CƠ TÍNH VẬT LIỆU VÀ Ý NGHĨA

CƠ TÍNH VẬT LIỆU &
Ý NGHĨA


Nội dung trình bày :
Cơ tính:

•
•
•
•

Độ bền

1.Định nghĩa

Độ dẻo

2.Phương pháp xác định

Độ cứng

3.Ý nghĩa

Độ dai va đập


Cơ tính là gì ??

•
•

•

Cơ tính là một trong những thuộc tính quan trọng của vật liệu.
Cơ tính dùng để đánh giá khả năng sử dụng và chất lượng của vật liệu.
Cơ tính thể hiện qua nhiều chỉ tiêu: độ bền, độ dẻo, độ cứng, độ dai va
đập,…

•

Độ dẻo, độ bền, độ cứng và độ dai va đập là đặc tính quan trọng nhất.


I. Độ bền.

1. Độ bền là gì?

•

Độ bền là khả năng của vật liệu chịu được tác động của ngoại lực mà
không bị phá hủy.


2. Phương pháp đánh giá độ bền,
đơn vị và kí hiệu

•

Để đánh giá độ bền ta dùng đến ứng suất. Có 3 loại ứng suất:

+ Giới hạn đàn hồi σp là ứng suất lớn nhất với tải trọng Pp mà biến dạng dư

không vượt quá 0,05% σp = Pp / F0, KG/cm2
+ Giới hạn chảy σc là ứng suất khi kim loại chảy (tải trọng không đổi nhưng
chiều dài tiếp tục tăng) ứng với biến dạng dư không vượt quá 0,2%
σc=Pc/F0, kG/cm

2


+ Giới hạn bền σb là ứng suất lớn nhất ngay khi mẫu bị phá hoại, được xác
định theo công thức sau σb =Pmax/F0, kG/cm

2

- Độ bền ký hiệu : σ
- Ngoài ra tùy thuộc vào các dạng khác của ngoại lực mà ta các dạng
độ bền khác nhau:
+ Độ bền kéo: σk
+ Độ bền uốn: σu
+ Độ bền nén: σn


3. Ý nghĩa :

•

Nhờ các chỉ tiêu phản ánh độ bền của vật liệu có thể đánh giá tính sử
dụng bao gồm:

+ Tuổi thọ sử dụng: nếu các chi tiết máy làm việc trong điều kiện sử
dụng như nhau được làm bằng vật liệu có độ bền khác nhau, loại nào có

độ bền cao hơn thì sử dụng lâu hơn


+Làm nhỏ gọn kích thước kết cấu: nếu các chi tiết máy có cùng kết cấu
được làm bằng các vật liệu có độ bền khác nhau, loại nào có độ bền cao hơn
thì cho phép chế tạo kích thước nhỏ gọn hơn mà vẫn đạt yêu cầu sử dụng.


II. Độ dẻo:
1. Định nghĩa
- Độ dẻo là khả năng biến dạng dưới tác dụng của lực bên ngoài mà không
bị phá hỏng đồng thời giữ biến dạng đó khi bỏ lực tác dụng.


2. Phương pháp xác định độ dẻo, đơn vị và ký hiệu:

•

Để đánh giá độ dẻo người ta thường đánh giá bằng hai chỉ tiêu:

- Độ dãn dài tương đối khi bị đứt: là khả năng vật liệu thay đổi chiều dài
sau khi bị kéo đứt. Kí hiệu là: δ


- Độ thắt tiết diện tương đối: là khả năng vật liệu thay đổi tiết diện khi mẫu bị
kéo đứt. Kí hiệu là: Ψ
- Đơn vị: tất cả hai chỉ tiêu trên đều dùng đơn vị là phần trăm thay đổi (%) dựa
theo công thức:
δ = ((l1 – l0)/l0) X 100(%)
Ψ = ((S0 – S1)/S0) X 100(%)

Trong đó: l0, S0, là chiều dài, diện tích mặt cắt ngang của mẫu ban đầu
l1, S1, là chiều dài, diện tích mặt cắt ngang sau khi kéo đứt của mẫu



3. Ý nghĩa:
- Đánh giá khả năng biến dạng dẻo của vật liệu khi chịu gia công áp lực
- Độ dẻo vật liệu càng cao thì khả năng tạo hình bằng các phương pháp gia
công áp lực như: cán, kéo, ép, rèn,...càng tốt.
- Qua trị số độ dẻo có thể xác định được vật liệu bị phá hủy dẻo( trước đó
có biến dạng dẻo) hoặc phá hủy giòn( trước đó không có hiện tượng biến
dạng).


III. Độ cứng
1. Định nghĩa

•

Độ cứng là khả năng vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có một
vật khác cứng hơn tác dụng lên bề mặt của nó.


2.Phương pháp xác định độ cứng, đơn vị và ký hiệu:

•
•
•
•
•

Có ba kiểu đo khác nhau:
• Rockwell và phương pháp đo:
- Độ cứng Rockwell được tính theo công thức : HR = N – h/s
N: hằng số phụ thuộc vào các phương pháp đo khác nhau
h : độ sâu vết lõm được tính theo mm


s :giá trị độ chia tính theo mm (thông thường là 0,002 Rockwell bề mặt là
0,001)
Phương pháp đo độ cứng theo HR, đầu đo có thể là viên bi, cũng có thể là
mũi
kim cương hình ung và trị số của độ cứng được thể hiện qua chiều sâu của
vết nén
1: di chuyển mũi thử sat bề mặt mẫu cần thử


2: ra tải trước 3 hoặc 10kg và vị trí 0 đã được thiết lập
3: ra tải : 15, 30, 45, 60, 100, 150 tùy thuộc vào từng ứng dụng.
4: Kết quả hiển thị được tính dựa vào độ sâu vết lõm và giá trị lực tải.


• Vicker và phương pháp đo:
- Đầu đo độ cứng theo HV là mũi kim cương hình ung (Diamond pyramid).
HV = constant x lực kiểm tra / đường kính chéo vết lõm
- Độ cứng Vicker đã được thuyết minh ở Anh năm 1925 và đã được biết đến
một cách chính thức với kiểu kiểm tra DPH (Diamond Pyramid Hardness),
Vicker có hai dải lực, micro (10g- 1000g) và macro (1kg- 100kg).

Trừ trường hợp lực kiểm tra dưới 200g, giá trị Vicker nói chung là độc lập tức là
vật liệu kiểm tra là đồng đều thì giá trị của Vicker là như nhau (khi ung 500 g và
50kgf)
• Brinell và phương pháp đo:

-

Công thức tính độ cứng brinen:


Trong đó:
P: lực ép viên bi vào vật liệu thí nghiệm (Kg)
F: diện tích hình chỏm cầu của vết lõm (mm2)
D: đường kính viên bi thép (mm)
d: đường kính vết lõm (mm)


2. Công dụng của các loại độ cứng:

•

- HB thường đo các vật mềm ( gang grafit, hợp kim màu) kích thước lớn
thường là bán thành phẩm, được ung nhiều

•

- HRB thường đo các vật mềm (gang grafit, hợp kim màu) kích thước
nhỏ và trung bình, thường là những thành phẩm.

- HRA đo các vật cứng mỏng (hợp kim cứng, thép qua hóa nhiệt luyện)
- HRC đo các vật liệu khá cứng, thường là các thành phẩm làm bằng thép đã
qua tôi và ram (được ung nhiều).


3. Ý nghĩa

- Thông qua độ cứng có thể đặc trưng được cho tính chất làm việc của các sản
phẩm cơ khí:
- Khả năng chống mài mòn bề mặt.


- Khả năng cắt gọt của dao hoặc khuôn dập nguội.
- Thông qua độ cứng có thể đặc trưng cho tính công nghệ của vật liệu ở dạng
phôi:
- Khả năng gia công cắt của phôi.
- Khả năng chịu áp lực cục bộ.


IV. Độ dai va đập
1.Định nghĩa

-

Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà không bị phá
hủy.

2. Phương pháp xác định, đơn vị và ký hiệu:
- Để xác định độ dai va đập thường người ta thực hiên trên máy thử
va đập bằng lực đập của búa trên máy với độ cao h để phá hủy mẫu

kim loại