Giáo trình Vật liệu học (NgànhCông nghệ ô tô)

T À P Ố ẢI P Ò G TRƯỜ G C O ĐẲ G CÔ G G IỆP ẢI P Ị G GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU ỌC G CƠ G G Ệ Ơ TƠ TRÌ ĐỘ C O ĐẲ G ải Phòng, năm 2019 MỤC LỤC I II III Nội dung hôm hợp kim nhôm Giản đồ nhôm - silic Đặc điểm nhôm hợp kim nhôm Phân loại hợp kim nhôm Quan sát tổ chức tế vi hợp kim nhôm Gang thép Giản đồ sắt - bon Đặc điểm sắt thép Gang Thép kết cấu Thép hợp kim Quan sát tổ chức tế vi gang thép Ký hiệu vật liệu nước Vật liệu phi kim loại Chất dẻo Cao su - amiăng - compozit Vật liệu bôi trơn làm mát Nhiên liệu Trang 1 7 12 17 17 22 24 46 46 48 50 53 C ƯƠ G TRÌ MƠ ỌC VẬT LIỆU ỌC Mã số môn học: MH 09 Thời gian môn học: 45 h (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 nhôm – silic; giản đồ sắt – bon - Tr nh bày đặc điểm phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm gang thép - Nhận dạng loại hợp kim nhôm gang thép - Tr nh bày công d ng tính chất phân loại d u m bơi trơn nước làm mát xăng d u di s l d ng ô tô - Tuân thủ quy định quy phạm vật liệu học - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc cẩn thận ỘI U G Nội dung tổng quát phân phối thời gian Thời gian (giờ) Số TT Tên chương, mục hôm hợp kim nhôm Giản đồ nhôm - silic Đặc điểm nhôm hợp kim nhôm Phân loại hợp kim nhôm Quan sát tổ chức tế vi hợp kim nhôm II Gang thép Giản đồ sắt - bon Đặc điểm sắt thép Gang Thép kết cấu Thép hợp kim Quan sát tổ chức tế vi gang thép III Vật liệu phi kim loại Chất dẻo Cao su - amiăng - compozit Vật liệu bôi trơn làm mát Nhiên liệu Tổng cộng I Thực Kiểm tra* Lý hành Tổng số (LT thuyết ài tập TH) 15 2 0 5 21 14 3 0 3 0 3 0 5 2 0 2 0 2 0 45 30 12 ĐI U KIỆ T ỰC IỆ - Vật liệu: + Các mẫu thử vật liệu ng c trang thiết bị: + Máy vi tính máy chiếu + ảng ph l c 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: + Phịng học vật liệu học + Phịng thí nghiệm vật liệu học Thời gian ( ) C ƯƠ G I ÔM VÀ KIM NHÔM ỢP Tổng số Lý thuyết Thực hành ài tập Kiểm tra* (LT TH) 15 06 MỤC TIÊU - Vẽ giải thích giản đồ nhơm - silic - Tr nh bày đặc điểm phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm - Nhận dạng hợp kim nhôm - Tuân thủ quy định quy phạm vật liệu học ỘI U G Giản đồ nhôm - silic (04 giờ) * Silumin : hợp chất nhơm silic ( - 13% silic) ngồi cịn có Mg, Zn Cu ( hợp kim nhơm đúc) - Silumin có tính dễ chảy lỗng độ co ngót nh nên có tính đúc tốt sử d ng làm chi tiết lớn chịu tải trọng nặng - Ký hiệu : AlĐ số thứ tự - Ví d : 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 Đặc điểm nhôm hợp kim nhôm ( 02 ) 2.1 Nhôm nguyên chất 2.1.1 Khái niệm: Nhơm có ký hiệu hóa học Al thành ph n nhôm c s hợp kim đu (Al - Cu - Mg) ứng d ng 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 sắt 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 Như sử d ng Al làm vật liệu kết cấu t có nhiều ưu điểm 2.1.2 Kết cấu nhơm: 2.1.3 Đặc tính Ưu điểm: Trọng lượng riêng nh ( = 2,79g/cm3) ưu điểm lớn nhôm so với kim loại khác Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (6580C) 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 ôxyt nhôm không bền vững axit bazơ o tính chất lư ng tính có màng ơxyt nhơm nên tốc độ ăn mịn ph thuộc vào độ pH môi trường Nhược điểm: Độ bền thấp b = 60 N/mm2 độ cứng H = 15- 25 độ dẻo cao o nhơm dễ bị biến dạng trạng thái nguội Tính gia cơng cắt gọt nhơm thấp Trong chế tạo khí người ta không d ng nhôm nguyên chất làm chi tiết máy v tính thấp mà hay d ng hợp kim 2.1.4 Cơng d ng ng làm vật liệu dẫn điện dạng dây Màng nhôm d ng để chế tạo t điện công nghiệp điện tử d ng rộng rãi công nghiệp thực phẩm làm vật liệu bao gói thay cho màng thiếc o có khả nhộm màu nên nhơm cịn d ng làm vật liệu trang trí nội ngoại thất khung cửa ống dẫn th ng chứa Ngồi nhơm cịn d ng hàn nhiệt nhơm để hàn nối đường ray hàn đắp lỗ hổng chi tiết vật đúc 2.1.5 Ký hiệu: TCVN 1659 -75: hợp kim nhôm: AlCu Mg hợp kim nhôm chứa = 1%Mg Với nhôm nhôm số ph n trăm Phân loại hợp kim nhôm ( ) 3.1 Hợp kim nhôm đúc (silumin) Silumin hợp kim nhôm silic thành ph n hợp kim có hai nguyên tố nhôm silic th gọi silumin đơn giản Nếu ngồi hai ngun tố cịn có thêm đồng magiê kẽm th gọi silumin phức tạp * Ký hiệu - CHL Nga ký hiệu silumin “A” kèm th o số thứ tự số hiệu thường d ng - TCVN 1859 – 75 ký hiệu hợp kim nhôm đúc chữ “Al” nguyên tố sau ngun tố ph số đằng sau nguyên tố hàm lượng tính th o % tương ứng - Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ “Đ” hợp kim nhơm đúc Ví d : AlSi12MgCu2Mn0 6Đ: hợp kim nhơm đúc có chứa Si = 12% Mg = 1%, Cu = 2%, Mn = 0,6%, Al = 84.4% Số hiệu Thành ph n hoá học (%) Si Mg Mn Cu Zn Ti Sn AĐ2 10 13 - - - - - - AĐ 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  0,2 0,81,5 0,2 - ạng vật đúc Chi tiết máy Pittông  0,01 ảng thành phần hoá học số loại hợp kim nhơm đúc * Tính chất cơng d ng: Silumin có tính đúc cao tu thuộc vào thành ph n ngun tố hợp kim mà có tính chất khác A: có tính chảy lỗng cao có khả điền đ y vào khuôn tốt độ nh n bề mặt cao nên d ng để chế tạo chi tiết có h nh dáng phức tạp A 9: ngồi tính đúc tốt cịn có tính tốt d ng làm chi tiết quang trọng như: chi tiết máy nắp máy động đốt 3.2 Hợp kim nhôm biến dạng (Đuara) * Thành ph n ký hiệu Đuara hợp kim ngun tố là: nhơm đồng magiê Ngồi cịn có sắt silic mangan Đồng magiê làm tăng tính mangan tăng độ bền khả chịu mài mịn silic sắt làm tăng tính chịu nhiệt - CHL 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 d : AlMg5: hợp kim nhơm biến dạng có Mg = 5% Thành ph n hoá học (%) Số b(N/mm2)  (%) HB hiệu Cu Mg Mn Si Fe Sau Đ1 3,84,8 0,40,8 0,40,8 < 0,7 < 0,7 420 15 95 Đ6 4,65,2 0,61,0 0,50,9 < 0,5 < 0,5 300 15 105 Đ16 3,84,9 1,21,8 0,30,9 < 0,5 < 0,5 320 17 105 Đ18 2,23,0 < 0,5 < 0,5 170 0,20,5 Bảng thành phần hoá học số loại đuar 24 70 Tính chất cơng d ng: Tu thuộc vào hàm lượng đồng magiê cao hay thấp mà đaura cvó thay đổi tính Nói chung đuara có độ bền cao tính chồng ăn mịn Trong loại đuara th 16 có độ bền cao làm khung cá kết cấu chịu lực máy bay 18 có độ dẻo cao độ bền thấp d ng làm đinh tán Quan sát tổ chức tế vi hợp kim nhơm ( 05 ) Hình 4: Tổ chức tế vi hợp kim Al - (10-30)%Si: a Khơng biến tính b Có biến tính Thời gian ( ) C ƯƠ G II G G VÀ T ÉP Tổng số Lý thuyết Thực hành ài tập Kiểm tra* (LT TH) 21 14 06 MỤC TIÊU - Vẽ giải thích giản đồ sắt – bon - Tr nh bày đặc điểm phân loại ký hiệu loại gang thép - Nhận dạng loại gang thép - Tuân thủ quy định quy phạm vật liệu học ỘI U G Giản đồ trạng thái f – C ( 04 giờ) 1.1 Ý nghĩa giản đồ - iết quy luật kết tinh chuyển biến tổ chức hợp kim F – C nung nóng làm nguội - Xác định nhiệt độ nung nóng cho loại thép rèn dập nhiệt 17 Ký hiệu trạng thái gia công hợp kim nhôm Nga Mỹ Canada Nga Ký hiệu Mỹ Canada Ý nghĩa Hợp kim nhôm biến dạng M T T1 Ủ mềm Tối hoá già tự nhiên Tơi hố già nhan tạo Ký hiệu Hợp kim nhôm biến dạng đúc F Trạng thái phôi thô O Ủ kết tinh lại H Trạng thái biến dạng H iến cứng iến cứng không hoàn toàn H11 H1 iến cứng mạnh H12 TH T1H T1H1 Tơi hóa già tự nhiên biến cứng Tơi biến cứng già nhân tạo Tơi biến cứng 20% hố già nhân tạo ý nghĩa H14 H16 H18 Hợp kim nhôm đúc H19 T1 H2X H2X T2 H3X H3X T4 T1 T1 T5 T3 T3 T6 T4 T4 T7 T5 T5 T8 T6 T6 T7 T7 T8 T8 T9 iến dạng với mức biến cứng nh iến dạng với mức 1/ biến cứng iến dạng với mức 1/2 biến cứng iến dạng với mức 3/ biến cứng iến dạng với mức / biến cứng iến dạng với múc biến cứng lớn iến dạng tiếp th o ủ hồi ph c (X=2 9) iến dạng tiếp th o ổn định hóa¸ (X=2 9) Tơi sau biến dạng nóng hóa già tự nhiên Tơi biến dạng nguội hố¸ già tự nhiên Giống T3 khơng có biến dạng nguội Giống T1 hố¸ già nhân tạo Giống T hố¸ già nhân tạo Giống T6 hố¸ già Tơi sau biến dạng nóng hố¸ già nhân tạo Tơi hố già nhân tạo biến dạng nguội 18 Tiêu chuẩn ký hiệu hợp kim nhôm th o Aluminum Association 42 Hợp kim nhôm biến dạng Hợp kim nhôm đúc Hệ thống hợp kim Loại ký hiệu Hệ thống hợp kim Loại ký hiệu Al≥99% 1000 Al công nghiệp 100.0 Al-Cu Al-Mg-Cu 2000 Al-Cu 200.0 Al-Mn 3000 Al-Si-Mg Al-Si-Cu 300.0 Al-Si 4000 Al-Si 400.0 Al-Mg 5000 Al-Mg 500.0 Al-Mg-Si 6000 Al-Zn 700.0 Al-Zn-Mg vàAl-Zn-Mg-Cu 7000 Al-Sn 800.0 Al-Các nguyên tố khác 8000 19 ảng quy đổi thành ph n ký hiệu số HK nhôm th o TCVN Aluminum Association (AA) Hệ hợp kim Ký hiệu Thành ph n TCVN AA Hợp kim biến dạng 1060 Al Al 99.60 Al công nghiệp Al99.00 Al- Cu AlCu4.4Mg0.5Mn0.8 Al- Cu – Mg AlCu4.4gMg1.5Mn0.6 Al-MN AlMn1.2 Al- Mg AlMg1.4 5050 Al- Mg- Si AlMg1Si0.6 6061 1100 2014 2024 3004 99.60 Al 99.00 Al 4.4Cu-0.5Mg-0.8Mn 4.4Cu-1.1Mg-0.6Mn 12Mn-0.12Cu 1.4Mg 1Mg-0.6Si-0.2Cr0.4Mn-0.15Zr 43 Al- Zn- Mg AlZn4.5Mg1.4 Al- Zn- Mg- Cu AlZn5.6Mg2.5Cu4.6 7005 7075 4.5Zn-1.4Mg-0.12Cr0.4Mn-0.15Zr 5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu Hợp kim đúc Al- Cu AlCu 5Đ 295.0 Al- Si- Cu AlSi5.5Cu 5Đ 308.0 Al- Si- Mg AlSi7Mg0.3Đ 356.0 Al- Si- Mg- Cu AlSi12Mg1.3Cu Mn0.6Đ - 4.5Cu-1Si 5.5Si-4.5Cu 7Si-0.3Mg 12Si-1.3Mg-2Cu0.6Mn-1Ni-0.2Ti 7.3 Đối với hợp kim màu sau: 7.3.1 Trung quốc G ký hiệu sau: - LF hợp kim nhôm chống gỉ L đuy (cả hai loại tiếp sau số thứ tự) ZL: Hợp kim nhôm đúc với số tiếp th o (trong số đ u tiên loại ví d Al-Si, Al – Cu) - H latông tiếp sau ph n trăm đồng Q brông tiếp sau nguyên tố kim số ph n trăm nguyên tố tổng nguyên tố khác 7.3.2 Đối với Mỹ - Đối với hợp kim nhơm tiêu chuẩn AA (Aluminum Association) có uy tín Mỹ giới c ng nhiều nước chấp nhận ký hiệu chữ số loại dạng: 1xxx lớn 99%Al 5xxx Al - Mg 2xxx Al – Cu 6xxx Al - Si-Mg 3xxx Al – Mn 7xxx Al - Zn 4xxx Al - Si 8xxx Al - nguyên tố khác 44 - Hợp kim nhơm đúc c ng có dấu chấm (.) chữ số song trước số cuối (thường số ) có 1xx.0 Nhôm thương phẩm 2xx.0 Al-Cu 3xx.0 Al-Si-Cu (Mg) 4xx.0 Al-Si 5xx.0 Al-Mg 7xx.0 Al-Zn 8xx.0 Al-Sn - Đối với hợp kim đồng người ta d ng hệ thống C A (Copp r Development Association) Không nh 99% Cu (riêng 19x lớn 1xx 97%Cu) 2xx Cu-Zn (latông) 3xx 4xx 5xx 60x-64x 65x – 69x 7xx Cu-Zn-Pb Cu-Zn-Sn Cu-Sn Cu-Al Cu – Al – nguyên tố khác Cu-Si Cu-Zn-nguyên tố khác Cu-Ni Cu-Ni-nguyên tố khác - Ngồi tổ chức tiêu chuẩn Mỹ cịn hàng ch c tổ chức khác c ng có ký hiệu riêng vật liệu kim loại việc phân biệt chúng khó khăn Xuất phát từ ý muốn có ký hiệu thống cho thành ph n c thể SAE SATM từ 1967 đ đưa hệ thông số thống UNS (Unifi d Numb ring Syst m) s 45 số ký hiệu truyền thơng UNS gồm có số chữ đứng đ u loại vật liệu giới thiệu số: A – nhôm, C - đồng F – gang, G – thép bon thép hợp kim, H – thép bảo đảm độ thấm tôI S – thép không gỉ chịu nhiệt T – thép d ng c - Trong số số có nhóm – số (đ u hay cuối) lấy từ ký hiệu truyền thông kể (trừ gang thép d ng c ) - V : UNS G 10 00 xuất phát từ AISI/SAE 10 (thép 0,40%C); UNS A 910 xuất phát từ AA 10 (hợp kim nhôm biến dạng có 99,40%Al) 46 Thời gian ( ) C ƯƠ G III VẬT LIỆU P I KIM LOẠI Tổng số Lý thuyết Thực hành ài tập Kiểm tra* (LT TH) 09 08 01 MỤC TIÊU - Tr nh bày định nghĩa tính chất phạm vi ứng d ng số chất dẻo thông thường - Tr nh bày cơng d ng tính chất phân loại d u m bôi trơn nước làm mát d ng ô tô - Phát biểu cơng d ng tính chất xăng d u di s l d ng động ô tô - Tuân thủ quy định quy phạm vật liệu học ỘI U G Chất dẻo ( 02 giờ) 1.1 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 d ng nhiệt áp suất giữ biến dạng thơi khơng tác d ng Trong chất dẻo t y th o công d ng 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 h nh - Chất làm dẻo làm tăng tính dẻo bền vững nhiệt độ thấp - Chất bôi trơn làm cho chất dẻo khơng bị dính vào khn tạo h nh - Chất làm rắn làm chất dẻo thể loãng tr thành thể rắn nguội - Chất màu làm cho chất dẻo có màu sắc th o ý muốn - Chất ổn định làm cho chất dẻo giữ tính chất ban đ u b Tính chất - Chất dẻo có trọng lượng riêng nh ÷ 2g/cm³ - 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 d ng b i axit kiềm 47 - Tính cơng nghệ cao ( cơng nghệ chế tạo chi tiết chất dẻo đơn giản) * Nhược điểm chất dẻo bị hóa già th o thời gian làm biến đổi tính chất ban đ u để khắc ph c nhược điểm người ta cho thêm số chất ph vào chất dẻo 1.2 Các loại chất dẻo 1.2.1 Polym tự nhiên : Cao su - Cao su tự nhiên : Được lấy từ nhựa cao su Khi lấy có màu trắng đ c để lâu ánh sáng biến thành màu nâu - 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 d ng hóa học axit kiềm ; khối lượng riêng nh - Nhược điểm cao su : ị giảm d n tính chịu tác d ng ánh sáng nhiệt độ bị hòa tan số dung môi hữu xăng d u Cao su sử d ng rộng rãi công nghiệp đời sống Trong ngành khí cao su d ng 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 d u nước tránh dị khí tránh b i 1.2.2 Polym nhân tạo : polyme a Polym chất dẻo Là loại chất dẻo làm nóng chảy tạo h nh lại bao gồm - Poly tyl n ( PE ) : sản xuất từ khí tyl n loại chất dẻo khơng dẫn nhiệt điện không thấm nước Được d ng để bọc dây điện chai lọ màng bao gói áo mưa - Poly vynil clorua ( PVC ) : sản xuất từ clorua vinil chất dẻo bền với axit kiềm Thường d ng sản xuất vải giả da dép nhựa ống nhựa hoa nhựa - Poly propyl n ( PP ) : Được sản xuất từ polyl n nhờ có chất xúc tác đặc biệt Có tính chịu ăn mịn hóa học tương tự poly tyl n độ bền học tính chịu nhiệt cao ng để chế tạo loại ống cánh quạt bơm nước ly tâm d ng c y tế điện tử vô tuyến điện b Polym nhiệt rắn - Chất dẻo F nol ( ak lit ) : Được sản xuất từ f nol – fomand hit Có độ bền học cao chịu nhiệt chịu axit kiềm tốt Được d ng nhiều công nghiệp điện điện tử - Chất dẻo có thớ T ctolit H tynac : Được sản xuất cách tẩm nhựa f nol fomand hit vào sợi sợi vải tổng hợp để tăng tính dẫn nhiệt chống mịn cho thêm chất độn graphit vào t ctolit T ctolit d ng để chế tạo bánh bạc lót 48 H tinac d ng sản xuất cách tẩm nhựa f nol fomand hit vào giấy H tynac h n t ctolit chỗ có tính cách điện cao chịu ẩm tốt Được d ng làm vật liệu cách điện kể với điện áp cao áp Cao su – amiăng – compozit ( 02 giờ) 2.1 Cao su 2.1.1 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 đ c để lâu ánh sáng biến thành màu nâu - Cao su nhân tạo : Là vật liệu polym tương tự cao su tự nhiên có người điều chế từ chất hữu đơn giản thường phản ứng tr ng hợp Ví d : Cao su butadi n ( cao su buna) cao su Isopr n - Cao su thường d ng công nghiệp đời sống cao su lưu hóa tức pha thêm ÷ 2% lưu hu nh 2.1.2 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 q 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 d ng hóa học axit kiềm ; khối lượng riêng nh - Nhược điểm cao su : ị giảm d n tính chịu tác d ng ánh sáng nhiệt độ bị hòa tan số dung môi hữu xăng d u 2.1.3 Công d ng Cao su sử d ng rộng rãi công nghiệp đời sống Trong ngành khí cao su d ng 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 d u nước tránh dị khí tránh b i - Ống dẫn chất l ng chất khí chịu áo suất thấp 2.2 Amiăng 2.2.1 Tính chất - Amiăng lấy từ quặng m 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 2.2.2 Công d ng Trong công nghiệp Amiăng sử d ng rộng rãi làm chất cách nhiệt làm đệm chịu nhiệt găng tay cản nhiệt qu n áo cứu h a lợp lát tường phịng h a Ngồi Amiăng cịn d ng để chế tạo má phanh ô tô 49 2.3 Compozit 2.3.1 Khái niệm tính chất a 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 ph n xét riêng rẽ b Tính chất - Một vật liệu Compozit gồm hay nhiều pha gián đoạn đươc phân bố pha liên t c - Khi vật liệu gồm nhiều pha gián đoạn gọi Compozit hỗn tạp Pha gián đoạn thường có tính trội pha liên t c - Pha liên t c gọi - Pha gián đoạn gọi cốt hay vật liệu tăng cường - Cơ tính vật liệu Compozit ph thuộc vào : + Cơ tính vật liệu thành ph n + Luật phân bố h nh học vật liệu cốt + Tác d ng tương hỗ vật liệu thành ph n Hình 2.3 Vật liệu Compozit 2.3.2 Một số vật liệu Compozit thông d ng - Vật liệu Compozit cốt sợi : + ạng có độ bền mô đun đàn hồi riêng cao Loại thường d ng vật liệu phải tương đối dẻo cốt sợi phải có độ bền độ cứng vững cao ngồi cịn ph thuộc vào h nh dạng kích thước phân bố sợi + Các dạng Compozit sợi thường d ng : Compozit polym sợi thủy tinh d ng để chế tạo v x ô tô tàu biển ống dẫn lát sàn công nghiệp + Compozit polym cốt sợi cacbon thường d ng chế tạo chi tiết máy bay + Compozit kim loại sợi ví d : nhơm đồng magiê sợi cacbon bo cacbit silic loại chịu nhiệt cao d ng chế tạo chi tiết tua bin 50 + Người ta điều khiển việc phân bố phương sợi để có vật liệu dị ứng th o ý muốn - Vật liệu Compozit cốt hạt : + Loại có đặc điểm ph n tử cốt hạt thường cứng thường dùng oxit, nitorit, borit, cacbit Ví d : Hợp kim cứng loại Compozit hạt coban cốt ph n tử hạt cacbit vonfram cacbit titan Hợp kim cứng có độ cứng độ chịu nhiệt cao d ng để chế tạo d ng c cắt gọt khuôn ép + ê tơng loại Compozit hạt ximăng cốt đá s i cát vàng + Hợp kim bột : s nhôm ( Al) oxit nhôm (Al2O3) nhôm bột nguyên tố hợp kim ( ví d : Cr F Mn ) thiêu kết nhiệt độ định Vật liệu bôi trơn làm mát ( 02 giờ) 3.1 u bôi trơn u bôi trơn chế biến từ d u m có màu đ n màu l c màu nâu 3.1.1 Công d ng - u nhờn chất bơi trơn máy móc có công d ng : + 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 gây cho chi tiết + Làm mát chi tiết máy chịu ma sát tr nh máy làm việc d u v d u có tác d ng truyền dẫn nhiệt nhờ hệ thống dẫn d u chuyển động liên t c + Làm kín bề mặt c n 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 d : Trong động đốt màng d u m ng vách xi lanh ngồi tác d ng bơi trơn cịn có tác d ng làm kín kh h x cmang pittơng đảm bảo cho hỗn hợp khí cháy khơng bị rị ngồi - Chất bơi trơn phải có độ nhớt cho tr nh chi tiết máy làm việc chất bơi trơn cịn bám bề mặt tiếp xúc không bị tuột không nhớt làm cản tr chuyển động chi tiết máy + Độ nhớt d u người ta d ng độ nhớt động học đơn vị m²/s gọi stốc ( st) 1st = 0001 m²/s = 100 x ntistốc ( cst) + Trong kĩ thuật dngf độ nhớt Engl kí hiệu ºE đo cách so sánh thời gian chảy (T) d u với thời gian chảy (t) c ng lượng nước cất c ng d ng c đo gọi nhớt kế 51 T Tỷ số gọi độ nhớt d u t 3.1.2 Tính chất u nhờn có tính chất : - ng để bơi trơn chi tiết máy - ảo 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 c n làm kín - Làm chất chống gỉ cho bề mặt kim loại 3.1.3 Phân loại kí hiệu a Phân loại - u nhờn chế biến từ d u m có m u đ n màu l c màu nâu - Có nhiều loại d u nhờn u nhờn phân chia thành nhóm chủ yếu sau: kéo ) + + truyền lực + + u nhờn cho động ( bôi trơn cho động máy bay c u ô tô máy u truyền động ( dung để bôi trơn loại hộp số c u ô tô, hộp hộp giảm tốc ) u công nghiệp u đặc biệt ( đ u tuabin đ u biến ) b Ký hiệu - Các số SAE 20 - API SF SG lốc máy thăm nhớt có ý nghĩa : in chai nhớt + API (chữ viết tắt Am rican P trol um Institut ) hiệp d u khí Hoa K Cấp chất lượng API cho động chạy xăng SA S SC SE SF SG cấp chất lượng SM (đ ng nóc) API cho động di s l ký hiệu CA C CC C + AS (chữ viết tắt apan s Automotiv Standards rganization) tổ chức chứng nhận tiêu chuẩn ơtơ Nhật ản Có nhiều tiêu chuẩn AS nhiên loại x th AS MA x th AS FC + SAE (chữ viết tắt Soci ty of Automotiv Engin rs) dịch hiệp hội kỹ sư tự động hóa để dễ hiểu th công ty d u nhớt gắn liền với tiếng Việt cho dễ nhớ “Độ nhớt” Độ nhớt phân làm loại: đơn cấp đa cấp Nếu ký kiệu có số th loại đơn cấp (ví d : SAE10 SAE15 SAE 0) Loại d u nhớt đơn cấp th dải nhiệt độ môi trường ph hợp hẹp Nếu ký kiệu có số th loại 52 đa cấp (ví d : SAE10 -40, SAE15W-50, SAE20 -50) Loại d u đa cấp th dải nhiệt độ môi trường ph hợp rộng Chữ ký hiệu viết tắt từ chữ int r (m a đông) nghĩa d u nhớt sử d ng nơi có thời tiết lạnh 3.2 M bơi trơn Là chất bơi trơn thể đặc có màu vàng nhạt nâu sẫm đ n 3.2.1 Đặc điểm - M chất bôi trơn thể quánh thay cho d u làm nhiệm v bôi trơn cho bề mặt chi tiết máy dung d u không ph hợp - M có trọng lượng riêng 1g/cm³ chế tạo cách trộn d u với sáp xà phòng nhiệt độ cao có pha thêm lượng chất biến tính m có màu vàng nhạt đến nâu sẫm hay đ n - 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 b nh 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 ổn định m : khả bị biến chất tr nh sử d ng chịu nóng khơng bị vón c c chống oxi hóa - Khơng có tạp chất ăn mòn kim loại cặn bẩn nước lã 3.2.2 Tính chất M bơi trơn có tính chất : ng để bảo quản d ng c chi tiết máy lúc vận chuyển chờ sử d ng M sử d ng để bôi trơn phận khó giữ d u khó tra d u lâu phải thay chất bôi trơn - ảo 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 c n làm kín - Làm chất chống gỉ cho bề mặt kim loại 3.2.3 Phân loại ký hiệu a Phân loại Các loại m thường d ng gồm có: - M sơliđơn thường chịu nước khơng chịu nóng d ng cho loại x máy nóng có loại C – C – C – ( loại C – d ng cho m a đông YC – dùng cho mùa hè, YC – dùng) - M Cơngtalin chịu nóng khơng chịu nước d ng cho x máy nóng tới 130ºC có loại T – 1, YT – - M chịu nóng d ng cho x máy phận nóng từ 80ºC ÷ 100ºC gồm loại 1- 13, 1- 13C b Ký hiệu 53 Nhà sản xuất thường phân loại m độ lún kim NLGI (National Lubricating Gr as Institut ) th o tiêu chuẩn m có loại: 000; 00; 0; 1; 2; 3; ; 5; Trong số ký hiệu lớn th độ lún kim nh Loại m rắn với NLGI 85-115 (g n đất sét) loại 000 loãng (g n d u) với số lún kim lớn 5- 75 Ký hiệu m độ lún kim thường ghi bao gói nhãn hàng hóa ví d : En rgr as LS2 LC2; m PLC gr as L2 L3 G310 G354 3.3 Nước làm mát động 3.3.1 Khái niệm: Chất làm nguội đông chất làm động ln có nhiệt độ ổn định khộng bi nóng làm việc Các chất làm nguội : u bôi trơn m bôi trơn Êmuxi 3.3.2 Thành ph n - ung dịch làm nguội có tác d ng : + Làm nguội dao cắt vật gia cơng nhờ làm tăng tuổi thọ dao góp ph n làm tăng độ xác chi tiết + Làm cho biến dạng dẻo kim loại cắt gọt dễ dàng nhờ làm giảm cơng tiêu hao máy để cắt gọt + ôi trơn : Làm giảm ma sát dao phơi nhờ làm giảm mịn dao qua trình gia cơng - Thành ph n chất làm nguội : xy hidro cacbon nitơ lưu hu nh photpho Nhiên liệu ô tô ( 03 ) 4.1 Xăng Thành ph n: - Xăng có trọng lượng riêng từ ÷ 775g/cm³ - Trong xăng chứa khoảng 86% cacbon g n % hiđrơ ngồi cịn số tạp chất khác không đáng kể oxi nitơ lưu hu nh 4.1.1 Tính chất: - Xăng nhiên liệu l ng dễ bốc cháy có m i dễ nhận khơng hịa tan nước - Xăng d ng cho động phải đảm bảo yêu c u sau: + Tính bốc tốt để máy dễ kh i động + Tính chống kích nổ: Sự kích nổ tượng cháy không b nh thường xăng gây 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 T traêtyn ch nh ( gọi xăng pha ch ) + Sự ổn định cao hóa học không tạo lớp nhựa th ng chứa tạo nên lớp muội than buồng cháy động + Khơng có tạp chất ăn mịn cặn bẩn + Không làm han gỉ chi tiết động 54 chất lửa ảo quản xăng : - Xăng phải cất giữ th ng kín tránh dị gỉ không để lẫn nước tạp - Trong khu vực để xăng tuyệt đối cấm lửa tránh tượng gây nên nguồn - Các th ng chứa xăng phải để nơi râm mát - Khi m nắp th ng xăng di chuyển phải nhẹ nhàng không g đập - Khi lấy xăng kh i th ng khơng d ng miệng để hút v xăng có pha ch độc 4.1.2 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” (trong X % thanol 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 c m từ Motor Gasolin - xăng thương mại d ng cho động Cịn 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 4.2 u Đi z l Thành ph n - Thành ph n gồm có: 86 ÷ 87%C 12 ÷ 15% hiđrơ ÷ 1% xi chất l ng có màu nâu - Trọng lượng riêng 78 ÷ 0,86G/cm³ 4.2.1 Tính chất - Nhiên liệu Đi z l loại nhiên liệu d ng cho động Đi z l nhiệt độ áp suất cao tự bốc cháy - Tính chất nhiên liệu Đi z l đặc trưng b i số x tan độ nhớt hàm lượng chất dính kết 4.2.2 Ký hiệu u i z l có ký hiệu i z l 55 Tài liệu tham khảo Ks Lương Văn Quân – năm 2010– Giáo tr nh Vật liệu khí – Nhà xuất Lao Động – Xã Hội PGS TS Hoàng T ng – Năm 2003 – Giáo Tr nh vật liệu công nghệ khí – Nhà xuất Giáo c 56 ... 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 + Phịng thí nghiệm vật liệu học Thời... hiệu vật liệu nước Vật liệu phi kim loại Chất dẻo Cao su - amiăng - compozit Vật liệu bôi trơn làm mát Nhiên liệu Trang 1 7 12 17 17 22 24 46 46 48 50 53 C ƯƠ G TRÌ MƠ ỌC VẬT LIỆU ỌC Mã số mơn học: ... KIỆ T ỰC IỆ - Vật liệu: + Các mẫu thử vật liệu ng c trang thiết bị: + Máy vi tính máy chiếu + ảng ph l c tiêu chuẩn loại vật liệu + Các thiết bị khảo nghiệm tính chất vật liệu - Học liệu: + Nguyễn