử dụng cho các chi tiết yêu cầu độ bền cao trong môi trường mài mòn như bi nghiền, bề mặt trục cán, và mép lưỡi cày Tuy nhiên, cần lưu ý không làm toàn bộ chi tiết bằng gang trắng vì dễ dẫn đến gãy, vỡ; chỉ nên tạo lớp bề mặt bằng gang trắng, trong khi phần còn lại sử dụng gang graphit Để đạt được bề mặt biến trắng, quá trình làm nguội nhanh bề mặt vật đúc là cần thiết.
Gang trắng chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thép, trong khi một phần nhỏ được chế biến thành gang dẻo Ký hiệu của gang trắng là Fe3C, biểu thị cho hợp chất hóa học của nó.
1.2.Gang xám a Thành phần và tổ chức C
- Thành phần : C = 2,8(3,2)% Ngoài ra còn có Mn = 0,5(0,8)%
Gang xám là loại gang có chứa phần lớn cacbon ở dạng tự do, gọi là graphit Graphit trong gang xám thường xuất hiện dưới dạng tấm hoặc phiến cong tự nhiên, mang lại đặc tính đặc biệt cho vật liệu này.
- Phân loại: Tùy theo mức độ tạo thành graphit mạnh hay yếu, gang xám được chia ra các tổ chức sau :
Gang xám Ferit là loại gang có khả năng tạo thành graphit mạnh nhất, với tất cả cacbon tồn tại dưới dạng tự do mà không có Xêmentit Cấu trúc của gang này chỉ bao gồm hai pha: graphit và kim loại ferit.
Gang xám Fertit – Peclit có khả năng tạo thành graphit mạnh với lượng carbon liên kết Fe3C chỉ khoảng 0,1-0,6%, tạo ra nền kim loại Ferit – Peclit Trong khi đó, gang xám Peclit có mức độ tạo thành graphit bình thường, với lượng carbon liên kết Fe3C khoảng 0,6-0,8%, tạo ra nền kim loại Peclit.
Hình 6: Gang Xám a Tính chất
+ Do graphit có màu xám nên mặt gãy của gang có màu xám.
+ Dẫn nhiệt, dẫn điện kém hơn so với thép.
+ Nhiệt độ nóng chảy thấp.
-Cơ tính : + Do graphit có độ cứng, độ bền thấp hơn Xementit nên gang xám có độ cứng, độ bền thấp hơn gang trắng nhiều 150 - 250 HB, σk = 150 ÷ 400
+ Độ dẻo, độ bền thấp hơn thép, độ bền nén gần bằng.
+ Không chịu biến dạng và va đập
-Tính công nghệ : + Biến dạng kém, tính cắt gọt cao, cho phoi vụn.
+ Tính đúc tốt hơn thép.
+ Có khả năng khử cộng hưởng và tự bôi trơn tốt hệ số ma sát nhỏ )
Chế tạo gang xám có tính kinh tế cao hơn so với thép, nhờ vào quy trình sản xuất đơn giản hơn Gang xám thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm đúc với kích thước lớn và kết cấu phức tạp Loại vật liệu này phù hợp cho các chi tiết không chịu va đập mà chủ yếu chịu nén, đồng thời giúp giảm rung động trong quá trình làm việc và có khả năng bôi trơn tốt.
Theo TCVN 1659–75, gang xám được ký hiệu bằng hai phần: chữ cái "GX" chỉ dạng gang và nhóm số thể hiện thứ tự độ bền kéo cùng độ bền uốn Các ứng dụng của gang xám bao gồm thân máy, bệ máy, các trượt và bánh răng chịu tải trọng nhỏ.
Ví dụ: GX 21- 40 có các nhóm chỉ số độ bền : σkéo = 210 N/mm², σuốn = 400 N/mm²
1.3.Gang cầu a Thành phần và tổ chức C
- Tổ Chức tế vi: Graphit thu nhỏ, hình cầu do có chất biến tính Mg hoặc Ce(Xêri).
-Chế tạo gang lỏng : b.Tính chất.
Vật liệu này sở hữu độ dẻo dai và cấu trúc bền chặt nhờ vào nền kim loại ít bị chia cắt bởi graphit hình cầu, mang lại cơ tính tổng hợp cao gần như thép C.
-Gang cầu vừa có tính chất của gang, vừa có tính chất của thép.
- Các chi tiết máy làm bằng gang cầu có thể làm việc và bền vững ở nhiệt độ bằng 400°C (gang xám ở nhiệt độ nhỏhơn 200°C)
Gang cầu được sử dụng để chế tạo các chi tiết máy quan trọng thay thế cho thép, bao gồm trục cán, thân tuốc bin, trục khuỷu và nhiều chi tiết khác.
Theo tiêu chuẩn TCVN, gang cầu được ký hiệu bằng hai phần: phần đầu là các chữ cái "GC" biểu thị dạng gang, và phần sau là nhóm số thể hiện thứ tự độ bền kéo cùng độ dãn dài tương đối.
Ví dụ : GC 42- 12 là gang cầu có σk = 420 N/mm² và δ %
1.3 Gang dẻo a Thành phần và tổ Chức C
-Tổ Chức tế vi ở dạng cụm bông
-Chế tạo: b.Tính chất xám
Do graphit tập trung đều, gọn hơn nên gang dẻo có độ dẻo cao và bền hơn gang. c.Phạm vi sử dụng
Gang dẻo có cơ tính tổng hợp vượt trội hơn so với gang xám, nhưng giá thành cao do quy trình nấu luyện và chế tạo phức tạp, tốn nhiều nhiệt và thời gian ủ Vì vậy, gang dẻo thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết máy, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt.
-Chịu va đập d Ký hiệu
Theo tiêu chuẩn TCVN, gang dẻo được ký hiệu bằng hai phần: phần đầu là chữ cái "GZ" để chỉ dạng gang, và phần sau là nhóm số thể hiện thứ tự độ bền kéo cùng với độ dãn dài tương đối.
Ví dụ : GZ 42- 12 là gang dẻo có σk = 420 N/mm² và δ %
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Thép kết cấu
Thép hợp kim
Thành phần hóa học
C = (0,08 - 0,85 )% lượng tạp chất nhỏ S < 0,04%, P < 0,035% a Ký hiệu
- Theo tiêu chuẩn Nga : gồm 2 chữ số 08, 10, 15, 20, ,85chỉ % C tính theo phầnvạn.
Ví dụ : Thép 45 là thép kết cấu chất lượng tốt có C = 0,45%
- Theo TCVN : chữ C và các số chỉ lượng C tính theo phầnvạn
Ví dụ : C45 có C = 0,45%, C85 có C = 0,85% b Tính chất và côngdụng
- Cơ tính : + Độ cứng HB = 130 - 300 thép cán ); HB < 250 thép ủ ) + Độ bền σb = (300 ÷ 1150)N/mm²
Khi thành phần C trung bình từ 0,4÷0,5% thép có cơ tính tổng hợp tốt hơn cả.
-Độ thấm tôi thấp nên độ bền mònthấp.
- Dùng để chế tạo các chi tiết máy làm việc với tải trọng thấp và trung bình, yêu cầu độ chính xác không cao Cụ thể :
+ Nhóm thép 08, 10, 15, 20, 25 dùng để chế tạo các chi tiết máy vừa chịu uốn chịu xo n và chịu mài mòn khi được thấm Cacbon, Nitơ trên bề mặt
+ Nhóm thép 30, 35, 40, 45, 50 dùng để chế tạo các chi tiết yêu cầu cơ tính t ng hợp tương đối cao như : bánh răng, trục truyền.
2 Thép hợp kim a) Khái niệm : Thép hợp kim là loại thép ngoài Fe, C và các tạp chất người ta cố ý đưa vào các nguyên tố đặc biệt với một lượng nhất định để thay đổi tổ chức và tính chất của thép
Các nguyên tố, hợp kim thường dùng là : Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Mo, Ti b) Những đặc tính của thép hợp kim
- Cơ tính : Có độ bền cao hơn hẳn thép cacbon Điều này thể hiện đặc biệt rõ sau khi nhiệt luyện tôi và ram
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Thép hợp kim có tính chất hóa học và vật lý vượt trội, ít bị han rỉ và ăn mòn trong không khí cũng như trong các môi trường axit, bazơ và muối Đặc biệt, thép hợp kim sở hữu những tính năng độc đáo như từ tính, khả năng giãn nở nhiệt và điện trở cao, mà thép cacbon không có.
-Phân loại theo nồng độ hợp kim trong thép:
+ Thép hợp kim thấp có tổng lượng các nguyên tố hợp kim đưa vào nhỏhơn + Thép hợp kim trung bình có tổng lượng các nguyên tố hợp kim từ 2,5 - 10%.
+ Thép hợp kim cao có tổng lượng lớn hơn 10%
- Phân theo tên gọi các nguyên tố hợp kim chủ yếu Ví dụ: thép Si, thép, Mn, thép Cr – Ni.
- Phân loại theo công dụng:
+ Thép hợp kim kết cấu
+ Thép hợp kim đặc biệt
+ Thép hợp kim làm khuôn.
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Theo tiêu chuẩn Nga, thép hợp kim được ký hiệu bằng một hệ thống kết hợp chữ và số Các chữ cái trong ký hiệu thường đại diện cho các nguyên tố hợp kim, thường là chữ cái đầu tiên trong tên hóa học bằng tiếng Nga.
Tên Ký hiệu Tên Ký hiệu
* Ký hiệu thép hợp kim gồm 3 thành phần :
- Thành phần 1: là các con số đứng đầu kí hiệu chỉ hàm lượng cácbon nếu : + Không có số nào là chỉ C ≥ 1%
+ Có số 0 đứng trước là chỉ C < 0,1%
+ Có một con số chỉ C tính theo phần nghìn (thép dụng cụ)
+ Có 2 con số chỉ C tính theo phần vạn (thép kết cấu)
-Thành phần 2 : là các số đứng sau chữ cái chỉ % các nguyên tố hợp kim Nếu
% nguyên tố hợp kim nhỏhoặc bằng 1% thì không ghi số nữa
-Thành phần 3 : nếu có chữ A đứngcuối ký hiệu là chỉ thép có chất lượngtốt
9XC2 là thép hợp kim dụng cụ có : C = 0,9%, Cr = 1%, Si = 2 %
* Theo TCVN : về cơ bản giống ký hiệu Nga, chỉ khác :
-Hàm lượng C đều tính theo phầnvạn.
-Các nguyên tố hợp kim ký hiệu theo ký hiệu hóa học
* Các loại thép hợp kim
- Thép hợp kim kết cấu
1 Thành phần hóa học
- Các nguyên tốhợp kim thường dùng là Cr, Ni, Mn, Si với tổng hàm lượng nhỏ hơn 5%.
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Tính chất
- Có giới hạn mỏi cao, giới hạn chảy cao, độ dẻo và độ dai tốt, tính chống mài mòn cao.
-Có khả năng chịu va đậptốt.
-Tính cứng nóng cao, tính nhiệt luyện tốt.
-Dễ gia công cắt gọt.
-Khi %C tăng thì độ cứng và độ bền tăng.
- Chếtạo các chi tiết máy chịu tải trọngmức trung bình và cao như : các trục truyền, bánh răng
-Các chi tiết máy công cụ thường làm bằng thép hợp kim Cr, Cr – Mn, Cr –Ni.
- Thép hợp kim Mn thường dùng trong kếtcấu xây dựngcầnđộbền tươngđối cao như20 Mn hoặc dùng làm lò xo như 60 Mn.
Thép hợp kim Si, như 55C2, 60C2 và 65C3, thường được sử dụng để chế tạo các chi tiết đàn hồi như lò xo và nhíp Loại thép này có đặc điểm nổi bật là sau khi tôi và ram trung bình, nó đạt được giới hạn đàn hồi lớn, độ cứng cao và khả năng chịu va đập tốt.
-Thép hợp kim dụng cụ a Thép hợp kim dụng cụ thấp
-Các nguyên tố hợp kim đưa vào thép là Cr, V, Ni, Mn, Si, Ti.
-Các số hiệu thép thường dùng : X05, XB5.
-Sau khi tôi đạt độ cứng (60 – 64)HRC.
-Tính cứng nóng đạt ở nhiệt độ (bằng 200÷250)°C
- Độthấm tôi lớn hơn thép Cacbon dụngcụ, môi trường tôi thường là dầu nên bị nứt, biến dạng, cong vênh.
- Thường làm dụng cụ cắt với tốc độ cắt thấp như : Đục nguội, doa, mũi khoan, khoét
-Dùng làm dụngcụđo kiểm như thước lá, thướccặp, panme, calip
-Dùng làm khuôn dập nóng, dậpnguội.
Ví dụ : thép XO5 dùng làm dụng cụ cắt hợp kim màu
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC b Thép hợp kim dụng cụ cao
Theo tiêu chuẩn Nga, thép gió được ký hiệu bằng chữ P, tiếp theo là tỷ lệ phần trăm W trung bình Nếu thép có chứa các nguyên tố như Mo, V, Co với hàm lượng lớn hơn 2%, sẽ có thêm ký hiệu M, K và chỉ số lượng phần trăm tương ứng.
Ví dụ : P9 là thép gió có Wtb = 9%
P18K5 là thép gió có Wtb = 18%, Co = 5%
Số hiệu thép C W Cr V Co Mo
* Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim
- W là nguyên tố quan trọng nhất, nó tồn tại dưới dạng cácbit Vônfram làm tăng độ cứng rất lớn và tăng tính cứng nóng
- Cr làm tăng tính thấm tôi của thép do đó làm tăng tuổi bền và tuổi thọ của dụng cụ cắt
V tồn tại dưới dạng các bit (Vanadi VC) giúp tăng cường độ cứng và khả năng chịu mài mòn Tuy nhiên, việc sử dụng V cũng làm giảm tính công nghệ mài, vì vậy cần kiểm soát lượng V trong một khoảng nhất định để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
- Co làm tăng tính cứng nóng của thép gió
- Độ cứng sau khi tôi đạt 62 ÷ 64 HRC
- Tính cứng nóng đạt tới 560 600°C
- Khi chưa tôi thép gió có độcứngtương độcứng của thép Cacbon trung bình Độ thấm tôi tốt có thể tôi thấm với tiết diện bất kì
Dùng làm dụng cụ cắt với tốc độ cắt trung bình để gia công vật liệu có độ cứng trung bình như : dao tiện, dao phay, dao chuốt
Trong đó : - Thép P18 có khả năng cắt tốt nhưng đắt tiền
- Thép P9 có tính mài sửa kém hơn thép P18 nên thường dùng làm dao có tiết diện nhỏnhư: dao tiện rèn, dao tiệm cắt đứt
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Thép không gỉ là loại thép có tính chống ăn mòn cao trong khí quyển và trong các môi trường ăn mòn khác
-Đặc tính chung của thép không gỉ:
Thép có thành phần cacbon thấp giúp giảm thiểu số lượng pha cacbit, từ đó giảm dòng điện ăn mòn và tăng cường khả năng chống ăn mòn Trong môi trường ăn mòn mạnh, hàm lượng cacbon cần được giảm xuống mức thấp hơn Ngoài ra, thép không gỉ thường chứa hơn 12% Cr và có thể bổ sung một lượng nhỏ Ti, Nb để cải thiện tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn.
Các số liệu thép không gỉ thường dùng :
Thép 12X13, 20X13 dùng chế tạo các chi tiết máy chịu ăn mòn, chịu nhiệt tốt như : Cánh tuốc bin hơi, xupap
+ Thép 30X13, 40X13 sau khi tôi và ram cao thường dùng làm các chi tiết của dụng cụ đo, đồng hồ đo, lăn
+ Thép X17, X28 dùng chế tạo các chi tiết máy trong công nghê thực phẩm, hóa học.
Thép X18H9 và 12X18H9 được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật, không chỉ trong ngành công nghiệp hóa học mà còn trong nhiều lĩnh vực khác và sản xuất đồ dùng hàng ngày Đặc biệt, thép lò xo là một ứng dụng quan trọng của loại thép này.
-Yêu cầu của thép lò xo:
Lò xo, nhíp và các chi tiết đàn hồi khác có khả năng làm việc hiệu quả dưới tác dụng của tải trọng tĩnh và va đập lớn mà không bị biến dạng dẻo.
+ Phải có giới hạn đàn hồi và giới hạn mỏi cao, độ dai và đập đảm bảo
+ Lượng Cacbon thích hợp của thép lò xo (từ 0,5 – 0,65)%
Các nguyên tố hợp kim chính trong thép lò xo bao gồm Mn và Si với tỷ lệ 1-2%, cùng với Cr, Ni và V nhằm cải thiện độ thấm tôi và ổn định tính đàn hồi.
+ Thép lò xo phải được nhiệt luyện bằng phương pháp tôi và ram trung bình Các số hiệu thép lò xo
+ Thép 65, 70, 80, 85 để làm lò xo thường
+ Thép 55C2, 65C2, 70C2 có độ thấm tôi tốt dùng làm nhíp và lò xo có chiều dày lớn tới 18mm trong ô tô, máy kéo, tàu hỏa, tàu biển
+ Thép 50C2XA làm việc được ở nhiệt độ tới 300°C dùng làm nhíp ô tô nhỏ, lò xo xupap và các lò xo quan trọng khác với tiết diện không lớn
+ Thép 60C2XA, 60C2H2A có độ thấm tôi d > 50mm, dùng làm lò xo nhíp lớn
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC chịu tải nặng và đặc biệt quan trọng b Thép chịu nhiệt :
Thép chịu nhiệt là loại thép có khả năng chịu được nhiệt độ cao, với thành phần chính là Crom (Cr) Khi lượng Cr trong thép từ 10-13%, thép có thể chịu được nhiệt độ lên tới 750°C Nếu hàm lượng Cr đạt 25%, thép có khả năng chịu nhiệt lên đến 1000-1100°C.
Thép chịu nhiệt được sử dụng để chế tạo các chi tiết hoạt động ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như xupap và buồng cháy của động cơ đốt trong Loại thép này có đặc tính điện trở lớn và tính dãn nở nhiệt đặc biệt, giúp đảm bảo hiệu suất và độ bền trong các điều kiện khắc nghiệt.
-Thép có điện trở lớn :
Dùng trong các lò xo điện trở và các thiết bị xấy nóng ngoài việc có điện trở cao còn có tính chịu oxy hóa cao
-Thép có tính dãn nở nhiệt đặcbiệt:
Thép dùng trong các dụng cụ đo lường chính xác là loại vật liệu quan trọng, yêu cầu các chi tiết có kích thước ổn định khi nhiệt độ thay đổi Loại thép này thường được sử dụng để sản xuất dây tóc và lò xo trong đồng hồ, đảm bảo tính chính xác và độ bền cao cho thiết bị.
-Thép hợp kim làm khuôn
* Đặc điểm của thép làm khuôn:
-Đặc điểm thành phần hóa học.
Để chế tạo khuôn có hiệu suất cao, thành phần cacbon cần đạt từ 0,3 – 0,5% nhằm đảm bảo cơ tính tổng hợp Đồng thời, để có tính bền nóng và khả năng chịu mỏi nhiệt tốt, thành phần nguyên tố hợp kim trong thép phải đạt tối thiểu 3%, bao gồm các nguyên tố tạo cacbit mạnh như W, Mo, Cr, Mn và Si, giúp tăng độ thấm tôi Thêm vào đó, Ni cũng được sử dụng để nâng cao tính chịu nhiệt, đặc biệt quan trọng cho các khuôn chịu nhiệt độ cao khi tiếp xúc với phôi thép nóng trên 1000ºC.
Các ký hiệu thường dùng trong ngành chế tạo khuôn rèn bao gồm 40Cr3W2V2Mo2 và 40Cr5W2Vsi Những khuôn này có kích thước lớn hơn và khả năng chịu va đập mạnh hơn, nhờ vào việc tiếp xúc ít hơn với phôi nóng Do đó, các ký hiệu như 50CrNiMo và 50CrNiW cũng được sử dụng phổ biến.
Để đảm bảo các yêu cầu về cơ tính cho khuôn dập nóng, quá trình nhiệt luyện phải được thực hiện phù hợp với từng loại thép chế tạo, bao gồm việc tôi và ram cao (hoặc ram trung bình).
Thép bền nóng là loại thép có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao mà không giảm độ bền và không bị oxy hóa bề mặt Loại thép này thường được sử dụng để chế tạo khuôn, điển hình là thép peclit như 12CrMo và 04Cr9Si2, có khả năng chịu nhiệt độ từ 300 đến 500°C.
Thép không gỉ là loại thép nổi bật với khả năng chống ăn mòn vượt trội, phù hợp cho sử dụng trong khí quyển và các môi trường ăn mòn khác Chính vì vậy, thép không gỉ thường được lựa chọn để chế tạo khuôn.
Quan sát tổ chức tế vi của gang và thép
Quan sát tổ chức tế vi của gang và thép
1.1.Tổ chức tế vi của gang
-Tổ chức tế vi của gang trắng: tồn tại ở dạng Fe3C, pha này chiếm tỷ lệ rất lớn (50% trong tổ chức của gang)
Gang xám là loại gang có cấu trúc tế vi đặc trưng, trong đó phần lớn cacbon tồn tại dưới dạng tự do, gọi là graphit Graphit trong gang xám thường xuất hiện dưới dạng tấm hoặc phiến cong tự nhiên, tạo nên những đặc tính cơ học và nhiệt lý đặc biệt cho vật liệu này.
- Tổ chức tế vi của gang cầu : Graphit thu nhỏ , hình cầu do có chất biến tính Mg hoặc Ce(Xêri)
-Tổ chức tế vi của gang dẻo ở dạng cụm bông
1.2.Tổ chức tế vi của thép
- Thép cacbon chất lượng thường : C = (0,1 - 0,5 )% Ngoài ra còn có một số tạp chất như Mn, Si, P, S Trong đó S = 0,05 - 0,06 %, P = 0,04 - 0,07 %)
-Thép cacbon kết cấu : C = 0,08 0,85 )% lượng tạp chất nhỏ
-Thép hợp kim kết cấu :
+ Các nguyên tốhợp kim thường dùng là Cr, Ni, Mn, Si vớitổng hàm lượng nhỏ hơn 5%
-Thép hợp kim dụng cụ :
+ Các nguyên tố hợp kim đưa vào thép là Cr, V, Ni, Mn, Si, Ti
2 Ký hiệu vật liệu của các nước : Trung Quốc, Mĩ, Nhật, Đức, Pháp
Mỗi quốc gia đều có tiêu chuẩn và yêu cầu kỹ thuật riêng cho các sản phẩm kim loại, với cách viết ký hiệu khác nhau Ngoài tiêu chuẩn Việt Nam, chúng ta còn thường gặp các tiêu chuẩn quốc tế từ các nước lớn như Mỹ, Nhật Bản, Nga, Trung Quốc, Pháp, Đức và Anh.
Tổ Chức Tiêu Chuẩn Quốc Tế ISO tuy đã đưa ra các tiêu chuẩn, nhưng lại quá muộn đối với các nước công nghiệp phát triển, nơi mà hệ thống ký hiệu đã được thiết lập và sử dụng từ lâu, khó có thể thay đổi Do đó, các tiêu chuẩn này chủ yếu có tác dụng đối với các nước đang phát triển, nơi đang trong quá trình xây dựng và áp dụng các tiêu chuẩn mới.
Tiêu chuẩn Nga OCT, Trung quốc GB có phần quen thuộc ở nước ta Do các
Trường Cao đẳng Nghề Khoa Cơ khí Động lực có mối quan hệ lịch sử với các tiêu chuẩn TCVN và GB, được xây dựng dựa trên các nguyên tắc của OCT Đặc biệt, tiêu chuẩn này áp dụng cho gang, đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất trong sản xuất.
GB ký hiệu gang với các mã như sau: HT cho gang xám, tiếp theo là giá trị σb (MPa); QT cho gang cầu và các chỉ số σb (MPa) cùng δ (%); KTH cho gang dẻo peclit với các chỉ số σb (MPa) và δ (%) Đối với thép thông dụng, các ký hiệu cũng được quy định rõ ràng.
-Ký hiệu của Trung Quốc
- GB dùng chính ký hiệu hóa học để biểu thị từng nguyên tố
Ví dụ: Cr cho Crôm như 12XH3A, 12CrNi3A là thép có khoảng 0,12%C; 1%Cr, khoảng 3%Ni với chất lượng cao, XB, CrWMn là thép có khoảng 1%C, khoảng 1%Mn và 1%W
Mỹ sở hữu nhiều hệ thống tiêu chuẩn phức tạp, có ảnh hưởng lớn đến toàn cầu, đặc biệt là ở các quốc gia không còn theo hệ thống xã hội chủ nghĩa cũ Bài viết này sẽ trình bày các loại tiêu chuẩn thường được sử dụng nhất cho từng loại vật liệu kim loại, giúp người đọc hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của các tiêu chuẩn này trong sách giáo khoa và tài liệu kỹ thuật.
- Đối với thép cán thông thường dùng ASTM (American Society for Testing and Materials) ký hiệu theo các số tròn (42, 50, 60, 65) chỉ σ0,2min (ksi – 1ksi 1000psi = 6.8948MPa = 0.703kG/mm 2 ).
- Đối với bảng HSLA thường dùng SAE (Society for Automtive Engineers) ký hiệu bắt đầu bằng số 9 và hai số tiếp theo chỉ σ0,2min (ksi).
Thép C và hợp kim kết cấu cho chế tạo máy thường được phân loại theo hệ thống AISI/SAE, bao gồm bốn số Hai số đầu tiên xác định loại thép, trong khi hai số cuối cùng thể hiện hàm lượng cacbon.
10xx thép các bon 4xxx thép M0
11xx thép d cắtcó S 5xxx thép Cr 12xx thép d cắtcó S và P 6xxx thép Cr-V 13xx thép Mn (1,00 – 1,765%) 7xxx thép W – Cr 15xx thép Mn (1,75%) 8xxx thép Ni-Cr-M0
2xxx thép Ni 9xxx thép Si-Mn
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
3xxx thép Ni-Cr xxBxx thép B xxLxx thép chứa P
Để biết thành phần cụ thể của thép, cần tra cứu bảng thành phần Ví dụ, thép 1038 có các chỉ số như 0,35 – 0,42%C, 0,60-0,90%Mn, %P = 0,040, và %S = 0,050, phù hợp cho các bán thành phẩm như rèn, thanh, dây, cán nóng, cán tinh và ống không rèn Trong khi đó, thép 5140 có thành phần 0,38-0,43%C và 0,70-0,90%Mn.
- Nếu thép đượcbảođảmđộthấmtốt thì đằng sau ký hiệu có thêm chữ H,
Thép dụng cụ thường được phân loại theo hệ thống AISI (Viện Sắt và Thép Hoa Kỳ), trong đó mỗi loại thép được ký hiệu bằng một chữ cái để chỉ ra đặc điểm và thứ tự quy ước của nó.
H Thép làm khuôn dập nóng (hot word)
A Thép làm khuôn dập nguội hợp kim trung bình tự tôi, tôi trong không khí
D Thép làm khuôn dập nguội, crôm và cácbon cao
O Thép làm khuôn dập nguội tôi dầu (oil – hardening)
S Thép làm dụng cụ chịu va đập (shock – resisting)
L Thép dụng cụ có công dụng riêng hợp kim thấp (low-alloy)
P Thép làm khuôn ép (nhựa) có cacbon thấp
W Thép dụng cụ cacbon tôi nước (water-hardening)
Tiêu chuẩn AISI cho thép không gỉ không chỉ phổ biến tại Mà còn được nhiều quốc gia áp dụng Thép không gỉ được ký hiệu bằng ba chữ số, trong đó các mã bắt đầu bằng 2 hoặc 3 chỉ loại thép austenit, trong khi mã bắt đầu bằng 4 đại diện cho thép ferrit hoặc martensit.
-Nhật Bản – Pháp - Đức a Nhật Bản
- Nhật Bản chỉ dùng 1 tiêu chuẩn JIS (Japanese Industrial Standards), với đặc điểm hệđođường quốctế, cụthể ứngxuất
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
-Tất cả các thép đều được bắt đầu bằng chữ S
Thép cán thông dụng được ký hiệu bằng số chỉ giới hạn bền kéo hoặc giới hạn chảy thấp nhất, tùy thuộc vào từng loại SS là ký hiệu cho thép cán thường dùng trong các ứng dụng chung, trong khi SM chỉ loại thép cán được sử dụng cho kết cấu hàn Nếu thêm chữ A, sẽ trở thành SMA, chỉ thép chống ăn mòn trong khí quyển.
SB – thép tấm làm nồi hơi.
- Thép cácbon để chế tạo máy: SxxC hay SxxCK trong đó xx chỉ phần vạn cacbon trung bình (chữ K ởcuối là loại có chất lượng cao, lượng P, S không lớnhơn 0,025%).
-Thép hợp kim để chế tạo máy gồm hệ thống chữ vàsố:
Bắt đầu với các loại thép như SCr (thép Cr), SMn (thép Mangan), SNC (thép niken-crôm), SNCM (thép nikel-crôm-môlipđen), SACM (thép nhôm-crôm-môlipđen), SCM (thép crôm-môlipđen) và SMnC (thép mangan-crôm) Những loại thép này đều có đặc điểm riêng, phục vụ cho nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành công nghiệp.
+Tiếp theo là ba chữ số trong đó hai chữ số cuối cùng chỉ phần vạn cacbon trung bình
-Thép dễ cắt được ký hiệu bằng SUM, thép đàn hồi SUP, thép lăn – SUJ và sơ thứ tự
-Thép dụg cụ bắt đầu bằng SK và số thứ tự:
SKx – Thép dụng cụ cacbon SKHx – thép gió
KSx – thép làm dao cắt và khuôn dập nguội
SKD và SKT – thép làm khuôn dập nóng, đúc áp lực.
- Thép không gỉ được ký hiệu bằng SUS và số tiếp theo trùng với số của AISI, thép chịu nhiệt được ký hiệu bằng SUH.
- Gang xám được ký hiệu bằng FCxxx, gang cầu FCDxxx, gang dẻo lõi đen – FCMBxxx, lõi trắng – FCMWxxx, peclit – FCMPxxx, các số xxx đều chỉ giới hạn bền.
- Các hợp kim nhôm và đồng có nhóm lấy số theo AA và CDA với phía trước có A (chỉ nhôm), C (chỉ đồng). b Pháp và Đức
- Pháp và Đức có tiêu chuẩn AFNOR Association Franccaise de NORmalisation) và DIN (Deutsche Institut fur Normalisierung), chúng có nhiều nét giống nhau
Pháp, Đức và các nước trong Liên minh Châu Âu (EU) đang tiến hành nhất thể hóa kinh tế và tiêu chuẩn Hiện tại, các quốc gia EU đã áp dụng tiêu chuẩn chung EN 10025 – 90 cho thép cán thông dụng trong xây dựng, bao gồm các loại thép Fe310, Fe360, Fe430, Fe510 và Fe590, với số chỉ độ bền kéo tính bằng MPa.
Thép cácbon được sử dụng trong chế tạo máy được ký hiệu dựa trên hàm lượng cacbon trung bình tính theo số phần vạn Ví dụ, thép có khoảng 0,35% cacbon được ký hiệu là C35 hoặc XC35 theo tiêu chuẩn AFNOR, trong khi theo tiêu chuẩn DIN, thép này cũng được ký hiệu là C35 hoặc CK35.
TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
- Thép hợp kim thấp loại không có nguyên tố nào vượt quá 5% được ký hiệu theo trật tư sau:
-Hai chữ sốđầubiểuthị lượng cacbon trung bình theo phầnvạn
Các nguyên tố hợp kim được liệt kê như sau: DIN sử dụng ký hiệu hóa học, trong khi AFNOR áp dụng các chữ cái đại diện C đại diện cho crôm, N cho niken, M cho mangan, S cho silic, D cho môlipđen, W cho volfram, và V cho vanadi.
Chất dẻo
Định nghĩa, tính chất
Chất dẻo là vật liệu nhân tạo được sản xuất từ các hợp chất hữu cơ như phenol, anđêhit và rượu Loại vật liệu này có khả năng biến dạng dưới tác động của nhiệt và áp suất, đồng thời giữ nguyên hình dạng sau khi ngừng tác động.
Trong sản xuất chất dẻo, người ta thường pha trộn thêm các thành phần như chất độn, chất làm dẻo, chất bôi trơn, chất làm rắn, chất màu và chất ổn định để cải thiện tính năng và ứng dụng của sản phẩm.
-Chất độn làm tăng độ bền, độ cứng, giảm độ co ngót khi tạo hình
-Chất làm dẻo làm tăng tính dẻo vàbền vững ngay ở nhiệt độthấp.
-Chất bôi trơn làm cho chất dẻo không bị dính vào khuôn khi tạo hình
-Chất làm rắn làm chất dẻo ở thể loãng trở thành thể rắn khi nguội.
-Chất màu làm cho chất dẻo có màu s c theo ý muốn.
-Chất n định làm cho chất dẻo giữ được các tính chất ban đầu b Tính chất.
-Chất dẻo có trọng lượng riêng nhỏ 0,9 - 2g/cm³
- Độ bền cơ học khá cao có độ bền nhiệt, chống ăn mòn tốt, hệ số ma sát nh tính cách điện, cách âm tốt.
-Chất dẻo có tính bền hóa học cao không bị tác dụng bởi axit, kiềm.
- Tính công nghệ cao công nghệ chế tạo các chi tiết bằng chất dẻo đơn giản)
Chất dẻo có nhược điểm là bị hóa già theo thời gian, dẫn đến sự biến đổi các tính chất ban đầu Để khắc phục vấn đề này, người ta thường bổ sung một số chất phụ gia vào chất dẻo.
1.1 Các loại chất dẻo cơ bản 1.1.1.Polyme tự nhiên : Cao su
- Cao su tự nhiên : Được lấy từ nhựa của c y cao su Khi mới lấy ra có màu trắngđục, nếu để l u ngoài ánh sáng sẽ biến thành màu nâu
Cao su nổi bật với tính đàn hồi, đặc biệt là cao su lưu hóa, có khả năng duy trì tính đàn hồi trong khoảng nhiệt độ từ 20ºC đến 100ºC Ngoài ra, cao su còn sở hữu nhiều tính chất quý giá khác.
Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt Khoa Cơ khí Động lực nổi bật với các đặc tính ưu việt như độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt, không thấm nước và khí, cùng khả năng dập tắt nhanh các rung động Ngoài ra, sản phẩm còn có khả năng cách nhiệt, cách điện hiệu quả và chịu được tác động hóa học của axit, kiềm, với khối lượng riêng nhỏ.
Cao su có nhược điểm là cơ tính sẽ giảm dần khi tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ, đồng thời cũng dễ bị hòa tan trong một số dung môi hữu cơ như xăng và dầu.
Cao su là nguyên liệu phổ biến trong công nghiệp và đời sống, đặc biệt trong ngành cơ khí, nơi nó được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau.
- Đai truyền chyển động, đai truyền vận chuyển băng tải vận chuyển cát, đá, than )
- Vòng đệm làm kín bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết máy nhằm tránh chảy dầu, nước, tránh dò khí, tránhbụi
1.1.2 Polyme nh n tạo : là các polyme a Polyme chấtdẻo
Là loại chất dẻo có thể làm nóng chảy và tạo hình lại được, bao gồm
Polyethylene (PE) là một loại nhựa được sản xuất từ khí etylen, có đặc tính không dẫn nhiệt và điện, cũng như không thấm nước Nó thường được sử dụng để bọc dây điện, sản xuất chai, lọ, màng bao gói và áo đi mưa.
Polyvinyl clorua (PVC) là một loại nhựa bền, được sản xuất từ clorua vinil, có khả năng chịu đựng tốt với axit và kiềm PVC thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như vải giả da, dép nhựa, ống nhựa và hoa nhựa.
Polypropylene (PP) là một loại polymer được sản xuất từ polylen thông qua quá trình sử dụng chất xúc tác đặc biệt Nó có khả năng chịu ăn mòn hóa học tương tự như polyethylene, nhưng nổi bật hơn với độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt cao hơn PP thường được ứng dụng trong việc chế tạo các loại ống, cánh quạt bơm nước ly tâm, cũng như các dụng cụ y tế, điện tử và thiết bị vô tuyến điện.
Chất dẻo Fenol Bakelit, được sản xuất từ fenol và fomandehit, nổi bật với độ bền cơ học cao và khả năng chịu nhiệt, axit, kiềm tốt Loại vật liệu này được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện và điện tử.
Chất dẻo Tectolit và Hetynac được sản xuất bằng cách tẩm nhựa phenol-formaldehyde vào sợi bông hoặc sợi vải tổng hợp, giúp tăng cường tính dẫn nhiệt và khả năng chống mòn Để nâng cao hiệu suất, có thể thêm chất độn graphit vào Tectolit Tectolit thường được sử dụng trong chế tạo bánh răng và bạc lót.
Hetinac là vật liệu được sản xuất bằng cách tẩm nhựa phenol formaldehyde vào giấy So với tectolit, Hetinac nổi bật với tính cách điện cao và khả năng chịu ẩm tốt Chính vì vậy, Hetinac thường được sử dụng làm vật liệu cách điện, bao gồm cả trong các ứng dụng có điện áp cao.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Cao su – amiăng – compozit ( 02 giờ)
Cao su
Có hai loại cao su là cao su tự nhiên và cao su nhân tạo.
- Cao su tự nhiên : Được lấy từnhựa của cây cao su Khi mớilấy ra có màu trắng đục, nếu để lâu ngoài ánh sáng sẽ biến thành màu nâu
- Cao su nhân tạo : Là những vật liệu polyme tương tự cao su tự nhiên, do có người điềuchếtừ các chấthữucơđơngiảnhơn, thườngbằngphảnứng trùng hợp.
Ví dụ : Cao su butadien cao su buna), cao su Isopren
- Cao su thường dùng trong công nghiệp và đờisống là cao su đã lưu hóa tức là đã pha thêm 1 2% lưu hùynh
Cao su nổi bật với tính đàn hồi vượt trội, đặc biệt là cao su lưu hóa, có khả năng duy trì tính đàn hồi trong khoảng nhiệt độ từ 20ºC đến 100ºC Ngoài ra, cao su còn sở hữu nhiều tính chất quý giá khác như độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt, không thấm nước và khí, khả năng dập tắt rung động nhanh, cách nhiệt và cách điện hiệu quả, cũng như khả năng chịu tác động hóa học từ axit và kiềm, cùng với khối lượng riêng nhỏ.
Cao su có nhược điểm là khả năng cơ tính giảm sút khi tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ, đồng thời cũng bị hòa tan trong một số dung môi hữu cơ như xăng và dầu.
Cao su là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp và đời sống, đặc biệt trong ngành cơ khí, nơi nó được sử dụng để chế tạo nhiều loại sản phẩm khác nhau.
- Đai truyền chyển động, đai truyền vận chuyển băng tải vận chuyển cát, đá, than )
- Vòng đệm làm kín bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết máy nhằm tránh chảy dầu, nước, tránh dò khí, tránhbụi
-Ống dẫn chất lỏng, chất khí chịu áo suất thấp.
Amiăng
- Amiăng được lấy từ quặng mỏ gồm các chất canxi, silicat và magiê màu trắng mịn có thớ nh Amiăng được cung cấp dưới dạng sợi, tấm hoặc thanh
- Đặc tính quan trọngcủaAmiăng là không bị cháy, chịuđược axit, cách điện, cách nhiệt.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Amiăng được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp với nhiều ứng dụng như chất cách nhiệt, tấm đệm chịu nhiệt, găng tay cản nhiệt, quần áo cứu hỏa, tấm lợp, tấm lát, và tường phòng hóa Bên cạnh đó, Amiăng còn là nguyên liệu quan trọng trong việc sản xuất má phanh ô tô.
3.1 Khái niệm, tính chất a Khái niệm Compozit là vật liệu tổ hợp từ hai vật liệu có bản chất khác nhau Vật liệu tạo thành có đặc tính trội hơn đặc tính của từng thành phần khi xét riêng rẽ b Tính chất
- Một vật liệu Compozit gồm một hay nhiều pha gián đoạn đươc ph nbố trong một pha liên tục.
- Khi vật liệu gồm nhiều pha gián đoạn còn gọi là Compozit hỗn tạp Pha gián đoạn thường có cơ tính trội hơn pha liêntục.
-Pha liên tục được gọi lànền.
-Pha gián đoạn gọi là cốt hay vật liệu tăngcường.
-Cơ tính của vật liệu Compozit phụ thuộc vào + Cơ tính của các vật liệu thành phần
+ Luật phân bố hình học của vật liệu cốt + Tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành phần
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
3.2 Một số vật liệu Compozit thông dụ ng
Vật liệu Compozit cốt sợi có độ bền và mô đun đàn hồi riêng cao, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng Để đạt được tính năng tối ưu, vật liệu nền cần có độ dẻo tương đối, trong khi cốt sợi phải sở hữu độ bền và độ cứng vững cao Ngoài ra, hiệu suất của vật liệu còn phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và sự phân bố của sợi.
Các dạng Compozit sợi phổ biến hiện nay bao gồm Compozit polyme sợi thủy tinh, được sử dụng trong sản xuất xe ô tô, tàu biển, ống dẫn và tấm lát sàn công nghiệp Bên cạnh đó, Compozit polyme cốt sợi cacbon thường được ứng dụng trong chế tạo các chi tiết của máy bay.
Compozit kim loại sợi, chẳng hạn như nền là nhôm, đồng hoặc magiê kết hợp với sợi cacbon, bo và cacbit silic, có khả năng chịu nhiệt cao Loại vật liệu này thường được sử dụng để chế tạo các chi tiết trong tua bin.
+ Người ta có thể điều khiển việc ph n bố phương của sợi để có vật liệu dị ứng theo ý muốn.
-Vật liệu Compozit cốt hạt : + Loại này có đặc điểm là các phần tử cốt hạt thường cứng hơn nền,thường dùng các oxit, nitorit, borit, cacbit
Hợp kim cứng là loại vật liệu Compozit với nền là coban và cốt là các hạt cacbit vonfram, cacbit titan Chúng nổi bật với độ cứng và khả năng chịu nhiệt cao, thường được sử dụng trong sản xuất dụng cụ cắt gọt và khuôn ép.
+ Bê tông là loại Compozit hạt, trong đó nền là ximăng và cốt là đá, s i, cát vàng
Hợp kim bột được tạo ra từ nhôm (Al) và oxit nhôm (Al2O3) hoặc nhôm kết hợp với bột các nguyên tố hợp kim như Cr, Fe, Mn Quá trình thiêu kết diễn ra ở một nhiệt độ nhất định để hình thành sản phẩm cuối cùng.
Vật liệu bôi trơn và làm mát 02 giờ)
Dầu bôi trơn
Dầu bôi trơn được chế biến từ dầu m , có màu đen, màu lục hoặc màu n u
Dầu nhờn đóng vai trò quan trọng như một chất bôi trơn cho máy móc, giúp giảm ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc của chi tiết máy Nhờ đó, dầu nhờn không chỉ giảm thiểu sự mài mòn của các chi tiết mà còn hạn chế tiêu hao năng lượng do ma sát gây ra.
Dầu máy có vai trò quan trọng trong việc làm mát các chi tiết máy khi phải chịu ma sát trong quá trình hoạt động Nhờ vào hệ thống dẫn dầu hoạt động liên tục, dầu không chỉ giúp giảm nhiệt độ mà còn truyền dẫn nhiệt ra ngoài, đảm bảo hiệu suất làm việc của máy.
Để bảo vệ và duy trì hiệu suất của các bề mặt kim loại, cần thực hiện một số biện pháp quan trọng Đầu tiên, việc làm kín các bề mặt cần thiết giúp ngăn ngừa sự xâm nhập của độ ẩm và bụi bẩn Tiếp theo, áp dụng chất chống gỉ cho các bề mặt kim loại sẽ tạo ra lớp bảo vệ hiệu quả, ngăn chặn sự hình thành gỉ sét Bên cạnh đó, việc tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn cũng rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của các chi tiết kim loại Cuối cùng, làm sạch bề mặt của các chi tiết máy không chỉ giúp hạn chế sự mài mòn mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động của chúng.
Trong động cơ đốt trong, màng dầu m không chỉ có tác dụng bôi trơn mà còn giúp kín khe hở giữa xecmang và pittông, đảm bảo rằng hỗn hợp khí cháy không bị rò rỉ ra ngoài.
Chất bôi trơn cần có độ nhớt phù hợp để đảm bảo bám trên bề mặt tiếp xúc của chi tiết máy trong suốt quá trình hoạt động Độ nhớt không được quá cao để tránh cản trở chuyển động của các bộ phận máy móc Độ nhớt của dầu được đo bằng độ nhớt động học, có đơn vị là m²/s, thường được gọi là stốc (st).
Trong kỹ thuật đo độ nhớt, độ nhớt Engle được ký hiệu là ºE Giá trị này được xác định bằng cách so sánh thời gian chảy (T) của dầu với thời gian chảy (t) của cùng một lượng nước cất, sử dụng một dụng cụ đo gọi là nhớt kế.
Tỷ số gọi là độ nhớt của dầu T sau: kéo ) Dầu nhờn có các tính chất :
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
- Dùng để bôi trơn các chi tiết máy
- Bảo vệ chống ăn mòn các chi tiết máy
- Làm giảm ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết máy
- Làm mát các chi tiết máy khi chịu ma sát
- Làm kín các bề mặt cần làm kín
- Làm chất chống gỉ cho các bề mặt kimloại
1.3.Phân loại, kí hiệu a Phân loại
- Dầu nhờn được chế biến từ dầu m, có mầu đen, màu lục, màu nâu
- Có nhiều loại dầu nhờn Dầu nhờn được phân chia thành các nhóm chủ yếu máy hộp.
+ Dầu nhờn cho động cơ bôi trơn cho động cơ máy bay, các cầu của ô tô,
+ Dầu truyền động dung để bôi trơn các loại hộpsố, các cầu của ô tô, các truyền lực, hộp giảm tốc )
+ Dầu đặc biệt (đầu tuabin, đầu biến thế ) b Ký hiệu
- Các chỉ số như SAE 20W-40 rồi API SF, SG được in trên chai nhớt, trên lốc máy, trên cây thăm nhớt có ý nghĩa là :
API, viết tắt của American Petroleum Institute, là hiệp hội dầu khí hàng đầu tại Hoa Kỳ Cấp chất lượng của API cho động cơ xăng bao gồm các tiêu chuẩn SA, SB, SC, SE và SF.
SG, cho đến cấp chất lượng SM đụng nóc) API cho động cơ diesel ký hiệu là
M bôi trơn
JASO, viết tắt của Tổ Chức Chứng Nhận Tiêu Chuẩn Ôtô Nhật Bản, là cơ quan chịu trách nhiệm xác định các tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp ôtô tại Nhật Bản Trong số nhiều tiêu chuẩn của JASO, tiêu chuẩn JASO MA áp dụng cho xe máy 4 thì, trong khi tiêu chuẩn JASO FC dành cho xe máy 2 thì.
SAE (Society of Automotive Engineers) là hiệp hội kỹ sư tự động hóa, liên quan đến độ nhớt của dầu nhớt Độ nhớt được phân thành hai loại: đơn cấp và đa cấp Dầu nhớt đơn cấp có một chỉ số, ví dụ như SAE10W, SAE15W, SAE40, thường có dải nhiệt độ môi trường phù hợp hẹp hơn Ngược lại, dầu nhớt đa cấp có hai chỉ số, ví dụ như SAE10W-40, SAE15W-50, SAE20W-50, cho phép sử dụng trong dải nhiệt độ rộng hơn Chữ W trong ký hiệu đại diện cho từ "Winter" (mùa đông), cho thấy dầu nhớt này có thể sử dụng ở nơi có thời tiết lạnh.
Là chất bôi trơn thể đặc, có màu vàng nhạt, nâu sẫm hoặc đen
- M là chất bôi trơn ở thể quánh thay cho dầu làm nhiệm vụ bôi trơn cho các bề mặt chi tiết máy dung dầu không phù hợp
M có trọng lượng riêng 1g/cm³ được chế tạo bằng cách trộn dầu với sáp hoặc xà phòng ở nhiệt độ cao, kèm theo một lượng chất biến tính có màu vàng nhạt đến nâu sẫm hoặc đen.
Độ nh giọt là nhiệt độ mà một chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng, bao gồm các loại độ nh giọt thấp, trung bình và cao Chất lỏng có độ nh giọt thấp thường chảy ở nhiệt độ thấp và có khả năng chịu nhiệt kém.
- Độ lún của m : là độcứng mềm của m , m cứng lún ít dung cho các bộ phận có lực ma sát nh
- Tính n định của m : là khả năng ít bị biến chất trong quá trình sử dụng, chịuđược nóng, không bị vón cục.chốngđược oxi hóa
-Không có tạp chất ăn mòn kim loại, cặn bẩn và nước lã
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
M bôi trơn có các tính chất :
M là sản phẩm lý tưởng để bảo quản dụng cụ và chi tiết máy trong quá trình vận chuyển hoặc khi chờ sử dụng Nó cũng được sử dụng để bôi trơn các bộ phận khó tiếp cận với dầu, giúp duy trì hiệu suất hoạt động và đảm bảo rằng các bộ phận này không bị khô hoặc hư hỏng.
-Bảo vệ chống ăn mòn các chi tiết máy
-Làm giảm masát giữa các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết máy
-Làm mát các chi tiết máy khi chịu ma sát
-Làm kín các bề mặt cần làm kín
-Làm chất chống gỉ cho các bề mặt kimloại
2.3 Phân loại, ký hiệu a Phân loại
Các loại m thường dùng gồm có:
M sôliđôn là loại chất liệu chịu nước nhưng không chịu được nhiệt, thường được sử dụng cho các loại xe và máy móc Có ba loại m sôliđôn: YC – 1, YC – 2 và YC – 3 Trong đó, YC – 1 thích hợp cho mùa đông, YC – 2 được sử dụng cho mùa hè, còn YC – 3 ít được sử dụng hơn.
- M Côngtalin chịuđược nóng không chịuđược nước dùng cho xe, máy nóng tới 130ºC có các loại là YT – 1, YT – 2
- M chịu nóng dùng cho xe, máy và các bộ phận nóng từ 80ºC 100ºC gồm các loại 1- 13, 1- 13C b Ký hiệu
Nhà sản xuất phân loại mỡ theo độ lún kim NLGI (National Lubricating Grease Institute), với 9 loại từ 000 đến 6 Số ký hiệu càng lớn thì độ lún kim càng nhỏ, trong đó loại 6 là rắn nhất với chỉ số NLGI từ 85-115, gần như giống đất sét, còn loại 000 là loãng nhất, gần như dầu, với chỉ số lún kim lớn nhất từ 445-475 Ký hiệu mỡ hoặc độ lún kim thường được ghi rõ trên bao bì, nhãn hàng hóa như Energrease LS2, LC2, mỡ PLC grease L2, L3 hoặc G310, G354.
3 Nước làm mát độngcơ
Chất làm nguội động cơ là những chất giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ, ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt trong quá trình hoạt động Các loại chất làm nguội phổ biến bao gồm dầu bôi trơn, mỡ bôi trơn và ê-mu-xi.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Dung dịch làm nguội có vai trò quan trọng trong quá trình gia công, giúp làm mát dao cắt và vật liệu gia công, từ đó kéo dài tuổi thọ của dao và nâng cao độ chính xác của các chi tiết.
+ Làm cho sự biến dạng dẻo của kim loại khi cắtgọt được d dàng hơn, nhờ đó làm giảm công tiêu hao của máy để cắtgọt
+ Bôi trơn : Làm giảm ma sát giữa dao và phôi, nhờ đó làm giảm được sự mòn dao trong qua trình gia công
- Thành phần của chất làm nguội : Oxy, hidro, cacbon, nitơ, lưu hu nh, photpho
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Nhiên liệu ô tô 04 giờ )
Xăng
-Xăng có trọng lượng riêng từ 0,7 0,775g/cm³
- Trong xăng chứa khoảng 86% cacbon, gần 14% hiđrô , ngoài ra còn một số tạp chất khác không đáng kể nhưoxi, nitơ, lưu hu nh
-Xăng là nhiên liệu lỏng dễbốc hơi, cháy có mùi dễ nhận không hòa tan trong nước.
-Xăng dùng cho động cơ phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Tính bốc hơi tốt để máy d khởi động.
Sự kích nổ là hiện tượng cháy không bình thường của xăng, gây ra tiếng gầm kim loại trong động cơ, làm tăng nhiệt độ và khiến các chi tiết máy nhanh mòn Để ngăn chặn hiện tượng này, người ta pha vào xăng một lượng nhỏ Tetraethyl chì, được gọi là xăng pha chì.
+ Sự n định cao về hóa học không tạo ra lớpnhựa trong thùng chứa, hoặc tạo nên lớp muội than trong buồng cháy của động cơ.
+ Không có tạp chất ăn mòn hoặc cặn bẩn.
+ Không làm han gỉ chi tiết của động cơ.chất lửa
-Xăng phải được cất giữ trong thùng kín tránh dò gỉ không để lẫn nước và tạp
-Trong khu vực để xăng tuyệt đối cấm lửa tránh các hiện tượng g y nên nguồn
-Các thùng chứa xăng phải để nơi r m mát
-Khi mở n p thùng xăng hoặc di chuyển phải nhẹ nhàng không g , đập.
-Khi lấy xăng ra khỏi thùng không được dùng miệng để hút vì xăng có pha chì rất độc.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
-Theo kí hiệu của Nga xăng được kí hiệu bằng chữ A Gồm các loại A – 66,
-72, A – 76 Chữ A là kí hiệu xăng cho động cơ ô tô Các con số 66, 72,76,
93 biểu thị chỉ số oocstan nh nhất.
Xăng sinh học, ký hiệu là "EX", trong đó "X" đại diện cho tỷ lệ phần trăm ethanol trong công thức pha trộn, hiện đang có mặt trên thị trường dưới dạng xăng sinh học E5.
Xăng Mogas, viết tắt của Motor Gasoline, là loại xăng thương mại dành cho động cơ Các chỉ số 90, 92 và 95 đại diện cho trị số ốc-tan Ron của xăng, cho thấy khả năng chống kích nổ Trong số đó, xăng Mogas 95 có khả năng chống kích nổ tốt nhất.
Dầu Điezel
- Thành phần gồm có: 86 - 87%C, 12 15% hiđrô, 0,3 - 1% Oxi, là chất lỏng có màu nâu hung
- Nhiên liệu Điezel là loại nhiên liệu dùng cho động cơ Điezel ở nhiệt độ và áp suất cao tự bốc cháy
- Tính chấtcủa nhiên liệu Điezel đượcđặc trưng bởichỉsố xeetan và độ nhớt, hàm lượng chất dínhkết.
Dầu Diezel có ký hiệu là DO hoặc Diezel
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Câu 1: Khái niệm và phân loại của kim loại(3điểm)
Câu 2: Nêu các tính chất của kim loại: (4 điểm)
Câu 3: Các ưu việt cua hợp kim :(3 điểm)
Câu 4: Đặc điểm của đồng nguyên chất(3 điểm)
Câu 5: Thành phần hoá học vá tác dụng của các nguyên tố đến tổ Chức và tính chất của thép(4 điểm)
Câu 6: Ký hiệu thép cacbontiêu chuẩn thép các bon( 4 điểm)
Câu 7: Nêu khái niệm và ký hiệu của thép hợp kim?(3 điểm)
Câu 8: Gang xám là gì? Thành phần hóa học của chúng (3 điểm)
Câu 9: Thép kết cấu là gì? Các yêu cầu đối với thép kết cấu: (3 điểm )
Câu 10: Ph n loại thép cac bon: (3 điểm)
Câu 11: Ph n loại gang: (4 điểm)
Câu 12: Tác dụng và tính chấtcủa dầunhờn( 3 điểm)
Câu 13: Nêu khái niệm chung về nhôm: (3 điểm)
Câu 14: Phân loại thép hợp kim : (3 điểm)
Câu 15: Nêu thành phần hóa học,cách chế tạovà ph n loại hợp kim cứng( 4 điểm)
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN
+ Các mẫu thử vật liệu
-Dụng cụ và trang thiết bị:
+ Máy vi tính, máy chiếu + Bảng phụ lục về tiêu chuẩn các loại vật liệu + Các thiết bị khảo nghiệm tính chất của vật liệu.
+ Nguyễn Hoành Sơn - Vật liệu học - NXB GD - 2000 + Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất - Công nghệ nhiệt luyện - NXB GD – 2000
+ Phòng học vật liệu học + Phòng thí nghiệm vật liệu học.
1 Ks Lương Văn Quân – năm 2010– Giáo trình Vật liệu cơ khí – Nhà xuất bản Lao Động – Xã Hội.
2 PGS TS Hoàng Tùng – Năm 2003 –Giáo Trình vật liệu và công nghệ cơ khí – Nhà xuất bản Giáo Dục