H çnh 10. 7 -Så âäư cáúu tảo ca håüp kim äø trỉåüt -Cọ tênh cäng nghãû täút, dãù âục, gia cäng v bạm dênh vo mạng thẹp cao. ía nh váût liãûu hc ngỉåìi Anh tçm ra håüp kim ny 3 -Gêa thnh r. Cạc håüp kim lm äø trỉåüt âỉåüc phán lm hai nhọm : nhọm cọ nhiãût âäü nọng chy tháúp v nhọm cọ nhiãût âäü nọng chy cao. 10.3.2.Håüp kim lm äø trỉåüt cọ nhiãût âäü chy tháúp (babit) : Cạc håüp kim lm äø trỉåüttrãncåsåí cạc kim loải cọ nhiãût âäü nọng chy tháúp nhỉ Sn, i l babit (láúy tãn cuPb, Zn cọ tãn g âáưu tiãn l Babit). Âàûc tênh chung ca babit l ráút mãưm êt lm mn trủc thẹp, hãû säú ma sạt nh, giỉỵ dáưu täút nhỉng khäng chëu âỉåüc ạp sút v nhiãût âäü cao. 1-Babit thiãúc : L loải äø trỉåüt âỉåüc sỉí dủng âáưu tiãn cọ sỉû kãút håüp tỉång âäú i täút giỉỵa cå tênh, tênh ma sạt v tênh chäúng àn mn nhỉng quạ âàõt vç chỉïa nhiãưu thiãúc. Chụng âỉåüc dng lm cạc äø trỉåüt quan trng våïi täúc âäü låïn v trung bçnh nhỉ : tua bin, âäüng cå âiãden Thäng dủng nháút l hai loải SnSb11Cu6 (ǩ83) v SnSb8Cu3 (ǩ89). Täø chỉïc ca chụng gäưm nãưnmãưml dung dëch ràõn Sn(Sb) mu täúi v hảt cỉïng l SnSb (hảt âa cảnh sạng) Cu Sn (kim sạng). H çnh 10.8-Täø chỉïc tãú vi ca ǩ 83(a ) v ǩ 89 (b) a) b) 171 2-Babêt chç : L håüp kim trãn cå såí chç våïi 6y16%Sn, 6y16%Sb v 1%Cu. Täø chỉïc ca nọ gäưm ãưn mãưm l cng tinh (Pb+Sb) hảt cỉïng l SnSb v Cu 3 Sn. Hiãûn tải sỉí dủng phäø biãún bSn6Sb6Cu1 (ǩ6) v PbSn16Sb16Cu1 ( ǩ16) dng lm äø trỉåüt trong cạc âäüng cå àng thay cho babit thiãúc. Loải chỉïa 6%Sb chëu va âáûp, loải 16%Sb do cọ nhiãưu hảt ỉïng hån nãn khäng chëu va âáûp. -Babêt nhäm : L håüp kim trãn cå såí nhäm, âáy l loải håüp kim äø trỉåüt cọ nhiãưu triãøn vng nháút vç ãû säú ma sạt nh, nhẻ, tênh dáùn nhiãût cao, chäúng àn mn cao trong dáưu, cå tênh cao, tuy hiãn tênh cäng nghãû kẹm (khọ dênh bạm vo mạng thẹp). Thäng dủng nháút l hãû Al-Sn åïi lỉåüng thiãúc tỉì 3 20%, ngoi ra cọ thãm mäüt lỉång nh Cu, Ni, Si. Täø chỉïc ca nọ äưm nãưn mãưm l dung dëch ràõn trãn cå såí Al v hảt cỉïng l cạc håüp cháút họa hc trong ung dëch ràõn. Cạ c säú hiãûu : AlSn9Cu1, AlSn20Cu1, AlSn3Cu1 dng trong cạc âäüng å âiãden chụng cọ âàûc âiãøm l chëu âỉåüc ạp lỉûc cao (200 300kG/cm 2 ) v täúc âäü vng ng hai loải sau : BCuSn5Zn5Pb5 v BCuSn4Zn4Pb4 trong âọ Pb khäng nâọng vai tr hảt mãưm, nãưn cỉïng l dung dëch ràõn ca Cu våïi Sn, Zn. -Bräng chç : Thäng dủng nháút l BCuPb30 våïi cạc pháưn tỉí chç khäng tan l cạc hảt mãưm, Cu l ãưn dai (cỉïng). Do nhiãưu chç nãn cå tênh tháúp do váûy phi trạng lãn mạng thẹp. Âãø náng ao cå tênh thỉåìng dng êt chç (8 n P x c 3 h n v y g d c låïn (1 y20m/s) 10.3.4.Håüp kim lm äø trỉåüt cọ nhiãût âäü chy cao : Nhọm ny cọ âàûc âiãøm chung l chëu âỉåüc ạp lỉûc cao v cọ âäü bãưn låïn. Täø chỉïc ca chụng thỉåìng l nãưn cỉïng hảt mãưm hay nãưn dai hảt mãưm, hãû säú ma sạt låïn hån. 1-Bräng thiãúc : Thỉåìng d ta 2 n c y10%) v pha thãm thiãúc : BCuSn12Pb8, CuSn10Pb10. Chụng âỉåüc dng lm cạc äø trỉåüt quan trng : tua bin cäng sút låïn.B Hçnh 10.9- Täø chỉïc tãú vi ca bräng chç 172 3-Gang xaùm, deớo, cỏửu : Coù thóứ duỡng caùc loaỷi gang xaùm, deớo, cỏửu nóửn peùclit õóứ laỡ caùc ọứ trổồỹt. Trong õoù raphit laỡ caùc haỷt móửm, peùclit laỡ nóửn cổùng. Chuùng õổồỹc duỡng laỡm caùc ọứ trổồỹt khọng uan troỹng do hóỷ sọỳ ma saùt lồùn, khọng cỏửn bọi trồn (vỗ õaợ coù graphit). Theo tióu chuỏứn ga coù caùc sọỳ hióỷu sau : AC-1; A -2; A B-1; A B-2; A K-1; A K-2. g q N 173 CHỈÅNG 11 : VÁÛT LIÃÛU PHI KIM LOẢI ay cọ kim älyme, inh áliã hạc ûiâ uhồûc tảo nãn úu âỉïng riãng l khäng mäüt loải váût liãûu thnh pháưn âỉåüc -Âàûc âiãøm v phán loải : +L váût liãûu nhiãưu pha : trong âọ cạc pha ràõn khạc nhau vãư bn cháút, khäng ha nláùn nhau v phán cạch våïi nhau bàòng ranh giåïi pha. Phäø biãún nháút l loải com po zit ai pha : pha liãn tủc trong ton khäúi gi l nãưn, pha phán bäú giạn âoản, âỉåüc nãưn bao c gi l cäút. +Trong váût liãûu composit t lãû, hçnh dạng, kêch thỉåïc, sỉû phán bäú ca nãưn v äút tn theo quy lût â thiãút kãú. +Tênh cháút ca cạc pha thnh pháưn âỉåüc kãút håüp lải âãø tảo nãn tênh cháút chung omposit polymerit) omposit metallit) ïramic) Com p Composit cáúu trục p Giạn Låïp Táúm Täø ong ën tủ 3 låïp 3-Tênh cháút ca váût liãûu composit : Trong chỉång ny ta nghiãn cỉïucïc loải váût liãûu khäng chỉïak l ú aimoảih loải nhỉng khäng phi l thnh pháưn ch u nhỉ : váût liãûu composit, cẹramic, p y su ximàng, th t , cao 11.1.VÁÛT LIÃÛU KÃÚT HÅÜP (COMPOSIT) : 11.1.1.Khại niãûm v phán loải : 1-Khại niãûm : V ût ûu com po zit l loải váût liãûu gäưm hai hay nhiãưu loải váût liãûuk nhau kãút håüp lải, trong âọ cạc ỉu âiãøm ca mäùi loa ỉåüc kãút håüp våïinha mäüt cháút lỉåüng måïi hon ton m nã no cọ thãø âạ p ỉïng 2 -Âàûc âiãøm : ta h b c ca composit. Ta lỉûa chn cạc tênh cháút täút âãø phạt huy thãm. -Phán loải : *Phán loải theo bn cháút ca nãưn : +Composit nãưn cháút do(c +Composit nãưn kim loải(c +Composit nãưn gäúm (Composit ce +Composit nãưn l häùn håüp ca hai hay nhiãưu pha. *Phán loải theo hçnh hc ca cäút hồûc âàûc âiãøm cáúu trục : posit p pp Cäút hảt Cäút såüi pp pp p p ppp Hảt HảtLiãn thä m c âoản a-Cå tênh riãng : 174 Ta khos ït mäüt thanh chëu kẹodoa üc, âụng tám. Quan hãû giỉỵa lỉûc P v biãún dảng ' l âỉåüc biãøu diãùn nhỉ sau : P= P l EF l l ' Trong âọ : - E l mä âun ân häưi ca váût liãûu (mä âun Young) -Fl tiãút diãûn ngang -ll chiãưu di thanh - l' l âäü dn di tuût âäúi Âäü cỉïng kẹo (nẹn) EF/l âàûc trỉng cho tênh cháút cå hc ca thanh trong miãưn ân häưi. Ta xẹt hai loải váût liãûu khạc nhau, k hiãûu l 1v 2, t lãû cạc âäü cỉïng s l : 1112 . KEFl KEFl (11-1) 2221 û khäúi lỉåT lã üng ca hai thanh âỉåüc biãøu diãùn nhỉ sau : 1111 22 . Fl l 22 mF m U U 1-2) Tỉì biãøu thỉïc (10 -1) v (10 -2) ta suy ra : (1 2 1111 / / m U ¨¸ 2 22221 El El · ©¹ Trong mäüt kãútvåïi cạc chi tiãút cọ kêch t cho trỉåï ïnh âäü ng ca k 1 = l nãn tỉì (11-3) Km U § K (11-3) cáúu hỉåïc c, ta so sa cỉï ãút cáúu khi l ta cọ : 2 1111 2222 . KE m KE m / / U U 1-4) Trong ïc lénh äng ngh ng khä û, thãø thao, xáy dỉûng ta cáưn so sa ía cạc kãút ï cng khä üng : m 1 = 2 ï : (1 ca ïnh tênh nàng cå ho vỉûcc cu iãûp:h c ng, v tru ỉåücáúu co úi l m , ta co 11 22 1 2 KE KE / / U U (11-5) ath òng mäütv ücco út hån kh iạ trë E/ Tỉì (11-5) t áúyrà áût liãûu âỉå i l tä ê cọ g U cao hån, l s cọ âä ỉïng ca thanh cao hån. Âải lỉåüng E/cọ nghéa ü c U âỉ üi l mä âun riãng ay m Young gtỉû nhỉ váûy nãúu gi V b l ỉïng sút phạ hu ca váût liãûu thç âải lỉåüng åüc go ca váût liãûu(h Tỉån ä âun riãng). b V / U â ïng s g (hay â iãng). b-Cå tênh riãng caiãûu : Ta khäng thãø sỉí dủng trỉûc tiãúp cạc såüi cäút vç âỉåìng kênh ca chụng quạ nh (10 âãún 20 ỉåüc gi l ỉ út riãn äü bãưnr váûtl P m) vç váûy cáưn phi träün såüi våïi nhỉûa polyme (nãưn) âãø âỉåüc váût liãûu composit cäút 175 . dëch ràõn trãn cå såí Al v hảt cỉïng l cạc håüp cháút họa hc trong ung dëch ràõn. Cạ c säú hiãûu : AlSn9Cu1, AlSn20Cu1, AlSn3Cu1 dng trong cạc âäüng å âiãden chụng cọ âàûc âiãøm l chëu âỉåüc ạp. nhiãưu pha : trong âọ cạc pha ràõn khạc nhau vãư bn cháút, khäng ha nláùn nhau v phán cạch våïi nhau bàòng ranh giåïi pha. Phäø biãún nháút l loải com po zit ai pha : pha liãn tủc trong ton khäúi. Cu 3 Sn. Hiãûn tải sỉí dủng phäø biãún bSn6Sb6Cu1 (ǩ6) v PbSn16Sb16Cu1 ( ǩ16) dng lm äø trỉåüt trong cạc âäüng cå àng thay cho babit thiãúc. Loải chỉïa 6%Sb chëu va âáûp, loải 16%Sb do cọ nhiãưu