Vật liệu cơ khí - Nguồn: Internet

- Các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt: Thép hợp kim là vật liệu kim loại không gì thay thế được trong chế tạo máy nặng, dụng cụ, nhiệt điện, công nghệ hóa học… nó đượn làm các chi t[r]

TP HỒ CHÍ MINH

GIÁO TRÌNH

Mơn học: VẬT LIỆU HỌC NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ

(Ban hành theo định số 270 /2013/QĐ-TCĐNKTCNHCM, ngày 08 tháng10 năm 2013 Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Nghề Kỹ Thuật Công

Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo

Mơn học bố trí học kỳ I khóa học, bố trí dạy song song với môn học, mô đun sau: Giáo dục thể chất, giáo dục quốc phòng, kỹ thuật, vẽ kỹ thuật, ngoại ngữ, TH nguội bản, TH Hàn bản, kỹ thuật chung ô tô

Mơn học Vật liệu khí có thời gian học 30h lý thuyết Điểm học tập sinh viên đánh giá qua kiểm tra học kỳ, thi kết thúc học môn học điểm chuyên cần Hình thức thi tự luận Điểm chuyên cần đánh giá qua việc hoàn thành tập q trình học thời gian có mặt lớp sinh viên

Tp Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 10 năm 2013 Tham gia biên soạn

Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơn học:

- Vị trí mơn học: Mơn học bố trí học kỳ I khóa học,

bố trí dạy sau học xong môn học, mô-đun sau: Giáo dục thể chất, giáo dục quốc phịng, kỹ thuật, vật liệu khí, vẽ kỹ thuật, ngoại ngữ, TH nguội bản, TH Hàn bản, kỹ thuật chung ô tô

- Tính chất mơn học: mơn sở nghề bắt buộc.

Mục tiêu môn học:

Học xong môn học học viên có khả năng:

- Trình bày đặc điểm, tính chất, ký hiệu phạm vi ứng dụng

một số vật liệu thường dùng: gang, thép bon, thép hợp kim, hợp kim cứng, kim loại màu, vật liệu bôi trơn làm mát, nhiên liệu dùng cho động ô tô

- Nhận biết vật liệu bằng giác quan, màu sắc, tỷ trọng, độ nhám

Số

TT Tên chương mục

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành Bài tập

Kiểm tra*

(LT TH)

I Kim loại hợp kim. 06 06

- Khái niệm vật liệu khí 2

- Cấu tạo kim loại hợp

kim 2

- Tính chất chung kim loại

hợp kim 2

II Gang thép. 15 14 01

- Gang loại gang thường

dùng 2

- Thép loại thép thường

dùng 2

- Quan sát tổ chức tế vi gang

và thép 3

- Thép hợp kim 2

- Hợp kim cứng 2

- Kim loại màu hợp kim màu 2

- Giản đồ trạng thái fe - C 1

III Vật liệu phi kim loại. 09 09

- Chất dẻo 2

- Cao su - amiăng - compozit 2

- Vật liệu bôi trơn làm mát 2

- Nhiên liệu ô tô 3

BÀI 1:KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 7

1. Khái niệm vật liệu khí: 7

2. Cấu tạo kim loại hợp kim: 7

3. Tính chất chung kim loại hợp kim: 10

BÀI 2: GANG VÀ THÉP 13

1. Gang loại gang thường dùng: 13

2. Thép loại thép thường dùng: 17

3. Quan sát tổ chức tế vi gang thép: 18

4. Thép hợp kim 18

5. Hợp kim cứng 21

6. Kim loại màu hợp kim màu: 22

7. Giản đồ trạng thái Fe - C 26

BÀI 3: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI 28

1. Chất dẻo 28

2. Tính chất : 28

3. Phân loại: 28

4. Compozit 29

5. Vật liệu bơi trơn làm mát 29

BÀI 1:KIM LOẠI VÀ HỢP KIM Mục tiêu:

Học xong chương người học có khả năng:

- Phát biểu khái niệm vật liệu khí

- Trình bày khái niệm, đặc điểm, cấu tạo kim loại hợp kim

Nội dung chính:

1 Khái niệm vật liệu khí:

1.1 Khái niệm vật liệu khí:

- Vật liệu có khí với khái miệm thơng dụng tất vật chất mà người

sử dụng sản xuất có khí để tạo dựng nên sản phẩm cho sống thiết bị máy móc cơng nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, y tế, giáo dục,…như:

+ vật liệu kim loại + vật liệu polymer + vật liệu ceramic

VAÄT LIỆU

Vật liệu nhiều thành phần Vật liệu

phi kim loại Kim loại

Kim loại chứa sắt Kim loại không chứa sắt Gang

2,5-3,5%C Kim loại nặng>5kg/dm3 Kim loại nhẹ<5kg/dm3 Vật liệu

tự nhiên nhân tạoVật liệu Thép

0,1-1,7%C

Gang đúc Gang dẻo Gang xám

Thép kết cấu Thép dụng cụ Thép đúc Đồng Kẽm Chì Nhơm Magiê TiTan Gỗ Đá granit Da Thủy tinh Chất dẻo Gốm, sứ Vật liệu Compozit Hợp kim Ví dụ:

1.2 Vai trị vật liệu sống:

- Khái niệm vật liệu khí rộng, đa dạng có tính chất tương đối có

những vật liệu kim loại, chất dẻo, compozit … không dùng sản xuất khí mà cịn cần xây dựng, kỹ thuật điện, cơng nghiệp hóa học thực phẩm …

- Ngày khoa học vật liệu tạo nhiều loại compozit dựa sở

kết hợp polime với kim loại phi kim lọai…mà vật liệu có ứng dụng nghành cơng nghiệp nói chung sản xuất khí nopí riêng sợi thủy tinh có độ bền cao sợi cacbon dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết máy bay

2 Cấu tạo kim loại hợp kim: 2.1. Kim loại

- Khái niệm kim loại:

+ Kim loại có tính chất khác tổ chức bên chúng

khác vật chất nguyên tử tạo thành

+ Mỗi nguyên tử gồm có: hạt nhân mang điện tích dương

a a

+ Các điện tử mang điện tích âm dịch chuyển xung quanh hạt nhân

trên quỹ đạo riêng nó, đặc biệt điện tử quỹ đạo ngòai mạng tinh thể kim loại gọi điện tử chúng dể bật khỏi quỹ đạo chúng điện tử tự tạo nên tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt tính kim loại

+ Định nghĩa: Theo định nghĩa cổ điển mà nhiều ý

nghĩa thì: kim loại vật thể sáng, dẻo rèn được, có tính dẫn nhiệt dẫn điện cao

- Cấu tạo mạng tinh thể kim loại:

+ Trong điều kiện thường áp suất khí quuyển hầu hết kim loại tồn

tại trạng thái rắn ngoại trừ thủy ngân trạng thái nguyên tử kim loại xắp xếp theo trật tự định không gian tạo thành mạng tinh thể

+ Mạng tinh thể mơ hình khơng gian mơ tả quy luật hình học

sắp xếp chất điểm(nguyên tử, ion hay phân tử) vật tinh thể

+ Mạng tinh thể bao gồm mặt qua chất điểm, mặt

luôn song song cách gọi mặt tinh thể

+ Khối khối đơn giản giống mà xếp theo ba chiều đo

thì có mạng tinh thể khối hình khối nhỏ có cách xếp chất điểm đại diện chung cho mạng tinh thể

- Các kiểu mạng tinh thể thường gặp:

a a

a

Kiểu mạng lập phương thể tâm

+ Mạng lập phương thể tâm: nguyên tử (ion) nằm đỉnh

a c

Kiểu mạng lục giác xếp chặt

+ Lục giác xếp chặt: Bao gồm 12 nguyên tử nằm đỉnh, nguyên tử

2.2 Hợp kim - Khái niệm hợp kim:

+ Là vật liệu thành phần gồm hai hay nhiều nguyên tố,

nguyên tố kim loại hợp kim mang tính chất kim loại

+ Ví dụ: thép hợp kim sắt cacbon duyra hợp kim nhôm –

đồng – magiê

+ Pha: phần tử hợp kim có thành phần đồng trạng thái ngăn cách với pha khác bằng bề mặt phân chia (nếu trạng thái rắn phải có đồng kiểu mạng thông

số mạng) tập hợp pha trạng thái cân bằng gọi hệ hợp kim.

+ Nguyên: vật chất độc lập có thành phần khơng đổi, tạo nên pha hệ số trường hợp nguyên nguyên tố hóa học hợp chất hóa học có tính ổn định cao

+ Đặc tính hợp kim

2.3 Các Dạng Cấu Tạo Của Hợp Kim:

- Hợp kim tồn dạng sau: dung dịch đặc, hợp chất hóa

học, hỗn hợp học

- Dung dịch đặc: nguyên tử hai hay nhiều nguyên tố xếp kiểu mạng Có thể chia dung dịch đặc làm hai loại: dung dịch đặc xen kẽ dung dịch đặc thay

+ Dung dịch đặc xen kẽ Nếu nguyên tử nguyên tố hòa tan (B) xen

kẽ khỏang hở nguyên tử dung mơi (A) ta có dung dịch đặc xen kẽ Sự hịa tan xen kẽ có giới hạn

+ Dung dịch đặc thay Nếu nguyên tử nguyên tố hòa tan (B) thay

thế ngun tử ngun tố dung mơi (A) ta có dung dịch đặc thay

- Hợp chất hóa học: nhiều loại hợp kim, nhiều pha tạo thành dự liên kết nguyên tố khác theo tỷ lệ định gọi hợp chất hóa học Mạng ttinh thể hợp chất khác với mạng thành phần Hợp chất hóa học hệ có tính ổn định cao có nhiều dạng hợp chất khác

+ Ví dụ: Nguyên tố sắt cacbon tạo nên Fe3C ổn định,

nguyên tố Cu với Zn cho ta nhiều dạng hợp chất như: CuZn,

Cu3Zn3, CuZn3,…

- Hỗn hợp học: Trong hệ hợp kim, có ngun tố khơng hịa tan vào khơng liên kết tạo thành hợp chất hóa học mà liên kết với bằng lực học túy, gọi hợp kim hỗn hợp học Như hỗn hợp học không làm thay đổi mạng nguyên tử nguyên tố thành phần Vì để tạo liên kết học nguyên tử

nguyên tố thành phần khác nhiều kích thước mạng tinh thể

- Các tính chất dẫn điện, từ tính chất khơng thay kim loại, ứng dụng rộng rãi công nghiệp

+ Anh kim vẻ sáng bề ngòai kim loại, theo vẻ sáng bề ngịai kim loại chia thành kim loại màu kim loại đen Kim loại đen hợp kim sắt như: gang, thép Còn kim loại màu tất kim loại lại

+ Khối lượng riêng: d=

m V

Trong m: khối lượng vật

V thể tích vật

+ Tính nóng chảy: kim loại có tính chảy lõang bị đốt nóng đơng đặc lại làm nguội Nhiệt đọ ứng với lúc kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hịan tịan gọi điểm nóng chảy Điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng cơng nghệ đúc, hàn

+ Tính dẫn nhiệt: tính truyền nhiệt kim loại bị đốt nóng bị làm lạnh Tính truyền nhiệt kim loại giảm xuống nhiệt độ tăng ngược lại nhiệt độ giảm xuống

+ Tính giãn nở nhiệt: đốt nóng kim loại giãn làm lạnh co lại

+ Tính dẫn điện: khả cho dòng điện qua kim loại So sánh tính dẫn nhiệt dẫn điện ta thấy kim loại có tính dẫn nhiệt tốt tính dẫn điện tốt ngược lại

+ Tính nhiễm từ: khả bị từ hóa đặt từ trường Sắt hầu hết hợp kim sắt có tính nhiễm từ Tính nhiễm từ thép gang phụ thuộc vào thành phần tổ chức bên kim loại

- Các kim loại thường tác dụng mạnh với kim(như ơxy, clo), thường khơng ổn định mặt hóa học Hiện tượng kim loại bị gỉ khơng khí mơi trường khác gọi tượng ăn mịn kim

+ Tính chống ăn mòn khả chống lại ăn mòn nước hay

oxy khơng khí nhiệt độ thường nhiệt độ cao

+ Tính chịu Axít: khả chống lại tác dụng mơi trường axít

- Một số kim loại đặc biệt có tính ổn định cao khơng khí(Tính

chịu ăn mịn), axít(tính chịu axít) tính chịu nhiệt cao

3.3 Tính chất học:

- Độ bền: khả chống lại tác dụng lực bên ngịai mà khơng

bị phá hỏng

được đo bằng giới hạn bền gồm có:

+ Giới hạn bền kéo,b

+ Giới hạn bền nén,bn

+ Giới hạn bền uốn, bu

+ Giới hạn bền mỏi, bm

+ Giới hạn chảy, c

+ Giới hạn đàn hồi, đh

+ Đơn vị đo độ bền thường dùng N/mm2 MN/mm2

- Độ cứng: khả chống lại xuyên lún vật thể khác vào

- Độ dai xác định bằng độ dai va đập k Đơn vị đo KJ/m2

- Tính dẻo: chịu tải vật liệu biến dạng dẻo trước bị phá hỏng Thép

có hàm lượng cacbon thấp, kim loại nhẹ có tính dẻo cao

- Tính dịn: chịu tải đến giới hạn phá hủy vật liệu bị gẫy vỡ mà

khơng có q trình biến dạng Vật liệu có tính dịn như: gang, gốm, thủy tinh

3.4 Tính cơng nghệ:

- Tính cơng nghệ:Là khả chịu dạng gia công khác như:

- Tính đúc: Xác định độ chảy lõang kim loại nấu chảy để đổ

đầy vào khuôn đúc

- Tính rèn:.là khả biến dạng vĩnh cửu kim loại chịu lực tác

dụng bên ngịai mà khơng bị phá hỏng

- Tính hàn: khả tạo thành liên kết chi tiết nung

nóng cục chi tiết đến trạng thái dẻo

- Tính cắt gọt: khả kim loại gia cơng dể hay khó, xác định

bằng tốc độ cắt gọt, lực cắt gọt độ bóng bề mặt kim loại sau cắt gọt

- Tính nhiệt luyện: khả làm thay đổi độ cứng, độ bền, độ dẻo…của

kim loại sau nhiệt luyện Một kim loại hay hợp kim có tính chất q tính cơng nghệ khó sử dụng rộng rãi khó chế tạo thành sản phẩm

- Về mặt kỹ thuật luyện kim: Chế tạo hợp kim thông thường dễ kim

BÀI 2: GANG VÀ THÉP Mục tiêu:

Học xong chương người học có khả năng:

- Phát biểu khái niệm, phân loại gang yếu tố ảnh hưởng đến

tính chất gang

- Phát biểu khái niệm, phân loại yếu tố ảnh hưởng đến tính chất

của thép

- Trình bày lý thuyết chung quan sát tổ chức tế vi gang thép

- Sử dụng kính hiển vi quang học điện tử có độ phóng đại lớn để

quan sát cấu trúc tế vi gang thép

- Nhận biết tổ chưc tế vi gang thép bằng giác quan qua màu

sắc, tỷ trọng, độ nhám mịn, nghe âm gõ

- Hiểu giản đồ trạng thái Fe - C, điểm đường giới hạn xảy

chuyển biến pha

Nội dung chính:

- Gang hợp kim sắt cacbon số nguyên tố khác như: C, Si, Mn, P, S hàm lượng cacbon lớn 2,14% thường từ 3% đến 4,5%

b Thành phần, tính chất, công dụng gang:

- Tùy theo thành phần hàm lượng nguyên tố có gang mà ta có

loại gang sau: gang thường gang hợp kim

- Gang thường: loại gang mà tỷ lệ tính theo phần trăm khối lượng

nguyên tố thường có như: Cacbon, Silic, Mangan, Phốt pho, Lưu hùynh giới hạn bình thường

- Gang hợp kim: hay gọi gang đặc biệt có hai loại

+ Thành phần gồm có nguyên tố thường có riêng hàm lượng silic cao 4% hàm lượng mangan cao 1,5%

+ Ngòai nguyên tố thường có, gang cịn chứa thêm nhiều ngun tố hợp kim khác với hàm lượng đủ lớn để gây nên thay đổi tổ chức tính chất gang như: Niken, Crôm, đồng, Titan

- Gang nói chung có tính thấp thép dễ gia cơng bằng dụng

cụ cắt gọt, tính đúc tốt độ chảy lõang cao, độ co ngót ít, dễ điền đầy vào khn Tuy nhiên gang có tính dịn, chịu va đập kém, song gang vật liệu chịu nén tốt đồng thời chịu tải trọng tĩnh tốt Do gang sử dụng làm chi tiết có hình dáng phức tạp như: vỏ máy, thân máy, hộp máy, bánh đai, bánh đà,…

c Các yếu tố ảng hưởng đến tính chất gang

- Ảnh hưởng thành phần hóa học

+ Silic (Si): Silic nguyên tố ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc tinh thể gang, thúc đẩy q trình graphít hóa, gang xám, thành phần silic cao khỏang 1~4,25% Hàm lượng Si tăng làm tăng độ chảy lỗng, tăng tính chịu mài mịn ăn mịn gang

+ Mangan (Mn): Mn gang thúc đẩy tạo thành gang trắng ngăn cản graphít hóa Bởi gang trắng thường chứa ~ 2,5% Mn, gang xám lượng Mn không 1,3% Mn ngun tố tăng tính chịu mài mịn, tăng độ bền, giảm tác hại lưu hùynh (S)

+ Phốt (P): P nguyên tố có hại gang, làm giảm độ bền, tăng độ dịn gang, dễ gây nứt vật đúc Tuy nhiên P tăng tính chảy lõang, tác dụng sử dụng để đúc tượng, chi tiết mỹ thuật Trong trường hợp đúc chi tiết thành mỏng, hàm lượng P chi tiết quan trọng khơng q 0,1%, cịn chi khơng quan trọng tới 1,2%

+ Lưu hùynh (S): Là nguyên tố có hại gang, làm cản trở graphít hóa, nên làm giảm tính chảy lõang làm giảm tính đúc Lưu hùynh làm giảm độ bền cho gang dòn S kết hợp với Fe tạo thành FeS gây bở nóng Vì thành phần S gang không 0,15%

d Ảnh hưởng độ nhiệt

- Để tạo nguội người ta nung gang nhiệt nhiều, nung

gang tơi nhiệt độ cao hạt graphít hịa tan hịan tịan khử vật lẫn phi kim loại dẫn đến kết tinh mầm kết tinh nhiều phân bố đồng hơn, làm tính gang tốt

- Nhưng nhiệt độ thực tế gang không nên vượt 14500C

e Ảnh hưởng tốc độ nguội:

- Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể gang điều kiện đông đặc

làm nguội vật đúc Tốc độ nguội nhanh ta gang trắng, làm nguội chậm ta ssược gang xám Tốc độ nguội gang đúc phụ thuộc vào loại khuôn đúc chiều dày vật đúc

a Gang trắng:

- Ký hiệu thành phần:

+ Hầu hết dùng gang trắng chứa 3% - 3,5% cacbon nhiều C gang dịn, mặt gãy chi tiết bằng gang trắng có màu sáng tắng nên gọi gang trắng Gang trắng hình thành hàm lượng C Mn thích hợp với điều kiện làm nguội nhanh vật đúc thành mỏng, nhỏ

+ Gang trắng khơng có ký hiệu

- Tính chất:

+ Gang trắng cứng giịn, tính cắt gọt Nên dùng cơng nghệ đúc

- Tổ chức tế vi:

+ Là loại gang mà hầu hết cacbon dạng liên kết Fe3C nằm dạng xementit

- Công dụng:

+ Nó dùng để chế tạo gang rèn (gang dẻo) , luyện thép chi tiết máy cần tính chống mài mịn cao bi nghền, trục cán

b Gang xám:

- Ký hiệu thành phần:

+ Ký hiệu: Tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 - 75 ký hiệu gang xám bằng chữ GX hai số

Ví dụ: GX00; GX12-28; GX15-32; GX18-38; GX21-40; GX24-44; GX28-48; GX32-52; GX36-56; GX40-60; GX44-64

GX12-28 gang xám có tính thấp dùng để làm chi tiết chịu tải nhẹ khơng chịu mài mịn vỏ, nắp…

GX15-32;GX18-38 loại gang xám có tính trung bình dùng làm chi tiết chịu tải trung bìnhon2 vỏ hộp giảm tốc, thân máy bơm, cacte, mặt bích…

GX21-40;GX24-44;GX28-48 số hiệu gang xám có tính tương đối cao thường dùng làm chi tiết chịu tải trọng tĩnh cao chịu mài mòn bánh đà, bánh răng, sơ mi, pittong, xilanh…

GX32-52;GX36-56;GX40-60;GX44-64 số hiệu gang xám có tính cao dùng làm chi tiết chịu tải trọng tĩnh cao chịu tải trọng động, chịu mài mịn cao như: bánh chữ V, trục chính, vỏ bơm thủy lực, van chịu áp suất cao…

+ Thành phần hóa học gang xám nằm giới hạn sau: C : ~ 3,8%; Si: 0,5 ~ 3%; Mn:0,5 ~ 0,8%; P: 0,15 ~ 0,4%; S: 0,12 ~ 0,2%

- Tổ chức tế vi:

+ Là loại gang mà hầu hết cacbon dạng graphit hình Nhờ có graphít nên mặt gãy có màu xám

+ Gang xám có cấu trúc tinh thể cacbon graphít dạng tấm, gang xám là: pherit, peclit – pherit, peclit

- Tính chất:

+ Cơ tính gang xám phụ thuộc vào hai yếu tố: tổ chức nền, độ bền tăng lên từ pherit đến peclit; yếu tố thứ hai số lượng, hình dạng phân bố graphít

+ Nếu số lượng hợp lý, hình dạng thu gọn phân bố tính cải thiện

graphít có ưu điểm làm tăng độ chịu mịn gang, có tác dụng chất bơi trơn, làm cho phoi gang dễ bị vụn cắt gọt, dập tắt rung động, làm giảm độ co ngót đúc

- Công dụng:

+ Gang xám thường dùng để chế tạo chi tiết chịu tải trọng nhỏ cà bị va đập như: thân máy, bệ máy, ống nước,… chịu ma sát tốt nên gang xám dùng để chế tạo ổ trục tốc độ thấp

+ Gang lỏng làm nguội chậm đúc gang xám

c Gang cầu:

- Ký hiệu thành phần:

+ Gang cầu ký hiệu: “GC” kèm hai số Chỉ số thứ giới hạn

bền kéo (kG/mm2), số thứ hai chĩ độ giãn dài tương đối tính phần trăm.

+ Ví dụ: GC 40 – 10 có nghĩa là: gang cầu có giới hạn kéo 40kG/mm2, độ

giãn dài tương đối 10%

+ Thành phần: gang cầu cịn có tên gang độ bền cao, có thành phần hóa

học gang xám

+ Thành phần hóa học củagang cầu sau biến cứng sau: 3-3,6%C;

2-3%Si; 0,5 – 1%Mn; ~2%Ni; 0,04 – 0,08%Mg;  0,15%P;  0,03%S

- Tổ chức tế vi:

+ Gang cầu có tổ chức tế vi gang xám (peclit – ferit, peclit), graphít có dạng thu nhỏ thành hình cầu

- Tính chất:

của gang Độ cứng độ bền gang cầu tăng cao ta nhiệt luyện

+ Để có tổ chức gang cầu, phải nấu chảy gang xám dùng phương pháp biến tính đặc biệt gọi cầu hóa để tạo graphít hình cầu

- Cơng dụng:

+ Do có nhiều ưu điểm tính nên gang cầu sử dụng ngày nhiều để thay cho thép số trường hợp

+ Gang cầu dùng để chế tạo chi tiết ôtô, động đốt như: trục khuỷu, píttơng, dên, bánh chi tiết quan trọng khác trục máy công cụ, thay thép để làm đường ray nhỏ…

d Gang dẻo:

- Ký hiệu thành phần:

+ Ký hiệu gang dẻo: “GZ” hai chữ số, số thứ giới hạn bền

kéo, số thứ hai độ giãn dài tương đối

+ Vd: GZ 30 – có ngiã là: Gang dẻo, có giới hạn bền kéo 30kG/mm2, độ

giãn dài tương đối 6%

+ Thành phần hóa học gang trắng Nhưng thành phần C không cao

- Tổ chức tế vi:

+ Khi ủ gang trắng xementit gang trắng phân hóa thành graphít,

graphít có hạt nhỏ, sau làm nguội chậm ta có gang dẻo hay gọi gang rèn Tùy theo chế độ ủ ta có loại gang dẻo có kim loại ferit, peclit, ferit – peclit

+ So với gang xám, gang dẻo có độ bền, độ dẻo độ dai cao hơn, người ta gọi gang rèn có độ dẻo cao khơng phải rèn + Thành phần C khơng cao nên graphít lại tập trung cụm nên ảnh hưởng xấu đến tính

- Cơng dụng:

+ Gang dẻo sử dụng nhiều công nghiệp ôtô máy kéo, máy móc nơng nghiệp,… dùng cho chi tiết tải trọng lớn, hình dạng phức tạp

+ Tuy nhiên giá thành gang dẻo cao so với gang xám cơng nghệ chế tạo phức tạp

+ Quy trình chế tạo gang dẻo gồm hai bước

Đúc chi tiết bằng gang trắng

U vật đúc nhiệt độ 900 ~ 10000C khỏang thời gian 70 ~ 100giờ Ta

sẽ có gang dẻo

2 Thép loại thép thường dùng: 2.1 Thép cacbon:

a Khái niệm thép cacbon:

- Thép cácbon loại thép thơng thường, ngồi Fe,C cịn chứa tạp chất

thường có như: Mănggan, silic, phốt pho…

b Thành phần:

- C<2%, Mn  0,8%, Si 0,5 %, S0,05% Ngồi có lượng nhỏ

các nguyên tố Cr, Ni, Cu( 0,2 %),W, Mo, Ti ( 0,1%)

- Theo phương pháp luyện

- Theo phương pháp khử oxy

- Theo chất lượng

- Theo cơng dụng

2.2 Tính chất thép cacbon:

- Về tính thép cac bon cứng bền gang hàm lượng cacbon có

trong thép bon nhỏ gang

- Thép cac bon dùng nhiều xây dựng, ngành công nghiệp

nặng ,trong ôtô

2.3 Các loại thép thường dùng

- Thép cacbon chất lượng thường: cung cấp dạng cán nóng từ nhà máy

liên hiệp luyện kim, với mục đích chủ yếu làm thép kết cấu xây dựng cầu, nhà xưởng, coat thép bê tông.…

- Thép bon kết cấu:Nhóm có chất lượng caohơn nhóm chất lượng

thường thể hàm lượng chứa tạp chất có hại nhỏ hơn: S

0,01%,P0,035% cung cấp dạng cán, rèn bán thành phẩm

- Thép bon công dụng: Là nhóm thép bon có cơng dụng riêng thường

gặp hàng ngày như:

+ Thép đường ray xe lửa có độ bền tính chống mài mịn cao, người ta tiến hành bề mặt đầu để nâng cao độ chống mài mòn đầu nối Thành phần bon tương đối cao 0,5- 0,8%C, tương đối nhiều manggan 0,6-1,0%, phốt lưu huỳnh( S<0,05%,P<0,04%)

3 Quan sát tổ chức tế vi gang thép: 3.1 Lý thuyết chung

- Chọn Mẫu

- Chế tạo mẫu để quan sát

- Quan sát mẫu

3.2 Kính hiểm vi kim loại học.

- Độ phóng đại Z

- Khẩu số kính vật

- Khả phân ly kính hiểm vi

3.3 Quan sát tổ chức tế vi gang thép. 4 Thép hợp kim.

4.1 Thép hợp kim a Khái niệm :

- Thép hợp kim loại thép(ngoài sắt, cacbon tạp chất ra) người ta

cố ý đưa vào nguyên tố đặc biệt với lượng định để làm thay đổi tổ chức tính chất thép Các nguyên tố đặc biệt gọi nguyên tố hợp kim: Cr, Ni,Mn,Si, W,V, MO, Ti, Cu, B

b Những đặc tính thép hợp kim :

- Về tính: Thép hợp kim nói chung có độ bền có độ bền cao hẳn so với

thép cacbon Điều thể đặc biệt rõ ràng sau nhiệt luyện ram

- Về tính chịu nhiệt độ cao: Thép hợp kim giữ tính cao trạng thái

- Các tính chất vật lý hóa học đặc biệt: Thép hợp kim vật liệu kim loại khơng thay chế tạo máy nặng, dụng cụ, nhiệt điện, cơng nghệ hóa học… đượn làm chi tiết quan trọng điều kiện làm việc nặng

c Phân loại thép hợp kim:

- Phân loại theo tổ chức tế vi:

+ Ơ trạng thái cân bằng:

Thép trước tích ngồi tổ chức peclit cịn có ferit tự Thép tích ới tổ chức peclit

Thép sau tích với tổ chức ngồi peclit cịn có cacbit thứ hai Thép beleburit với tổ chức dó với tinh leđeburit

Thép auxtenit với tổ chức thuầnauxtenit loại thép hợp kim hóa với lượng lớn nguyên tố Ni Mn

Thép ferit với tổ chức ferit:là loại thép hợp kim hóa vớilượng lớn nguyên tố Cr lượng cacbon thấp

+ Ơ trạng thái thường hóa

Thép peclit: loại thép hợp kim thấp nên tính ổn định auxtenit qua nguội chưa lớn

Thép mactenxit loại thép hợp kim trung bình cao có tính ổn định auxtenit nguội lớn đốn mức làm nguội khơng khí tĩnh đạt tổ chức mactenxit, thép cịn có tên thép tự

Thép auxtenit:là loại thép hợp kim cao với nguyên tố Mn Ni( thường có thêm Cr)

- Phân loại theo nguyên tố hợp kim:

+ Cách phân loại dựa vào tên nguyên tố hợp kim thép

Ví dụ thép có chứa Crom gọi thép Crom, thép manggan, thép niken …

- Phân loại theo tổng hợp nguyên tố hợp kim

+ Thép hợp kim thấp: loại thép có tổng nguyên tố hợp kim nhỏ

2,5%(thường loại thép peclit)

+ Thép hợp kim trung bình: loại thép có lượng nguyên tố hợp kim từ 2,5 –

10%

+ Thép hợp kim cao:là loại thép có tổng lượng nguyên tố hợp kim lớn

hơn 10% thép mactenxit hay auxtenit

- Phân loại theo công dụng:

+ Đây cách phân loại chủ yếu Theo công dụng cụ thể chia hợp kim

thành nhóm sau:

Thép kết cấu hợp kim: Là nhóm thép dùng để chế tạo chi tiết máy kết cấu kim loại

+ Theo hợp kim đặc biệt: nhóm thép có tính chất vật lý hóa học đặc biệt ví dụ tính chống ăn mịn cao(khơng gỉ), làm việc nhiệt độ cao, có tính giãn nở nhiệt đặc biệt

d Ký hiệu:

- Theo tiêu chuẩn Nhà Nước Việt Nam TCVN 1659-75 ký hiệu thép

hợp kim Việt Nam ký hiệu theo hệ thống chữ số Chữ ký hiệu nguyên tố hợp kim bằng ký hiệu hóa học, số lượng cacbon theo phần vạn, số đằng sau ký hiệu hóa học lượng ngun tố Ví dụ 9Mn2 có 0,09%C, 2%Mn Song chưa có tiêu chuẩn cho loại thép hợp kim cụ thể nên thực tế thường áp dụng phương pháp ký hiệu Liên Xô

4.2 Các loại thép hợp kim thường gặp. a Thép hợp kim kết cấu

- Thép thấm cacbon: Là loại thép có lượng cacbon thấp 0,1-0,25%(cá biệt có

thể tới 0,3%)đế chế tạo chi tiết vừa chịu tải trọng tĩnh lẫn va đập, vừa chịu mài mòn bề mặt bánh răng, cam, đĩa ma sát…Độ cứng cao lớp bề mặt độ bền, độ dai cao lõi đạt bằng cách thấm cacbon, ram thấp, loại thép có tên thép thấm cacbon

- Thép hóa tốt: Là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình 0,3-0,5%( cá biệt

có thể tới 0,55%) để chế tạo chi tiết chịu tải trọng tĩnh va đập cao, yêu cầu độ bền độ dai va đập cao Cơ tính tổng hợp cao thép đạt bằng nhiệt luyện hóa tốt nên có tên hóa tốt

- Thép lò xo: Dùng để chế tạo loại lò xo, nhíp dùng rộng rãi

các máy đặc biệt tơ, xe lửa…Các thép lị xo dùng để chế tạo lị xo, nhíp chi tiết có tác dụng đàn hồi nói chung

- Thép ổ lăn: Do bề mặt làm việc củ chi tiết ổ lăn chịu ứng suất cao với số

lượng chu trình lớn trượt lăn với thời điểm nên chúng bị mài mịn điểm Để thỏa mãn u cầu làm việc thép ổ bi phải có độ bền mỏi tiếp xúc chống mài mịn cao phải có độ cứng cao đồng Muốn phải có thành phần sau:

+ Lượng cacbon cao(khoảng 1%) đảm bảo sau tơi có độ cứng tính chống mài mịn cao

+ Rất tạp chất phi kim loại, lượng S< 0,02%, P<0,027%và khơng có rỗ xốp để đảm bảo khơng có điểm mềm

+ Tổ chức thép phải đồng nhất, khơng có thiên tích cac bít

+ Thép hợp kim hóa bằng 0,6 – 1,5 %Cr đơi bằng Mn Si để làm tăng độ thám tơi, đảm bảo tính đồng

- Thép dụng cụ làm dao cắt:dùng để chế tạo loại dao cắt dao tiện, phay, bào, khoan, doa… Yêu cầu loại dao độ cứng cao, tính chống mài mịn cao, tính cứng nóng

- Thép dụng cụ đo:dùng để chế tạo dụng cụ đo kỹ thuật với độ

xác cao Để đảm bảo điều thép đem làm phải đạt yếu tố sau: + Có độ cứng tính chống mài mịn cao để đảm bảo dụng cụ mịn chỗ cọ sát với chi tiết, đảm bảo độ xác cao

+ Kích thước đảm bảo khơng đổi suốt q trình làm việc

+ Có khả đạt độ nhẵn bóng bề mặt caokhi mài biến dạng nhiệt luyện

4.3 Thép đặc biệt:

- Là loại thép có tính chất vật lý, hóa học đặc biệt như:

- Thép khơng rỉ, có tính chống ăn mòn cao

- Thép hợp kim làm việc nhiệt độ cao

- Thép có tính chống mài mịn cao

- Hợp kim có tính giãn nở nhiệt đặc biệt

- Hợp kim có điện trở lớn

- Thép hợp kim từ tính

4.4 Thép làm khuôn :

- Chúng Ta quy ước gọi thép làm dụng cụ để biền dạng dẻo kim loại

thép làm khuôn rập Theo nhiệt độ biến dạng chia làm loại phơi

thép >10000C khn dập nóng, loại biến dạng dẻophôi kim loại nhiệt độ

thường khuôn dập nguội

- Các yêu cầu thép làm khuôn dập:

+ Độ cứng cao

+ Tính chống mài mịn cao

+ Độ bền độ dai đảm bảo để chịu tải trọng va đập khơng lớn + Tính chịu nhiệt độ cao

5 Hợp kim cứng.

5.1 Khái niệm Nguyên lý chế tạo hợp kim cứng:

- Hợp kim cứng làm việc nhiệt độ cao tới 10000C hợp kim gốm

khóang vật chịu nhiệt độ 12000C.

- Hợp kim cứng phủ lên chi tiết làm việc mau mòn nâng cao

- Hợp kim cứng có độ cứng cao từ chế tạo không cần phải qua nhiệt luyện, thành phần chủ yếu tất hợp kim cứng cacbit kim loại khó nóng chảy như: Womfram, Titan Coban dùng làm chất kết dính cacbit đó:

- Nguyên lý chế tạo hợp kim cứng:

+ Chế tạo bột cacbit

+ Ep định hình bột cacbit: WC, TiC, TaC (Cacbit Tantan) trộn với bột Co ép

định hình nung sơ 9000C.

+ Gia công thiêu kết ở: 1400 đến 15500C.

5.2 Phân Loại Và phạm vi ứng dụng:

- Hợp kim cứng có nhiều loại chia thành hai loại:

+ Hợp kim cứng dùng để hàn đắp hợp kim cứng loại gốm Trong năm gần người ta chế tạo nhiều loại dao cắt có tính chất ưu việc gọi vật liệu siêu cứng

a. Hợp kim cứng dùng để hàn đắp:

- Hợp kim cứng dùng để hàn đắp thường dùng để hàn đắp lên mũi dao

hoặc bề mặt vật chịu mài mòn

- Loại hợp kim cứng dạng que hàn điện que hàn bọc mọt lớp

thuốc dày, có trọng lượng 25 – 40% trọng lượng que hàn Que hàn đắp lên vật bằng lửa hồ quang điện

b. Hợp kim cứng loại gốm:

- Ba nhóm hợp kim cứng loại gốm sử dụng phổ biến là:

+ Loại WC TiC + Co Ký hiệu TK

+ Loại WC, TiC TaC + Co; ký hiệu TTK

+ Nhóm BK: Gồm có cacbit wonfram cà coban kim loại gồm: BK2, BK3, BK6, BK8 hợp kim BK2 dùng làm dao doa, gia công tinh gang, kim loại màu vật liệu phi kim loại BK6 dùng làm dao tiện thô tinh, dao phay, dao doa thô tinh cho gang, kim loại màu vật liệu phi kim loại BK8 dùng làm dao tiện thô, dao bào, phay, mũi khoan cho gang, kim loại màu vật liệu phi kim loại

+ Nhóm TK: Gồm cacbit wonfram, cacbit Titan coban Hợp kim cứng nhóm TK thường dùng: T5K10, T14K8, T15K6, T30K4, T60K6 Con số đứng sau chử T biểu thị thành phần phần trăm cacbit Titan, số đứng sau chữ K thành phần phần trăm Coban T5K10 dùng làm dao tiện thô, dao tiện định hình, bào thơ tinh loại thép cacbon thép hợp kim T15K6 dùng làm dao tiện thơ tinh

+Nhóm TTK: Nhóm dùng làm dao cắt gia công điều kiện nặng gia công thỏi đúc, phôi rèn Các loại thường dùng: TT7K12

c. Hợp kim gốm khóang vật:

- Thành phần chủ yếu làm nhơm oxýt (Al2O3) Được thiêu kết nhiệt

độ cao (700 – 18000C).

- Hợp kim gốm khóang vật chế tạo dạng thích hợp cho việc chế tạo

dụng cụ cắt gọt kim loại khác

- Hợp kim gốm khóang vật có độ cứng cao tính chịu nhiệt cao hợp kim

cứng loại gốm, có độ bền giịn hơn, dùng làm dụng cụ cắt gọt nhẹ khơng va đập Nó chủ yếu dùng để gia công tinh bán tinh, dùng gia cơng thơ dùng phổ biến gia công tốc độ cao, chiều sâu cắt bước tiến nhỏ

- Hợp kim gốm khóang vật thích hợp cho việc gia cơng vật liệu cứng giòn

d. Hợp kim siêu cứng:

- Trong vật liệu siêu cứng kim cương đứng vị trí hàng đầu Nó cứng

gấp lần cacbit Wonfram, cứng gấp lần thép cắt nhanh Khi cương tự nhiên có giá thành cao người ta tìm chế tạo kim cương nhân tạo hay vật liệu tổng hợp có độ cứng kim cương Các loại kim cương tổng hợp: kim cương đen, balax, cacbonano

6 Kim loại màu hợp kim màu: 6.1 ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG.

a Tính chất đồng nguyên chất:

- Khối lượng riêng lớn(=8,94g/cm2)lớn gấp lần nhôm

- Tính chống ăn mịn tốt

- Nhiệt độ nóng chảy tương đối cao(10830C)

- Độ bền khơng cao tăng lên biến dạng nguội

- Tính cơng nghệ tốt

b Hợp kim đồng

- Đồng vàng (đồng latông): Là hợp kim đồng mà hai nguyên tố chủ yếu đồng kẽm Ngồi cịn có ngun tố đặc biệt khác gồm hai loại sau:

+ Latông đơn giản: Là hợp kim hai nguyên tố Cu-Zn với lượng chúa Zn

ít 45% Zn nâng cao độ bền độ dẻo hợp kim đồng Khi lượng Zn cao vượt q 50% hợp kim Cu-Zn trở nên cứng dịn

+ Latơng với lượng chứa Cu cao đến 88-97% gọi tompắc có màu đỏ

nhạt với tính chất gần giống đồng

- Đồng thanh(Brông): Là hợp kim đồng với nguyên tố khác ngoại trừ Zn Người ta phân biệt loại đồng khác tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chủ yếu đưa vào: ví dụ Cu-Sn gọi brông thiếc; Cu – Al gọi brông nhôm

- Brông thiếc: hợp kim đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu thiếc

+ Đặc điểm:

+ Về tính: lượng Sn thấp(<5%) độ dẻo cao, >5%Sn độ dẻo

mới giảm

+ Về tính đúc:độ chảy lỏng brơng thiếc nhỏ, kết tinh hợp kim co lại

ít, mật độ đúc khơng cao(có nhiều rỗ xốp) Chính lý với đặc tính chống ăn mịn tốt (khơng bị hỏng khí quyển) nên có mặt đen bóng đẹp, brông thiếc sử dụng rộng rãi đúc mỹ nghệ

+ Về tính chống ăn mịn: brong thiếc có tính chống ăn mịn cao đồng

latơng Nó ổn định khơng khí, nước nước biển

+ Trong latơng phức tạp ngồi Cu Zn người ta cịn đua vào nguyên tố đặc biệt nhu: Pb, Sn, Al, Ni để cải thiện số tính chất hợp kim

+ Khi cho Pb vào làm tăng tính cắt gọt Pb khơng hịa tan Cu, tạo

thành hạt riêng rẽ tổ chức dễ làm gẫy phoi Hợp kim đuợc dùng làm chi tiết qua gia công cắt sau đúc mà không qua biến dạng

+ Khi cho Sn vào để làm tăng tính chống ăn mòn nước

biển(70%Cu, 1%Sn) dùng làm ống chi tiết máy tàu biển

+ Al Ni cho vào để tăng tính

6.2. Nhôm hợp kim nhôm

a Các tính chất nhơm ngun chất:

- Khối lượng riên nhỏ(=2,7g/cm2) nên dùng rộng rãi công nghệ

chế tạo máy bay

- Tính dẫn diện dẫn nhiệt cao

- Tính chống ăn mịn cao

- Nhiệt độ chảy thấp(6600C) làm dễ ràng cho trình nấu luyện song

các hợp kim nhôm không làm việc nhiệt độ cao Tính đúc khơng cao độ co ngót lớn

- Độ bền tương đối thấp

- Tính dẻo cao

b Hợp kim nhôm:

- Hợp kim nhơm đúc: tính theo phần trăm trọng lượng tỷ lệ nguyên tố hợp kim

trong tinh hệ sau:Al-Si:11,7%, Al-Cu:33%,Al-Mg:34,5% Tuy nhiên hợp kim nhôm đúc thường dùng làAl-Si

- Silumin đơn giản(A2): Là hợp kim nhơm đúc mà thành phần

là nhơm silíc Silumin đơn giản có tính đúc tốt(độ chảy lỗng cao, khả điền đầy khuôn lớn, độ nhẵn bề mặt cao)nên dùng để đúc định hình chi tiết có hình dạng phức tạp Nhược điểm có rỗ khí, tính thấp,khơng có khả hóa bền bằng nhiệt luyện Dạng nhiệt luyện

nhất ủ khoảng 3000C, làm nguội khơng khí.

- Silumin phức tạp(A4): Là hợp kim nhơm với 4-10% Si có thêm

ngun tốhợp kim đặc biệt Cu,Mg có tác dụng tốt với q trình hóa già,

vậy độ bền đạt b=200 – 250N/mm2

+ A4 có kết hợp tính đúc tính Tính đúc tốt hợp kim

có lượng Si tương đối cao(8-10%) Để có tính cao phải tiến hành bỏ rỗ khí bằng cách đúc dưói áp lực nhiệt luyện tơi hóa già Người ta

dùng A4 để đúc chi tiết trung bình lớn có tính quan trọng thân

+ Hợp kim nhôm đúc pittông: Nhẹ, dẫn nhiệt tốt, dễ gia cơng, bị trượt sơ mi, làm việc hệ số giãn nở nhiệt thấp, song có khuyết điểm chóng mịn, khơng thích hợp với điều kiện làm việc số máy kéo lớn

- Hợp kim nhôm thiêu kết(CA)

+ bột nhôm thiêu kết CA bao gồm Al tỷ lệ định Al2O3 dạng

bột sản xuất theo quy trình: đóng bành sơ bộ, thiêu kết ép Loại hợp kim có độ bền tính bền nóng cao Al2O3 phân bố

+ Các hợp kim nhôm thiêu kết khác CAC có cơng nghệ chế tạo giống

CA bột nhôm mà hợp kim nhômvới thành phần

nhất định

6.3 Hợp kim thiếc, chì, kẽm, batit:

- Thiếc hợp kim thiếc:Ưu điểm brông thiếc chịu áp lực lớn

và tốc độ vòng cao gang xám thường làm ổ trượt quan trọng Trong thực tế thưịng dùng brơng thiếc phức tạp để làm bạc lout có u cầu chống mài mịn ma sát Brơng thiếc: hợp kim đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu thiếc

- Đặc điểm:

+ Về tính: lượng Sn thấp(<5%) độ dẻo cao, >5%Sn độ dẻo giảm

+ Về tính đúc:độ chảy lỏng brông thiếc nhỏ, kết tinh hợp kim co lại ít, mật độ đúc khơng cao(có nhiều rỗ xốp) Chính lý với đặc tính chống ăn mịn tốt (khơng bị hỏng khí quyển) nên có mặt đen bóng đẹp, brơng thiếc sử dụng rộng rãi đúc mỹ nghệ

+ Về tính chống ăn mịn: brong thiếc có tính chống ăn mịn cao đồng latơng Nó ổn định khơng khí, nước nước biển

- Chì hợp kim chì: Brơng chì có đặc điểm bật ma sát hệ số

dẫn nhiệt cao, ngồi cịn chịu tải trọng va đập chịu mỏi Chính brơng chì dùng để làm ổ trượt quan trọng, chịu tải cao tốc độ lớn ổ trựơt động máy bay, diezen, tuộc bin…

6.4 BABÍT

- Hợp kim Bêbit(người Anh) tìm năm 1832 có thành phần 92%Sn,

4,5%Sb,3,5%Cu

- Babit mềm nên làm mịn cổ trục thép, có hệ số ma sát bé giữ dầu tốt,

tuy nhiên khơng chịu áp suất nhiệt độ cao

- Babit thiếc: loại babit dùng có ưu điểm lớn kết hợp tốt

Nhiệt độ 0C Xêmantít(Xe), Fe2C

Fe

Thép Gang%C

0 0,8 2,14 4,3 6,67

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 A B C D E F G H N K S P

F+P P+XeII P+XeII + (P+Xe) (P+Xe)+XeI

L

727 L+

1147

+XeII (+XeII)+ (+Xe) (+XeII)+XeI

P+Xe

Giản đồ trạng thái sắt – cacbon(sắt – xêmantít)

- Babit chì – thiếc: loại hợp kim làm ổ trượt ngồi Pb Sn cịn chúa

lượng lớn Sb(6-15%) lượng nhỏ Cu(1-2%) Nó dùng điều kiện va đập ổ đỡ đầu máy chạy điện, đầu máy nước, tuộc bin thủy lực…

- Babit chì-canxi-natri

- Babit kẽm

- Babit nhôm

7 Giản đồ trạng thái Fe - C

7.1 Khái niệm giản đồ pha

- Giản đồ pha mô tả điểm tới hạn diểm bắt đầu giản đồ trạng thái,

mô tả vùng làm việc nhiệt độ nóng chảy hợp kim (Fe – C) vv

7.2 Giản đồ trạng thái Fe –C

- Trên giản đồ có điểm tới hạn AC3 điểm giới hạn đường GS

trên giản đồ

- AC1 đường PSK

a Tổ chức kim loại hợp kim sắt bon.

Các tổ chức pha:

- Xematit: (ký hiệu Xe hay Fe3C)là hợp chất hóa học sắt với bon –

Fe3C tương ứng với đường thẳng đứng DFKL giản đồ trạng thái cần

- Xematit thứ nhất: (XeI loại kết tinh từ dạng hợp kim lỏng tạo thành

trong hợp kim chúa 4,3%Cvà nhiệt độ 16000C – 114700C

- Xematit hai:( XeII)là loại tiết từ dung dịch rắn auxtenit khoảng

11470C – 7270C

- Xematit thứ 3: (XeIII)là loại tiết từ dung dịch rắn ferit khoảng

nhiệt độ thấp 7270C.

- Các dạng xêmatít khơng khác chất pha, khác

kích thước phân bố điều kiện tạo thảnh khác

b Ferit: (ký hiệu Fe hay )

- Là dung dịch rắn xen kẽ bon Fe (chủ yếu xen kẽ vào

vùng có sai lệch mạng), có mạng tinh thể lập phương thể tâm

- Ferit dẻo dai, nguyên nguyên tố khá( đặc biệt Si,

Mn) hịa vào độ cứng tăng lên, độ dẻo độ dai giảm đáng kể

c Auxtenit:(ký hiệu As hay )

- Là dung dịch rắn xen kẽ cacbon Fe, có mạng lập phương diện

BÀI 3: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI

Mục tiêu:

- Trình bày định nghĩa, tính chất phạm vi ứng dụng số chất dẻo thơng thường

- Trình bày cơng dụng, tính chất, phân loại dầu, mỡ bơi trơn dùng

tơ

- Trình bày yêu cầu, thành phần dung dịch làm nguội

- Phát biểu thành phần, tính chất xăng, dầu điêzen dùng động

ô tô

Nội dung chính: 1 Chất dẻo.

1. Định nghĩa

- Chất dẻo vật liệu nhân tạo, nhận sở polime hữu

Chất dẻo nung nóng mềm ra, dẻo, có lực ép chúng tạo thành hình dáng định giữ ngun hình dạng lúc nguội

2. Tính chất :

- Chất dẻo có đặc điểm bật mật độ thấp

- Có tính dẫn nhiệt thấp

- Có hệ số giãn nở nhỏ

- Cách nhiệt tốt

- Trong suốt quang học

- Tính ma sát tính chống ma sát tốt

- Độ bền học số chất dẻo tương đương với thép

- Có tính cơng nghệ tốt

- Nhược điểm chủ yếu chất dẻo lả tính ổn định nhiệt khơng cao

3. Phân loại:

- Tùy thuộc đặc tính chất liên kết chất dẻo chia làm loại chất dẻo nhiệt

dẻo chất dẻo nhiệt rắn

- Tùy thuộc chất độn chia :

+ Chất dẻo độn bột + Chất dẻo độn sợi + Chất dẻo độn + Chất dẻo độn khí

- Tùy theo công dụng chia ra:

+ Chất dẻo chịu lực chất dẻo không chịu lực

- Phân loại theo gốc cấu tạo gồm

+ Chất dẻo từ polime hydrocacbon không no

+ Chất dẻo từ dẫn xuất axit acrylic metacrylic + Chất dẻo từ nhựa phenolaldehit

+ Chất dẻo từ nhựa amino – aldehit + Các hợp chất cao phân tử kim +Chất dẻo từ nhựa furan

+Chất dẻo từ nhựa poliamid + Chất dẻo từ nhựa poliuretan + Nhựa epoxy

+ Chất dẻo từ poliête

2 Cao su

- Phân loại

- Tính chất

- Cơng dụng

3 Amiăng

- Tính chất

- Công dụng

4 Compozit.

- Tính chất

- Một số vật liêu Compozit thông dụng

5 Vật liệu bơi trơn làm mát 1.1 Dầu bơi trơn.

a Khái niệm:

- Dầu chất bôi trơn chế tạo từ dầu mỏ, có màu tùy theo cách pha chế

Dầu nặng xăng dầu diesel, nhẹ nước Trọng lượng riêng

của dầu 0,88 đến 0,95g/cm3.

b Phân loại: dầu chia thành nhóm chủ yếu sau:

- Dầu dùng cho động

- Dầu truyền động

- Dầu công nghiệp

- Dầu đặc biệt

c Công dụng:

- Dầu truyền động dùng để bôi trơn cho xe, hộp số, hộp giảm

tốc, động cơ, hộp tay lái Tùy theo điều kiện sử dụng, thời tiết loại xe,

máy, độ nhớt dầu truyền động thường từ 10 đến 35 cst 1000C Dầu

truyền động cho ôtô có ký hiệu tùy theo quốc gia Thường ký hiệu cho biết độ nhớt, sử dụng cho mùa đông hay mùa hè,…

d Tính chất chung dầu:

+ Làm giảm ma sát bề mặt chi tiếp xúc chi tiết máy + Làm mát chi tiết máy chịu ma sát

+ Làm chi tiết máy + Làm kín bề mặt cần làm kín + Làm chất chống gỉ

+ Chất bôi trơn cần phải đảm bảo độ nhớt + Nhiệt độ bắt lửa phải cao

+ Chất bôi trơn không bốc khơ lại

1.2 Mỡ:

a Tính chất mỡ:

- Mỡ có trọng lượng riêng 1g/cm3 tạo bằng cách trộn dầu với sáp hay xà

phịng Mỡ có màu vàng nhạc, màu nâu sẩm, màu xanh… tùy theo việc pha màu nhà chế tạo Mỡ có nhiệm vụ bơi trơn, chống gỉ làm kín phận chi tiết máy

- Mỡ có tính chất sau:

+ Độ nhỏ giọt độ lún mỡ

+ Tính ổn định, bị biến chất sử dụng, chịu nhiệt, chóng oxy hóa, khơng đóng cục, cứng mặt

+ Khơng có tạp chất ăn mịn kim loại

Mỡ chịu nước, mỡ chịu nhiệt, mỡ chịu nóng chịu lạnh tốt, mỡ bảo quản

c Công dụng

Mỡ chất bôi trơn thể đặc quánh dùng thay cho dầu Làm nhiệm vụ bôi trơn bề mặt chi tiết máy dùng dầu khơng thích hợp

1.3 Chất làm nguợi đợng cơ.

+ Khái niệm

+ Thành phần

6 Nhiên liệu ô tô 6.1 Xăng:

Xăng nhiên liệu dùng cho động đốt đốt cháy cưỡng Ngòai xăng cịn làm chất dung mơi để hịa tan số hóa chất

a Tính chất xăng:

- Xăng loại nhiên liệu lỏng, dể bốc bốc cháy, có mùi, khơng hịa tan

trong nước Trọng lượng riêng từ 0,7 – 0,775g/cm3 thành phần xăng

hợp chất hydro-cacbon ngòai cịn có số tạp chất khác khơng đáng kể oxy, nitơ, lưu hùynh,…

- Xăng dùng cho động xăng cần có yếu tố sau:

+ Tính bốc tốt + Tính chống kích nổ

+ Khơng có tạp chất ăn mịn, cặn bẩn

+ Khơng làm han gỉ chi tiết động

b Công dụng:

- Xăng chủ yếu dùng làm nhiên liệu cho động đốt làm dung

môi Hiện xăng thị trường có xăng có chì xăng khơng chì thường kèm số octan Chỉ số cho biết khả chống kích nổ xăng

c Cách bảo quản:

- Xăng dễ bốc dễ cháy nổ, nguy hiểm nên việc bảo quản

xăng khỏi hao hục, phải đặc biệt ý đến an tòan cháy nổ Xăng chất độc ảnh hưởng đến sức khẻo tiếp xúc trực tiếp

6.2 Dầu Diesel:

- Nhiên liệu Diesel dùng cho động đốt tự đốt cháy gọi

động Diesel Thành phần hóa học nhiên liệu Diesel chủ yếu hydro- cacbon

a Tính chất:

- Nhiên liệu Diesel suốt có màu nâu hung, trọng lượng riêng 0,78

– 0,86g/cm3.

- Tính chất nhiên liệu Diesel đặc trưng bằng số xêtan Chỉ số Xêtan

càng lớn, cháy chậm nhỏ, động nổ êm

- Độ nhớt: nhiên liệu Diesel phải có độ nhớt động học theo quy định để làm

nhiệm vụ bôi trơn cho chi tiết bơm cao áp kim phun

- Hàm lượng chất két dính: biểu thỉ khả chống tạo thành muội than

b Công dụng:

- Sử dụng cho loại động diesel làm dung môi

c Bảo quản:

- Nhiên liệu Diesel nguy hiểm xăng, nhiên bảo quản cũg giống

như xăng, chất độc nguy hiểm cho sức khẻo, tiếp xúc cần thận trọng

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

- Giáo trình mơn VLCK tổng cục dạy nghề ban hành

- Nguyễn Hoành Sơn – Vật Liệu Cơ Khí – NXB GIÁO DỤC -2000

- Phạm Thị Minh Phương Tạ Văn Thất - Công Nghệ Nhiệt Luyện – NXB