Tài liệu giáo trình vật liệu cơ khí, chương 2 pdf

Chương 2: TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HP
KIM
I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ:
*Vẻ sáng mặt ngoài:
-Kim loại đen: Hợp kim sắt (gang và thép)
-Kim loại màu: Kim loại và hợp kim còn lại (đồng có màu đỏ,
thiết có màu trắng bạc, kẽm có màu xám).
*Khối lượng riêng
γ: Khối lượng chứa trong một đơn vò thể tích
vật.

γ =
 
3
/ mkg
V
m
*Trọng lượng riêng d: Trọng lượng của một đơn vò thể tích vật.

d
 
3
/ mN
V
P
*Tính nóng chảy: Chảy loãng khi đun nóng và đông đặc khi làm
nguội, nhiệt độ ứng với lúc chuyển từ thể đặc sang thể lỏng
hoàn toàn gọi là điểm nóng chảy.
*Tính dẫn nhiệt: Có tính truyền nhiệt khi bò đun nóng hoặc làm
lạnh, truyền nhiệt tốt thì làm nguội nhanh.
*Tính giãn nở vì nhiệt: Kim loại khi bò đốt nóng thì giãn nở, khi

nguội thì co lại.
*Tính dẫn điện: Khi nhiệt độ tăng dẫn điện giảm, khi nhiệt độ
giảm dẫn điện tăng, dẫn điện cao thì điện trở thấp, dẫn nhiệt tốt
thì dẫn nhiệt tốt.
*Nhiệt dung: Nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ kim loại lên
1
0
C, nhiệt dung càng lớn cần tốn nhiệt lượng càng nhiều để đốt
nóng vật đó lên được.
*Tính nhiễm từ (Một số kim loại): Bò từ hóa khi đặc trong một từ
trường (Sắt), sử dụng rộng trong điện.
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:
-Tính chất ăn mòn là khả năng chống lại sự ăn mòn hơi nước,
oxy của không khí ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt cao.
-Tính chòu axit là khả năng chống lại tác dụng của môi trương
axit.
III.
TÍNH CHẤT CÔNG NGHỆ:
*Tính công nghệ là khả năng mà kim loại có thể thực hiện được
các phương pháp công nghệ để sản xuất các sản phẩm.
-Tính cắt gọt: Là khả năng gia công dễ hay khó được xác đònh
bằng tốc độ cắt, lực cắt, độ bóng bề mặt của kim loại sau khi
cắt.
-Tính hàn: Là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các chi tiết
khi nung nóng cục bộ chỗ nối đến trạng thái chảy dẻo.
-Tính rèn: Là khả năng biến dạng vónh cửu của kim loại khi bò
lực bên ngoài để tạo thành hình dạng chi tiết mà không bò phá
hủy.
-Tính đúc: Xác đònh độ chảy loãng của kim loại khi nấu chảy đổ
đầy vào khuôn đúc.

-Tính nhiệt luyện: Là khả năng làm thay đổi độ cứng, độ bền,
độ dẻo của kim loại bằng cách nung nóng tới nhiệt độ nhất đònh
giữ nhiệt một thời gian sau đó làm nguội theo chế độ nhất đònh.
BÀI 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ KIM LOẠI
I. THỬ KÉO:
Nhằm để xác cơ tính của kim loại như: độ bền, độ đàn hồi, độ
dẻo.
1. Độ bền:
Là khả năng chống lại của lực bên ngoài mà không bò phá hỏng.
dạng phá hỏng của thử kéo là bò đức.
-Để thử kéo ta tiến hành trên máy thử kéo với mẫu thử làm
bằng vật liệu đó có kích thước hình dạng theo quy đònh, độ thử
có chiều dài gấp 10 đường kính.

-Chiều dài l
0
là chiều dài tính toán.
-Hai đầu to để dễ cạp trên máy thử kéo.
-Để đánh giá tình trạng chòu lực của vật liệu ta dùng khái niệm
ứng suất: ứng suất là tải trọng tác dụng lên 1 đơn vò diện tích
của mẫu thử.
-Để xác đònh độ bền của kim loại ta lấy lực kéo p
max
(lực làm
cho mẫu thử bò đức) chia cho diện tích tiết diện ban đầu f
0
của
mẫu thử.
б=
0

max
F
P
(kg/mm
2
)
2.
Độ Đàn Hồi:
Là khả năng thay đổi hình dạng dưới tác dụng của lực bên ngoài
rồi trở lại như cũ khi bỏ lực tác dụng.
-Trên máy thử kéo ta tăng lực kéo mẫu thử dần dần và theo dõi
sự giãn dài mẫu thử cho tới khi lực kéo đạt giá trò P
p
tại giá trò
l
1
l
0
này nếu bỏ lực kéo mẫu thử trở lại giống như ban đầu  kim
loại có tính đàn hồi.
-Khi kéo tới giá trò P
e
nếu bỏ lực kéo làm biến dạng dư không
quá 0,005% chiều dài ban đầu, nếu lấy lực kéo này chia cho
diện tích mẫu thử ta đạt giới hạn đàn hồi.
б=
0
F
P
e

(kg/mm
2
)
3.
Độ dẻo:
Là khả năng biến dạng dưới tác dụng của lực bên ngoài mà
không bò phá hỏng đồng thời giữ biến dạng đó khi bỏ lực tác
dụng.
-Độ dẻo được đánh giá bằng độ giãn dài tương đối và độ thắt tỷ
đối.
+Độ giãn dài tương đối:
б
s
=
%100
0
01
x
l
ll

.
l
0
là chiều dài ban đầu của mẫu thử.
l
1
Là chiều dài sau khi kéo của mẫu thử.
+Độ thắt tỷ đối:
ψ=

%100
1
10
x
F
FF

.
F
1
là diện tích tiết diện tại chỗ đức.
F
0
là diện tích tiết diện trước khi kéo.
*Kim loại càng dẻo thì độ thắt tỷ đối và độ giãn dài tương đối
càng lớn.
4.
Biểu đồ kéo:
-Đoạn OP
p
độ giãn dài tỷ lệ thuận với lực kéo. Ứng suất tại P
p
coi như là giới hạn đàn hồi.
-Qua đoạn OP
p
không còn tỷ lệ thuận nếu tăng lực kéo độ thử
giãn dài nhanh hơn.
-Tăng lực kéo mẫu thử giãn dài tới S kim loại có hiện tượng
chảy, lực kéo không tăng nhưng mẫu thử vẫn giãn dài, ứng suất
tại đây là giới hạn chảy.

-Qua điểm S nếu tăng lực kéo tiếp tục mẫu thử giãn dài co thắt
ở giữa và đức. Tại P ứng với tải trọng của giới hạn bền khi kéo
của vật liệu.
o
P
p
P
z
s