Cơ khí đại cương pdf

Cơ tính Cơ tính là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại và hợp kim chịu tác dụng của các loại tải trọng: DWEDepartment of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc..

Trang 1

DWEDepartment of Welding and Metal Technology / Phong Van Vo , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

Next >>

End Show << Contents >>

Chương II VẬT LIỆU DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP

2.1 KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

KHÁI NIỆM CHUNG

Kính chắn

Mặt đèn hậu Nhựa

-Dây tóc bóng đèn - Vonfram

Ống xả - Thép không gỉ Lốp xe – Cao su

Dầm xe - Thép Vành xe – Thép

hoặc Hợp kim Nhôm

Chắn nước Nhựa

-Dây điện - Đồng

Chụp Bugi Gốm

-Vỏ động cơ – Gang hoặc Hợp kim Nhôm

Vỏ xe – Thép tấm hoặc Nhựa tổng hợp

Ghế ngồi Nhựa

-Hình 1: Một vài dạng vật liệu được sử dụng trong xe Ôtô – Kim loại, Hợp kim và Vật liệu phi kim

DWE

Vật liệu dïng trong c«ng nghiệp gia công cơ khí

Kim loại và Hợp kim

Kim loại

Thép kết cấu Thép không gỉ Thép dụng cụ Gang v.v

Nhôm Đồng Titan Vonfram v.v

Dạng liên kết Cấu tạo mạng tinh thể

Tổ chức Thành phần pha v.v

Khối lượng riêng Nhiệt độ nóng chảy Tính giãn nở Tính dẫn nhiệt Tính dẫn điện

Từ tính Tính chịu ăn mòn Tính chịu nhiệt Tính chịu axit v.v

Tính đúc Tính rèn Tính hàn v.v

Trang 2

2.1.1 Cơ tính

Cơ tính là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim

loại và hợp kim chịu tác dụng của các loại tải trọng:

2.1.1 Cơ tính

B Độ cứng

- Khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng thông qua vật nén.

C Độ giãn dài tương đối [ δ%]

- Là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa lượng giãn

δ

D Độ dai va chạm a k (J/mm2) (kJ/m2)

- Kh ả năng chịu tải trọng tác dụng đột ngột (tải trọng động) mà không bị phá huỷ.

Trang 3

2.1.2 Lý tính

a Kh ối lượng riêng (g/cm3)

- Là kh ối lượng của 1cm3vật chất.

) /

V

P

= γ

b Nhi ệt độ nóng chảy

- Là nhi ệt độ nung nóng mà tại đó sẽ làm cho kim

loại chuyển từ thể rắn sang thể lỏng

Bạc Æ Đồng ÆNhôm Æ…Hợp kim

Sắt, Niken, Coban và hợp kim của chúng Æ Kim loại từ tính

2.1.3 Hoá tính

chất khác như Ôxy, Axit, v.v Mà không bị phá huỷ.

- Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Axít

Ví dụ như trong cắt khí Ôxy-Axêtylen

DWE

2.1.4 Tính công nghệ

gia công nguội.

Tm: Nhiệt độ nóng chảy của kim loại

- Đặc trưng bởi: Độ chảy loãng, Độ co, Tính thiên tích

- Là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi

chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ.

Gia công nóng (Hot working) : T/Tm > 0,6

DWE 2.2 CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI 2.2.1 Cấu tạo của kim loại nguyên chất

Trang 4

Một số chi tiết máy bằng

2.2 CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI

2.2.1 Cấu tạo của kim loại nguyờn chất

Sơ đồ mạng tinh thể của KL

Ghi nhớ:

- Các nguyên tử KL phân bố theo một quy luật nhất định

- Nhiều mạng tinh thể sắp xếp thành mạng không gian

- Mỗi nút mạng được coi là tâm của các nguyên tử ) Kim loại có cấu tạo tinh thể

DWE

Ô cơ bản: là phần không gian nhỏ nhất của mạng tinh thể

Ô cơ bản của mạng tinh thể KL

Mạng tinh thể của KL nh ỡ n dưới kính hiển vi điện tử

Trang 5

2 Lục phương dày đặc :

Ký hiệu:

) Tuỳ theo loại ô cơ bản người ta xác định các thông số mạng

Thông số mạng là giá trị độ dài đo theo chiều cạnh của ô

) Đ ơn vị đo của thông số mạng là Angstrong (A o ): 1A o = 10 -8 cm

* Sự biển đổi mạng tinh thể của kim loại :

Khi điều kiện ngoài thay đổi (áp suất, nhiệt độ, v.v ) tổ chức kim loại sẽ thay đổi theo

Dạng ô cơ bản thay đổi Thông số mạng có giá trị thay đổi } Sự biển đổi mạng tinh thể

- Mạng lập phương: chỉ có một thông số mạng la a

- Mạng lục giác: có 2 thông số mạng là a và c

DWE

2.2 CẤU TẠO VÀ SỰ KẾT TINH CỦA KIM LOẠI

2.2.2 Sự kết tinh của kim loại

- Kim lo ại chuyển trạng thỏi từ Lỏng sang Rắn ặ Kết tinh

Rắn

S ơ đồ tổ chức thụ dại của thỏi đỳc

1- Hạt mịn, đều trục 2- Dạng trụ, trục vuụng gúc với thành khuụn

3- Tinh thể lớn, đều trục

Tổ chức xuyờn tinh Tổ chức đều trục Làm nguội tự

Trang 6

Trung tâm kết tinh – tâm mầm

Quá tr ỡ nh kết tinh phát triển

Kết thúc quá trỡnh kết tinh ) Kim loại kết tinh theo một quá tr ỡ nh gồm nhiều giai đoạn

Tâm mầm:

- có thể là các phân tử tạp chất không nóng chảy như bụi tường lò

- chất sơn khuôn v.v…

- tâm mầm tự sinh hình thành ở những nhóm nguyên tử có trật tự đạt đến kích thước đủ lớn

) Tuỳ theo vận tốc nguội khác nhau mà lượng tâm hầm xuất hiện nhiều hay ít, sự kết tinh sẽ tạo ra số

lượng đơn tinh thể (hay hạt) nhất định

toC

τ (s)

Nhiệt độ kết tinh

) Một tập hợp các pha ở trạng thái cân bằng gọi là hệ hợp kim

NGUYấN là một vật chất độc lập có thành phần không đổi, tạo nên các pha của hệ Trong một số trường hợp nguyên cũng là các nguyên tố hoá học hoặc là hợp chất hoá học có tính ổn định cao

2.3 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỢP KIM 2.3.1 PHA

2.3.2 NGUYấN

A

A A A

Trang 7

1 Dung dịch đặc :

Hai hoặc nhiều nguyên tố có khả năng hoà tan vào nhau ở trạng thái đặc gọi là dung dịch đặc

Có hai loại dung dịch đặc:

- Cú thể hoà tan vụ hạn

- Xen kẽ vào cỏc cỏc lỗ trống giữa cỏc nỳt mạng.

Nguyên tử Sắt Nguyên tử Titan

DWE

Cách xây dựng Giản đồ trạng thái của hệ Hợp kim

4 Giản đồ trạng thái của hợp kim: là sự biểu diễn quá tr ỡ nh kết tinh của hệ hợp kim

) Xây dựng giản đồ trạng thái bằng phương pháp phân tích nhiệt, nghĩa là thiết lập các đường nguội

Trang 8

) Quá tr ỡ nh kết tinh phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của các chất tạo thành

Các đường nguội của các hợp kim ch ỡ - antimon:

1

1 1

87%Pb 13%Sb

75%Pb 25%Sb

) Giản đồ trạng thái

chỉ rõ cả tổ chức của hợp kim trong các điều kiện cân bằng

) Dựa vào các đường nguội, ta xác định được các điểm tới hạn của mỗi hợp kim ) Đưa tất cả các điểm tới hạn lên 1 giản đồ tổng hợp, ta có giản đồ trạng thái của hệ hợp kim

Giản đồ trạng thái của hệ hợp kim ch ỡ - antimon

ACB: đường lỏng DCE: đường đặc DCE: đường cùng tinh

L + α

Cỏc loại giản đồ trạng thỏi của hợp kim 2 nguyờn:

Trang 9

6,67%C 0

F erit + XêIII

- Độ cứng cao,

- Độ giòn lớn,

- Chịu mài mòn tốt.

- Tính công nghệ kém, HỢP KIM Fe - C

- Pha dẻo, dai, dễ biến dạng.

quyết định tc Cơ học Chỉ có ý nghĩa

khi gia công Áp lực và Nhiệt luyện.

Nhiệt độ hoà tan giảm Æ Fe nguyên chất

- Dẻo, Mềm và Độ bền thấp HỢP KIM Fe - C

Trang 10

- Tính chất cơ học phụ thuộc vào

lượng F và Xê và hình dạng của Xê

C <(=) 0,8%

Thép cùng tích

C = 0,8%

Thép

sau

cùng tích

C >(=) 0,8%

Gang

trước

cùng tinh

C <(=) 4,43%

Gang cùng tinh

C = 4,43%

Gang

sau

cùng tinh

C >(=) 4,43%

Trang 11

ặ Nguyên tố ảnh hưởng lớn : Cacbon Chỉ cần thay đổi một lượng rất nhỏ

C, đ∙ làm thay đổi nhiều tính chất lý, hoá của thép

- C tăng ặ Độ cứng và độ bền của thép tăng lên còn độ dẻo và độ dai lại giảm xuống

- Thay đổi hàm lượng cacbon ặ làm thay đổi cả tính công nghệ, tính

- Thép lò điện: chất lượng cao hơn nhiều, khử hết

tạp chất tới mức thấp nhất.

2 Theo hàm lượng C thường dùng.

3 Theo phương pháp luyện kim 4 Theo phương pháp khử Ôxy

DWE

5 Theo công dụng

 Thép cacbon thông dụng (thép thường):

- Cơ tính không cao ặ chỉ dùng để chế tạo các chi tiết máy,

các kết cấu chịu tải nhỏ

- Thường dùng trong ngành xây dựng, giao thông,…

* Biểu thị độ bền

σ02= 245MPa

CT61 CT375

CT345 CT6

CT51 CT285

CT5

CT42 CT275

CT4

CT38 CT245*

CT3

CT34 CT2

CT33 CT1

CT31 CT0

Việt Nam (TCVN1765-75) Liên bang Nga

(GOST2772-88) Liên Xô

 Thép cacbon thông dụng (thép thường):

- Cơ tính không cao ặ chỉ dùng để chế tạo các chi tiết máy, các kết cấu chịu tải nhỏ

- Thường dùng trong ngành xây dựng, giao thông…

Thép cacbon thông dụng được ký hiệu bằng hai chữ CT và

chia ba nhóm A, B và C.

Nhóm A:

Chỉ đánh giá bằng các chỉ tiêu cơ tính (độ bền, độ dẻo, độ cứng, v.v…)

Nhóm B:

Đánh giá bằng thành phần hoá học.

Ví dụ: CT38 có giới hạn bền

σb= 38 ữ 49kG/mm2(380 ữ 490N/mm2)

) Các nhóm B và C cũng có ký hiệu trên cơ sở nhóm A nhưng thêm vào phía trước chữ cái B hay C để phân biệt

Ví dụ: CT31 → B CT31 → C CT31

>> Thép sôi : thêm ký tự S vào phần cuối, ví dụ CT31 S

>> Thép nửa sôi: thêm ký tự n vào phần cuối, ví dụ: CT31 n

>> Thép không có ký hiệu thêm là Thép lắng

Trang 12

tương tự như ký hiệu của Liên Xô chỉ khác ở

chỗ có thêm ch ũ cái C phía trước để phân biệt

II THẫP CÁC BON 2.2 Phân loại (tiếp theo)

Thép cacbon dụng cụ:

- Là loại thép có hàm lượng cacbon cao (0,7 ữ 1,3%C),

- Ngược lại Mn lại cản trở sự graphit hoá nhằm tạo ra Fe3C của gang trắng.

) Lượng Si thay đổi trong gang ở giới hạn từ 1,5

ữ 3,0 còn Mn thay đổi tương ứng với Si ở giới hạn

0,5 ữ 1,0%

- Tạp chất S và P làm hại đến cơ tính của gang Nhưng nguyên tố P phần nào làm tăng tính chảy lo∙ng, tăng tính chống mài mòn do đó có thể hàm lượng đến 0,1 ữ 0,2%P

càng mạnh, nhiệt độ nóng chảy càng giảm ặ

2 Phân loại theo tổ chức và cấu tạo

- Gang trắng là loại gang mà hầu hết cacbon ở dạng liên kết Fe3C

) Gang trắng chỉ h ỡ nh thành khi có hàm lượng C,

Mn… thích hợp và với điều kiện nguội nhanh ở các vật

đúc thành mỏng, nhỏ

) Gang trắng không có ký hiệu riêng

Tổ chức xementit có nhiều trong gang trắng làm mặt gãy của nó có màu sáng trắng !

- Gang xám là loại gang mà hầu hết C ở dạng graphit

Nhờ có vậy nên mặt gãy có màu xám

ắ Nền của gang xám có thể là: ferit, pherit - peclit , peclit

Cơ tính của gang xám phụ thuộc vào hai yếu tố:

ắ Gang xám có độ bền nén cao nhưng bền kéo kém, chịu mài mòn

tốt, đặc biệt có tính đúc tốt

Ký hiệu Gang xám: GX xx-yy (Liên xô: Cч xx-yy)

xx = hai con số chỉ độ bền kéo

yy = hai con số chỉ độ bền uốn

* Tổ chức của nền: độ bền của nền t ă ng lên từ nền pherit đến peclit

* Số lượng, h ỡ nh dạng và phân bố graphit.

Gang Xỏm

GX 21- 40 σkộo= 210 N/mm2

Trang 13

- Gang cầu là loại gang có thể có tổ chức như gang xám, nhưng graphit có dạng thu nhỏ thành h ỡ nh cầu

dẻo bảo đảm Có thể so sánh cơ tính gang cầu xấp xỉ bằng thép

mác thấp.

phương pháp biến tính đặc biệt gọi là cầu hoá để tạo ra graphit

hỡnh cầu Kết quả là cũng trên các nền tương tự như gang xám

với grathit cầu ta có: độ dẻo δ = 5 ữ 15%;

(Trục khuỷu, Trục cỏn…)

Gang dẻo là loại gang chế tạo từ gang trắng bằng phương pháp nhiệt luyện (ủ)

Ký hiệu: GZ xx-yy (Liên xô: Kч xx-yy)

-Giỏ thành cao do khú đỳc hơn và thời gian ủ lõu.

- Chế tạo cỏc chi tiết phức tạp, thành mỏng.

GZ 37-12 σ δkộo= 370 N/mm = 12 % 2

DWE

- Thép HK là loại thép có chứa trong nó một hàm lượng các nguyên tố HK thích hợp

- Hàm lượng của chúng phải đủ đến mức có thể làm thay đổi cơ tính th ỡ mới được coi là chất cho thêm, nếu dưới mức đó th ỡ chỉ là tạp chất.

tổ chức của thép cacbon

- Tạo ra nh ữ ng tính chất lý hoá đặc biệt , như: chống ă n mòn trong các môi trường ă n mòn;

Có thể tạo ra thép từ tính cao hay không có từ tính; độ gi∙n nở nhiệt rất nhỏ

 Các sự biến đổi khi Hợp kim hoá:

- Các dung dịch đặc trong thép

C hoà tan thêm nguyên tố hợp

kim tạo nên sự thay đổi có lợi

các toạ độ trên giản đồ trạng

thái hoặc tạo ra các pherit hợp

kim bền hơn.

- Trừ một số nguyên tố như Ni, Si, Al… đa số các nguyên tố khác như

Cr, W, Ti … đều kết hợp với cacbon tạo nên

cacbit hợp kim

iv THẫP HỢP KIM

4.1 Khái niệm

- Đa số các nguyên tố làm cho độ quá nguội t ă ng lên ,

ặ đường cong ch ữ "C' dịch về bên phải Đ iều đó sẽ tạo điều kiện để nhiệt luyện

dễ dàng hơn

- Một số nguyên tố kết hợp với thép C và môi trường ngoài tạo nên lớp vỏ ôxyt rất bền để bảo vệ

DWE

1 Phân loại theo thành phần hợp kim trong thép:

- Thép hợp kim thấp:

có tổng lượng các nguyên tố hợp kim đưa vào < 2,5%.

2 Phân loại theo tên gọi các nguyên tố HK chủ yếu:

- Thép Mn, Thép Si, Thép Cr, Thép Ni, thép Cr-Ni, .

3 Phân loại theo công dụng:

iv THẫP HỢP KIM

4.2 Phân loại

- Thép hợp kim trung b ỡ nh : có tổng lượng các nguyên tố hợp kim từ 2,5 ữ 10%.

- Thép hợp kim cao:

có tổng lượng > 10%

Thộp HK Kết cấu

Thộp HK Dụng cụ

Thộp Giú

Thộp HK Đặc biệt

Thộp HK

Trang 14

- Là loại thép trên cơ sở thép cacbon kết cấu cho thêm

các nguyên tố hợp kim (0,1 ữ 0,85% C và lượng phần

tr ă m nguyên tố hợp kim thấp )

> Thép HK kết cấu phải qua thấm cacbon rồi mới nhiệt

luyện ặ cơ tính cao.

> Loại thép này được dùng để chế tạo các chi tiết chịu

tải trọng cao, cần độ cứng, độ chịu mài mòn, hoặc cần

Thộp HK Dụng cụ

- Là loại thép cần có độ cứng cao sau khi nhiệt luyện ,

độ chịu nhiệt và chịu mài mòn cao Hàm lượng cacbon trong thép HK dụng cụ từ 0,7 ữ 1,4% C ; các nguyên tố hợp kim cho vào là Cr, W, Si và Mn.

> Thép HK dụng cụ có tính nhiệt luyện tốt Sau nhiệt luyện có độ cứng đạt 60 - 62 HRC.

90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12 và OL100Cr1,5

) Riêng loại thép làm ổ l ă n thường chứa hàm lượng

Cr cao hơn và ký hiệu theo tên riêng của nó

OLCr0,6; OLCr1; OLCr1,5

Ký hiệu:

> Trong tổ chức của thép gió gồm các nguyên tố

1 Thép không gỉ : là loại thép có khả

năng chống lại môi trường ăn mòn.

> Trong thép thường có nhiều pha, mỗi pha có điện thế điện cực khác nhau

> Trong thép không gỉ, hàm lượng crôm khá cao (>12%)

> Có hai loại thép không gỉ: loại hai pha pherit + cacbit; loại một pha ostennit

12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr19Ni9, 12Cr18Ni9Ti,…

2 Thép bền nóng : là loại thép HK làm việc ở nhiệt độ

cao mà độ bền khôn giảm, không bị ôxy hoá bề mặt

12CrMo, 10Cr18Ni12N6, 04Cr14Ni14W2Mo

3 Thép từ tính: là loại thép có khả n ă ng khử từ cao

> Có thể dùng thép dụng cụ cacbon được hợp kim hoá một lượng 2 ữ 3% Cr

> Cũng có thể dùng hệ hợp kim Fe- Al -Ni hoặc Al - Si - Fe

AlNi1, AlNi2, 50Ni - 50%Ni; 38NiSi - 38%Ni và 38%Si…

DWE

Hợp kim cứng là loại vật liệu điển h è nh với độ cứng nóng rất cao (800 ữ 1000 o C).

Nó được dùng phổ biến làm các dụng cụ cắt gọt kim loại và cắt gọt vật liệu phi kim có độ cứng cao Hợp

kim cứng không cần nhiệt luyện vẫn đạt độ cứng 85 ữ 92 HRC

Thường dùng hai nhóm hợp kim cứng sau:

- Nhóm một cacbit: WC + Co ặ Ký hiệu theo

>> Nhóm này có độ dẻo thấp hơn so với nhóm BK

>> Riêng nhóm ba cacbit WC + TIC + TaC + Co ít dùng ở nước ta v è khó chế tạo

) Phương pháp chế tạo HK cứng: chế tạo bột ặ ép định h è nh ặ thiêu kết

v HỢP KIM CỨNG

DWE

6.1 Nhôm và hợp kim Nhôm:

- Nhôm là kim loại nhẹ

- Khối lượng riêng nhẹ: khoảng 2,7g/cm 3

- Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao

- Chống ă n mòn tốt

- Nhiệt độ nóng chảy: 660 0 C

- Đ ộ bền thấp: σ = 60N/mm 2

- Đ ộ cứng thấp: ( HB = 25 ặ mềm), nhưng dẻo cao

- Trên bề mặt của nhôm có một lớp ôxyt bảo vệ chống ă n mòn trong môi trường không khí ở nhiệt độ b ỡ nh thường Lớp ôxyt nhôm này luôn luôn tự h ỡ nh thành trên bề mặt nhôm do tác dụng với không khí.

) Người ta còn dùng cách ôxy hoá bề mặt nhôm bằng các phương pháp điện hoá hoặc hoá học,

để tạo nên lớp ôxyt bảo vệ v ữ ng chắc trong môi trường không khí và một số môi trường khác

+ 2 loại HK Nhôm: HK nhôm đúc & HK nhôm biến dạng

+ 3 nhóm nhôm: A999: 99,999% Al ặ loại tinh khiết

A995, A99, A97 và A95: 99,995 ữ 99,95% Al ặ loại có độ sạch cao

A85, A8, A7, A0: 99,85 ữ 99% Al ặ nhôm kỹ thuật

vi KIM LOẠI MÀU VÀ HỢP KIM MÀU

Trang 15

) Đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiện tốt, tính chống an mòn cao dễ gia công bằng áp lực ở trạng thái nóng và

nguội, có thể dát mỏng thành tấm có chiều dày 0,05mm

Hai loại hợp kim đồng thường dùng:

) Đồng thau đúc & đồng thau biến dạng

- Đ ồng thanh là hợp kim đồng và: Sn, Al, Cr,

Các loại đồng thanh thường dùng:

Khối ượng riêng nhỏ: (từ 0,35 đến 0,75g/cm3) và giá rẻ

Đ ộ cứng kém h n và dễ gia công (cưa, b o, cắt, đục) h n so với KL

Đ ộ bền củ g không đ ng đều, độ bền d c thớ cao h n độ bền ngang thớ

II Chất dẻo, nhựa:

Chất dẻo là nh ữ ng chất do các chất h ữ u cơ cao phâ tử tạo thành Vật phẩm làm làm b ng chất dẻo

có thể được chế tạo b ng phương phá khác nhau như ép, úc, gia công cắ g t, v.v…

>> Đ a số các loạ chất dẻo: nhẹ, độ cách điện hệ ố ma sát ớ khi không có d u mỡ có hình d ng bên ngoài đẹp

>> Chất dẻo thường có chất đ n như vải, giấy, ỗ b t g , sợi thuỷ tinh, sợi ami ă ng, sợi dệt và chất kết dính (nhự ).

III Composit - Vật liệu tổ hợp: được chế tạo từ nhiều loạ vật liệu kết h p lại

Gồm: - vật liệu cốt (thường dưới d ng sợi) như sợi thuỷ tinh; sợi graphit; sợi cacbon; sợi thép,…

- vật liệu cơ ả (nền) thường là các chất dẻo hoặc kim loạ có độ dẻo cao (như Al ,Cu)

Ưu điểm: bền, nhẹ, chịu nhiệt ốt, có tính chống mài mò và chống ăn mò cao…

Hiện nay nó được d ng nhiều trong các ngành công nghiệp như: h ng không, ây d ng, chế tạo áy

vii VẬT LIỆU PHI KIM

DWE

IV Cao su:

- Có tính dẻo cao (độ gi∙ d i khi kéo đạt tới 700 - 800%)

- Khả n ă ng giảm chấn đ ng tốt và độ cách âm cao

ặ Cao su được d ng làm săm lố , ng d n các phầ tử đàn h i củ khớ trục, ai truyền, vòng đệm,

sả phẩm cách điện v.v…

ặ Khi lượng lư huỳnh trong cao su cao tới (45%) ta có được b nit là một loạ vật liệu có tính cách

điện rất cao và bền trước nh ữ ng tác dụng hoá ọc

VI Da, vải, vật liệu xốp cách nhiệt,

vii VẬT LIỆU PHI KIM

DWE

Chương II VẬT LIỆU DÙNG TRONG CễNG NGHIỆP

AND … ?

Trang 16

DWE/ Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204

Next >>

CHƯƠNG III

XỬ LÝ NHIỆT KIM LOẠI

XỬ LÝ NHIỆT KIM LOẠI - ?

? Cần những tính chất gì ?

Cơ cấu truyền động

DWE

iii.1 NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.1.1 Định nghĩa, tính chất

) Là những quá trình công nghệ bao

gồm: nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội

Æ thay đổi tổ chức (cấu trúc) và tính chất

của vật phẩm kim loại.

Thay đổi cấu tạo mạng tinh thể

tính chất , một số thay đổi ít , một số khác lại

thay đổi nhiều hơn:

Thép ít C (< 0,3% C) : ít thay đổi khi nhiệt luyện

Thép C trung bình: Thay đổi tính chất khá rõ rệt.

Thép dụng cụ: Thay đổi rõ rệt hẳn

N un

g nó ng

Giữ nhiệt

L àm n g ộ

Æ thay đổi tổ chức (cấu trúc) và tính chất

của vật phẩm kim loại.

CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

Trang 17

3.2.1 Ủ

) Là quá trình nung nóng vật phẩm Æ

nhiệt độ phù hợp (tuỳ từng loại thép), giữ

ở nhiệt độ đó một thời gian Æ làm nguội

g nó ng

àm

n g ộ

i

tro n lò

Kết quả:

- Làm giảm hoặc làm mất ứng suất dư.

- Giảm độ bền của Kim loại và Hợp kim.

- Tăng độ dẻo, dai, …

Nhiệt độ nung phụ thuộc vào:

Cần phải Ủ để giảm độ cứng lớp bề mặt, đồng đều hoá cơ tính.

Làm nguội được tiến hành trong lò

3.2.2 THƯỜNG HOÁ

nhiệt độ phù hợp (tuỳ từng loại thép), giữ

ở nhiệt độ đó một thời gian Æ làm nguội

tự nhiên (để nguội ngoài trời) N un

g nó ng

Giữ nhiệt L àm n g ộ

i t ự n

Æ Hợp kim sau gia công áp lực (Cán, Rèn, Dập)

Kinh tế hơn so với Ủ vì không đòi hỏi phải làm nguội trong lò.

DWE

iii.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LUYỆN KIM LOẠI

3.2.3 TÔI

nhiệt độ Nhất định (tuỳ từng loại thép),

giữ ở nhiệt độ đó một thời gian (để ổn

àm

n g ộ

i

đ

t n g t

Trang 18

3.2.4 RAM

) Là quá trình được thực hiện sau khi

nhiệt và để nguội.

N un

g nó ng

Giữ nhiệt

Đ ể g ộ

Ram ở nhiệt độ

Thấp

(150~300oC)

Giảm độ cứng và độ bền, nhưng nâng cao độ dai, độ giãn dài, giảm

Ram ở nhiệt độ Trung bình (300~450oC)

Ram ở nhiệt độ Cao (450~680oC)

Giảm ứng lực dư, nâng cao độ dai và hầu như không làm giảm

Khử được gần hết ứng lực dư, nâng cao độ bền và

iii.3.1 Các tổ chức đạt được khi nung nóng và làm nguội Thép

N un

g nó

Giữ nhiệt

L àm

n g ộ

- Trước cùng tích (< 0,8%C).

- Cùng tích Peclit (C~0,8%C)

- Sau cùng tích (> 0,8%C)

DWE

iii.3 NHIỆT LUYỆN THÉP

iii.3.1 Các tổ chức đạt được khi nung nóng và làm nguội Thép

600 700 800 900 1000 1100

Trang 19

Next >>

CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP ĐÚC

4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 4.1.1 Thực chất

Kim loại lỏng

Khuôn đúc Lòng khuôn

Vật đúc

Sau khi đông đặc

) Là P2chế tạo phôi : Nấu chảy KLoại (Hợp

Kim) Æ Rót vào khuôn đúc (có hình dáng k/t của vật vần đúc) Æ Đông đặc Æ Vật đúc (hình dạng

giống như lòng khuôn đúc)

Æ Đúc được từ các loại vật liệu khác nhau:

Gang Thép Kim loại màu

Các loại hợp kim, v.v

Khối lượng Vật đúc: gam Æ hàng trăm tấn

Æ Có thể chế tạo được Vật đúc có hình dạng,

kích thước phức tạp:

Thân máy công cụ Vỏ động cơ

mà các phương pháp khác khó khăn hoặc

không thực hiện được.

Æ Đúc được nhiều lớp KL khác nhau trong vật

đúc.

Æ Cơ khí hoá, Tự động hoá

Æ Giá thành rẻ, sản xuất linh hoạt, năng suất

cao

Ưu điểm

* Tốn KL cho hệ thống rót

* Có nhiều khuyết tật ( thiếu hụt, rỗ khí…)

* Khó khăn trong việc kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc.

4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI

Nửa khuôn trên

Nửa khuôn dưới

Cát

Thao (Lõi)

Đường dẫn

Lọc xỉ

Các bộ phận cơ bản của khuôn đúc (Khuôn cát)

Trang 20

Làm thao (lõi)

Sấy thao (lõi)

Nấu kim loại (Hợp kim) RÓT

Lắp Khuôn và Thao

Dỡ khuôn Æ

DWE

Chốt định vị Nửa khuôn trên

Hình 4.3 Lắp ráp khuôn đúc

DWE

4.4.1.1 Bộ mẫu và hộp lõi

a) Vật liệu làm mẫu và hộp lõi

) Gồm: mẫu, tấm mẫu, mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót.

) Mẫu: Dùng để tạo ra lòng khuôn, mẫu thường có hình dáng giống mặt ngoài của vật đúc.

) Tấm mẫu: Dùng để kẹp mẫu khi làm khuôn.

) Mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót để tạo ra những bộ phận này trong khuôn.

) Hộp lõi dùng để chế tạo lõi Lõi để tạo ra hình dạng bên trong.

) Vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi phải đạt các yêu cầu:

¾ Rẻ tiền và dễ gia công.

) Vật liệu thường dùng: Gỗ, KL, thạch cao, xi măng, chất dẻo,…

4.4 Các công nghệ đúc

4.4.1 Công nghệ đúc trong khuôn cát

Là điền đầy KL lỏng vào khuôn làm bằng cát.

Trang 21

b) Công nghệ chế tạo mẫu và hộp lõi

Bản vẽ chi tiết Ö Bản vẽ vật đúc Ö Bản vẽ mẫu và hộp lõi Ö Chế tạo mẫu và

hộp lõi.

) Bản vẽ vật đúc: Cần thể hiện tính công nghệ của đúc (thể hiện: Mặt phân

khuôn, độ dốc đúc, bán kính góc lượn, lượng dư độ co ngót, lượng dư gia

¾ Theo tiết diện ngang, các vòng thớ gỗ ko được trùng hướng;

¾ Theo chiều dọc thớ gỗ, các thớ cần tránh phân bố song song;

¾Khi chế tạo những bề mặt lớn cần phân ra nhiều mảnh;

¾ Để tăng sức bền mối ghép, b/m ghép làm dưới dạng mặt bậc;

¾ Dùng giấy nhám để mài và đánh bóng, sơn màu:

Màu xanh: Đúc thép; Đỏ: Đúc gang; Vàng: Đúc KL màu.

a) Vật liệu làm khuôn và lõi

) Tính dẻo: Để dễ làm khuôn và lõi, cho lòng khuôn và lõi rõ nét;

Yêu cầu ) Độ bền: Để ko bị vỡ khi vận chuyển, lắp ráp và khi rót KL lỏng;

) Tính lún: Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp làm khuôn khi chịu t/d của ngoại lực Để vật đúc dễ co ngót;

) Tính thông khí: Để khí dễ thoát ra Ö Tránh rỗ khí vật đúc;

) Tính bền nhiệt: Để khuôn, lõi ko bị cháy khi rót KL lỏng;

) Độ ẩm: Là lượng nước chứa trong hỗn hợp (=8%).

Các vật liệu làm khuôn và lõi Hỗn hợp gồm: Cát, đất sét, chất kết dính và chất phụ gia.

) Cát (TP chính là SiO2): Là TP chủ yếu của h2làm khuôn, lõi;.

) Đất sét: Làm tăng độ dẻo, độ bền của hỗn hợp.

) Chất kết dính: Dầu thực vật, đường, mật, nhựa thông, xi măng, … và nước thủy tinh.

Chất phụ gồm: Mùn cưa, rơm rạ,… và chất sơn khuôn.

) Chất phụ: Tăng tính lún, thông khí, độ bóng, khả năng chịu nhiệt.

4.4.1.2 Công nghệ làm khuôn và lõi

DWE

b) Công nghệ làm khuôn và lõi bằng tay

) Độ chính xác của khuôn, lõi ko cao; Năng suất thấp;

) Yêu cầu trình độ công nhân cao, điều kiện LĐ nặng nhọc;

) Có thể làm được các khuôn, lõi phức tạp, k/t khối lượng tùy ý.

Các phương pháp làm khuôn, lõi bằng tay

) Làm khuôn, lõi bằng 2 hòm khuôn (hộp 2 nửa);

) Làm khuôn, lõi bằng dưỡng gạt;

) Làm khuôn, lõi bằng mẫu (hộp lõi) có miếng rời …

c) Công nghệ làm khuôn và lõi bằng máy

) Khắc phục được các nhược điểm của làm khuôn = tay: Nhận được chất lượng

tốt, năng suất cao.

) Tuy nhiên thao tác = máy chỉ rẻ khi hệ số sử dụng máy > 40% Ö Dùng cho

SX hàng loạt hoặc hàng khối.

¾ Làm khuôn, lõi trên máy ép

¾ Làm khuôn, lõi trên máy dằn

) Các loại máy làm khuôn, lõi:

¾ Làm khuôn, lõi trên máy vừa dằn vừa ép

Là điền đầy KL lỏng vào khuôn chế tạo bằng KL.

Cơ bản giống như khuôn cát nhưng có những đặc điểm riêng:

) Tốc độ kết tinh lớn (vì nguội nhanh) Ö Cơ tính của vật đúc tốt.

) Độ nhẵn b/m, độ chính xác của lòng khuôn cao Ö Chất lượng vật đúc tốt ) Tuổi thọ của khuôn KL cao.

) Tiết kiệm t/g làm khuôn nên nâng cao NS và giảm giá thành.

Nhược điểm:

) Ko đúc được vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và lớn.

) Ko có tính lún và thoát khí Ö Khó khăn cho CN đúc.

Phương pháp này chỉ thích hợp trong SX hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.

) Dễ bị nứt.

Tiêu đề	Kim Loại Và Hợp Kim Khái Niệm Chung Trong Cơ Khí Đại Cương
Tác giả	Phong Van Vo, MSc.
Trường học	Học viện Công nghiệp Việt Nam
Chuyên ngành	Cơ khí
Thể loại	Giáo trình
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	5,04 MB

Cơ khí đại cương pdf

KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠ