Giáo trình Vật liệu học (Nghề Công nghệ ôtô)

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU HỌC NGHỀ CƠNG NGHỆ ƠTƠ (Ban hành theo định số 820/QĐ-CĐHHII, ngày 22 tháng 12 năm 2020 Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II) ( Lưu hành nợi bợ) TP Hồ Chí Minh, năm 2020 LỜI GIỚI THIỆU Nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa nhằm đưa Việt Nam trở thành nước công nghiệp, văn minh, đại Trong sụ nghiệp cách mạng to lớn đổ, công tác đào tạo nhân lực giữ vai trị quan trọng Báo cáo Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IXX rõ: ―Phát triển giáo dục đào tạo động lực quan trọng thúc đẩy nghiệp công nghiệp hỏa, đại hóa, điều kiện để phát triển nguồn lực người - yếu tố để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh bền vững‖ Trên sở chương trình khung Bộ Lao Đông Thương Binh Xã Hội ban hành với kinh nghiệm rút từ thực tế đào tạo, Trường Cao Đẳng Nghề Hàng Hải II đạo tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình cách khoa học, hệ thôhg cập nhật kiến thức thực tiễn phù hợp với đối tượng học sinh Khoa Cơ Khí Bộ giáo trinh tài liệu giảng dạy học tập Trường Cao Đẳng Nghề Hàng Hải II, đồng thời tài liệu tham khảo hữu ích cho trường có đào tạo ngành kỹ thuật công nghệ ô tô tâm đến vấn đê hướng nghiệp, dạy nghề Việc tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình nhiều hoạt động thiết thực Khoa Cơ Khí Trường Cao Đẳng Nghề Hàng Hải II Tôi xin chân thành cảm ơn thành viên khoa Cơ Khí, giảng viên, nhà quản lý, tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến, Hội nghiệm thu chương trình, giáo trình Đây lần tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình Dù cơ'gắng chắn khơng tránh khỏi thiếu sót , Tp.HCM, ngày tháng năm 20 Tham gia biên soạn MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU HỌC MỤC TIÊU NỘI DUNG CHƯƠNG I: NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM Bài 1: Giản đồ nhôm - silic Bài 2: Đặc điểm nhôm hợp kim nhôm Nhôm nguyên chất 1.2 Kết cấu nhôm 1.3 Đặc tính Ưu điểm 1.4 Công dụng 1.5 Ký hiệu: Bài 3: Ph n loại hợp kim nhôm Hợp kim nhôm đúc (silumin) Bảng thành phần hoá học số loại hợp kim nhôm đúc 10 Bài 4: Quan sát t chức tế vi hợp kim nhôm 05 ) 11 CHƯƠNG II GANG VÀ THÉP 11 Bài 5: Giản đồ trạng thái fe – C ( 04 giờ) 11 Ý nghĩa giản đồ 11 1.1 Cácắt chức hợp kim Fe – C giản đồ 13 Bài 6: Đặc điểm chung s t thép 03 giờ) 14 Tính chất vật lý 14 Tính chất hóa học 14 2.1 Khái niệm 14 2.2.Các đặc trưng 14 Tính chất học 15 3.1 Độ bền 15 3.2 Độ cứng 15 3.3 Độ đàn hồi 15 Tính cơng nghệ 15 Bài 7: Gang 16 Các loại gang thường dùng 16 1.2 Gang xám 17 1.3 Gang dẻo 20 Bài 8: Thép kết cấu 22 Thành phần 22 Thép hợp kim 22 Bài 9: Thép hợp kim 24 Thành phần hóa học 24 Tính chất 25 Phạm vi sử dụng 25 Bài 10: Quan sát tổ chức tế vi gang thép 28 Quan sát tổ chức tế vi gang thép 28 1.1 T chức tế vi gang 28 1.2 T chức tế vi thép 29 CHƯƠNG III PHI KIM LOẠI 52 NỘI DUNG 52 Bài 11: Chất dẻo 52 Định nghĩa, tính chất 52 1.1 Các loại chất dẻo 52 1.1.1 Polyme tự nhiên : Cao su 52 1.1.2 Polyme nhân tạo : polyme 53 Bài 12: Cao su – amiăng – compozit ( 02 giờ) 53 Cao su 54 1.1 Ph n loại 54 1.2 Tính chất 54 1.3 Công dụng 54 Amiăng 54 2.1 Tính chất 54 2.2 Công dụng 54 3.Compozit 55 3.1 Khái niệm, tính chất 55 3.2 Một số vật liệu Compozit thông dụng 55 Bài 5: Vật liệu bôi trơn làm mát 02 giờ) 56 Dầu bôi trơn 56 1.1 Công dụng 56 1.2 Tính chất 57 1.3 Ph n loại, kí hiệu 57 M bôi trơn 58 2.1 Đặc điểm 58 2.2 Tính chất 59 2.3 Ph n loại, ký hiệu 59 Nước làm mát động 59 3.1 Khái niệm 59 3.2 Thành phần 59 Bài 6: Nhiên liệu ô tô 04 ) 60 Xăng 60 1.1 Thành phần 60 1.2 Tính chất 60 1.3 Kí hiệu 61 Dầu Điezel 61 2.1 Thành phần 61 2.2 Tính chất 61 2.3 Ký hiệu 61 C u 3: Các ưu việt cua hợp kim : điểm) 62 Tài liệu tham khảo 64 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Mã số môn học: MH 10 Thời gian môn học: 45h (Lý thuyết: 30h; Thực hành: 12h; Kiểm tra: 3h) MỤC TIÊU Học xong môn học học sinh có khả năng: Vẽ giải thích được: giản đồ nhơm – silic; giản đồ sắt – cácbon Trình bày đặc điểm, phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm, gang Nhận dạng loại hợp kim nhơm, gang thép Trình bày cơng dụng, tính chất, phân loại dầu, mỡ bơi trơn, nước làm mát, xăng, dầu diesel dùng ôtô - Tuân thủ quy định, quy phạm vật liệu học Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, cẩn thận NỘI DUNG CHƯƠNG I: NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔ M Bài 1: Giản đồ nhôm – silic - * Silumin : hợp chất nhôm silic - 13% silic) ngồi cịn có Mg, Zn, Cu hợp kim nhơm đúc) - Silumin có tính dễ chảy lỗng, độ co ngót nhỏ nên có tính đúc tốt sử dụng làm chi tiết lớn chịu tải trọng nặng - Ký hiệu : AlĐ số thứ tự Ví dụ : AlĐ2; AlĐ4 ; AlĐ25 * Giản đồ nhôm nguyên tố hợp kim SE giới hạn hòa tan nguyên tố hợp kim α * Hợp kim nhôm biến dạng: bên trái điểm E * Hợp kim nhôm đúc bên phải điểm E * Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền nhiệt luyện thuộc khoảng SE * Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền nhiệt luyện bên trái điểm S * Si; Mn;Ti; Zn; Fe hịa tan * Mg; Cu hịa tan nhiều Bài 2: Đặc điểm nhôm và hợp kim nhôm Nhơm ngun chất 1.1 Khái niệm: Nhơm có ký hiệu hóa học Al, thành phần nhơm cở sở hợp kim đu Al - Cu - Mg) ứng dụng rộng rãi Ngày sản lượng Al giới đứng hàng thứ sau thép Về trữ lượng Al chiếm khoảng 8.8% trọng lượng v trái đất, khis t chiếm 5.1% Ưu điểm Al nhẹ, độ dẫn nhiệt, dẫn điện cao, khả chống ăn mịn nhiều mơi trường tốt Độ bền riêng Al khoảng 16.5, thép 15.4 Như sử dụng Al làm vật liệu kết cấu t có nhiều ưu điểm 1.2 Kết cấu nhôm: 1.3 Đặc tính Ưu điểm: Trọng lượng riêng nhỏ (M= 2,79g/cm 3), ưu điểm lớn nhôm so với kim loại khác Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (658oC) dễ nấu luyện Tuy nhiên, tính đúc khơng cao độ co ngót lớn (tới 6%) Tính dẫn nhiệt dẫn nhiệt cao Tính chống ăn mịn cao, bề mặt nhơm ln có lớp ơxyt nhơm (Al2O3) bám trung tính, nhiên lớp ơxyt nhơm khơng bền vững axit bazơ Do tính chất lưỡng tính có màng ơxyt nhơm nên tốc độ ăn mịn phụ thuộc vào độ pH môi trường Nhược điểm: b = 60 N/mm2, độ cứng HB = 15- 25, độ dẻo cao Do nhơm dễ bị biến dạng trạng thái nguội Tính gia cơng cắt gọt nhơm thấp Trong chế tạo khí, người ta không dùng nhôm nguyên chất làm chi tiết máy tính thấp mà hay dùng hợp kim 1.4 Cơng Dùng làm vật liệu dẫn điện dạng dây Màng nhôm dùng để chế tạo tụ điện công nghiệp điện tử dùng rộng rãi công nghiệp thực phẩm làm vật liệu bao gói thay cho màng thiếc Do có khả nhộm màu, nên nhơm cịn dùng làm vật liệu trang trí nội, ngoại thất khung cửa, ống dẫn, thùng chứa Ngồi nhơm cịn dùng hàn nhiệt nhôm để hàn nối đường ray, hàn đắp lỗ hổng chi tiết vật đúc 1.5 Ký hiệu: TCVN 1659 -75: hợp kim nhôm: AlCu 4Mg hợp kim nhôm chứa = 1%Mg Với nhôm nhôm số phần trăm Bài 3: Phân loại hợp kim nhôm Hợp kim nhôm đúc (silumin) Silumin hợp kim nhôm silic, thành phần hợp kim có hai ngun tố nhơm silic gọi silumin đơn giản Nếu ngồi hai ngun tố cịn có thêm đồng, magiê, kẽm gọi silumin phức tạp * Ký hiệu  CHLB Nga ký hiệu silumin ―Al kèm theo số thứ tự số hiệu thường dùng  TCVN 1859– 75 ký hiệu hợp kim nhôm đúc chữ ―Al ngun tố sau ngun tố phụ, số đằng sau nguyên tố hàm lượng tính theo % tương ứng Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ ―Đ hợp kim nhơm đúc 10  Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ ―Đ hợp kim nhơm đúc Ví dụ: AlSi12MgCu2Mn0,6Đ: hợp kim nhơm đúc có chứa Si = 12%, Mg = 1%, Cu = 2%, Mn = 0,6%, Al = 84.4% Thành phần hoá học %) Dạng Số hiệu Si vật Mg Mn Cu Zn Ti Sn AĐ2 10 ÷13 - - - - - AĐ4 8÷10,5 0,17÷0,3 0,25÷0,5 - - - - AĐ9 6÷8 0,2÷0,4 - - - - - AĐ25 11÷13 0,8÷1,3 0,3÷0,6 1,5÷3 0,5 0,05 ÷ 0,02 AĐ26 20÷22 0,4÷0,7 0,4÷0,8 1,5÷2,5 0,3 - AĐ30 11÷13 0,8÷1,3 0,8÷1,5 0,2 - - Chi tiết máy Pittơng ÷ 0,01 Bảng thành phần hố học mợt số loại hợp kim nhơm đúc Tính chất cơng dụng: Silumin có tính đúc cao, tu thuộc vào thành phần nguyên tố hợp kim mà có tính chất khác A: có tính chảy lỗng cao có khả điền đầy vào khuôn tốt, độ nhẳn bề mặt cao nên dùng để chế tạo chi tiết có hình dáng phức tạp A4, Ặ9: ngồi tính đúc tốt cịn có tính tốt dùng làm chi tiết quang trọng như: chi tiết máy, nắp máy động đốt trong, 1.1 Hợp kim nhôm biến dạng Đuara) * Thành phần ký hiệu Đưa hợp kim nguyên tố là: nhôm, đồng, magiê Ngồi cịn có s t, silic, mangan Đồng magiê làm tăng tính, mangan tăng độ bền khả chịu mài mòn, silic s t làm tăng tính chịu nhiệt - CHLB Nga ký hiệu chữ “”(đuara) số thứ tự ký hiệu - TCVN 1859-75 ký hiệu nhôm biến dạng giống nhôm đúc không ghi chữ “Đ” đằng sau ký hiệu Ví dụ: AlMg5: hợp kim nhơm biến dạng có Mg = 5% Số hiệ Đ1 Đ6 Đ16 Đ18 Thành phần hoá học %) Cu Mg Mn - HB Si Fe Sau < 0,7 < 0,7 420 15 95 < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 300 320 170 15 17 24 105 105 70 11 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CHƯƠNG III T LI PHI KIM LOẠI NỘI DUNG Bài 11: Chất dẻo ( 02 giờ) Định nghĩa, tính chất a Định nghĩa Chất dẻo loại vật liệu nhân tạo sản xuất từ chất hữu fênol, anđêhit, rượu ) Là vật liệu có khả bị biến dạng chịu tác dụng nhiệt, áp suất giữ biến dạng thơi khơng tác dụng Trong chất dẻo tùy theo công dụng người ta pha thêm số chất khác để nâng cao tính chất dẻo chất độn, chất làm dẻo, chất bôi trơn, chất làm rắn, chất màu, chất ổn định - Chất độn làm tăng độ bền, độ cứng, giảm độ co ngót tạo hình - Chất làm dẻo làm tăng tính dẻo bền vững nhiệt độ thấp - Chất bôi trơn làm cho chất dẻo không bị dính vào khn tạo hình - Chất làm rắn làm chất dẻo thể loãng trở thành thể rắn nguội - Chất màu làm cho chất dẻo có màu s c theo ý muốn - Chất n định làm cho chất dẻo giữ tính chất ban đầu Tính chất - Chất dẻo có trọng lượng riêng nhỏ 0,9 - 2g/cm³ b - Độ bền học cao có độ bền nhiệt, chống ăn mịn tốt, hệ số ma sát nh tính cách điện, cách âm tốt - Chất dẻo có tính bền hóa học cao khơng bị tác dụng axit, kiềm - Tính công nghệ cao công nghệ chế tạo chi tiết chất dẻo đơn giản) Nhược điểm chất dẻo bị hóa già theo thời gian làm biến đổi tính chất ban đầu, để khắc phục nhược điểm người ta cho thêm số chất phụ vào chất dẻo 1.1 Các loại chất dẻo 1.1.1.Polyme tự nhiên : Cao su - Cao su tự nhiên : Được lấy từ nhựa c y cao su Khi lấy có màu trắng đục, để l u ngồi ánh sáng biến thành màu nâu - Tính chất n i bật cao su tính đàn hồi Cao su lưu hóa giữ tính đàn hồi khoảng nhiệt độ từ 20ºC 100ºC Cao su có số tính chất q MODUN: VẬT LIỆU HỌC 52 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC khác : Độ bền cao, chiu mài mịn tốt, khơng thấm nước khí, có khả dập tắt nhanh rung động, cách nhiệt, cách điện tốt, chịu tác dụng hóa học axit, kiềm ; khối lượng riêng nhỏ - Nhược điểm cao su : Bị giảm dần tính chịu tác dụng ánh sáng nhiệt độ, bị hịa tan số dung mơi hữu xăng, dầu Cao su sử dụng rộng rãi công nghiệp đời sống Trong ngành khí, cao su dùng rộng rãi để chế tạo loại sản phẩm sau : - Đai truyền chyển động, đai truyền vận chuyển băng tải vận chuyển cát, đá, than ) - Vịng đệm làm kín bề mặt tiếp xúc chi tiết máy nhằm tránh chảy dầu, nước, tránh dị khí, tránh bụi 1.1.2 Polyme nh n tạo : polyme Polyme chất dẻo Là loại chất dẻo làm nóng chảy tạo hình lại được, bao gồm - Poly etylen (PE ) : sản xuất từ khí etylen, loại chất dẻo không dẫn nhiệt điện, không thấm nước Được dùng để bọc d y điện, chai, lọ, màng bao gói, áo mưa - Poly vynil clorua (PVC ) : sản xuất từ clorua vinil, chất dẻo bền với axit kiềm Thường dùng sản xuất vải giả da, dép nhựa, ống nhựa, hoa nhựa - Poly propylen (PP ) : Được sản xuất từ polylen nhờ có chất xúc tác đặc biệt Có tính chịu ăn mịn hóa học tương tự poly etylen độ bền học tính chịu nhiệt cao Dùng để chế tạo loại ống, cánh quạt bơm nước ly t m, dụng cụ y tế, điện tử, vô tuyến điện b Polyme nhiệt rắn a - Chất dẻo (Fenol Bakelit ) : Được sản xuất từ fenol – fomandehit Có độ bền học cao,chịu nhiệt, chịu axit kiềm tốt Được dùng nhiều công nghiệp điện điện tử - Chất dẻo có thớ Tectolit Hetynac : Được sản xuất cách tẩm nhựa fenol fomandehit vào sợi sợi vải tổng hợp, để tăng tính dẫn nhiệt chống mịn cho thêm chất độn graphit vào tectolit Tectolit dùng để chế tạo bánh răng, bạc lót Hetinac dùng sản xuất cách tẩm nhựa fenol fomandehit vào giấy Hetynac hẳn tectolit chỗ có tính cách điện cao chịu ẩm tốt Được dùng làm vật liệu cách điện, kể với điện áp cao áp MODUN: VẬT LIỆU HỌC 53 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bài 12: Cao su – amiăng – compozit ( 02 giờ) Cao su 1.1.Phân loại : Có hai loại cao su cao su tự nhiên cao su nhân tạo - Cao su tự nhiên : Được lấy từ nhựa cao su Khi lấy có màu trắng đục, để lâu ánh sáng biến thành màu nâu - Cao su nhân tạo : Là vật liệu polyme tương tự cao su tự nhiên, có người điều chế từ chất hữu đơn giản hơn, thường phản ứng trùng hợp Ví dụ : Cao su butadien cao su buna), cao su Isopren - Cao su thường dùng công nghiệp đời sống cao su lưu hóa tức pha thêm 2% lưu hùynh 1.2.Tính chất - Tính chất bật cao su tính đàn hồi Cao su lưu hóa giữ tính đàn hồi khoảng nhiệt độ từ 20ºC 100ºC Cao su cịn có số tính chất quý khác : Độ bền cao, chiu mài mịn tốt, khơng thấm nước khí, có khả dập tắt nhanh rung động, cách nhiệt, cách điện tốt, chịu tác dụng hóa học axit, kiềm ; khối lượng riêng nhỏ - Nhược điểm cao su : Bị giảm dần tính chịu tác dụng ánh sáng nhiệt độ, bị hòa tan số dung môi hữu xăng, dầu 1.3 Công dụng Cao su sử dụng rộng rãi công nghiệp đời sống Trong ngành khí, cao su dùng rộng rãi để chế tạo loại sản phẩm sau : - Đai truyền chyển động, đai truyền vận chuyển băng tải vận chuyển cát, đá, than ) - Vịng đệm làm kín bề mặt tiếp xúc chi tiết máy nhằm tránh chảy dầu, nước, tránh dị khí, tránh bụi - Ống dẫn chất lỏng, chất khí chịu áo suất thấp Amiăng 2.1 Tính chất - Amiăng lấy từ quặng mỏ gồm chất canxi, silicat magiê màu trắng mịn có thớ nh Amiăng cung cấp dạng sợi, - Đặc tính quan trọng Amiăng không bị cháy, chịu axit, cách điện, cách nhiệt 2.2 Công dụng MODUN: VẬT LIỆU HỌC 54 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Trong công nghiệp Amiăng sử dụng rộng rãi làm chất cách nhiệt, làm đệm chịu nhiệt, găng tay cản nhiệt, quần áo cứu h a, lợp, lát, tường phịng hóa Ngồi ra, Amiăng cịn dùng để chế tạo má phanh ô tô 3.Compozit 3.1 Khái niệm, tính chất Khái niệm Compozit vật liệu tổ hợp từ hai vật liệu có chất khác Vật liệu tạo thành có đặc tính trội đặc tính thành phần xét riêng rẽ b Tính chất - Một vật liệu Compozit gồm hay nhiều pha gián đoạn đươc ph n bố pha liên tục - Khi vật liệu gồm nhiều pha gián đoạn gọi Compozit hỗn tạp Pha gián đoạn thường có tính trội pha liên tục - Pha liên tục gọi a - Pha gián đoạn gọi cốt hay vật liệu tăng cường - Cơ tính vật liệu Compozit phụ thuộc vào + Cơ tính vật liệu thành phần + Luật phân bố hình học vật liệu cốt + Tác dụng tương hỗ vật liệu thành phần Hình 2.3 Vật liệu Compozit MODUN: VẬT LIỆU HỌC 55 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 3.2 Một số vật liệu Compozit thông dụng - Vật liệu Compozit cốt sợi : + Dạng có độ bền mơ đun đàn hồi riêng cao Loại thường dùng vật liệu phải tương đối dẻo, cốt sợi phải có độ bền, độ cứng vững cao, ngồi cịn phụ thuộc vào hình dạng, kích thước phân bố sợi + Các dạng Compozit sợi thường dùng : Compozit polyme sợi thủy tinh dùng để chế tạo v xe ô tô, tàu biển, ống dẫn, lát sàn công nghiệp + Compozit polyme cốt sợi cacbon thường dùng chế tạo chi tiết máy bay + Compozit kim loại sợi, ví dụ : nhôm, đồng, magiê sợi cacbon, bo, cacbit silic loại chịu nhiệt cao, dùng chế tạo chi tiết tua bin + Người ta điều khiển việc ph n bố phương sợi để có vật liệu dị ứng theo ý muốn - Vật liệu Compozit cốt hạt : + Loại có đặc điểm phần tử cốt hạt thường cứng nền, thường dùng oxit, nitorit, borit, cacbit Ví dụ : Hợp kim cứng loại Compozit hạt coban cốt phần tử hạt cacbit vonfram, cacbit titan Hợp kim cứng có độ cứng độ chịu nhiệt cao, dùng để chế tạo dụng cụ cắtgọt, khuôn ép + Bê tơng loại Compozit hạt, ximăng cốt đá, s i, cát vàng + Hợp kim bột : sở nhôm Al) oxit nhôm Al2O3) nhôm bột nguyên tố hợp kim ví dụ : Cr, Fe, Mn ) thiêu kết nhiệt độ định MODUN: VẬT LIỆU HỌC 56 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bài 5: Vật liệu bơi trơn và làm mát (02 giờ) 1.Dầu bôi trơn Dầu bơi trơn chế biến từ dầu m , có màu đen, màu lục màu n u 1.1 Công dụng - Dầu nhờn chất bôi trơn máy móc có cơng dụng : + Làm giảm ma sát bề mặt tiếp xúc chi tiết máy, nhờ làm giảm mài mịn chi tiết hạn chế tiêu hao lượng ma sát g y cho chi tiết + Làm mát chi tiết máy chịu ma sát trình máy làm việc, dầu dầu có tác dụng truyền dẫn nhiệt ngồi nhờ hệ thống dẫn dầu chuyển động liên tục + Làm kín bề mặt cần làm kín + Làm chất chống gỉ cho bề mặt kim loại + Tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn kim loại + Làm bề mặt chi tiết máy, nhờ làm hạn chế mài mịn chi tiết Ví dụ : Trong động đốt trong, màng dầu m ng vách xi lanh tác dụng bơi trơn cịn có tác dụng làm kín khe hở xecmang pittơng đảm bảo cho hỗn hợp khí cháy khơng bị rị ngồi Chất bơi trơn phải có độ nhớt cho q trình chi tiết máy làm việc chất bơi trơn cịn bám bề mặt tiếp xúc không bị tuột không nhớt làm cản trở chuyển động chi tiết máy Độ nhớt dầu người ta dùng độ nhớt động học đơn vị m²/s gọi stốc( st) 1st = 0,0001 m²/s = 100 xentistốc (cst) + Trong kĩ thuật dngf độ nhớt Engle kí hiệu ºE đo cách so sánh thời gian chảy T) dầu với thời gian chảy t) lượng nước cất dụng cụ đo gọi nhớt kế 1.2.Tính chất Tỷ số gọi độ nhớt dầu T sau: kéo ) Dầu nhờn có tính chất : MODUN: VẬT LIỆU HỌC 57 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - Dùng để bôi trơn chi tiết máy - Bảo vệ chống ăn mòn chi tiết máy Làm giảm ma sát bề mặt tiếp xúc chi tiết máy - Làm mát chi tiết máy chịu ma sát Làm kín bề mặt cần làm kín - Làm chất chống gỉ cho bề mặt kim loại - 1.3.Phân loại, kí hiệu a Phân loại Dầu nhờn chế biến từ dầu m, có mầu đen, màu lục, màu nâu Có nhiều loại dầu nhờn Dầu nhờn phân chia thành nhóm chủ yếu máy hộp - + Dầu nhờn cho động bôi trơn cho động máy bay, cầu ô tô, + Dầu truyền động dung để bôi trơn loại hộp số, cầu ô tô, truyền lực, hộp giảm tốc ) + Dầu công nghiệp + Dầu đặc biệt (đầu tuabin, đầu biến ) b Ký hiệu Các số SAE 20W-40 API SF, SG in chai nhớt, lốc máy, thăm nhớt có ý nghĩa : API (chữ viết tắt American Petroleum Institute) hiệp dầu khí Hoa Kì Cấp chất lượng API cho động chạy xăng SA, SB, SC, SE, SF, SG, cấp chất lượng SM đụng nóc) API cho động diesel ký hiệu CA, CB, CC, CD, MODUN: VẬT LIỆU HỌC 58 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC + JASO (chữ viết tắt Japanese Automotive Standards Organization) tổ Chức chứng nhận tiêu chuẩn ôtô Nhật Bản Có nhiều tiêu chuẩn JASO, nhiên loại xe JASO MA, cịn xe JASO FC + SAE chữ viết t t Society of Automotive Engineers) dịch hiệp hội k sư tự động hóa, để d hiểu cơng ty dầu nhớt g n liền với tiếng Việt cho d nhớ ―Độ nhớt‖ Độ nhớt ph n làm loại: đơn cấp đa cấp Nếu ký kiệu có số loại đơn cấp ví dụ: SAE10W, SAE15W, SAE40) Loại dầu nhớt đơn cấp dải nhiệt độ mơi trường phù hợp hẹp Nếu ký kiệu có số loại đa cấp ví dụ: SAE10W-40, SAE15W-50, SAE20W-50) Loại dầu đa cấp dải nhiệt độ môi trường phù hợp rộng Chữ W ký hiệu viết t t từ chữ Winter mùa đông), nghĩa dầu nhớt sử dụng nơi có thời tiết lạnh 2.Mỡ bơi trơn Là chất bơi trơn thể đặc, có màu vàng nhạt, nâu sẫm đen 2.1 Đặc điểm - M chất bôi trơn thể quánh thay cho dầu làm nhiệm vụ bôi trơn cho bề mặt chi tiết máy dung dầu khơng phù hợp - M có trọng lượng riêng 1g/cm³ chế tạo cách trộn dầu với sáp xà phịng nhiệt độ cao có pha thêm lượng chất biến tính m có màu vàng nhạt đến n u sẫm hay đen - Độ nh giọt: nhiệt độ m bị nóng chảy từ thể đặc sang thể l ng gồm có độ nh giọt thấp, độ nh giọt trung bình cao, m chảy nhiệt độ thấp m có độ nh giọt thấp chịu nóng - Độ lún m : độ cứng mềm m , m cứng lún dung cho phận có lực ma sát nh - Tính n định m : khả bị biến chất q trình sử dụng, chịu nóng, khơng bị vón cục chống oxi hóa - Khơng có tạp chất ăn mịn kim loại, cặn bẩn nước lã MODUN: VẬT LIỆU HỌC 59 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 2.2 Tính chất M bơi trơn có tính chất : - Dùng để bảo quản dụng cụ, chi tiết máy lúc vận chuyển chờ sử dụng, M sử dụng để bôi trơn phận khó giữ dầu, khó tra dầu l u phải thay chất bôi trơn - Bảo vệ chống ăn mòn chi tiết máy - Làm giảm ma sát bề mặt tiếp xúc chi tiết máy - Làm mát chi tiết máy chịu ma sát - Làm kín bề mặt cần làm kín - Làm chất chống gỉ cho bề mặt kim loại 2.3 Phân loại, ký hiệu Phân loại Các loại m thường dùng gồm có: a - M sơliđơn thường chịu nước khơng chịu nóng dùng cho cácloại xe, máy nóng có loại YC – 1, YC – 2, YC – loại YC – dùng cho mùa đông, YC – dùng cho mùa hè, YC – dùng) - M Cơngtalin chịu nóng khơng chịu nước dùng cho xe, máy nóng tới 130ºC có loại YT – 1, YT – - M chịu nóng dùng cho xe, máy phận nóng từ 80ºC 100ºC gồm loại 1- 13, 1- 13C b Ký hiệu Nhà sản xuất thường ph n loại m độ lún kim NLGI National Lubricating Grease Institute), theo tiêu chuẩn m có loại: 000; 00; 0; 1; 2; 3; 4; 5; Trong đó, số ký hiệu lớn độ lún kim nh Loại m rắn với NLGI 85-115 gần đất sét), loại 000 loãng gần dầu) với số lún kim lớn 445-475 Ký hiệu m độ lún kim thường ghi bao gói, nhãn hàng hóa, ví dụ: Energrease LS2, LC2; m PLC grease L2, L3 G310, G354 Nước làm mát động 3.1 Khái niệm: Chất làm nguội đông chất làm động ln có nhiệt độ n định khộng bi nóng làm việc Các chất làm nguội : Dầu bôi trơn, m bôi trơn, Êmuxi, 3.2 Thành phần MODUN: VẬT LIỆU HỌC 60 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT - Dung dịch làm nguội có tác dụng : KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC + Làm nguội dao cắtvà vật gia cơng, nhờ làm tăng tu i thọ dao góp phần làm tăng độ xác chi tiết + Làm cho biến dạng dẻo kim loại cắtgọt d dàng hơn, nhờ làm giảm cơng tiêu hao máy để cắtgọt + Bôi trơn : Làm giảm ma sát dao phơi, nhờ làm giảm mịn dao qua trình gia cơng - Thành phần chất làm nguội : Oxy, hidro, cacbon, nitơ, lưu hu nh, photpho MODUN: VẬT LIỆU HỌC 61 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bài 6: Nhiên liệu ô tô ( 04 ) 1.Xăng 1.1 Thành phần: - Xăng có trọng lượng riêng từ 0,7 0,775g/cm³ - Trong xăng chứa khoảng 86% cacbon, gần 14% hiđrơ , ngồi cịn số tạp chất khác không đáng kể oxi, nitơ, lưu hu nh 1.2 Tính chất: -Xăng nhiên liệu lỏng dễ bốc hơi, cháy có mùi dễ nhận khơng hịa tan nước - Xăng dùng cho động phải đảm bảo yêu cầu sau: + Tính bốc tốt để máy d khởi động + Tính chống kích nổ : Sự kích n tượng cháy khơng bình thường xăng g y nên tiếng g kim loại động làm cho động nóng, chi tiết máy nhanh mịn Để chống kích nổ người ta pha vào xăng lượng Teetrătyn chì nhỏ gọi xăng pha chì) + Sự n định cao hóa học không tạo lớp nhựa thùng chứa, tạo nên lớp muội than buồng cháy động + Khơng có tạp chất ăn mịn cặn bẩn + Không làm han gỉ chi tiết động cơ.chất lửa Bảo quản xăng : tạp - Xăng phải cất giữ thùng kín tránh dị gỉ khơng để lẫn nước - Trong khu vực để xăng tuyệt đối cấm lửa tránh tượng g y nên nguồn - Các thùng chứa xăng phải để nơi r m mát - Khi mở n p thùng xăng di chuyển phải nhẹ nhàng không g , đập - Khi lấy xăng khỏi thùng không dùng miệng để hút xăng có pha chì độc MODUN: VẬT LIỆU HỌC 62 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 1.3 Kí hiệu - Theo kí hiệu Nga xăng kí hiệu chữ A Gồm loại A – 66, A -72, A – 76 Chữ A kí hiệu xăng cho động ô tô Các số 66, 72,76, 93 biểu thị số oocstan nh - Xăng sinh học : Xăng sinh học ký hiệu ―EX‖ đó, X % ethanol nhiên liệu biến tính công thức pha trộn xăng sinh học) Hiện thị trường có xăng sinh học E5 - Xăng Mogas : Mogas chữ viết tắt cụm từ Motor Gasoline - xăng thương mại dùng cho động Còn số 90, 92, 95 trị số ốc-tan Ron xăng Những số biểu thị khả chống kích nổ xăng Xăng Mogas 95 có khả chống kích nổ tốt Dầu Điezel 2.1 Thành phần - Thành phần gồm có: 86 - 87%C, 12 15% hiđrô, 0,3 - 1% Oxi, chất lỏng có màu nâu - Trọng lượng riêng 0,78 - 0,86G/cm³ 2.2 Tính chất - Nhiên liệu Điezel loại nhiên liệu dùng cho động Điezel nhiệt độ áp suất cao tự bốc cháy - Tính chất nhiên liệu Điezel đặc trưng số xeetan độ nhớt, hàm lượng chất dính kết 2.3 Ký hiệu Dầu Diezel có ký hiệu DO Diezel MODUN: VẬT LIỆU HỌC 63 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Câu hỏi ôn tập Câu 1: Khái niệm phân loại kim loại( 3điểm) Câu 2: Nêu tính chất kim loại: (4 điểm) Câu 3: Các ưu việt cua hợp kim :(3 điểm) Câu 4: Đặc điểm đồng nguyên chất(3 điểm) Câu 5: Thành phần hoá học vá tác dụng nguyên tố đến tổ Chức tính chất thép(4 điểm) Câu 6: Ký hiệu thép cacbontiêu chuẩn thép bon( điểm) Câu 7: Nêu khái niệm ký hiệu thép hợp kim?(3 điểm) Câu 8: Gang xám gì? Thành phần hóa học chúng (3 điểm) Câu 9: Thép kết cấu gì? Các yêu cầu 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 tính chất dầu nhờn( điểm) Câu 13: Nêu khái niệm chung 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( điểm) MODUN: VẬT LIỆU HỌC 64 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN - Vật liệu: + Các mẫu thử vật liệu - Dụng cụ trang thiết bị: + Máy vi tính, máy chiếu + Bảng phụ lục tiêu chuẩn loại vật liệu + Các thiết bị khảo nghiệm tính chất vật liệu - Học liệu: + Nguyễn Hoành Sơn - Vật liệu học - NXB GD - 2000 + Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất - Công nghệ nhiệt luyện - NXB GD – 2000 - Nguồn lực khác: + Phòng học vật liệu học + Phòng thí nghiệm vật liệu học Tài liệu tham khảo Ks Lương Văn Quân – năm 2010– Giáo trình Vật liệu khí – Nhà xuất Lao Động – Xã Hội PGS TS Hoàng Tùng – Năm 2003 – Giáo Trình vật liệu cơng nghệ khí – Nhà xuất Giáo Dục MODUN: VẬT LIỆU HỌC 65 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀNG HẢI II KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MODUN: VẬT LIỆU HỌC 64