Giáo trình Vật liệu công nghiệp - CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội

(NB) Giáo trình Vật liệu công nghiệp cung cấp cho người học các kiến thức: Tính chất và cấu tạo bên trong của vật liệu, giản đồ trạng thái Fe - Fe3C (Fe-C), nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện, các loại vật liệu thường dùng trong ngành cơ khí,...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật liệu công nghiệp - CĐ Nghề Công Nghiệp Hà Nội TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ NGUYỄN XUÂN AN GIÁO TRÌNH VẬT LIỆU CÔNG NGHIỆP (Lưu hành nội bộ) Hà Nội năm 2012 Tuyên bố bản quyền Giáo trình này sử dụng làm tài liệu giảng dạy nội bộ trong trường cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội không sử dụng và không cho phép bất kỳ cá nhân hay tổ chức nào sử dụng giáo trình này với mục đích kinh doanh. Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình này với mục đích khác hay ở nơi khác đều phải được sự đồng ý bằng văn bản của trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội 2 PHẦN I : VẬT LIỆU HỌC CƠ SỞ CHƯƠNG 1 TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA VẬT LIỆU . NỘI DUNG Như đã trình bày trong chương mở đầu, để có được kiến thức giải thích mọi sự thay đổi tính chất (cơ tính) bằng sự biến đổi cấu tạo bên trong thì kiến thức gốc của môn học được đề cập như sau : 1.1 . TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU . 1.1.1 Khái niệm chung : Khái niệm về tính chất vật liệu bao gồm cơ, lý, hoá tính, tính công nghệ và tính ứng dụng. Cơ tính là nhóm tính chất quan trọng nhất đối với vật liệu chế tạo máy. a. Tính chất vật lý : Là tính chất xác định mối quan hệ giữa tác dụng vật lý của môi trường tự nhiên với vật liệu. Các tính chất vật lý được quan tâm : +Tính chất điện : Căn cứ vào khả năng dẫn điện (độ dẫn điện) các vật liệu rắn được phân làm 3 loại : Dẫn điện, bán dẫn, điện môi (cách điện). +Tính chất nhiệt : Là tính chất của vật liệu khi chịu tác dụng của nhiệt, gồm: Nhiệt dung, dãn nở nhiệt, độ dẫn nhiệt, ứng suất nhiệt. +Tính chất từ : Là hiện tượng biểu hiện lực hút hoặc lực đẩy ảnh hưởng lên các vật liệu khác , gồm : Nghịch từ, thuận từ, sắt từ . Nhiều loại thiết bị công nghệ hiện đại dựa trên từ học và vật liệu từ như các máy phát điện, các máy phát và máy biến thế điện lực, các động cơ điện, radio, điện thoại, máy tính và thành phần các hệ thống tái tạo nghe nhìn. +Tính chất quang: Là khả năng của vật liệu với tác dụng của bức xạ điện từ và đặc biệt là của ánh sáng trông thấy. b. Tính chất hoá học : Là xác định mối quan hệ giữa tác dụng hoá học của môi trường với vật liệu . Các tính chất hoá học thường được quan tâm đối với vật liệu là: Tính chống ăn mòn của kim loại trong môi trường của nó như trong không khí, axít, bazơ. Được chia làm hai loại: + Môi trường ăn mòn hoá học: Chứa các chất xâm thực như: O2, S2, Cl2, H2O... Ví dụ như không khí ngoài trời, không khí bị oxy hoá khi nung kim loại. 3 + Môi trường ăn mòn điện hoá : Chứa chất điện giải như môi trường có axít, muối nóng chảy, bazơ... tạo ra dòng điện làm mòn sâu bên trong bề mặt của kim loại và phá huỷ nó. Để tăng khả năng chống ăn mòn của vật liệu người ta đề ra nhiều biện pháp bảo vệ kim loại bằng các chất làm chậm ăn mòn, xử lý môi trường... c. Tính chất công nghệ : Là khả năng vật liệu chịu các dạng gia công khác nhau. Vật liệu được sử dụng dưới dạng những sản phẩm xác định, chế tạo bằng những công nghệ khác nhau thể hiện qua các tính công nghệ của vật liệu. Tính chất công nghệ có tác dụng quyết định đến việc chọn phương pháp gia công của vật liệu và đồng thời xác định khả năng sử dụng nó. Các tính chất công nghệ phổ biến là tính đúc, hàn, gia công cắt, gia công áp lực... Ví dụ tính gia công cắt tốt vật liệu phải có độ cứng thấp và độ dẻo kém, nếu cứng quá hoặc dẻo quá rất khó cắt. Vì vậy thép là vật liệu có tính gia công cắt kém hơn hợp kim màu.... d. Tính chất cơ học : Là tính chất xác định khả năng vật liệu chống lại các tác dụng cơ học khi có tác dụng của lực bên ngoài. Các cơ tính thông dụng đối với vật liệu kim loại gồm độ cứng, độ bền tĩnh, độ bền mỏi, độ dẻo, độ dai va đập. e. Tính chất sử dụng : Là bao gồm một số đặc trưng tổng hợp của các tính chất trên thể hiện khả năng sử dụng vật liệu cho một mục đích cụ thể. Vậy tính chất sử dụng là tính chất quan trọng của vật liệu học đối với những ai làm việc trong lĩnh vực lựa chọn vật liệu phù hợp với chế tạo, gia công và sử dụng nó. 1.1.2. Các đặc trưng cơ tính thông thường và ý nghĩa : Như đã trình bày ở trên, tính chất sử dụng là tính chất quan trọng của vật liệu học. Trong lĩnh vực chế tạo, gia công và sử dụng vật liệu cơ khí thì tính sử dụng được thể hiện chủ yếu là cơ tính của kim loại. Vậy cơ tính được chọn là một tiêu chuẩn đánh giá chất lượng tuổi thọ của nhiều vật liệu kim loại, chúng cho biết khả năng làm việc và gia công của kim loại trong các điều kiện sử dụng khác nhau . Phần lớn các đặc trưng cơ học được xác định trên các mẫu nhỏ đã được quy chuẩn hoá. 1. Độ bền ( tĩnh ) : a) Định nghĩa: Độ bền là khả năng vật liệu chịu được tải trọng cơ học tĩnh mà không bị phá huỷ. Căn cứ vào tải trọng tác dụng lên vật liệu người ta phân biệt độ bền kéo (lực kéo) , độ bền nén (lực nén), độ bền uốn (lực uốn), độ bền xoắn (lực xoắn hai đầu). 4 b) Phương pháp xác định độ bền và ký hiệu, đơn vị: ­ Đối với các vật liệu khác nhau người ta căn cứ vào khả năng chịu đựng tải trọng tác dụng lên nó để xác định trên mẫu thí nghiệm bằng các phương pháp: Thử kéo đối với mẫu làm bằng thép, thử nén đối với mẫu làm bằng gang.  Phương pháp xác định độ bền kéo: Mẫu thử kim loại (thép) được gia công với hình dạng và kích thước theo TCVN 1960­76. Sau đó đặt vào máy thử và tác dụng lực kéo cho đến khi mẫu kim loại bị đứt.  Mối quan hệ giữa lực thử kéo PK và chiều dài bị kéo so với chiều dài ban đầu gọi là độ giãn dài mẫu l và được biểu thị trên biểu đồ thử kéo ...