CHƯƠNG I VẬT LIỆU CƠ KHÍ

Từ một trong các giản đồ pha loại I, II, III, trình bày quá trình kết tinh của hợp kim điển hình khi làm nguội đủ chậm từ trạng thái lỏng, nêu rõ: đồ thị quá trình kết tinh, các pha của

Trang 3

Mục tiêu

• Phân loại vật liệu kỹ thuật

thông dụng

• Tính chất, thành phần,

công dụng, và ký hiệu theo

tiêu chuẩn các loại vật liệu

kim loại, chất dẻo, và vật

Trang 4

Bài tập

1 Hãy giới thiệu một số thành tựu nổi bật của cuộc cách mạng vật liệu hiện đại

2 Vai trò của vật liệu cơ khí trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa ở nước ta

3 Từ một trong các giản đồ pha loại I, II, III, trình bày quá trình kết tinh của hợp kim điển hình khi làm nguội đủ chậm từ trạng thái lỏng, nêu rõ: đồ thị quá trình kết tinh, các pha của hợp kim ở nhiệt độ thường, và tính chất của hợp kim ở trạng thái cân bằng

4 Chọn thép và xác định quy trình nhiệt luyện để chế tạo một trong các chi tiết

sau:

5 Chọn gang graphite thích hợp để chế tạo các chi tiết sau:

6 Thành phần hỗn hợp chất dẻo và quy trình chế tạo sản phẩm: chai đựng nước, bồn chứa nước, vỏ nhựa bút bi, thùng chứa chai nước ngọt,…

7 Thành phần hỗn hợp chất dẻo và quy trình chế tạo sản phẩm: bánh răng nhỏ số vòng quay đến 3000 v/ph, ống nhựa chịu nhiệt,…

Trang 5

Tiểu luận

1 Quá trình kết tinh của các hợp kim Fe – C, 0.4% C, 0.8% C, và 1.2% C khi làm nguội đủ chậm từ trạng thái lỏng Nêu nhận xét về

tổ chức tế vi và tính chất của các hợp kim đó

2 Quá trình kết tinh của hợp kim Fe – C cân bằng giả ổn định, 3.0%

C, 4.3%C, và 5.0% C khi làm nguội đủ nhanh Nêu nhận xét về tổ chức tế vi và tính chất của các hợp kim đó

3 Quá trình khuếch tán trong vật liệu kim loại, các định luật khuếch tán (Fick 1 và Fick 2)

4 Dựa trên các định luật khuếch tán, xác định quan hệ giữa thời

gian thấm C, nhiệt độ thấm, và chiều dày lớp thấm C cho chi tiết

5 Quá trình hóa già hợp kim Al – Cu

6 Khuôn tạo hình chất dẻo

7 Hệ thống thủy lực trong máy phun ép

Trang 6

Bài tập/ Tiểu luận

• Nhóm 3 ~ 5 người

• Gửi e-mail: hongngavlh@gmail.com

Nhóm xx - Bài tập yy (hoặc Tiểu luận zz )

Trang 7

Nội dung

• Chương 1: Giới thiệu vật liệu cơ khí

• Chương 2: Lý thuyết chung về

vật liệu kim loại

• Chương 3: Thép và nhiệt luyện thép

• Chương 4: Gang graphite thông dụng

• Chương 5: Kim loại và hợp kim màu

• Chương 6: Chất dẻo

• Chương 7: Vật liệu composite

Trang 11

I Phân loại vật liệu

II Khái quát về kim loại

IV Cấu trúc của kim loại

1 Các sai hỏng trong mạng tinh thể

2 Đơn tinh thể và đa tinh thể

Trang 12

I Phân loại vật liệu

Trang 14

A

Kim loại và hợp kim

1 b n cao, c ng cao; d o th p, dai th p

2 b n cao, c ng cao; d o cao, dai cao

Trang 15

Trang 16

2 Liên kết kim loại

• Các nguyên tử ràng buộc với nhau bởi liên kết kim loại (lực hút tĩnh điện cân bằng về mọi phía giữa Ion+

và các điện tử tự do bao quanh)

Trang 17

3 Tính chất (Tính kim loại)

• Ánh kim hay vẻ sáng

• Dẫn nhiệt và dẫn điện cao

• Tính dẻo cao

Trang 18

III Mạng tinh thể của kim loại

1 Các khái niệm

Trang 19

•không có nhiệt độ nóng chảy xác định

Tất cả kim loại và

hợp kim

Thuỷ tinh, chất dẻo,

cao su…

Trang 20

1 Các khái niệm

Mạng tinh thể

Là một mô hình không gian mô tả sự sắp xếp của

các chất điểm cấu tạo nên vật tinh thể

Tinh thể muối ăn

Trang 21

1 Các khái niệm

- Là mặt phẳng đi qua một số các chất điểm trong mạng tinh thể

- Các mặt tinh thể song song nhau thì có tính chất giống nhau

Trang 22

1 Các khái niệm

- Là thành phần nhỏ nhất đặc trưng cho mạng tinh thể

- Nếu sắp xếp các khối cơ bản liên tục theo

ba chiều không gian sẽ nhận được toàn

Trang 23

Điểm trống

Trang 25

% 68

Trang 27

2 Các kiểu mạng tinh thể thường gặp

a Mạng lập phương thể tâm

• Cr, W, Mo, V…

• Số lượng nguyên tử trong một khối:

(nguyên tử)

• Mật độ khối: tổng V của các ngtử trên một đơn vị thể tích

n: số nguyên tử thuộc một khối

v: thể tích nguyên tử

V: thể tích khối cơ sở

% 68

8 8

1

= +

=

n

Trang 28

a Mạng lập phương thể tâm

- Nằm ở 1/4 đường thẳng nối điểm giữa hai

cạnh bên đối diện trên cùng một mặt bên

- dtr = 0.221d

d: đường kính nguyên tử kim loại

* Điểm trống khối 4 mặt

* Điểm trống khối 8 mặt

- Nằm ở tâm các mặt bên và ở giữa các cạnh bên

- dtr = 0.154d (d: đường kính ngtử kim loại)

Trang 29

b Mạng lập phương diện tâm

• Ni, Al, Cu…

1 8

8

1

= +

=

n

% 74

=

V nv

Mv

Trang 30

b Mạng lập phương diện tâm

Trang 31

c Mạng lục giác xếp chặt

• Zn, Cd, Mg, Ti…

• Ô cơ sở có các nguyên tử nằm ở các đỉnh, tâm các mặt đáy và tâm của 3 hình lăng trụ tam giác xen kẽ nhau

n = 6 (nguyên tử)

• Thông số đặc trưng: a cạnh đáy

c chiều cao lăng trụ

• Khi c/a = 1.633 thì mạng được coi là xếp chặt

Trang 32

d Mạng chính phương thể tâm

• Các kim loại thường không có kiểu mạng này Nó là mạng tinh thể của tổ chức mactenxit

• Mạng chính phương thể tâm có hai thông số là: a và c

• Tỷ số c/a gọi là độ chính phương

Trang 34

• Lập phương đơn giản (khối cơ bản)

• Lập phương thể tâm (khối cơ bản)

• Lập phương diện tâm (khối cơ bản)

Trang 35

β

α , , , ,

Trang 36

1 Các sai lệch trong mạng tinh thể

a Sai lệch điểm

• Là sai lệch có kích thước nhỏ (chỉ vài ba thông số

mạng) theo cả ba phương đo, có dạng bao quanh một điểm

Trang 37

Trang 38

b1 Lệch biên

b Sai lệch đường

• Trong mạng tinh thể hoàn chỉnh có thêm bán mặt thừa ABCD,

sẽ làm cho các nguyên tử ở vùng biên bán mặt, tức là xung quanh trục AD bị xô lệch, gây nên lệch biên

• Lệch biên có tác dụng rất lớn đến quá trình trượt

Trang 39

b2 Lệch xoắn

b Sai lệch đường

• Trong tinh thể hoàn chỉnh được cắt bằng bán mặt ABCD rồi dịch chuyển phần tinh thể hai bên bán mặt này ngược chiều nhau một thông số mạng tạo nên lệch xoắn

• Lệch xoắn dùng để giải thích quá trình kết tinh lại của kim loại kết tinh

Trang 40

Trang 41

a Đơn tinh thể

• Trong một khối tinh thể:

– theo một phương bất kỳ phương mạng không đổi hướng – thông số mạng a, b, c và là hằng số

• Có tính dị hướng

• Không phải là cấu trúc thực tế của kim loạiα , β , γ

Trang 42

b Đa tinh thể

• Là cấu trúc thực tế của kim loại

• Đơn tinh thể: hạt

Đa tinh thể: đa hạt

- Phương mạng trong từng đơn tinh thể thì song song nhau, nhưng giữa các đơn tinh thể thì lệch nhau một góc bất kỳ

- Tính đẳng hướng

- Vùng biên giới hạt các nguyên tử sắp xếp không trật

tự, nhiệt độ nóng chảy thấp và chứa nhiều tạp chất

α

Trang 43

Các phương pháp nghiên cứu tổ chức tế vi

Trang 46

Confocal microscopy image of the wear track on T60 and T30 coatings

Trang 47

TEM

Trang 49

THIẾT BỊ NHIỄU XẠ TIA X – D5000 - GHI GIẢN ĐỒ NHIỄU XẠ, PHÂN TÍCH PHA VÀ

CẤU TRÚC TINH THỂ

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	15,28 MB