Báo cáo: Cơ tính vài các thiết bị đi cơ tính pot

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
KHOA CƠ KHÍ
Tiểu luận Môn:
Tiểu luận Môn:
VẬT LIỆU CÔNG NGHIỆP
VẬT LIỆU CÔNG NGHIỆP

NHÓM 2
NHÓM 2
ĐỀ TÀI:
CƠ TÍNH VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH
GVHD: Nguyễn Minh Tuấn

Lớp: ĐHCK4B
Danh Sách SVTH:
1.Vũ Sĩ Minh _ 08099801
2.Lê Thanh Tuy _ 08105661
3.Nguyễn Công Thới _ 08101051
4.Nguyễn Huỳnh Sơn _ 08111801
5.Nguyễn Ngọc Trí _ 08097701
6.Hoàng Văn Hòa _ 08103741
7.Nguyễn Thanh Hà _ 08100671


NỘI DUNG

NỘI DUNG

I.Tìm hiểu về Cơ Tính của VLCN
I.1. Định nghĩa
I.2. Các đặc trưng cơ bản
I2.1. Độ bền ( Tĩnh )
I2.2. Độ dẻo
I2.3. Độ dai va đập
I2.4. Độ cứng
II.Thiết bị đo Cơ Tính
II.1 Thiết bị đo độ bền
II.2 Thiết bị đo độ dẻo
II.3 Thiết bị đo độ dai
II.4 Thiết bị đo độ cứng


I.Tìm hiểu về Cơ Tính của VLCN
I.Tìm hiểu về Cơ Tính của VLCN
•
1.ĐỊNH NGHĨA
-Cơ tính là tính chất xác định khả năng vật liệu chống
lại các tác động cơ học khi có tác dụng của lực bên
ngoài.

=> cơ tính là cơ sở của các tính toán sức bền, khả
năng sử dụng vào một mục đích nhất định của vật liêu.
Và cơ tính được đánh giá thông qua các chỉ tiêu
sau:độ bền, độ dẻo, độ dai va đập, độ dai phá hủy, độ
cứng

•
2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN.
–
Các đặc trưng cơ bản của Cơ Tính là : độ bền, độ dẻo, độ
dai va đập, độ cứng.
2.1 Độ bền ( Tĩnh ):
Độ bền là khả năng vật liệu chịu được tải cơ học tĩnh mà
không bị phá hủy
a.Các chỉ tiêu: σ
đh
, σ
C
, σ
b
(kG/mm2, MPa, psi, ksi)
Giới hạn đàn hồi σ
đh
khó xác định cho nên chấp nhận σ
0,01
σ
0,05

theo công thức sau:
dh
0
dh
F
MPa
S
σ

=
0,01 0,05
0,01 0,05
0 0
,
F F
MPa hay MPa
S S
σ σ
→ = =
Giới hạn chảy vật lý σ
C
, giới hạn chảy qui ước là σ
0,02

Giới hạn bền σ
b
:
b
0
, [ ]
b
F
MPa
S
σ
=

b. Phương pháp làm tăng độ bền:
•

Ta có thể làm tăng độ bền bằng cách: Tăng hoặc Giảm
mật độ lệch:
•
Giảm: Sợi Fe là 13000 MPa, Fe Armco 220MPa
•
Tăng :Biến dạng nguội, hợp kim hóa, nhiệt luyện…

c. Các biện pháp hóa bền vật liệu
•
Biến dạng dẻo: → tăng mật độ lệch → tăng độ bền: dập,
gò, uốn, gập, kéo, cán nguội → biến cứng, tăng bền
•
Hợp kim hóa: đưa nguyên tử lạ vào → tăng xô lệch
mạng và mật độ lệch → tăng độ bền

•
Tạo các pha cứng phân tán hay hóa bền tiết pha.
–
Nhiệt luyện Tôi + Ram: tôi và sau đó là ram tạo nên sự quá
bão hòa → tăng độ bền , độ cứng
–
Hóa – nhiệt luyện : thấm C, N… tăng bền, cứng chịu mài
mòn, nâng cao bền mỏi
–
Làm nhỏ hạt: là biện pháp duy nhất làm tăng các chỉ tiêu
bền, dẻo, dai
d. Ý nghĩa:
•
Tăng khả năng chịu tải cơ học tĩnh: vật liệu có độ bền cao hơn
thì tải trọng tĩnh chịu được cao hơn

•
Tăng tuổi thọ sử dụng:
•
Làm nhỏ gọn kích thước kết cấu

2.2 Độ dẻo:
2.2 Độ dẻo:


a. Khái niệm:
–
Độ dẻo là khả năng biến dạng của vật liệu dưới tải trọng mà không bị
phá hủy khi chịu tải trọng ở bên ngoài
1 0 0 1
0 0
100%, 100%
l l S S
l S
δ
− −
= Ψ =
b. Chỉ tiêu:

δ: độ giãn dài tương đối
Ψ: Độ thắt tiết diện tương đối

•
c. Tính Siêu Dẻo: Vật liệu có δ tới trên 100%
( 100÷ 1000%)
–

Công dụng: dùng để chế tạo sản phẩm rỗng, dài với
tiết diện không đồng đều: chai, lọ, ống….
–
Chế tạo vật liệu có tính siêu dẻo bằng cách:
•
Tạo tổ chức hạt rất nhỏ, đẳng trục, đồng đều và ổn định
khi biến dạng
•
Biến dạng ở nhiệt độ cao

•
d. Các cơ chế tăng độ dẻo:
–
thay đổi mật độ sai lệch, mức tạp nhiễm, kích
thước hạt
–
Điều này thường xảy ra bằng cách đưa vào
các khuyết tật như các sai lệch tạp nhiễm vào
trong vật liệu. Để di chuyển các khuyết tật này
cần đặt vào các ứng suất lớn hơn.
–
Các cơ chế cho vật liệu tinh thể bao gồm:
•
Sự làm cứng nguội
•
Tăng độ bền dung dịch rắn
•
Tăng độ bền hạt/kết tinh
•
Tăng độ bền biên giới hạt

•
e. Ý nghĩa:
–
Độ dẻo của vật liệu càng cao thì khả năng tạo
hình càng tốt
–
Những vật liệu có độ dẻo cao khó bị phá hủy
giòn.

2.3 Độ dai va đập:
2.3 Độ dai va đập:


•
a. Khái niệm:
–
Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà
không bị phá hủy
•
b. Phương pháp xác định, ký hiệu, đơn vị:
–
Xác định độ va đập trên máy thử va đập bằng lực
đập của búa từ độ cao h để phá hủy mẫu
–
Công thức tính:
•
A
K
: là công phá hủy; S: tiết diện mẫu tại chỗ rãnh khía

10x8mm
2 2
,[ / ] [ / ]
K
K
A
a j cm hay kJ m
S
=
2 2
,[ / ] [ / ]
K
K
A
a j cm hay kJ m
S
=

•
c. Biện pháp tăng a
K
–
Làm cho hạt nhỏ mịn → a
K
tăng
–
Hóa bền bề mặt: tôi bề mặt, hóa - nhiệt luyện
→tăng độ bền, cứng, tăng tính chống mài mòn cho
a
K

cao, chống va đập tốt.
–
Tạo hạt tròn, đa cạnh, có độ dai cao hơn khi hạt có
dạng tấm, hình kim.
•
d. Ý nghĩa:
–
Nhờ xác định độ dai va đập nên có thể nên có thể
đánh giá khả năng chịu va đập mà không bị phá
hủy của chi tiết máy trong quá trình làm việc.

2.4 Độ bền mỏi
2.4 Độ bền mỏi
•
A. Định nghĩa: là khả năng vật liệu chống
lại sự phá hủy dưới tác dụng của lực thay
đổi theo chu kỳ.
•
B. phương pháp xác định và ký hiệu:
–
Độ bền mỏi được xác định bởi giá trị lực lớn
nhất tại chỗ mẫu chịu được 10
7
chu kỳ.
–
Ký hiệu: δ
m

–
Đơn vị: KG/cm

2
hoặc MPa

•
C. Ý nghĩa:
–
Nhờ xác định được độ bền mỏi mà ta có thể
đánh giá được khả năng chịu lực thay đổi
theo chu khỳ trên bề mặt vật liệu.
•
D. Nâng cao độ bền mỏi:
–
Tạo nên bề mặt lớp ứng suất nén dư bằng
cách phun bi, lăn ép, tôi bề mặt, và hóa nhiệt
luyện trên bề mặt kim loại
–
Nâng cao độ bền tĩnh  nâng cao độ bền mỏi
–
Tạo cho bề mặt có độ bóng cao, không có
rãnh, lỗ, tránh được tiết diện thay đổi đột
ngột.

2.6 Độ cứng:
2.6 Độ cứng:


•
Khái niệm:
Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục
bộ của vật liệu thông qua mũi đâm.

Độ cứng Brinen HB:
–
HB = F/S: F là tải trọng, S là diện tích chỏm cầu.
–
Độ cứng của 1 số loại vật liệu:
•
Thép cán( trừ ko gỉ, bền nóng)
•
Thép đúc
•
Gang xám
•
Đồng, latông, brông ở trạng thái biến cứng
•
Đồng, latông, brông ở trạng thái ủ
•
Đura
–
Tuy nhiên độ cứng HB có các nhược điểm sau:
•
Không thể đo các vật liệu có độ cứng lớn hon 450 HB,
mẫu phải to, dày, phẳng.
•
Không cho phép đo trên các trục, đo tương đối chậm
0,34
(0,3 0, 4)
( 60) / 6
0, 40
0,55

0,35
b
b
b
b
b
b
HB
HB
HB
HB
HB
HB
σ
σ
σ
σ
σ
σ
≈
≈ ÷
≈ −
≈
≈
≈

Độ cứng Rôcvel HR ( HRC, HRA, HRB)
•
Đo độ cứng Rôcvel tiện lợi hơn do nhanh, kết quả đo
cho ngay trên máy và đo được các vất liệu từ tương

đối mềm đến cứng, đo tại chỗ, đo được lớp bề mặt.
•
Khác với HB, HR là loại độ cứng có qui ước
–
Độ cứng Rôcvel theo các thang C, A kí hiệu là HRC, HRA
được đo bằng mũi hình nón bằng kim cương dùng đo thép
tôi, lớp hóa – nhiệt luyện
–
Độ cứng Rôcvel theo các thang B kí hiệu là HRB được đo
bằng mũi bi thép tôi dùng để đo thép ủ, thường hóa, gang
đúc.

Độ cứng Vicke HV
–
Là loại độ cứng có phương pháp đo tương tự
Brinen HV = F/S song có những khác biệt sau:
•
Mũi đâm kim cương hình tháp 4 mặt đều với góc ở đỉnh
giữa hai mặt đối diện là 136
0

•
Vicke được dùng để đo độ cứng cho mọi vật liệu từ rất
mềm đến rât cứng cho các mẫu mỏng được coi là độ
cứng chuẩn trong nghiên cứu khoa học

•
Quan hệ giữa các loại độ cứng:
–
Giữa các loại độ cứng trên không có quan hệ

tính toán toán học
–
trong thực tế quan hệ các loại độ cứng cao
hay thấp theo chỉ tiêu sau:
•
loại độ cứng dễ gọt hoặc dập nguội: nhỏ hơn
220HB, 20 HRC, 100HRB
•
loại độ cứng trung bình: 250 ~ 450 HB, 25 ~ 45
HRC.
•
loại độ cứng cao: 50 ~ 64 HRC
•
loại độ cứng rất cao: lớn hơn 64 HRC, 84 HRA

•
Ý nghĩa:
–
Khả năng chống mài mòn trên bề mặt: muốn chống
mài mòn thì vật liệu phải có độ cứng cao
–
Khả năng cắt gọt của dao hoặc khuông dập nguội:
Độ cứng càng cao thì khả năng cắt càng tốt, sẽ có năng
suất lớn.
–
Khả năng gia công cắt của phôi: độ cứng của phôi cao
sẽ khó cắt, thấp quá sẽ sinh dẻo. với thép thì độ cứng
thích hợp từ 150 ~ 200 HB.
–
khả năng chịu áp lực cục bộ của phôi: khi gia công đột

lỗ, uốn, gò, hàn, … bằng áp lực, nếu độ cứng càng cao,
vật liệu càng khó gia công.
–
Khả năng mài bóng: Độ cứng càng cao, khả năng mài
bóng càng tốt.

2.7 Quan hệ giữa các đặc trưng cơ tính
2.7 Quan hệ giữa các đặc trưng cơ tính
trong vật liệu (thép)
trong vật liệu (thép)
•
Trong phạm vi nhất định, độ cứng tăng thì độ
bền tăng
•
Độ cứng của vật liệu càng cao thì độ dẻo và độ
dai va đập càng giảm. Độ cứng cao khi làm việc
sẽ có độ tin cậy thấp, dễ bị phá hủy giòn:
–
trong điều kiện tải lớn khi quá tải sẽ sinh ra nứt
gãy đột ngột.
–
trong điều kiện tải tĩnh và tải động lớn khi va đập
thì dễ bị vỡ, mẻ.
–
trong điều kiện chịu mỏi dễ sinh vết nứt rạn trên
bề mặt. Đồng thời độ dai K
IC
thấp làm cho vết rạn
nứt mở rộng và tiến sau vào trong gây phá hủy
giòn

b
δσ
.
c
δ σ

•
Độ dai va đập a
K
tỉ lệ với tích hoặc
. như vậy chỉ cần độ bền hay độ dẻo nhỏ
cũng làm a
K
kém đi
•
Phá hủy giòn rất nguy hiểm:
–
Vì không có dự báo từ hình dáng bên ngoài, xảy
ra đột ngột nên dẫn đến hậu quả tai hại.
–
Vì độ dai va đập chưa đặc trưng cho loại phá
hủy này nên người ta dùng K
IC
gọi là độ dai
phá hủy ( khả năng chống phá hủy do mở
rộng vết nứt)
b
δσ
.
c

δ σ

II.THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH
II.THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH
•
1.THIẾT BỊ ĐO ĐỘ BỀN
•
1.1.Máy thử sức bền vật liệu
vạn năng INSTRON3300
Máy kiểm tra sức bền vật liệu
vạn năng Instron
Kiểu để bàn,kN tuân theo các
tiêu chuẩn ASTM E4, BS 1610,
DIN 51221, ISO 7500/1, EN
10002-2, AFNOR A03-501 và một
số tiêu chuẩn quốc tế khác.
Hãng sản xuất: Instron - Mỹ
II.THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH
II.THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH

•
1.2.Thiết bị kiểm tra
sức bền vật liệu TIME
GROUP
Thông tin sản phẩm:
Máy tính điều khiển servo
thủy lực thử nghiệm máy
phổ chủ yếu được sử dụng
để thực hiện sự căng thẳng,
nén, uốn, cắt thử nghiệm vv

cho vật liệu kim loại. Đính
kèm với các phụ kiện đơn
giản và thiết bị, nó có thể
được sử dụng để gỗ, bê
tông, xi măng, cao su, và
như vậy.
II.THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH
II.THIẾT BỊ ĐO CƠ TÍNH