Tài liệu Bài giảng vật liệu học - PHẦN III: SỬ DỤNG VẬT LIỆU potx

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
1
1
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
PHẦN III
PHẦN III
SỬ DỤNG VẬT LIỆU
SỬ DỤNG VẬT LIỆU
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
2
2
1-Yêu cầu về tính chất (tính năng) của vật liệu
1-Yêu cầu về tính chất (tính năng) của vật liệu
2-Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu
2-Yêu cầu về tính công nghệ của vật liệu
3-Yêu cầu về tính kinh tế của vật liệu
3-Yêu cầu về tính kinh tế của vật liệu
4-Yêu cầu về tính xã hội & bảo vệ môi trường
4-Yêu cầu về tính xã hội & bảo vệ môi trường
của vật liệu
của vật liệu
Bốn yêu cầu khi lựa chọn vật liệu
Bốn yêu cầu khi lựa chọn vật liệu
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng

TS. Hà Văn Hồng
3
3

Tính chất = f(đối tượng sử dụng)
Tính chất = f(đối tượng sử dụng)
•
Thiết bị chịu lực :
Thiết bị chịu lực :
cần độ bền cơ học :σ, a
k
, HB
•
Thiết bị điện, thiết bị nhiệt :
Thiết bị điện, thiết bị nhiệt :
cần độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt
•
Thiết bị từ :
Thiết bị từ :
cần cảm ứng từ B, lực khử từ Hc, độ thấm từ µ

Tuổi thọ = f(tính chất vật liệu)
Tuổi thọ = f(tính chất vật liệu)
Độ tin cậy = f(khuyết tất)
Độ tin cậy = f(khuyết tất)
1-Yêu cầu về tính chất của vật liệu
1-Yêu cầu về tính chất của vật liệu
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng

TS. Hà Văn Hồng
4
4

Khái niệm:
Khái niệm:
là khả năng của vật liệu cho phép gia
là khả năng của vật liệu cho phép gia
công dễ hay khó theo các phương pháp gia công
công dễ hay khó theo các phương pháp gia công
khác nhau
khác nhau

Các tính công nghệ phổ biến:
Các tính công nghệ phổ biến:
•
Tính đúc
Tính đúc
•
Tính hàn
Tính hàn
•
Tính gia công cắt gọt
Tính gia công cắt gọt
•
Tính gia công áp lực
Tính gia công áp lực
2.Yêu cầu về tính công nghệ
2.Yêu cầu về tính công nghệ
của vật liệu

của vật liệu
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
5
5

Giá thành = f(giá nguyên liệu, giá gia công)
Giá thành = f(giá nguyên liệu, giá gia công)

Giá nguyên liệu
Giá nguyên liệu
•
Tính theo đơn vị trọng lương
Tính theo đơn vị trọng lương
•
Tính theo đơn vị thể tích
Tính theo đơn vị thể tích

Giá gia công
Giá gia công
•
Chi phí khấu hoa thiết bị
Chi phí khấu hoa thiết bị
•
Chi phí năng lượng
Chi phí năng lượng
•
Chi phí lao động

Chi phí lao động
3.Yêu cầu về tính kinh tế
3.Yêu cầu về tính kinh tế
của vật liệu
của vật liệu
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
6
6

Tính xã hội
Tính xã hội
•
Tâm lý :
Tâm lý :
vật liệu an toàn cho người SX
vật liệu an toàn cho người SX
•
Đạo đức :
Đạo đức :
vật liệu không gây độc hại
vật liệu không gây độc hại
•
Pháp luật :
Pháp luật :
tuân theo các tiêu chuẩn an toàn
tuân theo các tiêu chuẩn an toàn


Tí
Tí
nh bảo vệ môi trường
nh bảo vệ môi trường
•
Vật liệu không gây ô nhiễm môi trường
Vật liệu không gây ô nhiễm môi trường
4.Tính xã hội & bảo vệ môi trường
4.Tính xã hội & bảo vệ môi trường
của vật liệu
của vật liệu
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
7
7
8.1.Gang
8.1.Gang
8.2.Thép
8.2.Thép
8.3.Kim loai & Hợp kim màu
8.3.Kim loai & Hợp kim màu
Chương 8
Chương 8
Sử dụng vật liệu kim loại
Sử dụng vật liệu kim loại
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng

TS. Hà Văn Hồng
8
8
8.1.1.Sản xuất gang
8.1.1.Sản xuất gang
8.1.2.Gang xám
8.1.2.Gang xám
8.1.3.Gang cầu
8.1.3.Gang cầu
8.1.4.Gang dẻo
8.1.4.Gang dẻo
8.1 - Gang
8.1 - Gang
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
9
9
Nấu chảy : T = 1200-1300
Nấu chảy : T = 1200-1300
o
o
C
C
Gang
N.liệu : Quặng + Than +Đá vôi
N.liệu : Quặng + Than +Đá vôi
8.1.1.Sản xuất gang
8.1.1.Sản xuất gang

Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
10
10
•
Yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành C-graphit
Yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo thành C-graphit




C
C






C-graphit
C-graphit




Si
Si







C-graphit
C-graphit








Vng
Vng
:
:
Fe
Fe
3
3
C
C


Fe + C
Fe + C
=>

=>


C-
C-
graphit
graphit

∑
∑
(C+Si) =>
(C+Si) =>


C-graphit
C-graphit
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
11
11
8.1.2.Gang xám
8.1.2.Gang xám
8.1.2.1.Đặc điểm
8.1.2.1.Đặc điểm
8.1.2.2.Ký hiệu
8.1.2.2.Ký hiệu
8.1.2.3.Ứng dụng
8.1.2.3.Ứng dụng

Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
12
12
8.1.2.1.Đặc điểm
8.1.2.1.Đặc điểm
•
Tổ chức :
Tổ chức :
Cacbon (C) tồn tại dưới dạng
Cacbon (C) tồn tại dưới dạng
graphit dạng tấm
graphit dạng tấm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
13
13
8.1.2.1.Đặc điểm
8.1.2.1.Đặc điểm
•
Tính chất
Tính chất
:
:

Cgraphit
Cgraphit
→
→


Điểm mềm
Điểm mềm
→
→
Vết nứt
Vết nứt
=>
=>
↓σ
↓σ
k
k


:
:
σ
σ
k
k
< 35 kG/mm
< 35 kG/mm
2
2

≈
≈
1/2
1/2
σ
σ
-thép
-thép


δ
δ


≈
≈


0.5 %
0.5 %
=>
=>
Khử rung động
Khử rung động


=>
=>

↑σ
↑σ
n
n
= max
= max
=>
=>
Tự bôi trơn:
Tự bôi trơn:
Lỗ hổng chứa dầu :
Lỗ hổng chứa dầu :
→
→


↑
↑
Chống mài mòn
Chống mài mòn
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
14
14
•
Tính công nghệ
Tính công nghệ
Tính đúc:

Tính đúc:
↓
↓
Tnc
Tnc
→
→
Dễ nấu chảy
Dễ nấu chảy


Tính cắt gọt:
Tính cắt gọt:


Cgraphit : mềm
Cgraphit : mềm
→
→
Phoi dễ gẫy vụn
Phoi dễ gẫy vụn
8.1.2.1.Đặc điểm
8.1.2.1.Đặc điểm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
15
15
8.1.2.2.Ký hiệu

8.1.2.2.Ký hiệu
TCVN 1659-75 : H
TCVN 1659-75 : H
ệ thống chữ và số
ệ thống chữ và số
•
Chữ :
Chữ :


GX
GX
•
Số :
Số :
σ
σ
k
k
-
-
σ
σ
u
u
•
Ví dụ
Ví dụ
GX18-36
GX18-36

:
:
Gang xám
Gang xám
σ
σ
k
k
≤
≤
18KG/mm
18KG/mm
2
2
;
;
σ
σ
u
u
≤
≤
36KG/mm
36KG/mm
2
2
GX21-40:
GX21-40:
Gang xám
Gang xám

σ
σ
k
k
≤
≤
21KG/mm
21KG/mm
2
2
;
;
σ
σ
u
u
≤
≤
40KG/mm
40KG/mm
2
2
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
16
16
8.1.2.3.Ứng dụng
8.1.2.3.Ứng dụng

•
Chế tạo các chi tiết máy :
Chế tạo các chi tiết máy :
Lực kéo : nhỏ
Lực kéo : nhỏ
Lực va đập : nhỏ
Lực va đập : nhỏ
Lực nén : lớn
Lực nén : lớn
•
Ví dụ :
Ví dụ :
B
B
ệ máy
ệ máy
Thân máy
Thân máy
Vỏ máy
Vỏ máy
Ống dẫn nước
Ống dẫn nước
Piton
Piton
Xilanh
Xilanh
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng

17
17
8.1.3.Gang cầu
8.1.3.Gang cầu
8.1.3.1.Đặc điểm
8.1.3.1.Đặc điểm
8.1.3.2.Ký hiệu
8.1.3.2.Ký hiệu
8.1.3.3.Ứng dụng
8.1.3.3.Ứng dụng
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
18
18
8.1.
8.1.
3
3
.1. Đặc điểm
.1. Đặc điểm
•
Tổ chức :
Tổ chức :
có graphit dạng hình cầu
có graphit dạng hình cầu
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng

TS. Hà Văn Hồng
19
19
•
Tính chất :
Tính chất :
Ứng xuất dàn đều lên diện tích mặt cầu ( > S
Ứng xuất dàn đều lên diện tích mặt cầu ( > S
gx
gx
)
)
σ
σ
k
k
= 40-80kG/mm
= 40-80kG/mm
2
2


≈
≈


σ
σ
-thép
-thép

δ
δ


≈
≈


2-15 %
2-15 %
a
a
k
k
: 3-6 kGm/cm
: 3-6 kGm/cm
2
2
8.1.3.1. Đặc điểm
8.1.3.1. Đặc điểm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
20
20
8.1.3.2.K
8.1.3.2.K
ý hiệu
ý hiệu

TCVN 1659-75 : H
TCVN 1659-75 : H
ệ thống chữ và số
ệ thống chữ và số
•
Chữ :
Chữ :


GC
GC
•
Số :
Số :
σ
σ
k
k
-
-
δ
δ
•
V
V
í dụ
í dụ
GC45-5
GC45-5
:

:
Gang cầu
Gang cầu
σ
σ
k
k
≤
≤
45KG/mm
45KG/mm
2
2
;
;
δ
δ
= 5%
= 5%
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
21
21
8.1.3.3. Ứng dụng: chế tạo máy
8.1.3.3. Ứng dụng: chế tạo máy
∑(C+Si)≥4.5%
Biến tính: Mg=0.04-0.08
GC:C-graphit-cầu

Nấu chảy : T
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
22
22
8.1.3.3.Ứng dụng
8.1.3.3.Ứng dụng
•
Chế tạo các chi tiết máy:
Chế tạo các chi tiết máy:
Lực kéo : lớn
Lực kéo : lớn
Lực va đập : lớn
Lực va đập : lớn
Hình dạng phức tạp
Hình dạng phức tạp
•
Ví dụ :
Ví dụ :
Trục khỷu của các động cơ ô tô, máy kéo
Trục khỷu của các động cơ ô tô, máy kéo
Đúc ống nước đường kính lớn
Đúc ống nước đường kính lớn
Đúc trục cán
Đúc trục cán
Đúc bánh răng
Đúc bánh răng
Bi nghiền

Bi nghiền
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
23
23
8.1.4.Gang dẻo
8.1.4.Gang dẻo
8.1.4.1.Đặc điểm
8.1.4.1.Đặc điểm
8.1.4.2.Ký hiệu
8.1.4.2.Ký hiệu
8.1.4.3.Ứng dụng
8.1.4.3.Ứng dụng
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
24
24
8.1.4.1. Đặc điểm
8.1.4.1. Đặc điểm
•
Tổ chức:
Tổ chức:
graphit dạng cụm bông ( hoa tuyết)
graphit dạng cụm bông ( hoa tuyết)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
25
25
•
Tính chất :
Tính chất :
C
C
Graphit
Graphit
:
:
Dạng cụm bông +Khối lượng ít
Dạng cụm bông +Khối lượng ít




Diện tịch bề mặt tương đối thu gọn
Diện tịch bề mặt tương đối thu gọn
σ
σ
-x
-x
ám
ám
<
<
σ

σ
k
k
= 30-60kG/mm
= 30-60kG/mm
2
2
<
<
σ
σ
-c
-c
ầu
ầu
δ
δ


≈
≈


3-15 %
3-15 %
8.1.4.1. Đặc điểm
8.1.4.1. Đặc điểm