Đang tải... (xem toàn văn)
Là báo cáo vật liệu học của trường Đại Học Sư Phạn Kỹ Thuật Thành phố Hồ chí Minh, khoa Cơ khí chế tạo máy. Vật liệu học là một môn rất quan trọng cho một kỹ sư cơ khí trong tương lai. Muốn biết được thành phần và tính chất của các loại thép thì ta phải biết tổ chức tế vi của nó. Tổ chức tế vi là hình ảnh của mac thép khi được mài nhẵn và đem soi dưới kính hiển vi.
Câu 1: Gang: so sánh tổ chức tế vi, cơ tính và ứng dụng của các loại gang (hình ảnh) Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm 2 loại chính đó là gang trắng và gang graphit, tuỳ theo hình dạng của graphit, lại chia thành 3 loại: gang xám, gang dẻo và gang cầu. Giống: gang xám, gang cầu, gang dẻo + Tổ chức tế vi: phần phi kim loại : graphit. phần nền kim loại: ferit, ferit-peclit, peclit-xêmentit. + Cơ tính: Tổ chức graphit là nơi tập trung ứng suất lớn làm gang kém bền (nhiệt độ chảy thấp, dễ nấu luyện). Có khả năng chống mài mòn do ma sát. Tắt rung động và dao động cộng hưởng. + Công dụng: có tính đúc và gia công cắt gọt tốt. Khác : Gang trắng: Tổ chức tế vi tương ứng với giản đồ pha Fe-C, toàn bộ cac bon của nó nằm dưới dạng liên kết với sắt trong tổ chưc xêmentit, luôn chứa hỗn hợp cùng tinh lêđêburit. Có 3 loại: Gang trắng trước cùng tinh có %C < 4,3%. Có tổ chức là: Le + Xe II .(H.1) Gang trắng cùng tinh có %C = 4,3% có tổ chức Le.(H.2) Gang trắng sau cùng tinh có %C > 4,3% và có tổ chức là Le + Xe I .(H.3) H.1 H.2 H.3 Gang xám Gang cầu Gang dẻo Tổ chức tế vi Phần phi kim loại Dạng tấm Dạng quả cầu Dạng cụm Nền kim loại Dạng tấm phân bố đều trên nền: ferit, ferit-peclit, peclit- xêmentit Dạng cầu thu nhỏ phân bố đều trên nền: ferit, ferit- peclit, peclit- xêmentit Phân bố thành từng đám trên nền: ferit, ferit-peclit, peclit-xêmentit Cơ tính - Độ bền thấp, giới hạn bền kéo < 350 – 400MPa (thường trong khoảng 150 – 350MPa) - Độ dẻo và độ dai thấp (δ ≈ 0,5%, a k < 100KJ/m 2 ) - Độ cứng thấp( 150 – 250 HB). - Giới hạn bền kéo và giới hạn chảy khá cao (σ b = 400- 800MPa, σ 0,2 = 250 – 600MPa) - Độ dẻo và độ dai nhất định (δ = 2 ÷ 15%, a k = 300 ÷600KJ/m 2 ) - Độ cứng (225- 369HB). - Độ bền gần như bằng gang cầu song hơn hẳn gang xám (σ b = 300 – 600MPa, σ 0,2 = 200 – 450MPa) - Độ dẻo cao như gang cầu (δ = 3 - 15%). Ứng dụng làm chi tiết vỏ (vỏ hộp giảm tốc), mặt bích, bánh răng, bánh đà… Làm trục khuỷu, trục cán, các chi tiết máy quan trọng… Làm các chi tiết máy oto, các máy kéo, máy dệt… Cơ tính: gang trắng cứng và giòn nên không được dùng trong chế tạo cơ khí, có độ bền kéo thấp và độ cứng rất cao (400-500HB). Ứng dụng: Gang trắng chủ yếu dùng để luyện thép, để ủ thành gang dẻo, làm bi nghiền và làm mép lưỡi cày. Gang xám: bánh răng, bánh đà, mặt bích… Gang cầu:trục khuỷu, trục cán, các chi tiết máy quan trọng (dàn gầm) gg ggcc dđd Gang dẻo: van cầu hơi, van bi tay gạt nối bích, các chi tiết máy dệt… Tổ chức tế vi của: gang xám (a), gang cầu (b), gang trắng (c), gang dẻo (d) Câu 2: Nhôm: so sánh cơ tính,thành phần hóa học,tính công nghệ của hợp kim nhôm đúc và biến dạng A.Hợp kim nhôm đúc: Hợp kim nhôm - silic Hợp kim nhôm - silic đúc đơn giản chỉ gồm hai cấu tử với 10 - 13%Si (AA 423.0 hay AΛ2). - Với thành phần như vậy hợp kim có nhiệt độ chảy thấp nhất. - Tổ chức hầu như là cùng tinh với tính đúc tốt nhất. Tuy vậy khi đúc thông thường dễ bị tổ chức cùng tinh thô và tinh thể silic thứ nhất (trước cùng tinh) như biểu thị ở hình 6.7a, trong đó Si thứ nhất thô to và Si cùng tinh ở dạng kim như là vết nứt bên trong trong lòng dung dịch rắn α (thực chất là nhôm nguyên chất với cơ tính rất thấp, σb = 130MPa, δ = 3%). Nếu qua biến tính bằng muối Na (2/3NaF + 1/3NaCl) với tỷ lệ 0,05 - 0,08%, điểm cùng tinh sẽ hạ thấp xuống khoảng 10 - 20oC và dịch sang phải, như vậy hợp kim luôn luôn là trước cùng tinh với tổ chức α và cùng tinh (α + Si), trong đó nhờ kết tinh với độ quá nguội lớn hơn nên Si trong cùng tinh rất nhỏ mịn (hạt tròn, nhỏ) như biểu thị ở hình 6.7b, làm cải thiện mạnh cơ tính, σb = 180MPa, δ = 8%. Hình 6.6. Góc Al của giản đồ Al - Si (đường chấm chấm ứng với khi biến tính) Hình 6.7. Tổ chức tế vi của hợp kim Al - (10 - 13)%Si: a. không biến tính, b. có qua biến tính Các hợp kim Al - Si - Mg(Cu) Là các hợp kim với khoảng Si rộng hơn (5 đến 20%) và có thêm Mg (0,3 - 0,5%) để tạo ra pha hóa bền Mg2Si nên hệ Al - Si - Mg (ví dụ mác AA 356.0) phải qua nhiệt luyện hóa bền. - Cho thêm Cu (3 - 5%) vào hệ Al - Si - Mg kể trên cải thiện thêm cơ tính và có tính đúc tốt (do có thành phần gần với cùng tinh Al - Si - Cu Chất biến tính thường sử dụng: 2/3 NaF + 1/3 NaCl B. Hợp kim nhôm biến dạng: 1.Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bề n đư ợc bằng nhiệt luyện: Hợp kim Al - Mg : Để tránh tạo nên lưới Mg2Al3 người ta thường chỉ dùng < 4%Mg (trong một số trường hợp đặc biệt có thể lên tới 6 - 7% tuy đạt độ bền cao hơn nhưng dễ bị ăn mòn hơn) Nhẹ nhất trong số các hợp kim nhôm và có độ bền khá, có thể cải thiện bằng biến dạng nguội. - Khả năng biến dạng nóng, nguội và hàn đều tốt. - Tính chống ăn mòn tốt và có thể cải thiện bằng anod hóa. Hình 6.3. Góc Al của giản đồ pha Al - Mg 2.Nhôm sạch : Nhôm sạch hay chính xác hơn là nhôm thương phẩm có ít nhất 99,0%Al với hai mác điển hình AA1060 và AA1100. Ở trạng thái ủ có độ bền thấp, mềm nhưng rất dẻo, dễ biến dạng nguội, nhờ đó giới hạn chảy tăng lên rất mạnh (2 đến 4 lần) và cứng lên nhiều. Nhờ có tính chống ăn mòn nhất định (do độ sạch cao). 3.Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền được bằng nhiệt luyện: Hệ Al - Cu và Al - Cu – Mg: Bảng 6.1. Thành phần hóa học (%) và cơ tính của các hợp kim nhôm theo AA - Hóa bền được bằng nhiệt luyện (tôi + hóa già) → tăng cơ tính cho vật liệu - Cơ chế hóa bền Al-Cu (do có sự tiết ra Cu tập trung dưới dạng CuAl 2 ): + giai đoạn I: sự bão hòa các nguyên tố hợp kim (Cu) tạo nên các vùng hình đĩa (d ~ 5nm) → xô lệch mạng→ hóa bền + giai đoạn II: hàm lượng Cu tăng đạt Cu:Al=1:2, các vùng hình đĩa lớn dần lên hình thành pha + giai đoạn III: nếu nhiệt độ cao hơn, pha θ chuyển dần về cấu trúc của CuAl 2 và làm độ bền giảm nhanh chóng →Để xuất hiện CuAl - Đặc điểm: Độ bên cao, khối lượng riêng nhỏ→ độ bền riêng cao Hình 6.4. Góc Al của giản đồ pha Al - Cu (CuAl2 được ký hiệu là θ) Hình6.5Sự thay đổi giới hạn bền theo thời gian (hóa già) sau khi tôi của hợp kim AlCu4 Câu3: So sánh cơ tính và thành phần hóa học, tính công nghệ của hợp kim đồng brong & latong: Do lịch sử phát triển lâu đời các hợp kim khác nhau của đồng (Cu) mang những tên riêng: latong (đồng thau), bronze (đồng thiếc) Bronze (đồng thiếc): - Cơ tính: bronze đạt được độ bền chống ăn mòn cao và các tính chất chịu mài mòn tốt. Các tính chất này giúp cho đồng thiếc có ứng dụng trong công nghiệp hóa chất để chế tạo các dụng cụ đúc, cũng như trong vai trò của vật liệu chịu mài mòn trong các lĩnh vực khác. - Thành phần hóa học: chứa từ 75 -90 % là đồng và 25-10 % là thiếc ,ngoài ra ngày nay bronze còn co thể chứa them kẽm ,thành phần kẽm có thể lên đến 10% với mức độ như thế nó gần như không thay đổi các tính chất của đồng thiếc mà chỉ làm cho bronze rẻ tiền hơn. Một số nguyên tố khác như chì và phốt pho làm tăng khả năng chịu mài mòn của bronze và khả năng gia công bằng cắt gọt. - Tính công nghệ: bronze được ứng dụng khá nhiều trong các lĩnh vực khác nhau vì có độ bền cao, chịu được uốn ,cắt dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, độ chảy loãng tương đối không cao, bronze vẫn được ứng dụng thành công để nhận được các vật đúc có hình thể phức tạp, kể cả các đồ đúc nghệ thuật. Latong (đồng thau ) [...]... than chì để tạo thành lớp vỏ bên ngoài, thuận 3 Bánh răng - Nguyên liệu: thép tròn, hay thép rèn Sau đó gia công thô theo kích thước cần thiết, và đưa vào công đoạn kế tiếp.Đến đây, về cơ bản phải chọn vật liệu theo bản vẽ để tiến hành gia công nhưng cũng có trường hợp phải chọn vật liệu phù hợp mục đích sử dụng Ngoài ra, tùy theo vật liệu, để giảm thiểu biến dạng hay biến tính trong quá trình xử lý... trình +Máy có chức năng hóa dẻo nguyên liệu nhựa và phụ gia, là khâu quan trọng trong quá trình gia công các sản phẩm nhựa +Motor cấp liệu được nối với vít tải cấp liệu sẽ đưa nhựa và chất phụ gia đã được trộn sẵn xuống vít đùn +Motor đùn thông qua bộ truyền sẽ xoay vít đùn để đẩy nhựa hóa dẻo ra khuôn đùn +Nguyên liệu sau khi được đưa lên phễu chứa liệu sẽ được vít tải cấp liệu tải liệu xuống vít... bằng các phân tử của vật liệu Đây là một công vi c yêu cầu phải có “kinh nghiệm và cảm giác " - Trong công đoạn gia công thô, sử dụng máy tiện, máy phay để cắt thép tròn hay thép rèn, tất nhiên gia công sao cho thuận lợi trong các bước tạo răng tiếp theo Ngoài ra, vì kích thước sẽ thay đổi sau khi xử lý nhiệt, nên cần phải xem xét kỹ vấn đề nà sử dụng dao cắt có thể đảm nhiệm vi c “ phay lăn bo tròn... loại PE, PP Ứng dụng: +Dùng làm ống nước, vỏ dây điện, chế da nhân tạo, vật liệu màng, vật liệu cách điện, sơn tổng hợp… + Sử dụng làm nhãn màng co các loại chai, bình bằng nhựa hoặc màng co bao bọc các loại thực phẩm bảo quản , lưu hành trong thời gian ngắn như thịt sống, rau quả tươi… +Ngoài ra, PVC được sử dụng để làm nhiều vật gia dụng cũng như các lọai sản phẩm thuộc các ngành khác 1.5 Nhựa PC... nhựa: chứa vật liệu nhựa dạng vi n để cấp vào khoang trộn b) Khoang chứa nhựa: chứa nhựa được gia nhiệt nhờ các vòng cấp nhiệt c) Các vòng gia nhiệt: giữ cho nhiệt độ trong khoang chứa nhựa luôn ở trạng thái chảy dẻo Trên một máy ép nhựa các vòng gia nhiệt được cài đặt với nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ phù hợp cho quá trình ép phun Các vòng gia nhiệt máy ép nhựa phun Trục vít: có chức năng... máy đúc áp lực bao gồm : hệ thống thủy lực,xilanh đẩy ,giá múc rót kim loại,bàn gá khuôn,khuôn đúc ,hệ thống rút sản phẩm Quy trình làm vi c của máy đúc áp lực : Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lý làm vi c của máy đúc áp lực buồng nguội Giai đoạn thứ nhất : Giai đoạn cấp liệu: Sau khi khoá khuôn lên bàn máy, hệ thống xy lanh thuỷ lực làm nhiệm vụ khoá khuôn sẽ hoạt động, khi đó hai nửa khuôn sẽ được ép chặt... trong khuôn sẽ hình thành nên hình dạng của vật đúc,sau một khoảng thời gian rất ngắn, khi hình vật đúc được hình thành, lúc này kim loại sẽ được làm nguội nhờ hệ thống làm mát của khuôn Giai đoạn thứ ba: Giai đoạn mở khuôn Nửa khuôn di động sẽ đựơc mở ra nhờ hệ thống hệ thống đóng mở khuôn, và đồng thời lúc này các cơ cấu side code cũng được rút ra Lúc này vật đúc vẫn nằm ở phía khuôn động Giai đoạn... vít bị đẩy một đoạn về phía sau và dừng lại Trong quá trình nhựa chuyển đông về đầu trục vít,quá trinh gia nhiệt được thực hiện trong xylanh,khối • vật liệu nóng lên nên dần chuyển sang trạng thái chảy nhớt khi đi đến đầu trục vít Hệ thống thủy lực làm vi c về phía trước,khép kín đầu phun vào ống lót rảnh chinh,đồng thời tạo áp lực đẩy nhựa lỏng thoát ra đầu phun vào rảnh và đi đến • vùng tạo hình... tạo thiết bị cán: gồm 3 bộ phận Nguồn động lực Bộ phận truyền động Giá cán Máy cán thép được chia làm nhiều loại theo công dụng, theo số giá: máy cán phôi, máy cán hình… - Khi cán kim loại ăn vào trục, dưới tác dụng của lực cán kim loại bị biến dạng Tại vùng biến dạng kim loại bị biến dạng mãnh liệt mà không phá vỡ tổ chức của kim loại Sau khi vạt cán dài ra, chiều rộng sẽ rộng hơn và chiều cao(dày... biệt tính chất cơ học tốt ở to cao Ứng dụng: + SP cần độ cứng: nắp chai nước ngọt, thân và nắp bút mực, hộp nữ trang… + SP kháng hóa chất: chai lọ thuốc y tế, ống tiêm, nắp thùng chứa dung môi, màng mỏng bao bì + Dùng cách điện tần số cao: Tấm, vật kẹp cách điện… 1.3 Nhựa PA - Các thông số cơ bản: + Tỉ trọng: 1.02 – 1.16 + Độ bền, đứt: 350 – 900 kg/cm2 + Độ dãn dài: 10 – 40 % + Nhiệt độ nóng chảy: . Câu 1: Gang: so sánh tổ chức tế vi, cơ tính và ứng dụng của các loại gang (hình ảnh) Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm 2 loại chính đó là gang trắng. cầu. Giống: gang xám, gang cầu, gang dẻo + Tổ chức tế vi: phần phi kim loại : graphit. phần nền kim loại: ferit, ferit-peclit, peclit-xêmentit. + Cơ tính: Tổ chức graphit là nơi tập trung ứng suất. cùng tinh có %C < 4,3%. Có tổ chức là: Le + Xe II .(H.1) Gang trắng cùng tinh có %C = 4,3% có tổ chức Le.(H.2) Gang trắng sau cùng tinh có %C > 4,3% và có tổ chức là Le + Xe I .(H.3) H.1