Chương 20: Hướng dẫn chung về lựa chọn vật liệu tối ưu

Tính năng của vật liệu được hiểu là các tính chất cơ, lý, hóa đảm bảo cho sự ứng xử của chúng trong những điều kiện xác định được tìm ra từ phòng thí nghiệm và các tính chất tổng hợp liên quan đến quá trình sử dụng của nó khi làm tiết máy thực như tuổi thọ và độ tin cậy. Trong ngành chế tạo máy, yêu cầu này thể hiện ở chỗ: 20.1.1 Độ bền cơ học cao: Khi chịu lực, ở các điều kiện nhiệt độ thấp; nhiệt độ cao; có yếu tố ăn mòn v.v... yêu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 20: Hướng dẫn chung về lựa chọn vật liệu tối ưu Ch¬ng 20 H¬ng dÉn chung vÒ lùa chän vËt liÖu tèi u 20.1. Yªu cÇu vÒ tÝnh n¨ng sö dông. TÝnh n¨ng cña vËt liÖu ®îc hiÓu lµ c¸c tÝnh chÊt c¬, lý, hãa®¶m b¶o cho sù øng xö cña chóng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh®îc t×m ra tõ phßng thÝ nghiÖm vµ c¸c tÝnh chÊt tæng hîp liªn quan®Õn qu¸ tr×nh sö dông cña nã khi lµm tiÕt m¸y thùc nh tuæi thä vµ®é tin cËy. Trong ngµnh chÕ t¹o m¸y, yªu cÇu nµy thÓ hiÖn ë chç: 20.1.1 §é bÒn c¬ häc cao: Khi chÞu lùc, ë c¸c ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÊp; nhiÖt ®é cao; cã yÕutè ¨n mßn v.v... yªu cÇu giíi h¹n ch¶y (c = y = 0,2); giíi h¹n bÒn(b = T); giíi h¹n mái (-1 ; -1 ; o ; o...); ®é dai ph¸ hñy (KIC ; KIIC; KIIIC);®é dai va ®Ëp (ak , A); ®é r¾n (HB ; HRC...) ®Òu ph¶i cã gi¸ trÞ cao.VÝ dô trong B¶ng 20.1, giíi thiÖu sù thay ®æi c¬ tÝnh cña thÐpCrNi7TiAlB ë nhiÖt ®é thêng vµ nhiÖt ®é cao [5]. B¶ng 20.1 Sù phô thuéc c¬ tÝnh cña thÐp CrNi7TiAlB vµo nhiÖt ®é E, MPa c b Sk ak -1 Nhii % % (y) (T) MPa MPa (bF) Öt ®é MPa MPa MPa,(ë ToC No = 108) 20 198000 1020 660 1300 20 21 0,5 370 800 130000 560 460 610 16 41 - 260 - Trêng hîp nhiÖt ®é cao (T > 250oC), sù biÕn ®æi c¸c øng suÊtgiíi h¹n cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc [ 8 ]: 1 S Lim . S .  tb . K T S Limc  , (20.1); KS Trong ®ã: SLimc - øng suÊt giíi h¹n cña tiÕt m¸y; SLim - øng suÊt giíi h¹n cña vËt liÖu lµm mÉu chuÈn; S - HÖ sè ¶nh hëng cña kÝch thíc tuyÖt ®èi; tb - HÖ sè t¨ng bÒn; KT - HÖ sè kÓ tíi ¶nh hëng cña nhiÖt ®é ®Õn c¸c giíih¹n bÒn; KS - HÖ sè tËp trung øng suÊt lý thuyÕt (cßn ký hiÖu lµ S); HÖ sè KT cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc:KT = 1 - kt (T - 250). 102 ; víi T > 250oC , (20.2); 2 oKT = 1 - kt (T - 20). 10 ; víi T = (50...100) C , (20.3)dïng cho kim lo¹i mµu vµ chÊt dÎo. kt - lµ hÖ sè tÝnh to¸n [4,8], B¶ng 20.2 HÖ sè tÝnh to¸n hiÖu chØnh ¶nh hëng nhiÖt ®é tíi ®é bÒn VËt liÖu HÖ sè kt ThÐp c¸c bon; thÐp hîp kim thÊp; gang 0,15 ... 0,20 ThÐp austenit hîp kim cao 0,05 ... 0,10 Hîp kim ®ång 0,10 ... 0,15 Hîp kim nh«m vµ hîp kim manhedi 0,25 ... 0,35 - Trêng hîp nhiÖt ®é thÊp, sù biÕn ®æi c¸c giíi h¹n bÒn theonhiÖt ®é cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc giíi thiÖu trong tµi liÖu [8]. mF T 1 1 S F  CF    , (20.4)  T To  Trong ®ã: T - S F - Giíi h¹n mái cña vËt liÖu ë nhiÖt ®é T ; - To - 293oK ; - T - NhiÖt ®é Kenvin ; - CF ; mF : C¸c h»ng sè cña vËt liÖu. 20.1.2 Tuæi thä lín: Tuæi thä lµ mét ®Æc tÝnh tæng hîp, nhng phô thuéc tríc hÕtvµo chÊt lîng cña vËt liÖu. Nã lµ hµm sè cña tÊt c¶ c¸c yÕu tè liªnquan ®Õn qu¸ tr×nh chÕ t¹o tiÕt m¸y vµ sö dông, khai th¸c tiÕt m¸y. Tuæi thä cña tiÕt m¸y khã cã thÓ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c. Ngêi tacã thÓ ®¸nh gi¸ tuæi thä tiÕt m¸y trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ thö nghiÖm,kÕt hîp víi kinh nghiÖm tÝch lòy, thèng kª nhiÒu n¨m ®Ó ®a ra métc«ng thøc kinh nghiÖm. Tuæi thä cña tiÕt m¸y cã thÓ tÝnh theo thêi gian (T, h); sè chu kúøng suÊt (N, chu kú); sè lîng c©y sè, (TÊn hµng / c©y sè, dïngtrong ngµnh « t«; m¸y n©ng chuyÓn). Trong mét sè trêng hîp, cã thÓ tÝnh tuæi thä theo tèc ®é ph¸ttriÓn vÕt nøt [8].   2  1  1 , N= (20.5) m  2Co M o / 2   m m   m2 2    m 2    lo  lp 2   Trong ®ã: ...