Bài 15. Vật liệu cơ khí

L?P 11A4
T? 2

B�I 15:
V?T LI?U CO KH�
TRƯỜNG THPT NGUYỄN CÔNG TRỨ
Theo các bạn, cơ khí là gì?
Vật liệu là gì?
Cơ khí là một ngành khoa học, chuyên nghiên cứu và ứng dụng các khí cụ, các nguyên lý, định nghĩa cơ học mang tính công nghệ vào các quá trình sản xuất nhằm nâng cao năng suất, giảm thiểu đến mức tối ưu về thời gian và hao hụt trong các quá trình sản xuất.

*Cơ khí
- Cơ khí là một ngành khoa học giới thiệu quá trình sản xuất cơ khí và phương pháp công nghệ gia công kim loại và hợp kim để chế tạo các chi tiết máy hoặc kết cấu máy.
- Một số khái niêm liên quan
Sản phẩm.
Chi tiết máy.
Bộ phận máy.
Cơ cấu máy.
Phôi.

Vật liệu (tiếng Anh: Materials) là chất hoặc hợp chất được con người dùng để làm ra những sản phẩm khác. Vật liệu là đầu vào trong một quá trình sản xuất hoặc chế tạo. Trong công nghiệp, vật liệu là những sản phẩm chưa hoàn thiện và thường được dùng để làm ra các sản phẩm cao cấp hơn.
*Vật liệu
Vì sao phải biết tính chất của vật liệu ?
=>+Chọn vật liệu đúng yêu cầu chế tạo chi tiết.
+Chọn phương pháp gia công thích hợp.
+Chọn dụng cụ gia công thích hợp.


I/ Một số tính chất đặc trưng của vật liệu
Tính chất cơ học
Tính chất lí học
Tính chất hóa học
Tính công nghệ
4. TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ
Là những đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp kim chịu tác động của các loại tải trọng. Các đặc trưng đó bao gồm:
Độ bền
Độ dẻo
Độ cứng

1. Cơ tính

* Định nghĩa.
+Biểu thị khả năng chống lại biến dạng dẻo hay phá hủy của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực.
+Chống lại biến dạng :Lực liên kết giữa các phân tử, nguyên tử kim loại của mạng tinh thể khi còn lớn hơn ngoại lực tác dụng thì mạng tinh thể không bị biến dạng hoặc phá vỡ.
a. Độ bền:
*Giới hạn bền ( ) (bền = b => )
-Đặc trưng cho độ bền của vật liệu.
-Giới hạn bền càng lớn thì độ bền của vật liệu đó càng cao.
-Có 2 loại:
+ Giới hạn bền kéo( bk) -ứng suất bền kéo.
bk= (N/mm2) : Đặc trưng cho độ bền kéo của vật liệu.
-P* : là lực kéo lớn nhất tác dụng lên mẫu đến khi mẫu đứt.
-F0 : là thiết diện thẳng lúc ban đầu của mẫu, F0= (mm2)
-Giới hạn bền nén ( bn): Đặc trưng cho độ bền nén của vật liệu.


*Định nghĩa.
- Biểu thị khả năng biến dạng dẻo của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực.
b. Độ dẻo
*Để xác định độ dẻo người ta thường tiến hành đánh giá theo cả hai chỉ tiêu cùng xác định trên mẫu sau khi thử độ bền kéo:
- Độ giãn dài tương đối (δ): (dài=d =>δ) là khả năng vật liệu thay đổi chiều dài sau khi bị kéo đứt.
δ : Đặc trưng cho độ dẻo của vật liệu
Vật liệu đó độ dãn dài tương đối càng lớn thì độ dẻo càng lớn.
δ =

- Độ thắt tiết diện tương đối (ψ): là khả năng vật liệu chịu thay đổi tiết diện sau khi bị kéo đứt.

VD :Có 2 thanh nhỏ gang và đồng dài bằng nhau, sơn cùng màu.
a. Làm thế nào để phân biệt được chúng ?
b. Tại sao nói gang cứng hơn đồng, làm thế nào để biết gang cứng hơn đồng ?




Giải thích :
a. Bẻ thanh gang thì khó, có thể gãy, uốn thanh đồng thì dễ và không bị gãy.
b. Đặt hai thanh lên đe, lấy búa tay tác dụng lực phù hợp,thanh bị biến dạng là thanh đồng, còn lại là thanh gang(có thể gãy khi đập).
*Định nghĩa.
- Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo của lớp bề mặt dưới tác dụng của ngoại lực thông qua các đầu thử có độ cứng cao được coi là không biến dạng.
c. Độ cứng
*Đơn vị đo độ cứng.(đơn vị thường sử dụng)
+ Độ cứng Brinen(HB):
- Đo các loại vật liệu có độ cứng thấp.Vật liệu càng cứng thì có chỉ số đo HB càng lớn
VD. Gang xám có độ cứng khoảng 180=> 240 HB.




+ Độ cứng Rocven(HRC)
- Đo độ cứng của vật liệu có độ cứng trung bình hoặc độ cứng cao. Vật liệu càng cứng thì có chỉ số HRC càng lớn
VD. Thép 45 sau nhiệt luyện : 40 đến 45 HRC.

+ Độ cứng Vicker(HV) :
- Dùng để đo độ cứng của vật liệu có độ cứng cao.Vật liệu càng cứng thì chỉ số HV càng lớn.
VD. Hợp kim cứng có độ cứng từ 13500- 16500 HV.
Ứng dụng : dùng để chế tạo phần lưỡi cắt của dao cắt trên máy công cụ, dùng cắt gọt kim loại.( loại dao ghép).
- Là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành phần hóa học của kim loại đó không thay đổi.
- Lý tính cơ bản của kim loại gồm có:
+ khối lượng riêng
+ nhiệt độ nóng chảy
+ tính dãn nở
+ tính dẫn nhiệt
+ tính dẫn điện
+ từ tính.

2. Lý tính
a. Khối lượng riêng: là khối lượng của 1 cm3 vật chất.

b. Tính nóng chảy: kim loại có tính chảy loãng khi bị đốt nóng và đông đặc lại khi làm nguội. Nhiệt độ ứng với lúc kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hoàn toàn gọi là điểm nóng chảy. Điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ đúc, hàn.

c. Tính dẫn nhiệt: là tính truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc bị làm lạnh. Tính truyền nhiệt của kim loại giảm xuống khi nhiệt độ tăng và ngược lại khi nhiệt độ giảm xuống.

d. Tính giãn nở: là tính chất thay đổi thể tích khi nhiệt độ của kim loại thay đổi. Được đặc trưng bằng hệ số giãn nở.

e. Tính dẫn điện: là khả năng cho dòng điện đi qua của kim loại. So sánh tính dẫn nhiệt và dẫn điện ta thấy kim loại nào có tính dẫn nhiệt tốt thì tính dẫn điện cũng tốt và ngược lại.

f. Từ tính: là khả năng bị từ hóa khi được đặt trong từ trường. Sắt, coban, niken và hầu hết các hợp kim của chúng đều có tính nhiễm từ. Tính nhiễm từ của thép và gang phụ thuộc vào thành phần và tổ chức bên trong của kim loại.

Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hóa học của các chất khác như: ôxy, nước, axit… mà không bị phá hủy. Tính năng hóa học của kim loại có thể chia thành các loại sau:

3. Hóa tính.
a. Tính chịu ăn mòn: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của môi trường xung quanh.

b. Tính chịu nhiệt: là độ bền của kim loại đối với sự ăn của ôxy trong không khí ở nhiệt độ cao.

c. Tính chịu axit: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của môi trường axit.

Là khả năng thay đổi trạng thái của kim loại, hợp kim, tính công nghệ bao gồm các tính chất sau:

4. Tính công nghệ.

a. Tính đúc: được đặc trưng bởi độ chảy loãng, độ co và thiên tích.
Độ chảy loãng biểu thị khả năng điền đầy khuôn của kim loại và hợp kim. Độ chảy loãng càng cao thì tính đúc càng tốt.
Độ co càng lớn thì tính đúc càng kém.

b. Tính rèn: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu lực tác dụng bên ngoài mà không bị phá hủy.
Thép có tính rèn cao khi được nung nóng ở nhiệt độ phù hợp. Gang không có tính rèn vì giòn. Đồng, nhôm, chì có tính rèn tốt ngay cả ở trạng thái nguội.

c. Tính hàn: là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các phần tử khi nung nóng chỗ hàn đến trạng thái chảy hay dẻo.

d. Tính cắt gọt: là khả năng kim loại gia công dễ hay khó, được xác định bằng tốc độ cắt gọt, lực cắt gọt và độ bóng bề mặt kim loại sau khi cắt gọt.
Một kim loại hay một hợp kim nào đó mặc dù có những tính chất rất quý nhưng tính công nghệ kém thì cũng khó được sử dụng rộng rãi vì khó chế tạo thành sản phẩm.
Ngoài các vật liệu đã biết như gang, thép,.. Còn có một số loại vật liệu khác như:
Vật liệu vô cơ
Vật liệu hữu cơ (Polime)
Vật liệu composit
II/ MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU THÔNG DỤNG
Đá mài
Mảnh dao cắt
Các chi tiết máy

Phụ tùng , thiết bị trong ngành sợi

Bánh răng máy dệt, máy kéo sợi


Tấm lắp cầu dao điện

Dụng cụ cắt

Máy công cụ
Người máy ( robot)
Chó robot
*Nhựa nhiệt cứng và nhựa nhiệt dẻo giống và khác nhau chỗ nào ?

Giống: thành phần đều là hợp chất hữu cơ tổng hợp, có độ bền cao, không dẫn điện.
Khác:
+ Nhựa nhiệt dẻo: ở nhiệt độ nhất định chuyển sang trạng thái chảy dẻo, gia công được nhiều lần, có khả năng chống mài mòn cao.
+ Nhựa nhiệt cứng: sau khi gia công lần đầu không chảy hoặc mền ở nhiệt độ cao, không tan trong dung môi, cứng.
BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA TỔ 2 ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT.
CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI.