Bài giảng Công nghệ Lớp 11 - Bài 15: Vật liệu cơ khí - Năm học 2021-2022 - Phạm Thu Anh - Trường THPT Cửa Ông

Chương 3: VẬT LIỆU CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÔI 
Phần 2: Chế tạo cơ khí 
Bài 15:Vật liệu cơ khí 
Một số vật liệu cơ khí 
Vật liệu kim loại 
Vật liệu polyme 
Vật liệu Ceramic 
Vật liệu compozit 
Tính chất đặc trưng của vật liệu cơ khí 
Tính chất cơ học 
Lực 
Tính chất hóa học 
Tác dụng hóa học 
Tính chất vật lý 
Hiện tượng vật lý 
Tính công nghệ 
Khả năng gia công 
MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU 
Độ bền 
Độ dẻo 
Độ cứng 
Nội dung chính: 
Độ bền 
- Độ bền là chỉ tiêu cơ bản của vật liệu. 
- Giới hạn bền σ b đặc trưng cho độ bền của vật liệu. 
- Vật liệu có giới hạn bền càng lớn thì độ bền càng cao. 
- Giới hạn độ bền được chia thành hai loại: 
+ Giới hạn bền kéo σ bk (N/mm 2 ), đặc trưng cho độ bền kéo của vật liệu. 
+ Giới hạn bền nén σ bn đặc trưng cho độ bền nén của vật liệu. 
Ngoại lực 
Không biến dạng 
Công thức 
Độ bền 
Giới hạn bền kéo σ bk (còn gọi là ứng xuất bền kéo) được xác định như sau: 
σ bk = (N/mm 2 ) 
* Trong đó: 
- là lực kéo lớn nhất tác dụng lên mẫu. 
- là tiết diện ngang lúc ban đầu của mẫu, = 
Độ dẻo 
Độ dãn dài tương đối δ (%) đặc trưng cho độ dẻo của vật liệu. Vật liệu có độ dãn dài tương đối δ càng lớn thì có độ dẻo càng cao. 
Ngoại lực 
Bị biến dạng 
b) 
a) 
c) 
Ví dụ: độ dã n dài tương đối 
Công thức 
Độ dẻo 
Độ dãn dài tương đối δ được xác định bằng biểu thức: 
Độ cứng 
Trong thực tế thường sử dụng các đơn vị đo độ cứng sau: 
- Độ cứng Brinen (HB) đo các loại vật liệu có độ cứng thấp. VD: Gang sám (180-240 HB). 
- Độ cứng Rocven (HRC) đo các kim loại vật liệu có độ cứng trung bình hoặc cao như: thép đã qua nhiệt luyện. VD: Thép 45 (40-50 HRC). 
- Độ cứng Vicker (HV) đo các vật liệu có độ cứng cao. VD: Hợp kim (13500-16500 HV). 
* Lưu ý: Vật liệu càng cứng thì có chỉ số đo độ cứng của vật liệu đó càng lớn. 
Không biến dạng 
Bị biến dạng 
MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU THÔNG DỤNG 
Tên vật liệu 
Thành phần 
Tính chất 
Ứng dụng 
Vật liệu vô cơ 
Hợp chất hóa học của các nguyên tố kim lọai với các nguyên tố không phải kim lọai kết hợp với nhau. 
Ví dụ: Gốm Coranhđông. 
Độ cứng, độ bền nhiệt rất cao (làm việc được ở nhiệt độ 2000oC ÷ 3000oC) 
Dùng chế tạo đá mài, các mảnh dao cắt, các chi tiết máy trong thiết bị sản xuất sợi dùng trong công nghiệp dệt. 
Tên vật liệu 
Thành phần 
Tính chất 
Ứng dụng 
Vật liệu hữu cơ 
Nhựa nhiệt dẻo 
Hợp chất HC tổng hợp. 
Ví dụ: Poliamit (PA) 
- Ở nhiệt độ nhất định chuyển sang trạng thái chảy dẻo, không dẫn điện. 
- Gia công nhiệt được nhiều lần. 
- Có độ bền và khả năng chống mài mòn cao . 
Dùng chế tạo bánh răng cho các thiết bị kéo sợi. 
Nhựa nhiệt cứng 
Hợp chất HC tổng hợp. 
Ví dụ: Epoxi, Polieste không no 
Sau khi gia công nhiệt lần đầu không chảy hoặc mềm ở nhiệt độ cao, không tan trong dung môi, không dẫn điện, cứng, bền. 
Dùng để chế tạo các tấm lắp cầu dao điện, kết hợp với sợi thủy tinh để chế tạo vật liệu compozit. 
Poliamit 
Vải Polyester 
Keo epoxy trong suốt 
Tên vật liệu 
Thành phần 
Tính chất 
Ứng dụng 
Vật liệu Compôzit 
Compôzit nền là kim loại 
Các lọai cacbit, ví dụ cacbit vonfram (WC), cacbit tantan (TaC), được liên kết với nhau nhờ coban. 
Có độ cứng, độ bền, độ bền nhiệt cao (làm việc được ở nhiệt độ 800oC ÷ 1000oC) 
Dùng chế tạo dụng cụ cắt trong gia công cắt gọt. 
Compôzit nền là vật liệu hữu cơ 
- Nền là epoxi, cốt là cát vàng, sỏi. 
- Nền là epoxi, cốt là nhôm ôxit Al2O3 dạng hình cầu có cho thêm sợi cacbon. 
- Độ cứng, độ bền cao. 
- Độ bền rất cao (tương đương thép ), nhẹ . 
- Dùng chế tạo thân máy công cụ. 
- Dùng chế tạo cánh tay người máy, nắp máy 
Compôzit nền là kim loại 
Lớp sơn 
Phần nền 
Phần cốt 
Compôzit nền là vật hữu cơ 
END