Chương 1 tính chất và cấu tạo

23/02/2019 ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU VÀ CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHƯƠNG TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO TS Trương Công Tiễn Giới thiệu môn học Học phần Vật liệu Công nghệ Chế tạo chia làm phần chính: Phần 1: Vật liệu khí Vật liệu khảo sát học phần dạng rắn ứng dụng lĩnh vực chế tạo công cụ, máy móc thiết bị Có nhóm vật liệu dùng phổ biến công nghiệp:  Vật liệu kim loại  Vật liệu vô – gốm  Vật liệu hữu – polyme  Vật liệu tổng hợp - composite Phần 2: Công nghệ chế tạo Các công nghệ chế tạo phổ biến khảo sát, bao gồm:  Công nghệ đúc  Các phương pháp gia công áp lực  Công nghệ hàn  Các phương pháp gia công cắt gọt  Các phương pháp gia công đặc biệt Vật liệu Công nghệ Chế tạo 23/02/2019 Giới thiệu môn học Mục tiêu Môn học xây dựng theo hướng giúp cho sinh viên hiểu kiến thức cần thiết kim loại học phương pháp gia cơng điển hình Ngồi ra, học phần cịn giúp sinh viên kỹ phát triển, phân tích vận dụng kiến thức vật liệu cơng nghệ khí để giải vấn đề kỹ thuật thực tế, có sở kiến thức để học tiếp cận mơn học khác Phương pháp giảng dạy  Trình bày lý thuyết Slides kết hợp với phấn, bảng  Đưa tập, chủ đề cho sinh viên cuối buổi học  Thảo luận theo nhóm Phương pháp học tập  Sinh viên tham gia nghe giảng, làm tập nhóm, thảo luận nhóm  Sinh viên khích lệ sử dụng tổng hợp kiến thức từ học phần khác trải nghiệm sống để đề xuất giải pháp cho vấn đề đặt Giới hạn mơn học Vì tính chất giới hạn thời lượng môn học (45 tiết lý thuyết) nên chủ đề trình bày mang tính chất tổng quát Các yêu cầu cụ thể nội dung, sinh viên tiếp cận học phần chuyên ngành liên quan Vật liệu Công nghệ Chế tạo 1.1 Tính chất vật liệu Khái niệm tính chất vật liệu bao gồm: lý tính, hóa tính, tính cơng nghệ tính ứng dụng Trong đó, lĩnh vực khí, tính thuộc lý tính xem quan trọng 1.1.1 Tính chất vật lý Tính dẫn điện  Căn vào khả dẫn điện vật liệu mà phân làm ba loại: vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện (điện môi) vật liệu bán dẫn Tính nhiệt  Phản ứng vật liệu tác dụng nhiệt: độ dẫn nhiệt ứng suất nhiệt Trong ứng suất nhiệt xét nhiều lĩnh vực khí ứng suất dẫn đến biến dạng dẻo phá hủy tác dụng nhiệt Tính từ  Tính phản ứng tác dụng từ trường bao gồm: Thuận từ, nghịch từ sắt từ Tính chất quang  Là khả vật liệu tác dụng xạ điện từ ánh sáng ứng dụng phát quang, quang dẫn chuyển đổi lượng quang_điện, Vật liệu Công nghệ Chế tạo 23/02/2019 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.2 Tính chất hóa học Đặc tính hóa học xác định mối quan hệ giũa tác dụng hóa học mơi trường với vật liệu Các tính chất hóa học vật liệu thường quan tâm tính chống ăn mịn kim loại: Mơi trường ăn mịn hóa học:  Là môi trường chứa chất xâm thực O2, S2, Cl2, H2O, … Ví dụ mơi trường tự nhiên, kim loại bị oxy hóa nung Mơi trường ăn mịn điện hóa:  Chứa chất điện giải axít, muối nóng chảy, bazơ,… tạo dịng điện làm mòn sâu bên bề mặt kim loại phá hủy Để tăng khả chống ăn mịn vật liệu, biện pháp tăng độ bóng bề mặt, sơn phủ xi mạ sử dụng Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.3 Tính chất cơng nghệ Là khả vật liệu chịu dạng gia công khác Vật liệu sử dụng dạng sản phẩm xác định, chế tạo cơng nghệ khác thể qua đặc tính cơng nghệ vật liệu Tính chất cơng nghệ có tác dụng định đến việc lựa chọn phương pháp gia công đồng thời xác định khả sử dụng Vật liệu có tính cơng nghệ sử dụng khó gia cơng chi phí gia cơng cao Các tính chất cơng nghệ phổ biến vật liệu như:  Tính đúc  Tính hàn  Tính biến dạng gia cơng áp lực  Tính cắt gia cơng cắt gọt Ví dụ loại vật liệu có tính gia cơng cắt gọt tốt phải có độ cứng thấp, độ dẻo Qua cho thấy thép loại vật liệu có tính gia cơng cắt gọt kim loại màu Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 23/02/2019 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.4 Tính chất học Là khả ứng xử vật liệu chịu tác dụng ngoại lực Các đặc tính học thường xét vật liệu khí như: độ cứng, độ dẻo, độ dai, độ chịu va đập, độ bền tĩnh độ bền mỏi 1.1.5 Tính chất sử dụng Đặc tính bao gồm số đặc trưng tổng hợp tính chất thể khả sử dụng vật liệu cho mục đích cụ thể Ví dụ:  Tuổi thọ sử dụng: đặc trưng quan trọng vật liệu, việc chọn vật liệu làm sản phẩm phải có đặc tính phù hợp với mơi trường làm việc sản phẩm  Tính kinh tế: Việc lựa chọn vật liệu dựa vào tiêu chí đảm bảo tuổi thọ có chi phí sản xuất thấp Qua đó, tính chất sử dụng tính chất quan trọng vật liệu học việc tính toán thiết kế sản phẩm đáp ứng chất lượng giá thành Vật liệu Công nghệ Chế tạo 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ bền (tĩnh) Là khả vật liệu chịu tải trọng học tĩnh mà không bị phá hủy Căn vào tải trọng tác dụng lên vật liệu mà độ bền chia ra:  Độ bền kéo: chịu lực kéo  Độ bền nén: chịu lực nén  Độ bền uốn: chịu lực uốn  Độ bền xoắn: chịu lực xoắn hai đầu Đối với loại vật liệu khác nhau, người ta vào khả chịu đựng tải trọng tác dụng lên để xác định giới hạn bền Ví dụ thép kiểm tra độ bền kéo, gang kiểm tra độ bền nén Vật liệu Công nghệ Chế tạo 23/02/2019 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ bền (tĩnh) Các giới hạn:  Giới hạn đàn hồi: Là ứng suất lớn tác dụng lên chi tiết thử mà bỏ lực tác dụng, chi tiết thử không bị biến dạng  Giới hạn chảy: Là ứng suất mà điểm kim loại bị chảy (ứng suất nhỏ bắt đầu gây nên biến dạng dẻo)  Giới hạn bền: Là ứng suất lớn mà chi tiết chịu đựng trước bị phá hủy Tất giới hạn vật liệu kim loại có đơn vị đo Kg/mm² MPa Vật liệu Công nghệ Chế tạo 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ bền (tĩnh) Ý nghĩa: Dựa tiêu phản ánh độ bền vật liệu để đánh giá tính sử dụng bao gồm:  Khả chịu tải tĩnh: Khi chi tiết máy có thơng số kích thước chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác thì:  Vật liệu có giới hạn đàn hồi cao khả chịu tải trọng lớn mà đảm bảo tính đàn hồi Ứng dụng sản phẩm địi hỏi tính đàn hồi cao  Vật liệu có giới hạn chảy cao khả chịu tải trọng lớn mà không bị biến dạng Ứng dụng kết cấu dầm, đà,…  Vật liệu có giới hạn bền cao khả chịu tải trọng lớn mà không bị phá hủy Ứng dụng chế tạo chi tiết máy trục, bánh răng, then,…  Tuổi thọ sử dụng: Nếu chi tiết máy có hình dáng điều kiện làm việc chế tạo vật liệu khác nhau, loại có độ bền cao tuổi thọ sử dụng cao  Tối ưu hình dáng hình học: Khi chi tiết máy có kết cấu chế tạo vật liệu khác nhau, loại vật liệu có độ bền cao cho phép giảm số kích thước thành phần mà đảm bảo mục đích sử dụng Vật liệu Công nghệ Chế tạo 10 23/02/2019 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ dẻo Là khả vật liệu thay đổi hình dáng, kích thước mà không bị phá hủy chịu ngoại lực Để xác định độ dẻo, người ta thường đánh giá dựa hai tiêu xác định mẫu sau thử độ bền kéo:  Độ giãn dài tương đối kéo: khả vật liệu thay đổi theo chiều dài sau bị kéo đứt  Độ thắt tiết diện tương đối: khả vật liệu thay đổi tiết diện mẫu bị kéo đứt Ý nghĩa:  Đánh giá khả biến dạng dẻo vật liệu gia công áp lực Độ dẻo vật liệu cao, khả công nghệ gia công áp lực tốt (cán, kéo, ép, rèn, dập,…)  Qua trị số độ dẻo xác định vật liệu bị phá hủy dẻo (trước có biến dạng dẻo) phá hủy giịn (trước khơng có tượng biến dạng) Những loại vật liệu có độ dẻo thấp nguy hiểm, bị nứt, gãy đột ngột mà khơng có tượng báo trước Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 11 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ dai va đập Là khả vật liệu chịu tải trọng va đập mà không bị phá hủy Để xác định độ dai va đập, người ta thường thực máy thử va đập lực đập búa máy với tốc độ cao để phá hủy mẫu kim loại Đơn vị đo độ dai va đập: Kgm/cm² KJ/cm² Ý nghĩa:  Nhờ xác định độ dai va đập, người ta đánh giá khả làm việc chi tiết máy chịu tải trọng động va đập mà không bị phá hủy  Trong thực tế, độ dai va đập chịu ảnh hưởng yếu tố:  Trạng thái bề mặt: vết khía, rãnh, lỗ,… làm giảm độ dai va đập  Kích thước hạt tinh thể nhỏ, độ dai va đập cao  Hạt dạng tinh thể trịn, đa cạnh có độ chịu va đập cao dạng tấm, hình kim Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 12 23/02/2019 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ bền mỏi Là khả vật liệu chống lại phá hủy tác dụng lực theo chu kỳ Đơn vị đo độ bền mỏi: Kg/cm² MPa Ý nghĩa:  Nhờ xác định độ bền mỏi, người ta đánh giá khả bề mặt kim loại chịu lực thay đổi theo chu kỳ mà không bị phá hủy  Các phương pháp nâng cao độ bền mỏi:  Tạo nên bề mặt lớp ứng suất dư nén cách phun bi, lăn ép, bề mặt hóa nhiệt luyện bề mặt kim loại  Nâng cao độ bền tĩnh, nhờ nâng cao giới hạn mỏi  Tạo bề mặt chi tiết máy có độ bóng cao, hạn chế rãnh, lỗ, tránh bề mặt có tiết diện thay đổi đột ngột Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 13 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ cứng Là khả vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục có chi tiết cứng tác dụng lực lên bề mặt Độ cứng xác định dựa vào nguyên tắc: Dùng lực định tác dụng vào bề mặt cần đo độ cứng thông qua mũi tiêu chuẩn (mũi kim cương bi thép nhiệt luyện), sau dựa vào kích thước vết lõm để xác định độ cứng Dựa vào chuẩn đo độ cứng, có hai loại phổ biến thường sử dụng:  Độ cứng Brinen: đo máy Brinen, mũi đo bi thép tiêu chuẩn, bề mặt kim loại bị lõm tác dụng lực định, đường kính vết lõm đo để xác định độ cứng Đơn vị: HB  Độ cứng Rocvel: đồng hồ hiển thị thang đo: A, B, C tương ứng lực đo 60kg, 100kg, 150kg Đơn vị ghi kèm thang đo sử dụng:  Thang A, lực 60kg, mũi kim cương, đơn vị HRA  Thang B, lực 100kg, mũi bi thép, đơn vị HRB  Thang C, lực 150kg, mũi kim cương, đơn vị HRC Vật liệu Công nghệ Chế tạo 14 23/02/2019 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Độ cứng Ý nghĩa:  HB: thường dùng để đo vật liệu mềm (gang, hợp kim màu,…), kích thước lớn, thường bán thành phẩm  HRB: thường dùng để đo vật liệu mềm (gang, hợp kim màu,…), kích thước nhỏ, thường thành phẩm  HRA: đo vật liệu cứng mỏng (hợp kim cứng, thép qua nhiệt-hóa luyện,…)  HRC: đo vật liệu cứng, thường chi tiết chế tạo thép qua nhiệt luyện Thông qua độ cứng đặc trưng tích chất làm việc sản phẩm khí:  Khả chống mài mịn bề mặt Để đạt độ chống mài mòn cao, độ cứng phải đạt 60HRC  Khả cắt gọt dao khuôn dập nguội  Khả gia công cắt gọt phôi  Khả chịu áp lực cục bộ: độ cứng cao khả chịu áp lực cục  Khả mài bóng: độ cứng cao, khả mài bóng tốt Vật liệu Công nghệ Chế tạo 15 1.1 Tính chất vật liệu 1.1.6 Các đặc trưng tính thơng thường ý nghĩa Quan hệ đặc trưng tính vật liệu (thép)  Trong phạm vi định, độ cứng tăng độ bền tăng theo  Độ cứng vật liệu cao độ dẻo độ dai va đập giảm, dễ bị phá hủy giòn  Độ dai va đập tổng hợp độ bền độ dẻo, cần hai giá trị giảm làm độ dai va đập giảm theo  Cơ tính tổng hợp vật liệu đặc tính bảo đảm độ bền, độ dẻo, độ dai, độ cứng cao để vật liệu tránh bị phá hủy điều kiện làm việc chịu tải trọng tĩnh lẫn tải trọng động Các sản phẩm khí thường chi tiết máy cần đến tính tổng hợp cao, đặc biệt chi tiết máy truyền chuyển động, chịu lực lớn cần tính tổng hợp cao  Tính đàn hồi vật liệu tính có độ cứng độ bền cao để độ dẻo, độ dai va đập không thấp Các sản phẩm khí lị xo, nhíp ơto ,… cần độ đàn hồi cao Vật liệu Công nghệ Chế tạo 16 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.1 Khái niệm chung Sắp xếp nguyên tử vật rắn Vật chất cấu tạo nguyên tử (phân tử) tùy loại vật rắn cấu tạo khác nhau, xếp nguyên tử (phân tử) chúng khác Nói chung, vật rắn tự nhiên có hai hình thức xếp nguyên tử (phân tử): Vật rắn vơ định hình vật rắn tinh thể Vật rắn vơ định hình  Là vật rắn có cấu tạo mà ngun tử (phân tử) khơng có trật tự xếp theo quy luật  Để nhận biết, tự nhiên, vật khơng có hình dáng định, mặt gãy vỡ nhẵn nhụi, ví dụ nhữ than đá, thủy tinh, nhựa hữu cơ,… thường vật liệu rắn phi kim loại Vật rắn tinh thể  Là vật rắn có cấu tạo mà nguyên tử (phân tử) có trật tự xếp theo quy luật  Để nhận biết, tự nhiên, vật có hình dáng định, mặt gãy vỡ có dạng hạt sần sùi, thường vật liệu kim loại  Khi làm biến đổi cấu trúc tinh thể vật rắn làm biến đổi nhiều tính chất nó, đặt biệt tính, dẫn đến ảnh hưởng tính sử dụng vật liệu Vật liệu Công nghệ Chế tạo 17 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.1 Khái niệm chung Mạng tinh thể Để nghiên cứu cấu trúc tinh thể kim loại, xếp ngun tử (phân tử) mơ hình hóa dạng hình học khơng gian gọi mạng tinh thể Định nghĩa mạng tinh thể  Là mơ hình hình học mơ tả xếp có quy luật nguyên tử (phân tử) không gian vật tinh thể Việc xây dựng tồn mơ hình mạng tinh thể vật rắn phức tạp, người ta xét khối hình học có kích thước nhỏ với đầy đủ xếp trật tự theo quy luật nguyên tử (phân tử) mạng tinh thể gọi khối sở Tập hợp tất khối sở liên ba chiều đo khơng gian ta có mạng tinh thể Vật liệu Công nghệ Chế tạo 18 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.1 Khái niệm chung Mạng tinh thể Định nghĩa khối sở  Là khối thể tích nhỏ đặc trưng cách đầy đủ xếp trật tự có quy luật nguyên tử (phân tử) mạng tinh thể Thực tế, để đơn giản, người ta cần biểu diễn mạng tinh thể ô sở Vật liệu Công nghệ Chế tạo 19 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.1 Khái niệm chung Mạng tinh thể Thông số mạng  Là kích thước mạng tinh thể từ tính khoảng cách hai nguyên tử (phân tử) mạng (theo khoảng cách cạnh ô sở) Đơn vị đo chiều dài thông số mạng Angstrong (ký hiệu: A°; A° = 10-8cm) Kilochxi (ký hiệu KX; 1KX = 1,00202A°)  Một kiểu mạng tinh thể: Là loại vật rắn có cách xếp trật tự nguyên tử (phân tử) theo quy luật, tức có sở có trị số thơng số mạng  Một loại mạng tinh thể: Là vật rắn có cách xếp trật tự nguyên tử (phân tử) theo quy luật đó, túc có ô sở không thiết phải có trị số thông số mạng Chú ý: Nếu vật rắn có cấu tạo kiểu mạng tinh thể tính chất đồng với tồn thể tích Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 20 10 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo kim loại nguyên chất Mỗi loại kim loại nguyên chất có cấu trúc riêng (một kiểu mạng tinh thể) ứng với tính chất riêng Nhìn chung, cấu trúc kim loại nguyên chất đơn giản hợp kim nên độ cứng, độ bền thấp độ dẻo, độ dai cao Phần lớn kim loại nguyên chất thường có ba loại mạng tinh thể:  Mạng lập phương thể tâm (lập phương tâm khối)  Mạng lập phương diện tâm (lập phương tâm mặt)  Mạng lục phương dày đặc (sáu phương xếp chặt) Chú ý: Thực tế ta thấy khơng có kim loại có tính chất giống hồn tồn mà có tính chất riêng biệt chúng có kiểu mạng tinh thể khác Vật liệu Công nghệ Chế tạo 21 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo kim loại nguyên chất Các loại mạng tinh thể thường gặp Mạng lập phương thể tâm (lập phương tâm khối)  Ô kiểu mạng : Các nguyên tử nằm đỉnh hình lập phương nguyên tử nằm tâm hình lập phương Ký hiệu: Mạng lập phương diện tâm (lập phương tâm mặt)  Ô kiểu mạng : Các nguyên tử nằm đỉnh hình lập phương nằm tâm mặt hình lập phương Ký hiệu: Mạng lục phương dày đặc (sáu phương xếp chặt)  Ô kiểu mạng là: Các nguyên tử nằm đỉnh hình lục lăng, nằm tâm hai mặt đáy ba nguyên tử nằm tâm ba hình lăng trụ tam giác cách Vật liệu Công nghệ Chế tạo 22 11 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo kim loại ngun chất Tính thù hình kim loại Định nghĩa  Là loại kim loại có nhiều kiểu mạng tinh thể khác tồn khoảng nhiệt độ khác Đặc tính thù hình  Các dạng thù hình khác ký hiệu chữ Hy Lạp theo nhiệt độ từ thấp đến cao: , , , ,…  Khi có chuyển biến thù hình kim loại có kèm theo thay đổi thể tích bên thay đổi tính chất Đây đặc tính quan trọng sử dụng chúng Ví dụ sơ đồ tính thù hình Fe, Các thơng số mạng: a1 = 2,88KX; a2 = 3,64KX; a3 = 2,48KX Vật liệu Công nghệ Chế tạo 23 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo hợp kim Khái niệm Định nghĩa  Hợp kim vật thể mang tính kim loại (sáng, dẻo, dẫn điện nhiệt) chứa nhiều nguyên tố mà nguyên tố chủ yếu kim loại, nguyên tố lại nguyên tố hợp kim hóa Ưu điểm hợp kim khí  Cơ tính hợp kim phù hợp: độ bền cao, tuổi thọ sử dụng tốt  Tính cơng nghệ khác phù hợp với điều kiện gia công như: Gia công áp lực, gia công cắt gọt, gia công nhiệt,…  Giá thành thấp hơn: dễ chế tạo khử bỏ triệt để tạp chất Chú ý:  Quy ước ký hiệu hệ hợp kim A-B: Hợp kim chứa nguyên tố A B mà A nguyên tố chủ yếu phải kim loại B nguyên tố hợp kim hóa có thành phần thay đổi Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 24 12 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo hợp kim Các dạng cấu tạo hợp kim Pha  Là thành phần đồng có tính chất giống tồn thể tích trạng thái (lỏng, rắn phải có kiểu mạng tinh thể) ngăn cách với phần lại bề mặt phân chia Ở trạng thái lỏng, ngun tố hồn tồn hịa tan lẫn để tạo nên dung dịch lỏng Khi làm nguội trạng thái rắn hình thành tổ chức pha hợp kim khác tác dụng nguyên tố với nhau, tổ chức pha có thể:  Hợp kim có tổ chức pha:  Khi nguyên tố hợp kim tác dụng hòa tan trạng thái rắn gọi dung dịch rắn  Khi nguyên tố hợp kim tác dụng hóa học trạng thái rắn gọi hợp chất hóa học  Hợp kim có tổ chức hai pha trở lên  Khi pha hợp kim có tác dụng học với gọi hỗn hợp học Có thể nói tính chất hợp kim định tính chất pha cấu tạo nên hợp kim Vật liệu Công nghệ Chế tạo 25 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo hợp kim Các dạng cấu tạo hợp kim Dung dịch rắn  Là hai hay nhiều nguyên tố hợp kim có khả hịa tan với trạng thái rắn tạo nên thể đồng có tính chất giống tồn thể tích hợp kim  Trong dung dịch rắn, nguyên tố có lượng chứa nhiều gọi nguyên tố dung mơi, ngun tố cịn lại ngun tố hịa tan  Trong hợp kim A-B, quy ước ký hiệu: A(B) tức B hịa tan A Nếu dung mơi A có tính thù hình, dung dịch rắn ký hiệu Aα(B), Aβ(B),…  Hợp kim có cấu tạo pha ứng với dung dịch rắn có kiểu mạng tinh thể kiểu mạng nguyên tố dung mơi  Cơ tính chung dung dịch rắn: Độ cứng, độ bền thấp; độ dẻo, độ dai cao có kiểu mạng tinh thể từ kim loại nguyên chất  Nếu kích thước tinh thể pha dung dịch rắn nhỏ, độ cứng, độ bền cao lượng nguyên tố hòa tan lớn, tính (độ bền) tăng Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 26 13 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo hợp kim Các dạng cấu tạo hợp kim Hợp chất hóa học  Là hai hay nhiều ngun tố hợp kim có tính chất điện hóa khác có khả tác dụng hóa học với để tạo cơng thức hóa học tạo nên thể đồng có tính chất giống tồn thể tích hợp kim  Trong hợp kim A-B, quy ước ký hiệu hợp chất hóa học AmBn  Hợp kim có pha ứng với hợp chất hóa học có kiểu mạng tinh thể khác với kiểu mạng tinh thể nguyên tố thành phần tạo nên  Cơ tính chung hợp chất hóa học có độ cứng cao, tính giịn lớn có kiểu mạng tinh thể phức tạp không giống kiểu mạng kim loại nguyên chất, đồng thời có nhiệt độ phân hủy cao  Nếu kích thước tinh thể pha hợp chất hóa học nhỏ dạng hạt tính đỡ giịn Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 27 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo hợp kim Các dạng cấu tạo hợp kim Hỗn hợp học  Trong thực tế, có nhiều trường hợp hợp kim khơng có pha mà gồm nhiều pha, cấu tạo gọi hỗn hợp học Hỗn hợp học hai hay nhiều pha hợp kim khơng có khả hịa tan tác dụng hóa học với trạng thái rắn tác dụng học với để tạo thành hỗn hợp học kim loại  Quy ước: Nếu hợp kim A-B trạng thái rắn hỗn hợp học ký hiệu pha tác dụng học dấu (+)  Nếu hợp kim có cấu tạo hỗn hợp học hợp kim có hai kiểu mạng tinh thể trở lên  Hai dạng điển hình hỗn hợp học tích tinh  Cùng tích hỗn hợp học hai hay nhiều pha tạo thành từ dung dịch rắn  Cùng tinh hỗn hợp học hai hay nhiều pha tạo thành từ trạng thái lỏng nên có kích thước tinh thể lớn dạng tích  Cơ tính hỗn hợp học phụ thuộc vào tính pha tạo thành Vật liệu Công nghệ Chế tạo 28 14 23/02/2019 1.2 Cấu tạo vật liệu 1.2.2 Cấu tạo hợp kim Các dạng cấu tạo hợp kim Ví dụ  Hệ hợp kim Fe-C có dung dịch rắn Feα(C) có cấu tạo pha có kiểu mạng tinh thể lập phương tâm khối a1 = 2,88KX  Hệ hợp kim Fe-C nguyên tố C = 6,67% tác dụng với nguyên tố Fe để tạo thành hợp chất hóa học Fe3C có cấu tạo pha có kiểu mạng tinh thể trực thoi  Hỗn hợp học:  Hai pha kim loại nguyên chất: hợp kim Au-Pb, trạng thái rắn nguyên tố Au, Pb khơng hịa tan khơng tác dụng tạo thành hỗn hợp học Au+Pb có hai kiểu mạng tinh thể vừa Au vừa Pb  Hai pha dung dịch rắn: hợp kim Fe-C thành phần C=0,5% 800°C có cấu tạo hỗn hợp học gồm Feα(C) + Fe(C) có hai kiểu mạng tinh thể Feα Fe  Hai pha dung dịch rắn hợp chất hóa học: hợp kim Fe-C thành phần C=0,5% nhiệt độ thường có cấu tạo hỗn hợp học gồm Feα(C) + Fe3C có hai kiểu mạng tinh thể Feα Fe3C  Hai pha kim loại nguyên chất dung dịch rắn kim loại nguyên chất với hợp chất hóa học 29 Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trương Công Tiễn, Bài giảng Vật liệu Công nghệ chế tạo [2] Trần Thế Sang , Nguyễn Ngọc Phương, Vật liệu khí đại, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2012 [3] Hồng Tùng, Giáo trình Vật Liệu Cơ Khí Và Cơng Nghệ Cơ Khí, NXB Giáo Dục, 2006 [4] Nguyễn Thị n, Giáo trình vật liệu khí, NXB Hà Nội, 2005 [5] Nguyễn Tác Ánh, Giáo trình Cơng Nghệ Kim Loại, Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TP HCM, 2004 [6] Nguyễn Văn Thái, Công nghệ vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 [7] Trần Dỗn Sơn, Cơng nghệ chế tạo máy – Tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, 2012 [8] Phạm Ngọc Tuấn, Nguyễn Văn Tường, Các phương pháp gia công đặc biệt, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, 2013 [9] W Bolton, Engineering Materials Technology, 2nd Edition, Newnes, 1994 [10] Serope Kalpakjian, Stevan R Schmid, Manufacturing Engineering and Technology, 6th Edition, Prentice Hall, 2009 Vật liệu Công nghệ Chế tạo 30 15 ... Chế tạo 1. 1 Tính chất vật liệu Khái niệm tính chất vật liệu bao gồm: lý tính, hóa tính, tính cơng nghệ tính ứng dụng Trong đó, lĩnh vực khí, tính thuộc lý tính xem quan trọng 1. 1 .1 Tính chất. .. có cấu tạo kiểu mạng tinh thể tính chất đồng với tồn thể tích Vật liệu Cơng nghệ Chế tạo 20 10 23/02/2 019 1. 2 Cấu tạo vật liệu 1. 2.2 Cấu tạo kim loại nguyên chất Mỗi loại kim loại nguyên chất. .. Vật liệu Công nghệ Chế tạo 16 23/02/2 019 1. 2 Cấu tạo vật liệu 1. 2 .1 Khái niệm chung Sắp xếp nguyên tử vật rắn Vật chất cấu tạo nguyên tử (phân tử) tùy loại vật rắn cấu tạo khác nhau, xếp nguyên