Câu hỏi ôn tập vật liệu ky thuật cơ khí

CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT CƠ KHÍ
1. Vật liệu thường sử dụng trong cơng nghiệp hiện nay được chia thành mấy nhóm. Hãy nêu
các tính chất điển hình của vật liệu kim loại, vật liệu vơ cơ, vật liệu hữu cơ. )
1.Vật liệu kim loại:

2. Ceramic( Vật liệu
vô cơ):

3. Polyme (Vật liệu
hữu cơ)

4. Compozit:

VLKL là tổ hợp chủ
yếu của các ngun tố
KL.

VLVC có nguồn gốc
vơ cơ là hợp chất giữa
kim loại, silic với á
kim (oxit, nitrit, cacbit)
gồm khống vật đất
sét, xi măng, thủy tinh.

VLHC có nguồn gốc
hữu cơ mà thành phần
chủ yếu là cacbon,
hydro và các á kim có
cấu trúc đại phân tử:

được tạo thành do sự

kết hợp của 2 hoặc 3
loại vật liệu trên.

Các tính chất điển hình
VLKL:

Các tính chất điển hình
của VLVC ceramic là:

Đắt và khá đắt;

Rẻ và khá rẻ;

Rẻ và khá rẻ;

Có ánh kim, phản xạ
ánh sáng, không cho
ánh sáng thường đi
qua, dẻo dễ biến dạng
(cán, kéo, rèn, ép);

Khá nặng;

Khối lượng riêng nhỏ;

Dẫn điện, dẫn nhiệt
cao;

Dẫn điện, nhiệt kém
(cách điện, cách nhiệt);

Dẫn nhiệt và dẫn điện
kém;

Có độ bền cơ học
nhưng kém về hóa học.

Cứng, giòn, bền ở nhiệt Dễ uốn dẻo đặc biệt ở
độ cao.
nhiệt độ cao;

VLKL thông dụng:
thép, gang, đồng,
nhôm, titan, niken….,
và các hợp kim của
chúng

◦Ví dụ: KL- polyme;
KL-Ceramic; polymeceramic

Bền hóa học ở nhiệt độ
thường và khí quyển,
nóng chảy và phân hủy
ở nhiệt độ thấp.

Câu 2: so sánh các mạng tinh thể điển hình ?
Mạng lập phương tâm khối ( thể tâm) A2 Mạng lập phương tâm
mặt (diện tâm) A1
1. Số lượng nguyên tử trong ô cơ bản
riêng biệt

N=9

N=14

Mạng sáu phương( lục
giác ) xếp chặt A3
N=17


2. Số lượng nguyên tử trong mạng
tinh thể n=2
3. Thông số mạng
a=b=c (1 thông số mạng )
4. Các kim loại có kiểu mạng
Fe,Cr,W,Mo…

n=4

n=6

a=b=c (1 thơng số
mạng)
Fe,Cu,Ni,Al,Pb.

a=b;c (2 thơng số
mạng )
Zn,Mg,Be,Ti,Co…

6. Mật độ mặt

78,5%

91%

7. Mật đọ khối

74%

73%

5. Bán kính nguyên tử

3. Các đặc trưng cơ tính của vật liệu.

-Độ bền: là khả năng của kim loại chiu được tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hỏng
+Giới hạn đàn hồi : Là ứng suất lớn nhất tác dụng lên mẫu σđh= Fđh/So [MPa]
+Giới hạn chảy :σc là ứng suất tối thiểu mà ở đó xảy ra q trình chảy dẻo σc = Fc/S0 [MPa]
+Giới hạn bền kéo :σk là ứng suất tối đa mà mẫu chịu được trước khi bị phá huỷ đứt. σk =
Fk/S0 [MPa]
+Giới hạn bền mỏi:
- Giới hạn bền mỏi là giới hạn tại đó vật liệu bị phá hủy dưới tác động của tải trọng thay đổi có
chu kỳ
-Độ dẻo (δ%)
-Là khả năng vật liệu thay đổi hình dáng, kích thước (hoặc khả năng biến dạng của VL) mà
không bị phá hủy khi chịu lực tác dụng bên ngoài.
-Độ dai va đập(aₖ)
-Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà ko bị phá hủy
- Độ cứng (HB; HR; HV)
-Là khả năng vật liệu chống biến dạng dẻo cục bộ khi có một vật khác cứng hơn tác dụng lên
bề mặt của nó.

Cơ tính

Tính chất vật lý

Tính chất hóa học

Tính chất cơng nghệ

Độ bền

Khối lượng riêng

Tính chịu ăn mịn

Tính đúc


Độ dẻo
Độ dai va đập
Độ cứng

Tính nóng chảy
Tính giãn nở
Tính dẫn nhiệt
Tính dẫn điện
Từ tính

Tính chịu nhiệt
Tính chịu axit

Tính rèn
Tính hàn
Tính cắt gọt

Câu 4 Trình bày về biến dạng của vật liệu
Có 2 loại biến dạng chính: biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo
 Biến dạng dẻo là biến dạng của một vật liệu chịu sự thay đổi hình dạng không thể đảo ngược
dưới tác dụng của một lực bên ngồi ( khi bỏ tải vật liệu sẽ khơng trở về hình dáng ban đầu )
 Biến dạng đàn hồi: có khả năng tự phục hồi (khi tải đặt vào được gỡ bỏ, vật liệu trở về
nguyên hình dạng ban đầu của nó) và độ biến dạng thường nhỏ ( trừ 1 số nhựa và cao su)
Câu 5 So sánh dung dịch rắn thay thế và dung dịch rắn xen kẽ
 Dung dịch rắn thay thế là dung dịch ở trạng thái rắn hình thành khi nguyên tử chất tan thay thế
nguyên tử dung môi. Loại dung dịch rắn này chỉ tạo thành nếu các nguyên tử chất tan đủ lớn để
thay thế các nguyên tử dung môi trong mạng tinh thể. Hơn nữa, kích thước nguyên tử của chất
tan gần tương tự với kích thước nguyên tử dung môi
 Dung dịch rắn xen kẽ là dung dịch ở trạng thái rắn hình thành khi các nguyên tử chất tan lọt
vào các lỗ giữa các nguyên tử dung môi của mạng tinh thể. Các dung dịch rắn này chỉ hình
thành nếu các nguyên tử chất tan đủ nhỏ để đi vào các lỗ của mạng tinh thể. Ngoài ra, kích
thước nguyên tử của nguyên tử chất tan phải bằng khoảng 40% kích thước của ngun tử dung
mơi để tạo thành loại mạng tinh thể này.
6. Điều kiện cần để hai kim loại hịa tan vơ hạn vào nhau
- Đường kính nguyên tử sai khác nhau ít, dưới 8%, từ 8-15% hịa tan có hạn, > 15% khơng thể hồ
tan vào nhau.
- Các tính chất lý, hố gần giống nhau nhất là nhiệt độ chảy;
- Có cùng hố trị
Cùng kiểu mạng

7. Vẽ giản đồ trạng thái hợp kim Fe-C.

8. Khái niệm về gang. Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm mấy loại, đó là những loại nào?
Hãy xác định trên giản đồ trạng thái
* Khái niệm
_ Gang là hợp kim của sắt với Cacbon có thành phần Cacbon 2,14% < C < 6,67%. Trong thực tế, lượng
Cacbon trong gang thường trong khoảng 2-4%
_ Ngoài ra, cịn có các ngun tố thường gặp là Mn, Si, P, S. Mo.....
_ Nhiệt độ nóng chảy của gang thấp hơn thép, nấu chảy gang dễ thực hiện hơn.
* Phân Loại
_ Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm 2 loại chính đó là gang có grafít và gang trắng
_ Gang có grafít: là loại gang trong đó phần lớn hoặc toàn bộ lượng Cacbon ở dưới dạng tự do (grafit)
với các hình dạng khác nhau: tấm, cụm, cầu. Tuỳ theo hình dạng của graphit, lại chia thành 3 loại:
Gang xám, gang dẻo và gang cầu.
_ Gang trắng: là gang có cacbon tồn tại ở dạng Xe (Fe3C- Xementit). Như vậy, tổ chức của gang trắng
tương ứng với giản đồ trạng thái Fe-C ln có chứa hỗn hợp cùng tinh Le (Leđeburit).
*Xác định trên giản đồ trạng thái
 Gang tương ứng với giản đồ pha Fe - C (Fe - Fe3C) là gang trắng, rất ít được sử dụng do q
cứng, giịn, khơng thể gia cơng cắt được. Theo sự khác nhau về tổ chức ta gặp ba loại gang
trắng sau
1. Gang trắng trước cùng tinh với thành phần cacbon ít hơn 4,3% ở bên trái điểm C, có tổ chức
peclit + xêmentit thứ hai + lêđêburit.
2. Gang trắng cùng tinh có 4,3%C ứng đúng điểm C hay lân cận, với tổ chức chỉ là lêđêburit.
3. Gang trắng sau cùng tinh với thành phần > 4,3%C ở bên phải điểm C, có tổ chức lêđêburit +
xêmentit thứ nhất


9. So sánh gang xám, gang cầu, gang dẻo.


10. Phân loại thép các bon, thép hợp kim

A. Thép Cacbon: là hợp kim của Fe-C với lượng C ≤ 2,14%. Ngồi ra cịn có một số tạp chất
Mn ≤ 0,8%; Si ≤ 0,4%; P ≤ 0,05%; S ≤ 0,05%.

 Theo tổ chức tế vi.
 Theo phương pháp luyện kim.
 Theo phương pháp khử ôxy:được phân chia ra thép sôi, thép lặng và thép nửa lặng.
 Theo độ sạch của tạp chất có hại P,S: chất lượng thường P,S<_0.05%, chất lượng tốt
P,S<-_0.04%.
 Theo công dụng: thép cacbon chất lượng thường, thép kết cấu,thép dụng cụ, thép công
dụng riêng
B. Thép hợp kim: Thực chất từ thép C, người ta thêm vào một số nguyên tố như: Mn,Si,W, Cr,
Ni, Mo, Ti....để làm tăng cơ tính của thép.
Phân loại thép cacbon: phân loại theo dụng cụ
• Thép cán nóng thơng dụng: dùng trong xây dựng và việc tương tự, khơng nhiệt luyện.
• Thép kết cấu: chủ yếu để làm các chi tiết máy, thường phải qua nhiệt luyện.
• Thép dụng cụ: làm dụng cụ (Cắt gọt, biến dạng đo lường…). phải qua nhiệt luyện.
• Thép cơng dụng( thép chun dùng ).
Phân loại thép hợp kim: phân loại theo cơng dụng
• Thép cán nóng thông dụng:dùng trong xây dựng và việc tương tự, không nhiệt luyện khi sử
dụng.
• Thép kết cấu: chủ yếu để làm chi tiết máy, thường phải qua nhiệt luyện.
• Thép dụng cụ: làm dụng cụ cắt, khuôn, … bắt buộc qua nhiệt luyện.
• Thép hợp kim đặc biệt: là nhóm thép có cơ tính chất cơ, lý, hóa đặc biệt.


11. Hãy so sánh các đặc tính của nhơm ngun chất và đồng nguyên chất. Nêu công dụng
của chúng.
Nhôm nguyên chất
a. Đặc điểm:

Đồng nguyên chất
a. Đặc điểm:

Là kim loại chỉ có một dạng thù hình, mạng
lập phương tâm mặt (A1), có màu sáng bạc,
có ánh kim.
b. Lý tính :

Đồng là kim loại chỉ có một dạng hình thù,
mạng tinh thể là lập phương tâm mặt (A1).

b. Lý tính

Khối lượng riêng:  = 2.7 g/cm3 = 1/3 Cu

Khối lượng riêng:  = 8.94 g/cm3 : lớn

Nhiệt độ nóng chảy: Ts = 660oC - thấp

Dẫn điện, dẫn nhiệt: tốt (sau Ag)
Nhiệt độ nóng chảy: Tnc = 1083oC : cao

c. Hóa tính

c. Hóa tính

Al + O2 Al2O3: Sít chặt (khơng xốp), liên
kết chặt với nền kim lọai => Bảo vệ lớp bên
trong  Khơng bị ăn mịn
d. Cơ tính

= 40% = 0.4 cao

 Độ cứng : HB = 25 - thấp
Al



kết chặt với nền kim lọai  Khơng bị ăn mịn
(nước, nước biển, kiềm, axit hữu cơ).
d. Cơ tính

 Độ bền : k = 600 N/mm2 - thấp
 Độ dẻo:

Cu + O2 Cu2O : Sít chặt (khơng xốp), liên

Biến dạng nguội  HB, 

e.Tính cơng nghệ

Độ dẻo:

- cao

Độ cứng, Độ bền: HB = 40 - thấp; 
=160N/mm2 - thấp
Cu  Biến dạng nguội  HB=125, 
=450N/mm2
e. Tính cơng nghệ

Gia cơng áp lực: Cán, kéo  Sợi, dây,
thanh, tấm

Gia công áp lực: Cán, kéoSợi, dây,
thanh, tấm

Gia cơng đúc: Dễ nấu chảy + Co ngót lớn
=>Tính đúc kém

Gia cơng đúc : Tnc- cao
nấu chảy
Tính hàn : tốt



Khó


Ứng dụng:

Ứng dụng:

Sản xuất dây và cáp điện

Sản xuất dây và cáp điện

Xây dựng: lá nhôm, tấm lợp, nội thất

Sản xuất hợp kim

Cơng nghệ thực phẩm: Thùng đựng, bao gói

Đồ gia dụng

Đồ dùng gia đình: xoong, nồi
Sản xuất hợp kim
Sản xuất hóa chất

12. So sánh, phân loại hợp kim nhơm, hợp kim đồng.
Hợp kim nhơm


Để có độ bền cao người ta phải hợp
kim hóa nhơm và tiến hành nhiệt luyện



Khối lượng riêng nhỏ (~2,7g/cm³)
nên nhôm và hợp kim nhôm chỉ nặng
bằng 1/3 thép, đó là tính chất đặc biệt
được chú trọng khi các thiết bị cần chế
tạo phải chú trọng đến trọng
lượng (trong ngành hàng khơng, vận
tải...).



Tính chống ăn mịn trong khí quyển:
Do đặc tính ơxy hố của nó đã biến lớp
bề mặt của nhơm thành ơxít nhơm

(AlO) rất xít chặt và chống ăn mịn cao
trong khí quyển, do đó chúng có thể
dùng trong đa ngành mà khơng cần sơn
bảo vệ. Để tăng tính chống ăn mịn,
người ta đã làm cho lớp ơ xít nhơm bảo
vệ dày thêm bằng cách anot hố



Tính dẫn điện: Tính dẫn điện của
nhơm bằng 2/3 của đồng (kim loại),
nhưng do nhôm nhẹ hơn nên chúng
được sử dụng nhiều hơn bởi nếu cùng
truyền một dòng điện thì dây nhơm nhẹ
hơn bằng 1/2; ít bị nung nóng hơn...



Tính dẻo: Rất dẻo, nên rất thuận lợi
cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng,
màng, ép chảy thành các thanh có biên
dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, các
loại tản nhiệt...rất thuận tiện khi sản

Hợp kim đồng
-Cơ tính, tính cơng nghệ: hợp kim đồng cơ
tính tương đối cao, độ dẻo, độ dẫn điện,
dẫn nhiệt cao độ ổn định hóa học tốt. Tính
cơng nghệ tốt, ít ma sát mà vẫn giữ được
đặc tính tốt của đồng.

-Thành phần các nguyên tố tạo nên hợp
kim đồng là Zn,Sn, Al, Be, Mn, Ni…chúng
nâng cao độ bền cho đồng, nhưng ít ảnh
hưởng độ dẻo trong phạm vi nồng độ xác
định. Đây là điểm đặc biệt của hợp kim
đồng


xuất).




Nhiệt độ nóng chảy: Tương đối thấp
nên thuận tiện cho việc nấu chảy khi
đúc, nhưng cũng làm nhôm và hợp kim
nhôm không sử dụng được ở nhiệt độ
cao hơn 300-400 độ C.
Độ bền, độ cứng: Thấp.

Phân loại:

Phân loại

+Nhóm hơp kim khơng hóa bền bằng nhiệt
luyện: hệ Al-Mn và Al-Mg

+La tơng(L)đồng thau: hợp kim của đồng
với kẽm LCu90Zn10

+Nhóm hợp kim biến dạng hóa bền bằng
nhiệt lun: hệ Al-Cu và hệ Al-CuMg(Đura)

+Brơng(B)đồng thanh:là hợp kim của đồng
với các nguyên tố khác trừ Zn, như Cu-Sn
gọi là đồng thanh thiếc, Cu-Al đồng thanh
nhôm, Cu-Be đồng thanh berili, Cu-Pb
đồng thanh chì,

+Hợp kim nhơm đúc:
*Silumin đơn giản(Al-Si)
*Silumin phức tạp(Al-Si-Mg(Cu))
+Các hợp kim nhôm đúc khác : hợp kim
Al-Cu tính đúc kém; Hợp kim Al-Mg

13. Cho các ký hiệu vật liệu sau: Gang, thép (12Cr2NiWSi, 18Cr2Ni4WA, 15CrV,
30CrMnTi,) hợp kim cứng (nhóm 1 cacbit WCCo8, 2 cacbit WCTiC30Co4, 3cacbit
WCTiC8TaC12Co9), đồng thanh (BcuSn10Pb1, BCuSn6Zn5Pb4, BcuBe2.5,
BCuPb30), thép ổ lăn (OL100Cr2SiMn, OL100Cr2), đồng thau (LCu80Zn20,
LCuZn29SnlPb3), hợp kim nhôm đúc (AlSi9Mg, AlSi6MgMnCu7), 90W9Cr4V2Mo
-

Giải thích các ký hiệu trên;

-

Xác định % của hàm lượng các nguyên tố trong công thức;

-

Các loại vật liệu trên để chế tạo các chi tiết nào? -

-

+Giai thích ký hiệu:

-

30CrMnTi

-

là thép kết cấu nhóm thép crom-mangan-titan

30CrMnTi

+Hàm lượng các ngun tố: có C (cacbon=0.3%), (Crơm) Cr=1%,(mangan) Mn=1% (Titan)
Ti=1%


+Ứng dụng: dùng để sản xuất các chi tiết của ô tô máy kéo (bánh rang hộp số, bánh rang cầu
sau, các trục quan trọng….)
-

- LCuZn29SnlPb3
+Giai thích ký hiệu: LCuZn29Sn1Pb3: L là đồng thau (la tông) phức tạp
+Hàm lượng các nguyên tố: có 29% Zn (kẽm), 1% Sn (thiếc), 3% Pb (chì) cịn lại là 67% Cu
+Ứng dụng: do có Sn để làm tăng tính chống mài mịn trong mơi trường nước biển, Pb tăng
khả năng bôi trơn nên để làm ống và các chi tiết máy tàu biển.

-

90W9Cr4V2Mo
+Giải thích ký hiệu: 90W9Cr4V2Mo: thép gió thuộc loại thép hợp kim.
+Hàm lượng các ngun tố: có C=0.9%, Vonfram (W=9%), Crơm (Cr=4%), Vanađi V=2%,
Molipđen Mo=1%

GZ45-5: gang trắng có giới hạn bền kéo là 45(KG/mm^2), độ dẻo là 5 (%) dùng chế tạo các
hình dạng phức tạp.
12Cr2NiWSi:

14. Hãy so sánh tính chất chung, công dụng của vật liệu vô cơ và hữu cơ.
Vật liệu vơ cơ

Vật liệu hưu cơ

Tính chất

Tính chất

- Bền hóa học cao.

* Trọng lượng riêng: rất nhẹ, 1.0 g/cm3.

- Cách nhiệt tốt.

* Dẫn điện, dẫn nhiệt kém: làm chất cách


- Tính dịn cao.

- Chịu nén tốt hơn nhiều so với chịu kéo.
- Cơ tính phụ thuộc rất nhiều vào khuyết tật
(vết nứt, lỗ xốp) bên trong.

điện.
* Bền vững hóa học, chịu axit, bazo
* Cơ tính (kéo, xoắn, uốn, độ cứng) thấp 
khơng đáp ứng u cầu thực tế.
* Hóa già theo thời gian
 sử dụng thêm phụ gia: chất độn, chống lão
hóa, chống tia..

Cơng dụng

Cơng dụng

15. Hãy kể tên các vật liệu phi kim loại dùng trong ngành cơ khí.
-chất dẻo
-vật liệu kết hợp : sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi bo, sợi hửu cơ, kim loại bọc
sợi
-cao su :
Cao su thiên nhiên.Cao su divinyl (C4H6)N.Cao su poliizopren.Cao su
etylenpropylen.Cao su divinylstyren
Các loại cao su công dụng đặc biệt.Cao su chịu dầu mỡ.Cao su chịu
nhệt.Cao su chịu ánh sáng.Cao su chống mài mòn
-Vật liệu keo :
Keo trên cơ sở các polime nhiệt dẻo
Keo trên cơ sở các polime nhiệt rắn
-Thủy tinh vơ cơ :tt dân dụng ,tt chịu hóa học chịu nhiệt, tt quang học….
-Vật liệu Gốm : Gốm xốp, gốm đặc, dụng cụ cắt gọt bằng gốm

16. Hãy nêu tên gọi của các loại polyme thường sử dụng.
_ Polyetylen (PE): đồ chơi, ống nước nóng, bao nilong;
_ Polystyren (PS): chai lọ, ống, vỏ tivi, màng bao gói;
_ Polypropylen (PP): hộp đựng đồ, vỏ acquy, ống tiêm, bàn ghế;
_ Polycacbonat (PC): nón bảo hiểm, kính, đĩa hát;
_ Polyamit (PA): bánh răng, lưới đánh cá, ổ trượt, độn sợi thuỷ tinh;
_ Polyvinilcloric (PVC): ống nước, vỏ dây điện;
_ Polyeste (PTE): ổ trượt, bánh răng, vỏ bọc dây cáp điện, đĩa CD;
_ Polymetylmetacrilat (PMMA) v.v... dùng làm vật liệu phủ chống ăn mịn, mài mịn các van
ống đệm chịu hóa chất.
17. Hãy nêu cơ tính, cơng dụng của các loại compozit cốt sợi phổ biến.
a. Compozit nền polyme, sợi thủy tinh là vật liệu thông dụng nhất hiện nay


- Cơ tính: Vừa bền, nhẹ, chống ăn mịn, chống va đập, cách điện tốt, công nghệ chế tạo đơn
giản, giá thành hạ.
- Công dụng: mui xe hơi, cửa, thùng xe lạnh, mũi máy bay, áp tường trong máy bay, vỏ xuồng
ca nơ, phịng tắm, bể bơi…
Ưu điểm: Trong cơng nghiệp ơtơ có sức cạnh tranh nhờ giảm khối lượng và lượng tiêu hao
nhiên liệu ít nhất khi làm việc.
b. Composite nền polyme-cốt sợi khác
_ Composite nền polyme và các loại sợi cốt khác có độ đàn hồi tốt hơn và có tính chịu nhiệt cao
hơn polyme sợi thủy tinh. Cơng dụng: Composite nền polyme sợi polyamit có thể chế tạo các
kết cấu tàu biển, hàng không, dụng cụ thể thao.
c. Compozit nền polyme sợi bo hoặc sợi cacbon:
- Cơ tính: Có độ bền cao hơp 4-5 lần so với thủy tinh, là vật liệu nhẹ, có độ bền cao, chịu được
nhiệt độ, ăn mòn cao, đàn hồi và chống rung tốt, chịu mỏi cao.
- Công dụng: Phù hợp để chế tạo những chi tiết máy cần cơ tính tổng hợp cao và nhẹ như cánh
quạt máy bay lên thẳng, cánh thăng bằng, cánh quạt máy nén khí, kết cấu trong tàu vũ trụ, tàu biển,
dụng cụ thể thao. Cạnh tranh trong sản xuất máy bay do giảm nhẹ được khối lượng nên lượng nhiên

liệu tiêu hoa ít
(giảm 20%-30%) so với dùng kim loại.
d. Compozit nền kim loại cốt sợi:
- Thành phần: Trong loại này nền kim loại có thể là AI, Cu, Mg, Ti với cốt sợi cacbon, SiC, sợi
Bo, dây kim loại... tỉ lệ thể tích sợi khoảng 20 đến 50%.
- Cơ tính: Composite nền nhơm – sợi Bo có phủ SiC là loại có triển vọng nhất vì có độ bền
riêng cao, modun đàn hồi cao, nhẹ sử dụng nhiều trong lĩnh vực hàng không
Câu 18 Cấu tạo vật liệu compozit. Tính chất của vật liệu và nêu một số vât liệu.
-Cấu tạo : gồm có pha nền và pha cốt
+Pha liên tục trong toàn khối gọi là pha nền, pha phân bố gián đoạn được nền bao bọc gọi là cốt
– Tính chất: 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.
-Liên kết cốt thành khối để tạo hình
-Bảo vệ: che phủ cốt khỏi các tác động cơ học
-Nhiệm vụ của cốt là chịu tải tạo nên độ bền cao đàn hồi cao cho composite
-Liên kết ôxit
-Liên kết cơ học
-Liên kết phản ứng khi xảy ra phản ứng hóa học giữa cốt và nền tạo thành keo dính chặt
-Liên kết hỗn hợp
Phân loại:
+Compozit cốt hạt: compozit hạt thô nên kim loại; compozit hạt thô nền polymer
+Compozit cốt sợi: compozit nền polymer, sợi thủy tinh; compozit nền polymer-cốt sợi khác;
compozit nền polymer sợi bo,hoặc sợi cacbon; compozit nền kim loại cốt sợi
+Compozit cấu trúc: dạng lớp; combozit cấu trúc dạng tấm ba lớp


Câu 19

Trong các lưỡi cắt đá, cắt kim loại hiện nay người ta
thường sử dụng loại vật liệu nào để nâng cao độ

cứng, khả năng chống mài mòn của dụng cụ cắt.

2.0

Nội dung đáp án
ý1

Trong các lưỡi cắt đá, cắt kim loại hiện nay người ta thường sử dụng loại vật
liệu bằng …………...

0.5

ý2

0.5

ý3

…………… có thành phần Nitrit bo (BoN) dạng cấu trúc lập phương diện
tâm.
Chúng là các loại vật liệu siêu cứng, có độ cứng từ …. ÷ ….. HV.

ý4

- Công dụng: Được dùng rộng rãi trong cắt kim loại, cắt đá.

0.5

Câu 20 Nếu cần chế tạo một trục trơn chịu tải trọng lớn, va

0.5

2.0

đập, mài mịn có các u cầu sau: có giới hạn bền  k =
….. Mpa, độ giãn dài tương đối  = ..% và độ cứng …
HB thì chọn loại loại vật liệu nào để chế tạo? Giải
thích tại sao lại chọn loại vật liệu đó? Ngồi vật liệu
đó có thể chọn vật liệu nào khác?
Nội dung đáp án
ý1

Để chế tạo chi tiết làm việc trong các điều kiện chịu tải trọng lớn, va đập,
mài mịn có hình dạng đơn giản ta có thể sử dụng gang ……. Đặc biệt gang
…. sau khi tôi đẳng nhiệt ra tổ chức pelit, có thể đạt k = ….-…. Mpa, 
= ..- ..% và độ cứng đạt …-…. HB

0.5

ý2

. Chọn gang …… mác ……. có giới hạn bền kéo δk = ….. Mpa, độ giãn dài
tương đối < ….% và độ cứng …-…. HB.

0.5

ý3

Chọn ……. vì thỏa mãn các yêu cầu và điều kiện làm việc của trục trơn trên

0.5

ý4

Ngồi gang …….. có thể chọn thép mác ……. hoặc vật liệu bột thiêu kết
0.5
dạng kết cấu trên cơ sở sắt có cơ tính tốt tương đương với gang trên đã chọn.
Câu 21
Chọn vật liệu chế tạo piston, xi lanh, thanh truyền của động cơ đốt
trong có cơng suất nhỏ, vịng quay lớn. Giải thích tại sao lại chọn loại vật
liệu đó? Ngồi vật liệu đó có thể chọn vật liệu nào khác?
Câu 21a Chọn vật liệu chế tạo piton của động cơ đốt trong có cơng suất nhỏ (Ne 2.0
<100Kw), vòng quay lớn (n < 1500 v/ph), cần có ứng suất bền  b > 20
KG/mm2, độ dẻo δ > 4 %. Giải thích tại sao lại chọn loại vật liệu đó?
Ngồi vật liệu đó có thể chọn vật liệu nào khác?
Nội dung đáp án
ý1
Để chế tạo piston của đốt trong có cơng suất nhỏ (Ne < 100Kw), vòng quay
0.5
lớn (n > 1500 v/ph), làm việc trong các điều kiện như trên ta có thể sử dụng
hợp kim ……………..
ý2

Chọn hợp kim …… (có b = 20  25 KG/mm2, δ =1  6 %) vì thỏa mãn
các yêu cầu và điều kiện làm việc của piston trên

0.5

ý3

Chọn hợp kim ……. có thành ………………

0.5


ý4

Ngồi hợp kim ………. ta có thể chọn bột hợp kim ……. thiêu kết vì có các
0.5
cơ tính tốt và tương đương.
Câu 21b Chọn vật liệu chế xi lanh của động cơ đốt trong có cơng suất nhỏ (Ne < 2.0
100Kw), vịng quay lớn (n < 1500 v/ph), cần có độ cứng < 400HB. Giải
thích tại sao lại chọn loại vật liệu đó? Ngồi vật liệu đó có thể chọn vật
liệu nào khác?
Nội dung đáp án
Để
chế
tạo
xi
lanh
của
đốt
trong
có cơng suất nhỏ (Ne < 100Kw), vòng
ý1
0.5
quay lớn (n > 1000 v/ph), làm việc trong các điều kiện như trên ta có thể sử
dụng gang ……… tơi ở dịng nhiệt cao tần sẽ đạt được độ cứng
Chọn ……. có tổ chức graphit tấm ít, độ mịn cao, phân bố đều, nền kim
ý2

0.5
loại là peclit rất nhỏ mịn đạt σk = …. MPa, σu = …. MPa, độ cứng HB= …..
Chọn GX28-48 có thành phần C = …..%; Si = …..%; Mn = …..%; P= …..
ý3
0.5
%; S = …..%.
Ngồi …… ta có thể chọn gang cầu GC 60-2 có σk = 600 Mpa,  = 2% và
ý4
0.5
độ cứng 197-269 HB, thực hiện tôi đẳng nhiệt gang cầu được tổ chức pelit,
có thể đạt σb = 1000-1300 Mpa,  = 4-8% và độ cứng đạt 302-369 HB. Hoặc
dùng gang xám mạ Crôm với chiều dày 0.05-0.15 hoặc thấm Nitơ với chiều
dày 0.45-0.5
Câu 21c Câu hỏi: Chọn vật liệu chế tạo thanh truyền của động cơ đốt trong có
2.0
cơng suất nhỏ (Ne < 100Kw), vịng quay lớn (n < 1500 v/ph), cần có ứng
suất bền  b <50 KG/mm2, độ dẻo δ < 6 %. Giải thích tại sao lại chọn loại
vật liệu đó? Ngồi vật liệu đó có thể chọn vật liệu nào khác?
Nội dung đáp án
ý1

Để chế tạo thanh truyền của đốt trong có cơng suất nhỏ (Ne <100Kw),
vòng quay lớn (n < 1500 v/ph), làm việc trong các điều kiện như trên ta có
thể sử dụng gang ……….

0.5

ý2

Về cơ tính: Graphit của gang ….. ở dạng cụm nên gang …… có cơ tính

tương đối cao, đặt biệt tính ……. tốt

0.5

ý3

Gang (Chọn cụ thể)………. có giới hạn bền kéo b = …. KG/mm2, độ dẻo
δ = ….% phù hợp với yêu cầu của đầu bài đề ra

0.5

Ngồi gang ……. có thể chọn thép thấm …… vừa đảm bảo độ cứng bề mặt
nhưng vẫn đảm bảo độ dẻo dai ở bên trong như: ……..có các thành phần:
C=…..%; Cr=….%; Ni=….%; Mo=….%.
Câu 22
Cặp bánh răng truyền chuyển động quay với vận tốc lớn 5 – 7 m/s
trong đó bánh răng chủ động có đường kính nhỏ cịn bánh răng bị động
có đường kính lớn hơn nhiều. Vậy muốn bộ truyền chạy êm trong quá
trình sử dụng thì bề mặt bánh răng cần cơ tính nào cao và bánh răng
nào cần cao hơn? Tại sao?Chọn vật liệu để chế tạo các bánh răng này
 Bánh răng làm việc trong điều kiện chịu tải trọng nặng thường bị
hỏng các dạng sau: Mịn bề mặt răng, gãy răng, tróc bề mặt răng, biến
dạng dẻo bề mặt răng. Trong từng trường hợp kể trên, hãy cho biết vật
liệu bánh răng cần nâng cao cơ tính nào để tránh dạng hỏng đó? Tại
sao?
Nội dung đáp án

0.5

ý4

2.0


- Cặp bánh răng truyền chuyển động quay với vận tốc lớn 5 – 7 m/s trong
0.5
đó bánh răng chủ động có đường kính nhỏ cịn bánh răng bị động có đường
kính lớn hơn nhiều. Vậy muốn bộ truyền chạy êm trong quá trình sử dụng
thì bề mặt bánh răng cần cơ tính:
+ Độ cứng bề mặt: .. - ..HRC; lõi: ... – ..HRC
+ Độ dai va đập: ak = ... - .... kJ/m2
+ Độ bền kéo: σb = ... - ....Mpa.
Cụ
thể:
ý2
0.5
+ Lõi cần độ dai, mềm dẻo chọn lượng C thấp (%) → chịu va đập, bề
mặt cứng → chịu mài mòn, ma sát.
+ Được thấm một lớp cabon (mm) →bề mặt có độ cứng cao.
- Bánh răng …….. cần cơ tính cao hơn vì bánh răng …… chịu tải trọng
lớn hơn.
- Chọn vật liệu để chế tạo các bánh răng này
ý3
0.5
+ Bánh răng chủ động chọn vật liệu là thép hợp kim thấm Cacbon-Ni tơ,
tôi phân cấp và ram: ……
+ Bánh răng bị động chọn vật liệu là thép hợp kim thấm Cacbon, ram cao
và tôi ram thấp: ……..
Các cơ tính cần có đối với bánh răng làm việc trong điều kiện chịu tải
ý4

0.5
trọng nặng tránh bị hỏng:
+ Để chống mịn bề mặt răng thì cần tăng ..... bề mặt;
+ Để chống gãy răng thì cần tăng độ ............;
+ Để chống tróc bề mặt răng thì cần tăng cường chất lượng và chiều dày
lớp ......... bề mặt;
+ Để chống biến dạng dẻo bề mặt răng thì bề mặt răng phải đảm bảo
độ ....... cụ thể là đảm bảo: ...........(δ) và ................. (ψ).
Câu 23
Tại sao hợp kim cứng khi làm dao cắt không phải nhiệt luyện như dao
2.0
làm bằng thép gió? Trong các lưỡi cắt đá, cắt kim loại hiện nay người ta
thường sử dụng loại vật liệu nào để nâng cao độ cứng, khả năng chống
mài mòn của dụng cụ cắt. Nêu đặc điểm của các loại vật liệu đó và ví dụ.
Nội dung đáp án
Hợp kim cứng khi làm dao cắt không phải nhiệt luyện như dao làm bằng
ý1
0.5
thép gió vì hợp kim cứng có thành phần chủ yếu là ……… và ……… nhỏ
mịn được kết dính bằng ……. nên có độ kết dính và độ cứng rất cao nên
không cần nhiệt luyện
Trong các lưỡi cắt đá, cắt kim loại hiện nay người ta thường sử dụng loại
ý2
0.5
các loại vật liệu sau để nâng cao độ cứng, khả năng chống mài mòn của
dụng cụ cắt: các hạt cacbit …..(…..), …… (……), …… (……..) và chất kết
dính……. (……).
- Cacbit ……(…..) là hợp chất hóa học thành phần là hai nguyên tố …. và
ý3
0.5

cacbon, hợp chất này tồn tại dưới hình dạng tinh thể - bột màu xám.
- Cacbit ……. (…….) là hợp chất hóa học thành phần là hai nguyên tố ….
và cacbon. Là vật liệu cứng Nó được sử dụng rộng rãi làm vật liệu bột phun
nhiệt với khả năng chống mài mòn cao, chống ăn mòn hoàn hảo và chịu
nhiệt độ cao.
- Cacbit ………. (…….) là hợp chất hóa học thành phần là hai nguyên
tố …. và cacbon. Các hợp chất này tồn tại dưới dạng bột màu xám nâu,
thường được xử lý bằng phương pháp thiêu kết. Những hợp chất này đều rất
cứng, giịn.
- Ví dụ:
ý4
0.5
+ …… – Dùng làm dao tiện;
+ ……. – Làm dụng cụ gia công tinh thép;
ý1


+ ……… - Làm các dụng cụ gia công thô thỏi đúc, cán, rèn.

Cau 24

1.Khái niệm : Ăn mòn là quá trình phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất
trong môi trường (M → Mn+ + ne)
2.Phân loại :
-Ăn mịn hóa học : Là q trình oxi hóa – Khử, trong đó thì kim loại phản ứng trực tiếp với các
chất oxi hóa trong mơi trường và khơng có xuất hiện dịng điện. Ăn mịn thường xảy ra ở các bộ
phận thường xuyên tiếp xúc với khí oxi và hơi nước.
-Ăn mịn điện hóa : Ăn mịn điện hóa là q trình oxi hóa khử, trong đó kim loại bị ăn mịn do
tác động của dung dịch chất điện li và có sự xuất hiện dịng điện.
3.Phương án chống ăn mịn kim loại:

Có 2 phương án chống ăn mòn kim loại được sử dụng phổ biến thường được sử dụng :
1.Phương pháp bảo vệ bề mặt : Phương án bảo vệ bề mặt khá đơn giản với việc phủ lên bề mặt
lớp sơn, chất dẻo hoặc trám và mạ bằng một loại kim loại khác (nếu lớp bảo vệ bị hư, tróc kim
loại phía trong sẽ bị ăn mịn.
2.Phương pháp điện hóa : Phương pháp bảo vệ điện hóa là dùng 1 loại kim loại có tính khử
mạnh hơn làm vật hy sinh để bảo vệ vật liệu kim loại . Vật hy sinh và kim loại cần bảo vệ hình
thành một pin điện, trong đó vật hi sinh đóng vai trị là cực âm và bị ăn mòn.
Dạng ăn mòn
Vật liệu
Ăn mòn đều/ đồng nhất
Kim loại trong mơi
trường khơng khí
Ăn mịn giữa mạng tinh
Hợp kim, Thép khơng gỉ
thể
Ni-Cr, Axit chứa các
thành phần oxi hóa, Acit
hữu cơ nóng, Nước chứa
hàm lượng Cl cao
Ăn mịn điện hóa
Tiếp xúc giữa hai loại vật
liệu, ví dụ Fe và Cu, thép
carbon và thép khơng gỉ
Ăn mịn(gây) nứt
Tiếp xúc giữa kim
loại/kim loại/phi kim tạo
thành điện cực, nhôm và
thép không gỉ trong nước
mặn
Ăn mịn pitting

Thép khơng gỉ và nhơm
trong mơi trường Cl, Br
Ăn mịn ma sát/xói mịn
Thép carbon, thép khơng
gỉ khi có dịng chảy
Ăn mịn (do) nứt
Thép khơng gỉ, thép
mỏi/SSC/HE-SSC/MIC
carbon Mơi trường pH
cao (>9,3) – 600~750mV
– Nhạy với nhiệt độ Môi
trường pH trung tính (5,57,5) Khơng có điện thế


Khơng nhạy với nhiệt độ
Ăn mịn sinh học

Kim loại trong mơi
trường -Vi khuẩn ăn
sulphua -Vi khuẩn oxi hóa
Fe/Mn -Vi khuẩn tạo axit
hữu cơ