Đang tải... (xem toàn văn)
bài giảng bộ môn vật liệu học , dành cho sinh viên khối kĩ thuật
1 MC LC mở đầu 4 Chơng 1 cấu trúc tinh thể v sự hình thnh 6 1.1. Cấu tạo và liên kết nguyên tử 6 1.1.1. Các dạng liên kết nguyên tử trong chất rắn 6 1.2. Sắp xếp nguyên tử trong vật chất 8 1.2.1. Chất rắn tinh thể 8 1.2.2. Chất rắn vô định hình và vi tinh thể 8 1.3. Khái niệm về mạng tinh thể 9 1.3.1. Tính đối xứng 9 1.3.2. Ô cơ sở - ký hiệu phơng, mặt 9 1.3.3. Mật độ nguyên tử 11 1.4. Cấu trúc tinh thể điển hình của chất rắn 12 1.4.1. Chất rắn có liên kết kim loại (kim loại nguyên chất) 12 1.4.2. Chất rắn có liên kết đồng hóa trị 14 1.5. Sai lệch mạng tinh thể 16 1.5.1. Sai lệch điểm 17 1.5.2. Sai lệch đờng - Lệch 17 1.5.3. Sai lệch mặt 18 1.6. Đơn tinh thể và đa tinh thể 18 1.6.1. Đơn tinh thể 18 1.6.2. Đa tinh thể 18 1.7. Sự kết tinh và hình thành tổ chức của kim loại 20 1.7.1. Điều kiện xảy ra kết tinh 20 1.7.2. Hai quá trình của sự kết tinh 21 1.7.3. Sự hình thành hạt 21 1.7.4. Các phơng pháp tạo hạt nhỏ khi đúc 22 1.7.5. Cấu tạo tinh thể của thỏi đúc 23 CHƯƠNG 2: BIếN DạNG DẻO V CƠ TíNH 25 2.1. Biến dạng dẻo và phá hủy 25 2.1.1. Khái niệm 25 2.1.2. Trợt đơn tinh thể 27 2.1.3. Trợt đa tinh thể 29 2.1.4. Phá hủy 31 2.2. Các đặc trng cơ tính thông thờng và ý nghĩa 33 2.2.1. Độ bền (tĩnh) 33 2.2.2. Độ dẻo 36 2.2.3. Độ dai va đập 36 2.2.4. Độ dai phá hủy biến dạng phẳng: 38 2.2.5. Độ cứng 38 2.3. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo - Thải bền - Biến dạng nóng 40 2 2.3.1. Trạng thái kim loại đã qua biến dạng dẻo 40 2.3.2. Các giai đoạn chuyển biến khi nung nóng 40 2.3.3. Biến dạng nóng 42 CHơNG 3 Hợp kim v giản đồ pha 44 3.1. Cấu trúc tinh thể của hợp kim 44 3.1.1. Khái niệm về hợp kim 44 3.1.2. Dung dịch rắn 46 3.1.3. Pha trung gian 48 3.2. Giản đồ pha của hệ hai cấu tử 49 3.2.1. Giản đồ pha và công dụng 49 3.2.2. Giản đồ loại I 51 3.3. Giản đồ pha Fe - C (Fe - Fe 3 C) 53 3.3.1. Tơng tác giữa Fe và C 53 3.3.2. Giản đồ pha Fe - Fe 3 C 54 3.3.3. Phân loại 59 CHƯƠNG 4 NHIệT LUYệN THéP 62 4.1. Khái niệm về nhiệt luyện thép 62 4.1.1. Sơ lợc về nhiệt luyện 62 3.1.2. Tác dụng của nhiệt luyện đối với sản xuất cơ khí 63 4.2. Các tổ chức đạt đợc khi nung nóng và làm nguội thép 63 4.2.1. Các chuyển biến xảy ra khi nung nóng thép - Sự tạo thành austenit 64 4.2.2. Các chuyển biến xảy ra khi giữ nhiệt 66 4.2.3. Các chuyển biến của austenit khi làm nguội chậm 66 4.2.5. Chuyển biến khi nung nóng thép đã tôi (khi ram) 72 4.3. ủ và thờng hóa thép 73 4.3.1. ủ thép 73 4.3.2. Thờng hóa thép 76 4.4. Tôi thép 77 4.4.1. Định nghĩa và mục đích 77 4.4.2. Chọn nhiệt độ tôi thép 77 4.4.3. Tốc độ tôi tới hạn và độ thấm tôi 78 4.4.4. Các phơng pháp tôi thể tích và công dụng. Các môi trờng tôi (tôi thể tích) 79 4.5. Ram thép 82 4.5.1. Mục đích và định nghĩa 82 4.5.2. Các phơng pháp ram 82 4.6. Các khuyết tật xảy ra khi nhiệt luyện thép 83 4.7. Tôi bề mặt: 84 4.7.1. Tôi cảm ứng: 84 CHơNG 5: thép v gang 88 5.1 Khái niệm chung về thép: 88 3 5.1.1. Khái niệm về thép C: 88 5.1.2. Thép hợp kim: 91 5.1.3. Thép kết cấu: 94 5.2. Thép dụng cụ và đặc biệt: 97 5.2.1. Thép dụng cụ: 97 5.2.2. Thép đặc biệt: 101 5.3. Gang: 103 5.3.1.Gang xám: 103 5.3. 2. Gang cầu: 104 5.3.3. Gang dẻo: 105 Chơng 6. Hợp kim mu 106 Kim loại đen Fe & HK Fe-C 106 6.1. Hợp kim nhôm: 106 6.1.1. Nhôm nguyên chất: 106 6.1.2. Hợp kim nhôm biến dạng : (hoá bền bằng NL) 107 6.1.3. Hợp kim nhôm đúc: HK trên cơ sở Al-Si Silumin 108 6.2. Hợp kim đồng: 108 6.2.1. Đồng nguyên chất : 108 6.2.2. Latông: Hợp kim Cu- Zn ( chủ yếu) 108 6.2.3. Brông: 109 6.3. Hợp kim bột: 110 6.3.1. Khái niệm chung: 110 6.3.2. Vật liệu cắt và mài: 110 Chơng 7. Vật liệu phi kim7.1. Vật liệu vô cơ: 111 7.1.2 Thuỷ tinh và gốm thuỷ tinh: 114 7.1.3 Gốm và vật liệu chịu lửa: 115 7.1.4. Bêtông và ximăng: 117 7.2. Vật liệu kết hợp ( composit) 118 7.2.1. Khái niệm: 118 7.2.2. Liên kết nền- cốt: 119 7.2.3. Composit cốt hạt: 119 7.2.4. Composit cốt sợi: 121 7.3.5. Một số composit thông dụng: 124 4 mở đầu 1. Khái niệm về vật liệu Vật liệu những vật rắn mà con ngời sử dụng để chế tạo dụng cụ, máy móc, thiết bị, xây dựng công trình và ngay cả để thay thế các bộ phận cơ thể hoặc thể hiện ý đồ nghệ thuật. Nh vậy tất cả các chất lỏng, khí cho dù rất quan trọng song cũng không phải là đối tợng nghiên cứu của môn học. Khoa học Vật liệu : nghiên cứu quan hệ cấu trúc và tính chất Kỹ thuât Vật liệu : thiết kế ( tạo ra) những cấu trúc mới đạt đợc các tính chất mong muốn - Dựa theo cấu trúc - tính chất đặc trng, ngời ta phân biệt bốn nhóm vật liệu chính : 1. bán dẫn, 2. siêu dẫn, 3. silicon, 4. polyme dẫn điện Vật liệu kim loại: là tổ hợp chủ yếu của các nguyên tố kim loại, cấu trúc mạng tinh thể Các tính chất chung: - dẫn nhiệt, dẫn điện cao, - có ánh kim, phản xạ ánh sáng với màu sắc đặc trng - dẻo, dễ biến dạng dẻo (cán, kéo, rèn, ép), - bền cơ học, nhng kém bền hóa học. 5 Ceramic (vật liệu vô cơ): có nguồn gốc vô cơ, là hợp chất giữa kim loại, silic với á kim (ôxit, nitrit, cacbit), bao gồm khoáng vật đất sét, ximăng, thủy tinh. Các tính chất điển hình là: - dẫn nhiệt và dẫn điện rất kém (cách nhiệt và cách điện), - cứng, giòn, bền ở nhiệt độ cao - bền hóa học hơn vật liệu kim loại và vật liệu hữu cơ. Polyme (vật liệu hữu cơ): có nguồn gốc hữu cơ, thành phần hóa học chủ yếu là cacbon, hyđrô và các á kim, có cấu trúc đại phân tử. Các tính chất điển hình của : - rẻ và khá rẻ, - dẫn nhiệt, dẫn điện kém, - khối lợng riêng nhỏ, - nói chung dễ uốn dẻo, đặc biệt ở nhiệt độ cao, - bền vững hóa học ở nhiệt độ thờng và trong khí quyển; - nóng chảy, phân hủy ở nhiệt độ tơng đối thấp. Compozit: tạo thành do sự kết hợp của hai hay cả ba loại vật liệu kể trên, mang hầu nh các đặc tính tốt của các vật liệu thành phần. Ví dụ bêtông cốt thép (vô cơ - kim loại) vừa chịu kéo tốt (nh thép) lại chịu nén cao (nh bêtông). Ngoài ra có những nhóm trung gian: - bán dẫn, siêu dẫn nhiệt độ thấp, siêu dẫn nhiệt độ cao (nằm trung gian giữa kim loại và ceramic ) - silicon nằm trung gian giữa vật liệu vô cơ với hữu cơ ( gần với vật liệu hữu cơ) 2. Vai trò của vật liệu Cần thiết trong mọi lĩnh vực của cuộc sống: - Điện ( pin, pin mặt trời.) - Điện tử viễn thông: cáp quang, bảng mạch, vi mạch - Môi trờng: chất xử lý nớc thải, chất làm trong sạch môi trờng - Sinh học và CN sinh học: chất tăng trởng, chất thay thế trong cơ thể con ngời. - Chế tạo các chi tiết máy - Dụng cụ thể thao. Sự phát triển của xã hội loài ngời gắn liền với sự phát triển của công cụ sản xuất và kỹ thuật quyết định một phần lớn nhờ vật liệu. - Xã hội loài ngời phát triển qua các thời kỳ khác nhau gắn liền với vật liệu Thòi kỳ đồ sắt: 1000-3000 năm trớc Thép và bê tông: 100-1000 năm trớc Polymer: những năm 1900 Silicon: khoảng 1960 Hiện nay: Vật liệu sinh học và vật liệu cấu trúc nanô 3. Nội dung môn học - Nghiên cứu quan hệ tổ chức - tính chất hay sự phụ thuộc của tính chất của vật liệu vào cấu trúc là nội dung cơ bản của toàn bộ môn học. - Cấu trúc : sự sắp xếp của các thành phần bên trong. Cấu trúc vĩ mô và vi mô. 6 Cấu trúc vĩ mô còn gọi là tổ chức thô đại (macrostructure) là hình thái sắp xếp của các phần tử lớn với kích thớc quan sát đợc bằng mắt thờng (giới hạn khoảng 0,3mm) hoặc bằng kính lúp (0,01mm). Cấu trúc vi mô (microstructure) là hình thái sắp xếp của các nhóm nguyên tử hay phân tử với kích thớc cỡ micromet hay ở cỡ các hạt tinh thể với sự giúp đỡ của kính hiển vi quang học (phân ly đợc tới giới hạn cỡ 0,15 m) hay kính hiển vi điện tử (cỡ chục nanômet (10nm). Thờng gặp : tổ chức tế vi quang học cho phép. Tính chất bao gồm: - cơ học (cơ tính) - vật lý (lý tính) - hóa học (hóa tính) - công nghệ và sử dụng. - tính kinh tế Môn học Vật liệu đại cơng gồm bốn phần chính: - Cấu trúc và cơ tính: trình bày các nguyên lý chung về mối quan hệ giữa cấu trúc và cơ tính cho vật liệu nói chung, nhấn mạnh hơn cho kim loại gồm cấu trúc tinh thể, tạo pha, tổ chức, biến dạng, phá hủy. - Hợp kim và biến đổi tổ chức: trình bày các tổ chức của hợp kim cũng nh các biến đổi pha và tổ chức dạng điển hình và quan trọng nhất, thiết thực nhất là nhiệt luyện thép. - Vật liệu kim loại: trình bày tổ chức, thành phần hóa học, cơ tính, chế độ nhiệt luyện và công dụng của các mác thép, gang, hợp kim màu và bột . - Vật liệu phi kim loại: trình bày cấu trúc, thành phần hóa học, cơ tính, các phơng pháp tạo hình và công dụng của ceramic, polyme và compozit. Cần nhấn mạnh là sử dụng hợp lý vật liệu là một trong những mục tiêu quan trọng hàng đầu của môn học, không thể tách rời tiêu chuẩn hóa cũng nh các phơng pháp kiểm tra, đánh giá. Một trong các yêu cầu đề ra là ngời học phải đạt đợc khả năng xác định đợc mác hay ký hiệu vật liệu theo tiêu chuẩn Việt Nam và các nớc công nghiệp phát triển. Chơng 1 cấu trúc tinh thể v sự hình thnh 1.1. Cấu tạo v liên kết nguyên tử 1.1.1. Các dạng liên kết nguyên tử trong chất rắn a. Liên kết đồng hóa trị Liên kết tạo ra khi hai (hoặc nhiều) nguyên tử góp chung nhau một số điện tử hóa trị để có đủ tám điện tử ở lớp ngoài cùng. ví dụ : Clo có 7 điện tử ở lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử góp chung 1 điện tử làm cho lớp điện tử ngoài cùng của nguyên tử nào cũng đủ 8 7 Đặc điểm : - là liên kết mạnh, cờng độ phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính liên kết giữa điện tử hóa trị với hạt nhân. Ví dụ: C có 6 điện tử trong đó 4 là điện tử hóa trị hầu nh liên kết trực tiếp với hạt nhân (dạng kim cơng) cờng độ liên kết rất mạnh, T chảy lên tới 3550 o C; trong khi đó Sn có tới 50 điện tử, trong đó chỉ có 4 là điện tử hóa trị, nằm xa hạt nhân liên kết yếu với hạt nhân, có nhiệt độ chảy rất thấp, chỉ 232 o C. b. Liên kết ion Là loại liên kết mạnh , xảy ra giữa nguyên tử có ít điện tử hóa trị (dễ cho điện tử cation (ion dơng)) (VD các nguyên tố nhóm IB Cu, Ag, Au) với nguyên tử có nhiều điện tử hóa trị (dễ nhận thêm điện tử để tạo thành anion (ion âm)) (VD: Các ôxit kim loại nh Al 2 O 3 , MgO, CaO, Fe 3 O 4 , NiO có xu thế mạnh với tạo liên kết ion) Sơ đồ biểu diễn liên kết liên kết kim loại ion trong phân tử LiF. Đặc điểm : - liên kết ion càng mạnh khi các nguyên tử càng chứa ít điện tử, tức các điện tử cho và nhận nằm càng gần hạt nhân. - liên kết ion là loại không định hớng. - đặc điểm quan trọng của liên kết ion là thể hiện tính giòn cao. c. Liên kết kim loại - Là loại liên kết đặc trng cho các vật liệu kim loại, quyết định các tính chất rất đặc trng của loại vật liệu này. - Các ion dơng tạo thành mạng xác định, đặt trong không gian điện tử tự do "chung" - Năng lợng liên kết là tổng hợp (cân bằng) của lực hút (giữa ion dơng và điện tử tự do bao quanh) và lực đẩy (giữa các ion dơng). ion kim loại luôn luôn có vị trí cân bằng xác định trong đám mây điện tử. - Liên kết kim loại thờng đợc tạo ra trong kim loại là các nguyên tố có ít điện tử hóa trị, chúng liên kết yếu với hạt nhân dễ dàng bứt ra khỏi nguyên tử trở nên tự do (không bị ràng buộc bởi nguyên tử nào) VD: Các nguyên tố nhóm IA có tính kim loại điển hình, càng dịch sang bên phải tính chất kim loại càng giảm, tính đồng hóa trị trong liên kết càng tăng. Cần nhấn mạnh : liên kết này tạo cho kim loại các tính chất điển hình, rất đặc trng và đợc gọi là tính kim loại. d. Liên kết hỗn hợp 8 - Thực tế các liên kết trong các chất, vật liệu thông dụng không mang tính chất thuần túy của một loại duy nhất nào, mà mang tính hỗn hợp của nhiều loại Ví dụ : liên kết đồng hóa trị chỉ có đợc trong liên kết đồng cực (giữa các nguyên tử của cùng một nguyên tố). Do nhiều yếu tố khác nhau trong đó có tính âm điện (khả năng hút điện tử của hạt nhân) mà các liên kết dị cực (giữa các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau) đều mang đặc tính hỗn hợp giữa liên kết ion và đồng hóa trị. Na và Cl có tính âm điện lần lợt là 0,9 và 3,0,. Vì thế liên kết giữa Na và Cl trong NaCl gồm khảng 52% liên kết ion và 48% liên kết đồng hóa trị. e. Liên kết yếu (Van der Waals) - Trong nhiều phân tử có liên kết đồng hóa trị, do sự khác nhau về tính âm điện của các nguyên tử trọng tâm điện tích dơng và điện tích âm không trùng nhaungẫu cực điện đợc tạo thành và phân tử bị phân cực. - Liên kết Van der Waals là liên kết do hiệu ứng hút nhau giữa các nguyên tử hay phân tử bị phân cực - Liên kết này yếu, rất dễ bị phá vỡ khi tăng nhiệt độ nên vật liệu có liên kết này có nhiệt độ chảy thấp. 1.2. Sắp xếp nguyên tử trong vật chất 1.2.1. Chất rắn tinh thể - Trong chất rắn tinh thể mỗi nguyên tử có vị trí hoàn toàn xác định không những với các nguyên tử bên cạnh hay ở gần - trật tự gần, mà còn cả với các nguyên tử khác bất kỳ xa hơn - trật tự xa . Nh vậy chất rắn tinh thể có cả trật tự gần lẫn trật tự xa (trong khi đó chất khí hoàn toàn không có trật tự, tức không có cả trật tự gần lẫn trật tự xa). 1.2.2. Chất rắn vô định hình và vi tinh thể a. Chất rắn vô định hình ở một số chất, trạng thái lỏng có độ sệt cao, các nguyên tử không đủ độ linh hoạt để sắp xếp lại theo chuyển pha lỏng - rắn; chất rắn tạo thành không có cấu trúc tinh thể và đợc gọi là chất rắn vô định hình. - Nh vậy về mặt cấu trúc, các chất rắn thờng gặp đợc chia thành hai nhóm tinh thể và không tinh thể (vô định hình). - Phần lớn các chất rắn có cấu tạo tinh thể trong đó bao gồm toàn bộ kim loại, hợp kim và phần lớn các chất vô cơ, rất nhiều polyme. Sự phân chia này cũng chỉ là quy ớc không hoàn toàn tuyệt b. Chất rắn vi tinh thể 9 Cũng với vật liệu tinh thể kể trên khi làm nguội từ trạng thái lỏng rất nhanh (trên dới 10000 o C /s) sẽ nhận đợc cấu trúc tinh thể với kích thớc hạt rất nhỏ (cỡ nm), đó là vật liệu có tên gọi là vi tinh thể (còn gọi là finemet hay nanomet). 1.3. Khái niệm về mạng tinh thể Trong số các loại vật liệu, loại có cấu trúc tinh thể chiếm tỷ lệ lớn và thờng mang các tính chất rất đa dạng phụ thuộc vào kiểu sắp xếp nguyên tử. 1.3.1. Tính đối xứng Mạng tinh thể bao giờ cũng mang tính đối xứng, nó là một trong những đặc điểm quan trọng, thể hiện cả ở hình dáng bên ngoài, cấu trúc bên trong cũng nh thể hiện ra các tính chất. - Tính đối xứng là tính chất ứng với một biến đổi hình học, các điểm, đờng, mặt tự trùng lặp lại, gồm có: + tâm đối xứng: bằng phép nghịch đảo qua tâm chúng trùng lại nhau; +trục đối xứng: các điểm có thể trùng lặp nhau bằng cách quay quanh trục một góc , số nguyên n = 2/ đợc gọi là bậc của trục đối xứng, chỉ tồn tại các n = 1, 2, 3, 4, 6; + mặt đối xứng: bằng phép phản chiếu gơng qua một mặt phẳng, các mặt sẽ trùng lặp lại. 1.3.2. Ô cơ sở - ký hiệu phơng, mặt a. Ô cơ sở - Định nghĩa: Phần thể tích nhỏ nhất, có cách sắp xếp các nguyên tử đại diện cho mạng tinh thể với các đặc trng hình học của mạng - khi trình bày các kiểu mạng tinh thể ta chỉ biểu diễn bằng một ô cơ sở - Do tính đối xứng, từ một ô cơ sở tịnh tiến theo ba chiều đo trong không gian sẽ đợc mạng tinh thể. - Ô cơ sở đợc xây dựng trên ba vectơ đơn vị a , b , c , đặt trên ba trục của hệ trục Ox, Oy, Oz . - Môđun của ba vectơ đó a, b, c là kích thớc của ô cơ sở còn gọi hằng số mạng (hay thông số mạng), đặc trng cho từng nguyên tố hóa học hay đơn chất. - Các góc , , hợp bởi các vectơ đơn vị. - Tùy thuộc vào tơng quan giữa các cạnh và góc của ô cơ sở có bảy hệ tinh thể khác nhau là: tam tà (ba nghiêng) a b c đơn tà (một nghiêng) a b c = = 90 o 10 trực giao a b c = = = 90 o mặt thoi (ba phơng) a = b = c = = 90 o *lục giác (sáu phơng) a = b c = = 90 o , = 120 o *chính phơng (bốn phơng) a = b c = = = 90 o *lập phơng a = b = c = = = 90 o b. Nút mạng - là vị trí cân bằng của các ion mà nó dao động xung quanh - Nút mạng tơng ứng với các tọa độ lần lợt trên các trục tọa độ Ox, Oy, Oz đã chọn đợc đặt trong dấu móc vuông [ x,x,x ] , giá trị âm biểu thị bằng dấu " - " trên chỉ số tơng ứng c. Chỉ số phơng - Phơng là đờng thẳng đi qua 2 nút mạng, ký hiệu [u v w ] - Do tính đối xứng trong sắp xếp nguyên tử mà các phơng song song với nhau có tính chất hoàn toàn nh nhau có cùng một chỉ số phơng với phơng đi qua gốc tọa độ O. chỉ số phơng là ba số nguyên tỷ lệ thuận với tọa độ của một nút mạng nằm trên phơng đó song gần gốc tọa độ nhất. VD: Trong ô mạng lập phơng đờng chéo khối [111], đờng chéo mặt [ 110 ], cạnh [ 100 ]. - Những phơng không song song với nhau nhng có các chỉ số (giá trị tuyệt đối ) u, v, w giống nhau có các tính chất giống nhau, tạo nên họ phơng <u v w>. Ví dụ họ < 110 > gồm các phơng sau đây: - [110], [011], [101], - [1 1 0], [01 1 ], [ 1 01], - [ 1 10], [0 1 1], [10 1 ], - [ 11 0], [0 11 ], [ 1 0 1 ]. d. Chỉ số Miller của mặt tinh thể - Mặt tinh thể là mặt phẳng đợc tạo nên bởi các (ít nhất là ba) nút mạng. - Có thể coi mạng tinh thể nh gồm bởi các mặt tinh thể giống hệt nhau, song song với nhau và cách đều nhau. - Các mặt tinh thể song song với nhau có tính chất hoàn toàn giống nhau có cùng một ký hiệu. - Ký hiệu mặt : chỉ số Miller (h k l). Xác định theo các bớc nh sau: - tìm giao điểm của mặt phẳng trên ba trục theo thứ tự Ox, Oy, Oz, - xác định độ dài đoạn thẳng từ gốc tọa độ đến các giao điểmlấy các giá trị nghịch đảo - quy đồng mẫu số chungcác giá trị của tử số các chỉ số h, k, l tơng ứng cần tìm [...]... của vật liệu biểu thị bằng các đặc trng cơ học cho biết khả năng chịu tải của vật liệu trong các điều kiện khác nhaulà cơ sở của các tính toán sức bền, khả năng sử dụng vào một mục đích nhất định và để so sánh các loại vật liệu với nhau - Đợc xác định trên các mẫu chuẩn về hình dạng, kích thớc cho trong các sách tra cứu nên rất tiện lợi cho sử dụng - Khi sử dụng các số liệu cơ tính cần chú ý: + vật liệu. .. loại vật liệu: vật liệu dẻo (thép) thờng bị phá hủy dẻo, còn vật liệu giòn (gang) thờng bị phá hủy giòn + ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ và tốc độ đặt tải trọng : khi hạ thấp nhiệt độ và tăng tốc độ đặt tải trọng vật liệu dẻo bị phá hủy giòn khái niệm giòn - dẻo chỉ là quy ớc -Các yếu tố tập trung ứng suất nh vết khía, nứt, tiết diện thay đổi đột ngột làm ứng suất cục bộ tăng vọt và ơb giảm mạnhvật... các phần, sử dụng kém hiệu quả CHƯƠNG 2: BIếN DạNG DẻO V CƠ TíNH - Các hành vi của vật liệu (chủ yếu là kim loại) dới tác dụng của lực cơ học bên ngoài ( biến dạng dẻo và các đặc trng của nó) rút ra những nguyờn lý làm cho vật liệu trở nên bền hơn, có cơ tính phù hợp với điều kiện làm việc và gia công - Đối với vật liệu, đặc biệt là kim loại, chủ yếu sử dụng các bán thành phẩm dạng dây, thanh, hình,... số liệu chính xác song rất khó thực hiện : Thiết bị lớn, phức tạp, thử kéo dài + Mẫu chuẩn không phản ảnh đúng 100% khả năng của chi tiết thực, có những hiệu chỉnh cần thiết và là cơ sở đáng tin cậy nhất để suy đoán, tính toán khi chọn lựa vật liệu và thiết kế Các chỉ tiêu bao gồm: 2.2.1 Độ bền (tĩnh) - Độ bền là tập hợp các đặc trng cơ học phản ánh sức chịu đựng tải trọng cơ học tĩnh của vật liệu. .. ơđh vật liệu mất đàn hồi hoàn toàn +ch rất quan trọng với các chi tiết lắp ghép, không cho phép làm việc > ơ0,2 vật liệu bị biến dạng dẻo + các kết cấu thông thờng đợc tính toán trên cơ sở của ơb chỉ với yêu cầu không bị gãy, vỡ b Các yếu tố ảnh hởng - Độ bền đợc coi nh chỉ tiêu cơ tính quan trọng nhất - Nâng cao độ bền trong khi vẫn bảo đảm tốt độ dẻo, độ dai là phơng hớng chủ yếu của vật liệu học. .. hợp với thỏi cán b Các khuyết tật của vật đúc Các khuyết tật khi đúc làm xấu rất nhiều chất lợng vật đúc Có các dạng khuyết tật sau Rỗ co và lõm co - Nguyên nhân là do thể tích kim loại khi kết tinh bị co lại, hình thức thể hiện thì khác nhau: - Các lỗ hổng nhỏ đợc phân bố rải rác trên khắp vật đúc đợc gọi là rỗ co Rỗ co làm giảm mật độ kim loại, làm xấu cơ tính vật đúc, qua gia công áp lực (biến dạng... càng cao càng áp dụng tổng hợp các phơng pháp hóa bền 2.2.2 Độ dẻo - Đ/n: Độ dẻo là tập hợp của các chỉ tiêu cơ tính phản ánh độ biến dạng d của vật liệu khi bị phá hủy dới tải trọng tĩnh, quyết định khả năng chịu biến dạng dẻo, gia công áp lực của vật liệu a Các chỉ tiêu - Ngời ta đánh giá độ dẻo bằng 2 chỉ tiêu: độ giãn dài tơng đối và độ thắt tiết diện tơng đối + Độ giãn dài tơng đối % và độ co... trong đó: - lo , So - chiều dài, diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu thử, - l1 , S1 - chiều dài, diện tích mặt cắt ngang sau khi đứt của mẫu thử b Tính siêu dẻo - Vật liệu đợc coi là dẻo khi khoảng vài chục phần trăm, ở một số vật liệu và trong một số điều kiện có thể đạt tới giá trị > 100% (từ 100 1000%) siêu dẻo - VD: Hợp kim siêu dẻo chế tạo các sản phẩm có dạng rỗng, dài với tiết diện không... lực ) kéo ứng với đoạn nằm ngang trên biểu đồ kéo và gây nên biến dạng d rất nhỏ 0,01% hay 0,05%, tính theo N, So - diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu, tính theo mm2 2 Giới hạn chảy vật lý ch là ứng suất tại đó vật liệu bị " chảy ", tức là ứng suất bé nhất bắt đầu gây nên biến dạng dẻo - thờng đợc xác định ứng với đoạn nằm ngang trên biểu đồ kéo Đối với đa số kim loại và hợp kim thờng không có đoạn... làm nguội nhanh bằng cách thay đổi vật liệu làm khuôn ảnh hởng của độ quá nguội T đến n và v VD: *Đúc trong khuôn cát nguội chậm nhất *Đúc trong khuôn bằng kim loại (nh gang, thép, đồng) có tính dẫn nhiệt cao hơn tốc độ nguội tăng lên một cách đáng kể đúc trong khuôn kim loại (vĩnh cửu) không những không phải làm lại khuôn, cho năng suất cao hơn nâng cao chất lợng vật đúc * Làm nguội thêm khuôn kim