Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Sau khi học xong Giáo trình Vật liệu cơ khí người học có khả năng: Trình bày được đặc điểm, tính chất cơ lý, ký hiệu và phạm vi ứng dụng của một số vật liệu thường dùng trong ngành cơ khí như: gang, thép cácbon, thép hợp kim, hợp kim cứng, kim loại màu, ceramic, vật liệu phi kim loại, dung dịch trơn nguội ...
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU CƠ KHÍ NGHỀ : CĂT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: TC CĐ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐCĐN ngày 05 tháng 9 năm 2015 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2015 TUN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Giáo trình này được viết dựa trên các nguồn tại liệu đã trình bày trong phần tài liệu tham khảo, khơng nhằm mục đích cá nhân hay kinh tế, tơi xin cam đoan tài liệu này lấy từ nguồn nào là có trích dẫn cụ thể Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa , hiện đại hóa của nước ta nói chung và của Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu nói riêng , cơng tác đào tạo nguồn nhân lực cho các khu cơng nghiệp có vai trị hết sức quan trọng , là yếu tố cơ bản để phát triển xã hội và tăng trưởng nhanh và bền vững Qn triệt chủ trương nghị quyết , Tỉnh Đảng bộ Bà Rịa – Vũng tàu lần thứ 5, về phát triển nguồn nhân lực đáp ứng kịp thời nguồn nhân lực cho cơng cuộc cơng nghiệp hóa , hiện đại hóa Tỉnh Bà Rịa – Vũng tàu và nhận thức đúng đắn về tầm quan trọng của chương trình giáo trình đối với việc nâng cao chất lượng đào tạo Trên cơ sở chương trình khung của Bộ LĐTBXH ban hành và kinh nghiệm thực tế từ quá trình đào tạo với sự hợp tác và giúp đỡ nhiệt tình của các chuyên gia đến từ Nhật bản và sự chỉ đạo trực tiếp của Ban Giám hiệu Trường cao đẳng nghề Bà Rịa – Vũng Tàu , khoa cơ khí tổ chức biên soan giáo trình bộ mơn Vật Liệu Cơ Khí một cách khoa học và có hệ thống , cập nhật kiến thức thực tế , phù hợp với đối tượng học sinh học nghề Mơn học vật liệu cơ khí là một mơn học có rất nhiều thơng tin về lý thuyết , và mang tính ứng dụng rất cao trong thực tiễn Dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót , bất cập. Chúng tơi mong nhận được những ý kiến đóng góp của q Thầy cơ và các em học sinh trong nhà trường để từng bước hồn thiện giáo trình này Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 01 tháng 11 năm 2015 Biên soạn Nguyễn Hữu Tuấn MỤC LỤC Chương 1: Cấu tạo và tính chất của kim loại và hợp kim .1 1.1. Khái niệm về vật liệu cơng nghiệp 1.2. Khái niệm về vật liệu kim loại 1.3. Cấu tạo về mạng tinh thể và hạt của kim loại 1.4. Cách đánh giá cơ tính của kim loại .7 Chương 2: Hợp kim sắt cacbon 11 2.1. Phân loại hợp kim sắt cacbon 11 2.2. Giản đồ trạng thái sắt cacbon 13 2.3. Thép cacbon và thép hợp kim 16 2.4. Gang 34 Chương 3: Hợp kim màu .45 3.1. Đặc điểm và tính chất của hợp kim màu 45 3.2. Đồng và hợp kim đồng 45 3.3. Nhôm và hợp kim nhôm 50 Chương 4: Nhiệt luyện 53 4.1. Một số khái niệm cơ bản về nhiệt luyện 53 4.2. Các hình thức nhiệt luyện 56 Chương 5: Vật liệu phi kim loại 69 7.1. Khái niệm về một số vật liệu phi kim loại 69 7.2. Chất dẻo .69 7.3. Vật liệu composit .74 7.4. Cao su 76 7.5. Amian 78 7.6. Gỗ .78 Tài liệu tham khảo 82 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC VẬT LIỆU CƠ KHÍ Mã số của mơn học: MH 14 Thời gian của mơn học: 60giờ. (LT: 47giờ; TH: 13giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT MƠN HỌC Vị trí: + Mơn học có thể được bố trí trước, đồng thời hoặc sau khi học sinh học xong các mơn học chung bắt buộc. + Mơn học được bố trí trước các mơn học, mơđun đào tạo chun mơn nghề Tính chất: + Là mơn học kỹ thuật cơ sở thuộc c ác mơn học, mơ đun đào tạo nghề bắt buộc II. MỤC TIÊU MƠN HỌC: Sau khi học xong người học có khả năng: Trình bày được đặc điểm, tính chất cơ lý, ký hiệu và phạm vi ứng dụng của một số vật liệu thường dùng trong ngành cơ khí như: gang, thép cácbon, thép hợp kim, hợp kim cứng, kim loại màu, ceramic, vật liệu phi kim loại, dung dịch trơn nguội Giải thích được một số khái niệm về nhiệt luyện và hố nhiệt luyện Nhận biết được vật liệu qua màu sắc, tỷ trọng, độ nhám mịn, âm thanh khi gõ, đập búa, xem tia lửa khi mài Xác định được tính chất, cơng dụng các loại vật liệu thường dùng cho nghề Có khả năng tự mua các loại vật liệu theo đúng u cầu của sản xuất Đo được độ cứng HB, HRC Nhiệt luyện được một số dụng cụ của nghề như dao tiện thép gió, đục Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập III. NỘI DUNG MƠN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian(giờ) Tên Số TT Thực chương, Tổng Lý hành mục số thuyết Bài tập I Khái niệm cơ bản về kim loại và hợp kim 6 Cấu tạo kom loại và hợp kim Tính chất chung của kim loại và hợp kim II 20 Khái niêm Giản đồ trạng thái sắt các bon Gang Thép III IV Hợp kim cứng Kiểm tra chương 1,2 Kim loại màu và hợp kim 10 12 10 Nhơm và hợp kim nhơm Đồng và hợp kim đồng Các loại hợp kim màu khác Hợp kim làm ổ trượt Nhiệt luyện – hóa nhiệt luyện Khái niệm về nhiệt luyện thép V màu Hợp kim sắt – Cácbon 18 Nhiệt luyện Hóa nhiệt luyện Thí nghiện Kiểm tra chương 4 Vật liệu phi kim loại 1 Chất dẻo Cao su – Ami ăng – Compozit Vật liệu bôi trơn làm mát Kiểm tra chương đến chưng 4 Cộng 60 50 10 CHƯƠNG 1 CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Cung cấp những kiến thức cơ bản về tính chất và cấu tạo vật liệu ( đặt biệt cấu tạo của hợp kim) để từ đó xác định được mối quan hệ giữa chúng. Mục tiêu Phân biệt và hiểu được các tính chất Hiểu và nắm chắc định nghĩa, ký hiệu, đơn vị, ý nghĩa các loại cơ tính thường dung trong vật liệu kim loại Hiểu được cấu tạo bên trong của kim loại ngun chất và hợp kim Hiểu được các dạng cấu tạo của hợp kim Nội dung: 1.1 Khái niệm về vật liệu cơng nghiệp Tất cả các vật liệu dùng trong cơng nghiệp được sử dụng có thể ở cả 3 trạng thái là rắn, lỏng và khí. Ở trạng thái rắn như sắt, thép, gỗ, đá, chất dẻo, cao su v.v….Ở trạng thái lỏng như xăng, dầu, rượu, benzen, nước, glyxêrin v.v…Ở trạng thái khí và hơi như hơi nước q nhiệt (có nhiệt độ cao hơn 100oC), khí oxy (O2) và axêtylen dùng trong ngành hàn, khí cacbonic (CO2) đã được hố lỏng dùng làm lạnh bia, nước ngọt v.v… Các vật liệu ở trạng thái rắn dùng để chế tạo các máy móc, cơng trình, vật dụng dùng trong đời sống hàng ngày của con người có thể chịu được một lực tác dụng nhật định nào đó được gọi là vật liệu kết cấu. Tuỳ thuộc vào cấu tạo bên trong, vật liệu kết cấu lại được chia thành 3 loại: Vật liệu 10 Giới thiệu cho học sinh những tính chất và cơng dụng của những vật liệu phi kim loại và các vật liệu thường dùng trong ngành cơ khí Giới thiệu một số cơng dụng của vật liệu mới Mục tiêu Biết được các tính chất và cơng dụng của các loại vật liệu phi kim loại thường dùng Có khái niệm về vật liệu mới và xu thế phát triển vật liệu hiện nay trên thế giới 5.1 Khái niệm về một số vật liệu phi kim loại Trong cơng nghiệp chế tạo máy hiện đại, ngồi việc sử dụng các vật liệu kim loại là vật liệu thơng dụng nhất hiện nay, người ta cịn dùng ngày càng nhiều các vật liệu phi kim loại (hay cịn gọi là vật liệu khơng kim loại) vì chúng có một số ưu điểm mà các vật liệu kim loại khơng thể thay thế được như tính cách điện, cách nhiệt, nhẹ, chịu ăn mịn hố học tốt Các vật liệu phi kim loại có thể là vật liệu thiên nhiên như gỗ, đá, cao su, amian, graphit có thể là nhân tạo như thuỷ tinh, chất dẻo, cao su nhân tạo Dưới đây chúng ta chỉ nghiên cứu một số vật liệu phi kim loại thơng dụng 5.2 –Chất dẻo 5.2.1 Khái niệm Chất dẻo là một loại vật liệu nhân tạo, được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ, chủ yếu là từ các sản phẩm chưng cất dầu mỏ như các hydro cacbon, fenol, rượu, anđêhyd 83 Chất dẻo có cấu tạo vơ định hình nghĩa là các ngun tử của chúng khơng được sắp xếp thành những hình hình học khơng gian nhất định giống như kim loại, mà sắp xếp theo dạng cao phân tử hay cịn gọi là polyme. Các ngun tử của polyme sắp xếp thành các phân tử có khối lượng rất lớn, thường có khối lượng phân tử (ký hiệu là M) bằng từ 5000 đến 1 triệu (nên gọi là cao phân tử) do đó mỗi phân tử được gọi là một đại phân tử. Cấu tạo đại phân tử gồm một chuỗi dài các mắt xích nối tiếp nhau, mỗi mắt xích được gọi là một monome, nên nhiều mắt xích nối tiếp nhau gọi là polyme. Chất dẻo có ưu điểm nổi bật so với kim loại là: Nhẹ, có khối lượng riêng từ 0,02 đên1,8 g/cm3 Cách nhiệt, cách điện, cách âm tốt Tính cơng nghệ tốt nghĩa là dễ chế tạo thành sản phẩm với cơng nghệ đơn giản, khi nhận được những sản phẩm có hình dạng phức tạp Có hệ số ma sát nhỏ nên khi ma sát thì lâu mịn hơn so với kim loại Nhược điểm chủ yếu của chất dẻo là chịu nhiệt khơng cao (thường khơng q 3000C ), chóng bị hố già ( lão hố) nên thời gian sử dụng khơng nên để lâu hơn 20 năm, độ bền khơng cao lắm 5.2.2 Phân loại chất dẻo Có nhiều cách phân loại: Phân loại theo tính chịu nhiệt có chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn Chất dẻo nhiệt dẻo là các chất dẻo mà khi nung nóng thì mềm ra, khi để nguội thì cứng lại. Trong q trình nung nóng và làm nguội như vậy các tính chất lý hố cơ bản khơng thay đổi. Loại chất dẻo này khơng chịu lực và nhiệt độ cao 84 Chất dẻo nhiệt rắn là các chất dẻo khi nung nóng khơng mềm ra, chỉ khi nung đến một nhiệt độ cao nhất định thì bị phân huỷ hoặc bị cháy và chất dẻo bị phá huỷ hồn tồn. Tuy nhiên khi chưa bị phân huỷ chất dẻo nhiệt rắn chịu lực tốt. Do đó chất dẻo nhiệt rắn cịn gọi là chất dẻo chịu lực, chịu nhiệt Phân loại theo cấu tạo mạch có chất dẻo mạch thẳng, chất dẻo mạch nhánh, chất dẻo mạch thang, chất dẻo mạch lưới, chất dẻo lập thể (mạch khơng gian) Phân loại theo nhóm cơng thức hố học có chất dẻo olefin, chất dẻo vinyl, chất dẻo phenol, chất dẻo polyeste, chất dẻo acrilic Dưới đây chỉ nghiên cứu một số chất dẻo thơng dụng Hình 5.1 Các chi tiết làm bằng chất dẻo 5.2.3 Các chất dẻo nhiệt dẻo hay cịn gọi là" chất dẻo dẻo nóng" Chất dẻo nhiệt dẻo có nhiều loại, thơng dụng nhất là: 5.2.3.1 Polyetylen có cơng thức là (C2H4)n viết tắt là PE Đây là chất dẻo khơng màu, khơng mùi, khơng vị , trong suốt, có khối lượng riêng là 0,96 g/cm3, cách điện tốt, khơng thấm nước, khơng thấm khí, khơng hồ tan trong nước ngọt, nước mặn, trong cồn nhưng dễ hồ tan trong axêton, benzen. Polyetylen được sản xuất bằng cách tổng hợp từ khí etylen. 85 Sản phẩm bằng polyetylen có thể ở các dạng khác nhau: Cán thành tấm mỏng để làm túi đựng chất lỏng, vật liệu hạt, bột. Chế tạo ống như ống truyền máu, huyết thanh trong ngành y tế, ống dẫn nước, dẫn hố chất. Bọc dây điện, bọc kim loại để vừa chống gỉ vừa cách điện, chế tạo dụng cụ gia đình bát, đĩa Nhược điểm chủ yếu của polyetylen là khơng chịu nhiệt đến q 800C. Nếu rót nước sơi vào cốc bằng PE thì nó mềm ra, sau đó khi nguội thì co lại. Khả năng chịu lực của PE kém 5.2.3.2 Polypropylen có cơng thức là (C3H6)n , viết tắt là PP PP có tính chất gần giống với PE về tính chất hố học và cơ học. Nhưng khác với PE ở tính chịu nhiệt và tính thấm khí. PP chịu được nước sơi, nhưng nếu q 1300C thì cũng bị mềm ra và co lại. PP thấm khí ít hơn nên nếu bọc kim loại trong túi PP dán kín thì kim loại chậm bị rỉ hơn so với bọc trong túi PE. Chế tạo các dụng cụ gia đình có tiếp xúc với nước sơi thì bằng PP tốt hơn PE 5.2.3.3 Polyvinylclorua có cơng thức là (C2H3Cl)n , viết tắt là PVC PVC là chất dẻo nhiệt dẻo ở dạng trong suốt, dễ pha màu, hoặc đục nếu có thêm chất độn. PVC có ưu điểm là nhiệt độ thường thì cứng, bề mặt bóng nên rất dễ chùi rửa. Chống ăn mịn hố học tốt nhưng có nhược điểm là khơng chịu nóng (khơng chịu được nước sơi) và dễ bị lão hố dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt PVC được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống và trong nhiều ngành cơng nghiệp như làm vải giả da (ximili), vỏ quạt bàn, vỏ TV, radio, bàn, ghế, vỏ máy giặt, máy tính 5.2.3.4 Teflon4, cịn có tên là polytetrafluoetylen, có cơng thức là (CF2 CF2)n 86 Là chất dẻo nhiệt dẻo, có tính chịu nóng và chịu lạnh rất tốt. Chịu nóng đến 3000C và chịu lạnh đến 1960C. Có hê số ma sát nhỏ và có tính chống ăn mịn hố học rất tốt. Dùng làm các loại bánh răng, ổ trượt, trục bơm nước, van, khố nước, van dầu, linh kiện điện tử, phủ kim loại để chịu nóng và chống masát như phủ lên chảo khơng dính. Hiện nay một số cơng ty hố chất nước ngồi dùng chất dẻo này chế tạo thành dung dịch để pha vào nhớt ơ tơ, xe gắn máy (chất phụ gia nhớt) làm giảm sự mài mịn của bánh răng hộp số 5.2.3.5 Polystyren có cơng thức là (CH2CHC6H5)n viết tắt là PS Polystyren là chất dẻo trong suốt, cứng, chắc, khơng mùi, khơng vị, cháy có nhiều khói, dễ gia cơng bằng phương pháp ép và đúc dưới áp suất, chịu ăn mịn hố học tốt, cách điện tốt. PS bền trong dung dịch kiềm, H2SO4, H3PO4 và axit boric bất cứ nồng độ nào, bền trong axit HCl (1030%) và các axit hữu khác. Bền trong nước, rượu, xăng, dầu thực vật và các dung dịch muối. Chỉ có HNO3 đậm đặc và các chất oxy hố mới phá huỷ được PS. PS dùng để chế tạo các vật phẩm sinh hoạt như bàn ghế, quản bút, hộp đựng xà phịng, cán dao cạo râu, cúc áo, lược, thìa, cốc, dĩa, chai PS có thể sản xuất các loại ống, thanh, băng, sợi bằng phương pháp ép đùn PS cịn có thể dùng để tổng hợp với cao su thành cao su butadien styren làm cao su chịu mài mịn như lớp mặt lốp ơ tơ, lơ chà gạo 5.2.4 Các chất dẻo nhiệt rắn hay cịn gọi là "chất dẻo cứng nóng" Điển hình là chất dẻo bakêlit cịn có tên là phênơnfomađêhit (phenol formaldehyd) Đây là chất dẻo nhiệt rắn được sử dụng rất rộng rãi. Khi chế tạo thành sản phẩm người ta phải trộn thêm chất độn như bột gỗ, amian, sợi thuỷ tinh v.v rồi ép thành sản phẩm và sấy nóng ở nhiệt độ khoảng 1500C để chi tiết 87 cứng lại. Loại chất dẻo này khi làm việc chịu được nhiệt độ 1301500C, cách điện tốt, chịu được các mơi trường hố học axit và mơi trường kiềm, các dung mơi hữu cơ. Khi nung nóng đến nhiệt độ cao bakêlit khơng nóng chảy mà chỉ bị phá huỷ do cháy. Một số cơng dụng: Trộn với sợi amian ép thành má thắng ơ tơ, xe gắn máy. Trộn với bột gỗ làm tay nắm trên các máy cơng cụ, tay điều khiển trên ơ tơ và các máy móc khác, chế tao các hộp đựng dụng cụ, cán thành các tấm cách điện có chiều dày khác nhau. Trộn với graphit làm ổ trượt. Tẩm nhựa bakêlit lên giấy thấm làm giấy cách điện gọi là giấy hêtinac dùng bọc các búi dây trong máy biến áp và động cơ điện. Độn sợi thuỷ tinh chế tạo các bánh răng chạy rất êm và ít bị mài mịn và chỉ cần làm nguội bằng nước Ngồi ra trong nhóm chất dẻo nhiệt rắn cịn có một số chất dẻo nhiệt rắn khác chất dẻo cacbamit hay cịn có tên chất dẻo mêlamin (melaminformaldehyd); chất dẻo epoxi, chất dẻo silicon; v.v 5.3 Vật liệu compoosit 5.3.1 Khái niệm Vật liệu compozit là một loại vật liệu mới được chế tạo và sử dụng vào cuối thế kỷ 20. Tuy mới phát minh gần đây nhưng do tính độc đáo về tính chất và tính hiệu quả về kinh tế của vật liệu mà hiện nay nó được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới. Vật liệu compozit là vật liệu được chế tạo từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau kết hợp lại, trong đó phải gồm hai loại thành phần vật liệu rất khác nhau về tính chất : đó là một loại vật liệu phải rất bền gọi là vật liệu cốt và loại kia phải rất dẻo gọi là vật liệu nền. Vật liệu cốt đóng vai trị chịu lực, cịn vật liệu nền đóng vai trị liên kết vật liệu cốt lại với nhau. Vì vật 88 liệu cốt có tính bền cao, vật liệu nền có tính dẻo cao nên vật liệu compozit vừa có tính bền cao vừa có tính dẻo cao, mà tính chất này khơng một vật liệu thơng thường nào có thể có được. Tuy nhiên để có được tính chất này, ta khơng thể lấy bất kỳ vật liệu nào cũng chế tạo được mà phải chọn sao cho vật liệu cốt (bền cao) và vật liệu nền (dẻo cao) phải có hệ số giãn nở nhiệt gần bằng nhau để trong q trình sử dụng sự liên kết giữa chúng khơng bị phá huỷ do giãn nở khơng đồng đều Hình 5.2 Các vật liệu nền cho composit 5.3.2 Các loại vật liệu compozit thơng dụng. 5.3.2.1 Sợi thủy tinh Sợi thuỷ tinh là một loại vật liệu compozit thơng dụng nhất hiện nay, được chế tạo bằng các sợi cốt là thuỷ tinh silicat chất lượng cao và vật liệu nền bọc xung quanh là các loại chất dẻo nhóm polyeste hoặc có thể là các chất dẻo nhiệt dẻo khác. Sợi thuỷ tinh có độ bền cao, độ dẻo cao, chịu va đập rất tốt, đặc biệt chống ăn mịn hố học tốt, có thể dùng thay thế cho các chi tiết bằng thép có độ bền trung bình. Nhưng sợi thuỷ tinh có ưu điểm hơn thép là khơng bị sét rỉ và rất nhẹ (khối lượng riêng chỉ khoảng 1,21,4 g/cm3). Sợi thuỷ tinh dùng để chế tạo vỏ máy giặt, vỏ ca nơ, vỏ cabin ơ tơ, mui xe du lịch, tấm ngăn giữa buồng lái và các buồng máy, buồng hành khách trên máy 89 bay, làm dây cáp quang, một số chi tiết chịu lực bên trong con tàu du hành vũ trụ trên hình 51. 52, 53. Loại này chế tạo đơn giản, Việt nam đã chế tạo được. Hình 5.3: Các máy móc sử dụng vật liệu composit 5.3.2.2 Sợi cacbon Sợi cacbon là một loại compozit cao cấp, được chế tạo gồm các sợi cốt cũng gọi là sợi cacbon và vật liệu nền là các loại chất dẻo như polyeste, epoxi, polyimid Sợi cốt cacbon được chế tạo từ các sợi chất dẻo bằng một cơng nghệ đặc biệt mà ở nước ta hiện nay chưa chế tạo được. Sợi cacbon có độ bền rất cao, chống ăn mịn hố học tốt, chịu nhiệt cao, dùng để chế tạo một số chi tiết chịu lực trong ơ tơ, máy bay, tàu thuỷ như mũi máy bay, thanh cản ơ tơ, vành xe, nhất là các chi tiết trên các con tàu vũ trụ, tàu con thoi Hình 5.4: Sợi cacbon 90 5.4 Cao su Cao su là vật liệu có tính đàn hồi cao, khơng thấm nước, khơng thấm khí, chịu được nước ngọt, nước mặn, các loại axit và badơ vơ cơ nhưng dễ hồ tan trong dầu, xăng, axêtơn, benzen Cao su có khối lượng riêng từ 0,920,94 g/cm3. Ở nhiệt độ thường cao su có khả năng chịu lực và có thể đàn hồi cao, nhưng khi nóng đến trên 40oC thì mềm ra, đến 100oC thì rất dẻo và đến 180oC thì chảy ra. Ở nhiệt độ âm từ 0 đến 80oC thì cứng lại, khó đàn hồi Khi chế tạo thành sản phẩm người ta trộn thêm lưu huỳnh từ 12% để khi hấp nóng gọi là lưu hố, lưu huỳnh có tác dụng làm cho cao su cứng hơn, bền hơn, chịu lực tốt hơn Cao su có 2 loại: Cao su thiên nhiên và cao su nhân tạo Cao su thiên nhiên cịn có tên là cao su isopren khai thác từ mủ cây cao su gọi là latếch. Sau khi lọc hết nước khống có trong mủ ta được cao su ngun chất gọi là crếp. Từ crếp pha với các chất độn và lưu huỳnh ép thành sản phẩm, đem hấp lưu hố nhiệt độ 150160oC ta sẽ được cao su sản phẩm. Sản phẩm từ cao su thiên nhiên có độ bền cao, đàn hồi tốt, nhưng chịu nhiệt khơng cao, dễ bị ăn mịn trong xăng dầu. Cao su thiên nhiên tuy khơng thấm nước, khơng thấm khí, nhưng dùng làm bọc khí lâu ngày vẫn bị khí khuếch tán qua cao su nên khơng giữ khí được lâu. Để tạo được cao su đáp ứng được các u cầu đa dạng người ta phải dùng cao su nhân tạo. Cao su nhân tạo là cao su được tổng hợp từ các hydro cacbon. Từ crếp nhân tạo để chế tạo thành sản phẩm người ta cũng phải cho thêm các chất độn và chất lưu hố, ép thành hình, đem hấp lưu hố mới sử dụng được. Cao su nhân tạo có nhiều loại: 91 Cao su butadien styren có tính chống mài mịn cao, dùng để chế tạo lớp mặt chịu mịn của vỏ ơ tơ, xe gắn máy (lớp mặt lốp), làm dây đai, băng tải Cao su butyl có tính chống thấm khí tốt dùng làm ruột ơ tơ, ruột xe gắn máy Cao su nitryl, cao su sunfon khơng bị ăn mịn trong xăng, dầu, mỡ dùng làm vịng đệm lót (gioăng) trong các máy bơm dầu, bơm khí Cau su silicon có tính chịu nóng đến 300oC dùng làm các vịng đệm lót trong các lị có khí bảo vệ, lị chân khơng, làm lớp mặt lơ kéo giấy máy photocoppy Hình 5.5: Cao su 5.5 Amian Amian là hợp chất khống có trong thiên nhiên ở dạng bột hoặc sợi nhỏ. Thành phần chủ yếu là hỗn hợp của các oxit SiO2, MgO, Al2O3 với các tạp chất lẫn CaO, Na2O, K2O Trọng lượng riêng amian 2,42,6 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 14501500oC. Amian có tính cách nhiệt tốt nhưng làm việc lâu dài đến nhiệt độ 500oC và thời gian ngắn thì đến 700oC Trong thiên nhiên amian khai thác ra ở dạng các sợi dài ngắn khác nhau. Nếu sợi dài hơn 8mm dùng xe thành sợi lớn hơn hoặc dệt thành vải. Nếu sợi nhỏ hơn 8mm gọi là bột. Trong ngành luyện kim, bột amian sử dụng dạng bột 92 nén cách nhiệt. Trong các ngành cơng nghiệp khác cũng có sử dụng amian bột như làm ngói fibrơ ximăng, trộn với nhựa bakêlit làm má thắng ơ tơ 5.6 –GỖ 5.6.1 Tính chất của gỗ Ngày nay, tuy cơng nghệ chế tạo vật liệu đã phát triển và có nhiều loại vật liệu tổng hợp khác nhau, nhưng gỗ là vật liệu thiên nhiên vẫn là một loại vật liệu cơng nghiệp quan trọng. Ngồi việc thân cây gỗ được sử dụng theo truyền thống xưa nay, cơng nghiệp chế biến gỗ hiện đaị sử dụng tồn bộ cây gỗ gồm cành, lá, rễ, vỏ để chế biến thành ván ép, ván dăm, chiếu gỗ, bột giấy, sợi hóa học, rượu cồn, hóa chất Sở dĩ gỗ được sử dụng nhiều trong cơng nghiệp vì gỗ có các tính chất sau: nhẹ, độ dẫn nhiệt và dẫn điện nhỏ, khi khơ thì cách điện tốt, có vẻ đẹp tự nhiên nhờ các vân, thớ đa dạng, chịu được tác dụng của một số mơi trường khí, dễ chế biến thành sản phẩm, giá thành rẻ Nhược điểm chủ yếu của gỗ là khả năng chịu lực theo thớ dọc và theo thớ ngang khơng bằng nhau và các tính chất của gỗ thường thay đổi theo độ ẩm Độ ẩm của gỗ theo % được tính bằng tỷ số giữa hiệu số trọng lượng mẫu gỗ trước và sau khi sấy khơ, với trọng lượng sau khi sấy Các tính chất của gỗ thường được quy định ứng với độ ẩm là 15% Trọng lượng riêng của các lọai gỗ thơng thường (ở độ ẩm 15%) tùy thuộc vào loại gỗ là trong khoảng 0,440,81g/cm3. Nhưng đối với các lọai gỗ 93 q ở Việt Nam thường khoảng 0,701,4g/cm3. Gỗ có trọng lượng riêng càng cao thì khả năng chịu lực càng lớn Độ bền của gỗ theo chiều dọc thớ cao hơn chiều ngang thớ. Căn cứ vào độ bền của gỗ, theo TCVN chia gỗ thành 8 nhóm: Gỗ nhóm 1 là nhóm gỗ q, có độ bền kéo dọc từ 1395 KG/cm2 trở lên. Gỗ nhóm 2 và nhóm 3 được gọi là thiết mộc ( gỗ cứng như sắt) khơng bị mối mọt, có độ bền kéo dọc từ 1394 đến 970 KG/cm2 . Gỗ nhóm 4 và nhóm 5 tuy dễ bị mối mọt nhưng có độ bền khơng thấp, từ 969 đến 675 KG/cm2. Từ nhóm 6 trở xuống gọi là gỗ tạp, có độ bền thấp dưới 675 KG/cm2 5.6.2 Cơng dụng Gỗ q đắt tiền, ít dùng trong cơng nghiệp, thường dùng làm dụng cụ gia đình như giường, tủ, bàn, ghế và thường được coi như của gia bảo. Thí dụ các lọai gỗ q rừng miền Bắc có lát chun, lát hoa; rừng miền Trung có mun, trắc, gõ mật; rừng miền nam có cẩm lai, giáng hương, trắc, pơ mu Gỗ nhóm 2, 3 là loại được dùng nhiều nhất trong cơng nghiệp vì có độ bền cao, một số chịu nước tốt như sao, bình linh, căm xe, chị chỉ, huỷnh Gỗ từ nhóm 4 trở xuống dễ bị mối mọt nên khi sử dụng phải dùng các biện pháp bảo vệ sơn, tẩm, sấy Các lọai gỗ này rẻ tiền và có rất nhiều chủng loại nên ngồi việc chế tạo trực tiếp thành sản phẩm như bàn, ghế, cánh cửa, khung cửa người ta thường dùng để chế tạo ván ép, ván dăm, fc mi ca để sử dụng làm các vật trang trí nội thất hoặc chế biến thành bột giấy để làm giấy 5.6.3 Bảo quản gỗ 94 Các vật dụng bằng gỗ phải ln ln giữ khơ ráo, chống mưa, nắng. Gỗ là vật liệu dễ cháy nên cũng phải để xa các nguồn nhiệt. Gỗ càng lâu càng dễ bị phá hủy do nhiều ngun nhân khác nhau như mục, mọt, mài mịn Để bảo quản gỗ có nhiều phương pháp khác nhau như đánh vecni, sơn, tẩm ,sấy Gỗ sấy đến độ ẩm dưới 8% sẽ khơng bị mục rửa, nhưng với gỗ nhóm 4 trở xuống vẫn có thể bị mọt ăn. Để chống mối, mọt người ta phải phun thuốc trừ mối mọt hoặc tẩm các dung dịch chống mọt. Để chống cháy người ta qt lên gỗ các dung dịch chống cháy như axit phốt phoric hay axit boric Câu hỏi ơn tập 1 Phân biệt tính chất của chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn 2 Kể 3 tên chất dẻo nhiệt dẻo và cơng dụng của chúng 3 Vật liệu compozit có đặc điểm gì. Kể 3 cơng dụng của sợi thuỷ tinh 4 Cao su có tính chất gì khác với chất dẻo, hãy kể 3 sản phẩm của cao su thiên nhiên và 3 sản phẩm là cao su nhân tạo 5 Cơ tính của gỗ phụ thuộc những yếu tố nào? Hãy kể 3 tên gỗ nhóm gỗ q, 3 tên gỗ nhóm 2 và 3 theo phân loại cơ tính 6 Đá mài chế tạo từ những vật liệu nào, để mài gang dùng đá mài loại nào, mài thép đã tơi dùng đá loại nào 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Tùng, Giáo trình Vật Liệu Cơ Khí Và Cơng Nghệ Cơ Khí, NXB Giáo Dục, 2006 [2] Nguyễn Thị n, Giáo trình Vật Liệu Cơ Khí, NXB Hà Nội, 2005 [3] Nguyễn Tác Ánh, Giáo trình Cơng Nghệ Kim Loại, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật tp HCM, 2004 96 [4] Nguyễn Văn Dán, Vật liệu kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa tp HCM, 2006 [5] Nghiêm Hùng, Kim Loại Học Và Nhiệt Luyện, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1973 [6] Nguyễn Văn Tư, Vật Liệu Học, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1996 [7] Mikell P Groover, Fundamentals Of Morden Manufacturing – Materials, Processes and Systems, Lehigh University 97 ... chia làm 2? ?loại? ?là? ?vật? ?liệu? ?kim? ?loại? ?và? ?vật? ?liệu? ?phi? ?kim loại? ?(có thể gọi? ?vật? ?liệu? ?khơng? ?kim? ?loại) Vật? ?liệu? ?tinh thể gồm các? ?kim? ?loại? ?ngun chất, các hợp? ?kim? ?và các? ?loại? ? đá, các muối vơ? ?cơ. ? ?Vật? ?liệu? ?tinh thể... loại? ?là chủ yếu thì gọi là hợp? ?kim. Hợp? ?kim? ?phải có tính? ?kim? ?loại Về màu sắc và sử dụng,? ?kim? ?loại? ?và hợp? ?kim? ?được chia làm 2? ?loại: ? ?Kim? ?loại? ? đen và? ?kim? ?loại? ?màu Kim? ?loại? ?đen là các? ?kim? ?loại? ?và các hợp? ?kim? ?trên? ?cơ? ?sở ngun tố sắt (Fe) cụ ... Chương 1: Cấu tạo và tính chất của? ?kim? ?loại? ?và hợp? ?kim .1 1.1. Khái niệm về? ?vật? ?liệu? ?cơng nghiệp 1.2. Khái niệm về? ?vật? ?liệu? ?kim? ?loại 1.3. Cấu tạo về mạng tinh thể và hạt của? ?kim? ?loại 1.4. Cách đánh giá? ?cơ? ?tính của? ?kim? ?loại