VẬT LIỆU KIM LOẠI HÀN

24/10/2019

 I. TÍNH CHT CHUNG CA KIM LOI VÀ HP KIM :
1.    Cơ tính :
Là những đặc trưng cơ học biểu thị khả năng cuả kim loại hay hợp kim chịu được tác động của các loại tải trọng bao gồm:
a.Độ bền
b. Độ cứng
c. Độ dãn dài tương đối
d. Độ dai va chạm
2. Lý tính
ØLà tính chất của kim lọai thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành phần hóa học không thay .
ØLý tính cơ bản của kim lọai gồm có : khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính.
a.      Khối lượng riêng
b.      Nhiệt độ nóng chảy
c.       Tính dãn nở
d.      Tính dẫn nhiệt
e.       Tính dẫn điện
f.       Tính nhiễm từ
3. Hoá tính :
Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hoá học của các chất khác như : oxy, H2O , acid … mà không bị phá hủy.
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 mòn của oxy trong không khí hay của 1 vài thể lỏng hoặc thể khí ở nhiệt độ cao.
c.       Tính chịu acid :
         Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của acid.
4. Tính công nghệ :
Là khả năng thay đổi trạng thái kim loại hay hợp kim trên cơ sở các tính chất của kim loại.
a.       Tính đúc
b.      Tính rèn
c.       Tính hàn
d.      Tính cắt gọt
II. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM :
 1. Cấu tạo của kim loại nguyên chất :
Ø     Kim loại ở trạng thái rắn có cấu tạo bên trong gồm các nguyên tử được sắp xếp theo một trật tự riêng dưới dạng hình học xác định, người ta gọi đó là mạng tinh thể.
Ø     Mỗi mạng tinh thể có đặc trưng riêng, để phân biệt, người ta lấy ra phần không gian nhỏ nhất của mạng gọi là ô cơ bản. Các kiểu mạng thường gặp tương ứng có các ô cơ bản như : lập phương diện tâm, lập phương thể tâm và lục phương dầy đặc.
2. Sự biến đổi mạng tinh thể của kim loại :
Khả năng mà kim loại có thể thay đổi hình dáng mạng tinh thể theo nhiệt độ cả về cấu tạo và tính chất vật lý người ta gọi là tính thù hình của kim loại.
 3. Sự kết tinh của kim loại :
Bằng thí nghiệm, người ta xác định được mỗi kim loại có một đường nguội nhât định và có dạng chung như biểu đồ. Mỗi kim loại có giá trị nhiệt độ kết tinh xác định ( t0kt )
III. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT KIM LOẠI VÀ HỢP KIM :
1.      Đánh giá độ bền kéo :
Để đánh giá độ bền kéo của kim loại hay hợp kim, phải tiến hành thử kéo, đây là quá trình thử quan trọng để xác định cơ tính của kim loại bao gồm các tính chất :
a.       Độ bền
b.      Độ đàn hồi
c.       Độ dẻo
2. Đánh giá độ cứng :
Ø      Mỗi kim loại và hợp kim khác nhau sẽ có độ cứng khác nhau. Độ cứng của kim loại hay hợp kim là khả năng chống lại sự lún bề mặt tại chỗ ta ấn vào một vật cứng hơn.
Ø      Tùy theo kích thước vết lõm mà ta xác định độ cứng kim loại theo 3 phương pháp sau :
a.       Phương pháp Brinen
b.      Phương pháp Rốcven
c.       Phương pháp Vícke
3. Đánh giá độ dai va đập :
Ø      Các chi tiết máy mặc dù đã có độ bền cao, nhưng vẫn có thể thể bị phá hỏng do các lực va đập dù là lực đó không lớn lắm. Do đó để xem xét các tính chất cơ học của vật liệu 1 cách toàn diện, ngoài việc xét các tính năng của nó trong trạng thái tải trọng tĩnh, ta còn phải xét đến tính năng của nó trong trạng thái tải trọng động tức là tải trọng có va đập.
Ø      Khi thử, người ta dùng máy thử là 1 quả buá con lắc đập vào mặt đối diện có xẻ rãnh trên mẫu thử. Đồng hồ của máy sẽ chỉ giá trị va đập làm hỏng mẫu.
IV. CÁC TỔ CHỨC CỦA HỢP KIM SẮT- CACBON:
Ở trạng thái rắn, hệ hợp kim sắt cacbon tồn tại các tổ chức 1 pha và 2 pha bao gồm:
a.      Tổ chức Xêmentít (Xe, Fe3C)
b.      Tổ chức Ostênít (g , Os)
c.       Tổ chức Ferít (a , F)
d.      Tổ chức Péclít (P)
e.       Tổ chức Lêđêburít (Le)
VTHÉP CACBON
1.      Khái niệm về thép Cacbon :
Thép C là hợp kim của sắt và cacbon với hàm lượng C < 2,14% ngoài ra còn có chứa các tạp chất khác như : Mn, Si, P, S.
   2. Phân loại thép Cacbon :
Trong kỹ thuật người ta phân loại thép Cacbon theo 4 cách:
·      Theo tổ chức tế vi ( cấu tạo ) của thép.
·      Theo hàm lượng Cacbon thường dùng.
·      Theo phương pháp luyện kim qua các loại lò: Lò điện tốt hơn lò Máctin; lò Máctin tốt hơn lò chuyển.
·      Theo công dụng : Đây là phương pháp thường dùng vì tính thực tiễn cao. Theo cách này, thép Cacbon được chia làm 3 nhóm sau:
a.       Nhóm thép Cacbon thông dụng
b.      Nhóm thép cacbon kết cấu
c.       Nhóm thép cacbon dụng cụ
VI. THÉP HỢP KIM
1.      Khái niệm về thép hợp kim :
Ø        Đây là loại thép ngoài Fe; C và và các nguyên tố thường có như: Mn ; Si ; P ; S người ta cố ý đưa vào thép những nguyên tố kim loại đặc biệt khác với một hàm lượng nhất định đủ lớn để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép ( nếu hàm lượng quá nhỏ sẽ không có tác dụng và chỉ đóng vai trò tạp chất ) . Các nguyên tố kim loại đặc biệt thường dùng là : Mn ; Si ; Cr ; Ni ; Ti ; W; Co; Mo ; Bo ; Be ; Cu…
Ø        Nhờ các nguyên tố hợp kim mà thép hợp kim có được các đặc tính cơ bản sau :
–          Cải thiện cơ tính
–          Tạo ra những tính chất lý hoá đặc biệt
–          Thép hợp kim có giá thành cao nhưng do các đặc tính trên nên được dùng để chế tạo các chi tiết chịu lực, chịu nhiệt, chịu ăn mòn nhằm nâng cao tuổi thọ thiết bị, giảm nhẹ khối lượng và kích thước máy.
2.      Công thức tổng quát đọc tên thép Hợp Kim :
nAxByCz…
        Trong đó :       : Là con số chỉ hàm lượng C tính theo phần vạn
                 A,B,C,…: Tên nguyên tố kim loạihợp kim trong thép.   
                 x,y,z,….: Con số chỉ hàm lượng nguyên tố hợp kim tính
                             theo phần trăm
 3. Phân loại thép hợp kim :
a. Thép hợp kim kết cấu
b. Thép hợp kim dụng cụ
c. Thép gió
d. Thép không gỉ
e. Thép bền nóng
VII. GANG :
1.      Khái niệm về gang :
·      Gang là hợp kim của Fe và C trong đó hàm lượng C nằm trong khoảng 2,14% ≤ C < 6,67%. Tuy nhiên loại gang trong kỹ thuật thường sử dụng có lượng C nằm trong khoảng từ 3,5 ÷ 4,5 % cùng với các nguyên tố thường có khác như : Mn ; Si ; P ; S giống như thép. Do có hàm lượng C cao nên tổ chức của gang ở nhiệt độ thường cũng như nhiệt độ cao đều tồn tại lượng Xêmentít khá cao. Đặc tính chung của gang là cứng, giòn, có nhiệt độ nóng chảy thấp nên dễ đúc.
·      Thành phần các tạp chất trong gang cũng gây ảnh hưởng đến gang . Cùng với C, Si thúc đẩy quá trình graphít hoá ( nghĩa là phân hủy Fe 3C thành Fe và C tự do khi kết tinh ). Ngược lại Mn gây cản trở sự graphít hoá nhằm tạo Fe 3C của gang trắng. Nguyên tố P , S làm hại đến cơ tính của gang tuy nhiên P phần nào làm tăng tính chảy loãng và tính chống mài mòn.
2.    Phân loại gang:
a.       Gang trắng
b.      Gang xám
c.       Gang cầu
d.      Gang dẻo
VII. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU:
 
1.      Tính chất chung của kim loại màu:
·      Sắt và các hợp kim của nó ( thép, gang ) gọi là kim loại đen. Kim loại màu và hợp kim màu là kim loại mà trong thành phần của chúng không chứa sắt hoặc chứa một lượng rất nhỏ.
·      Kim loại màu có các tính chất đặc biệt và ưu việt hơn kim loại đen ở chỗ : có tính dẻo cao, cơ tính tốt, có khả năng chống ăn mòn và mài mòn., có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Các kim loại màu thường dùng trong kỹ thuật là : Cu , Al , Sn , Pb, Zn, Mg…
2.Nhôm và hợp kim nhôm:
Ø      Nhôm là kim loại nhẹ, có khối lượng riêng 2,7gr/cm3, có tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao, chống ăn mòn tốt. Nhiệt độ nóng chảy là 6600C. Trên bề mặt của nhôm có một lớp oxýt bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường không khí ở nhiệt độ thường đó là lớp oxýt nhôm Al2O3 luôn tự hình thành trên bề mặt.
Ø      Nhôm nguyên chất sau khi nhiệt luyện có màu sáng trắng và được chia ra làm 3 nhóm :
o   Nhóm nhôm tinh khiết có 99,999% Al – ký hiệu A999.
o   Nhóm nhôm có độ sạch cao – ký hiệu A995;A99;A97; A95.
o   Nhóm nhôm kỹ thuật – ký hiệu A85 ; A8 ; A7; A0.
Ø      Nhôm nguyên chất do có độ bền thấp nên phạm vi sử dụng hạn chế, thường dùng trong công nghiệp điện và tiêu dùng. Để sử dụng rộng rãi hơn, người ta sử dụng nhôm dưới dạng hợp kim.
3.      Đồng và hợp kim đồng:
Ø      Đồng nguyên chất có màu đỏ, có trọng lượng riêng 8,9 gr/cm3, nhiệt độ nóng chảy 10830C. Đồng có tính dẫn nhiệt tốt và có tính dẫn điện cao gần bằng bạc. Độ bền và độ cứng của đồng không lớn lắm, nhưng có độ dẻo cao, thích hợp cho gia công áp lực ở trạng thái nguội cũng như nóng. Đồng bền vững với môi trường không khí và nước nhưng lại bị oxy hóa mạnh ở nhiệt độ cao. Đồng dễ hoà tan trong axít, nhưng rất bền trong dung dịch kiềm. Cách nhiệt luyện duy nhất đối với Cu cũng như các kim loại màu khác là ủ kết tinh.
Ø      Do đồng nguyên chất kém bền và tính công nghệ kém nên người ta thường sử dụng hợp kim của Cu và có hai loại sau :
a.       Đồng thau
b.      Đồng thanh
4.Các kim loại và hợp kim màu khác:
a. Niken và hợp kim Niken
b. Kẽm và hợp kim Kẽm
c. Chì và hợp kim của chì
d. Magiê và hợp kim của Magiê
5. Hợp kim đỡ sát :
Ø      Trong chế tạo máy, hợp kim đỡ sát được dùng để làm ổ trượt, bạc làm việc có ma sát và chịu mài mòn. Công dụng chính là làm giảm sự ma sát giữa các vật quay của máy.
Ø      Các loại hợp kim đỡ sát thường dùng có :
a.       Hợp kim Babít
b.      Hợp kim Nhôm – Kẽm
c.       Hợp kim đồng thanh

Nhận xét

Địa chỉ email của bạn sẽ được bảo mật. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

+84938558748