Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Gia công bằng siêu âm (Ultrasonic Machining - USM) là một trong những phương pháp gia công phi truyền thống tiêu biểu, được giới thiệu lần đầu vào nửa cuối thế kỷ 20 và có những bước phát triển công nghệ quan trọng trong khoảng 20 năm trở lại đây. Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo hiện đại, việc xử lý các vật liệu có độ cứng cao, độ dòn lớn như thủy tinh, gốm sứ, đá, germani, hợp kim cứng và kim cương gặp nhiều giới hạn nếu sử dụng các phương pháp cắt gọt truyền thống. Sự ra đời và hoàn thiện của phương pháp gia công siêu âm giải quyết bài toán gia công bề mặt và tạo hình lỗ phức tạp trên các vật liệu này bằng nguyên lý truyền dao động tần số cao vào vùng cắt kết hợp tác động cơ học của hạt mài.

Đồ án tốt nghiệp "Phương pháp gia công phi truyền thống: Gia công bằng siêu âm (Ultra Sonic Machining)" được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thị Phương Giang, do nhóm sinh viên Lê Tuấn Đạt, Bùi Văn Định, Bùi Văn Dùng, Nguyễn Tiến Đạt và Hoàng Văn Đức nghiên cứu. Đề tài tập trung hệ thống hóa toàn diện cơ sở vật lý, cấu tạo thiết bị và các thông số công nghệ của phương pháp USM.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định theo ba nội dung chính:

  1. Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về nguồn âm, sóng siêu âm và bản chất vật lý của hiện tượng từ giảo ứng dụng trong kỹ thuật chế tạo.
  2. Khảo sát nguyên lý vận hành và phân tích cấu tạo chi tiết các cụm thiết bị cơ bản trong hệ thống máy gia công siêu âm (bộ chuyển đổi, thanh truyền sóng, đầu nối, dụng cụ và hệ dung dịch hạt mài).
  3. Đánh giá các thông số công nghệ, ưu nhược điểm, phạm vi gia công và phân loại các phương pháp gia công bằng siêu âm trên thực tế.

Đối tượng nghiên cứu là phương pháp gia công bằng siêu âm và hệ thống thiết bị USM công nghiệp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào phân tích bản chất cơ học - âm học ở dải tần số gia công từ 15 kHz đến 30 kHz, cơ chế chuyển đổi năng lượng điện - cơ (áp điện và từ giảo), các dạng hình học của thanh truyền sóng khuếch đại dao động và đặc tính công nghệ khi gia công hợp kim cứng cùng các vật liệu dòn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Về khung lý thuyết, đồ án xây dựng trên nền tảng lý thuyết sóng âm đàn hồi và cơ chế tán trợ mài mòn tần số cao. Nguồn phát âm được xác định là một môi trường đàn hồi có khả năng dao động và truyền dao động vào môi trường tiếp xúc. Năng lượng âm được định lượng qua khái niệm âm lượng, tính bằng công suất âm trên một đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc ($erg/s \cdot cm^2$). Mặc dù dải tần số siêu âm trong tự nhiên và kỹ thuật trải rộng từ 20 kHz đến 1 GHz, cơ sở âm học cho thấy trong gia công cơ khí chỉ sử dụng dải tần số từ 15 kHz đến 30 kHz, trong đó điều kiện gia công thuận lợi nhất tập trung xung quanh tần số 20 kHz.

Hiện tượng từ giảo (Magnetostriction) – do James Prescott Joule phát hiện vào năm 1847 – được sử dụng làm cơ sở lý thuyết nòng cốt cho cơ chế chuyển hóa năng lượng. Về cấu tạo thô đại, thanh sắt từ là tập hợp các vùng nguyên tố (domain từ). Ở trạng thái tự nhiên, hướng của các vùng này phân bố ngẫu nhiên. Khi đặt vào từ trường ngoài, các domain từ tự quay và định hướng theo chiều từ trường, làm vật liệu co lại hoặc giãn ra tùy thuộc vào cường độ từ trường, bản chất vật liệu, nhiệt độ và lịch sử từ hóa trước đó. Bên cạnh đó, hiệu ứng áp điện trên các tinh thể thạch anh cũng được khảo cứu như một phương án biến đổi năng lượng điện thành dao động cơ học.

Phương pháp nghiên cứu được nhóm tác giả sử dụng bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu chuyên ngành: Hệ thống hóa các công trình nghiên cứu về gia công phi truyền thống, cấu trúc bộ chuyển đổi từ giảo và áp điện.
  • Phương pháp phân tích cơ học sóng và động học kết cấu: Phân tích sự suy giảm biên độ dao động, ứng suất cơ học sinh ra trong thanh truyền sóng theo các biên dạng khác nhau (côn, hàm số mũ, trục bậc) và sự truyền sóng qua các bề mặt tiếp xúc.
  • Phương pháp tính toán thông số công nghệ thực nghiệm: Thiết lập mối quan hệ hình học giữa kích thước hạt mài, kích thước dụng cụ và kích thước lỗ gia công thực tế; tổng hợp số liệu về năng suất bóc tách kim loại ($mm^3/\text{phút}$), độ nhám bề mặt ($Ra$) và sai số kích thước.

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu là các tài liệu kỹ thuật, số liệu thực nghiệm công nghệ gia công chi tiết cứng - dòn từ các hệ thống gia công siêu âm công nghiệp.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày khái niệm nền tảng về phương pháp gia công siêu âm và các hiện tượng vật lý tạo sóng. Về nguyên lý sơ khởi, dao động cơ học tần số siêu âm truyền vào vùng cắt, kích hoạt các hạt mài va đập tốc độ cao vào bề mặt gia công để bóc tách vật liệu.

Tác giả phân tích các yêu cầu kỹ thuật đối với nguồn phát âm trong công nghệ chế tạo:

  • Khả năng hòa âm và điều chỉnh biến đổi âm lượng linh hoạt.
  • Khả năng phát sóng định hướng tốt với tần số thích hợp và công suất lớn.

Để tạo sóng siêu âm, kỹ thuật hiện đại sử dụng ba phương pháp: cơ học, điện thế và từ giảo; trong đó công nghệ chế tạo máy chủ yếu ứng dụng hiện tượng từ giảo để biến đổi dao động điện thành dao động cơ học. Nội dung phân tích hiện tượng từ giảo của Joule (1847) chỉ rõ cơ chế chuyển động quay của các vùng nguyên tố sắt từ dưới tác dụng của từ trường ngoài, giải thích hiện tượng biến dạng kích thước của vật liệu sắt từ. Chương này cũng phân tích 3 tác dụng chính của sóng siêu âm trong gia công cơ học.

Phần II: Nguyên lý gia công

Phần này phân tích cơ chế bóc tách vật liệu ở vùng cắt. Quá trình bóc tách vật liệu trong gia công siêu âm không dựa trên lực cắt liên tục như phương pháp cắt gọt truyền thống mà dựa trên tổ hợp các hiện tượng cơ học:

  • Dao động với tần số cao của dụng cụ truyền động năng cho các hạt mài mịn lơ lửng trong dung dịch.
  • Hạt mài va đập trực tiếp vào bề mặt chi tiết với tần số từ 15 đến 30 kHz, gây ra ứng suất tập trung vượt quá giới hạn bền phá hủy của vật liệu giòn, làm nứt vỡ vi mô bề mặt.
  • Tác động xâm thực và thủy lực của dòng dung dịch cuốn phoi vụn ra khỏi vùng gia công.

Phần III: Đặc điểm chung của các thiết bị

Đây là phần nội dung trọng tâm của văn bản, khảo sát chi tiết 5 bộ phận và thành phần cấu thành hệ thống gia công siêu âm:

  1. Dụng cụ gia công: Có biên dạng hình học tương đồng với bề mặt chi tiết cần gia công. Kích thước dụng cụ phụ thuộc trực tiếp vào kích thước hạt mài. Chiều dài dụng cụ thường thiết kế chuẩn là 25 mm; kích thước danh nghĩa của dụng cụ bằng kích thước lỗ cần tạo trừ đi hai lần kích thước hạt mài. Tỷ số giữa chiều dài và đường kính dụng cụ ($L/D$) bị giới hạn không vượt quá 20. Chiều dài dụng cụ phải giữ ở mức ngắn để tránh việc khối lượng lớn hấp thụ mất năng lượng rung động và hạn chế ứng suất gây phá hủy dụng cụ cùng mối hàn đồng. Vật liệu chế tạo dụng cụ đòi hỏi tính bền và dẻo cao, bao gồm thép carbon thấp, thép không gỉ, thép C45, thép dụng cụ Y8A, Y10A, thép hợp kim 40X.

  2. Đầu nối: Là bộ phận trung gian lắp ghép dụng cụ với thanh truyền sóng. Kết cấu mối ghép sử dụng ren vít, yêu cầu bề mặt tiếp xúc phải được gia công đánh bóng và bôi một lớp mỡ mỏng nhằm loại bỏ khe hở không khí, bảo đảm truyền dẫn toàn bộ năng lượng dao động sóng âm.

  3. Thanh truyền sóng: Đảm nhận nhiệm vụ truyền và khuếch đại dao động từ đầu từ giảo tới dụng cụ cắt. Nhờ kết cấu thu hẹp dần tiết diện về phía dụng cụ, thanh truyền sóng có thể khuếch đại biên độ dao động lên đến 100 lần, cho phép tạo ứng suất va đập đủ lớn để gia công kim loại. Chênh lệch biên độ giữa hai đầu sinh ra ứng suất cơ học nội tại rất lớn. Ba dạng kết cấu thanh truyền sóng được khảo sát:

    • Dạng hình côn: Kết cấu đơn giản, dễ gia công chế tạo nhưng tỷ số khuếch đại biên độ dao động hạn chế (tối đa 4 lần).
    • Dạng cong theo hàm số mũ: Khả năng tăng biên độ dao động cao hơn dạng côn, phù hợp cho gia công các lỗ nhỏ, nhưng chế tạo phức tạp.
    • Dạng trục bậc: Dễ chế tạo, hệ số tăng biên độ tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt đầu trụ, mức khuếch đại có thể lên tới 16 lần nhưng bị giới hạn bởi độ bền cơ học của vật liệu. Về vật liệu thanh truyền sóng, văn bản nêu 4 tiêu chuẩn bắt buộc: độ bền kéo lớn, tiêu hao âm lượng bé, khả năng chống ăn mòn xâm thực cao và tính trơ về mặt hóa học. Titan là kim loại thỏa mãn đồng thời cả 4 yêu cầu này. Nếu chế tạo bằng nhôm, biên độ dao động sóng ở đầu và cuối thanh truyền bị suy giảm lần lượt là 75% và 50%. Thép không gỉ và hợp kim nhôm - đồng đỏ có mức tiêu hao năng lượng lớn thành nhiệt năng, do đó thép không gỉ chỉ được dùng trong điều kiện biên độ dao động nhỏ.

  4. Bộ chuyển đổi (Transducer): Thực hiện chuyển đổi năng lượng điện thành dao động siêu âm, gồm hai loại:

    • Bộ chuyển đổi áp điện: Biến đổi tín hiệu điện xoay chiều thành dao động cơ học dựa trên tinh thể thạch anh. Kích thước tinh thể thay đổi theo điện trường tĩnh điện, chiều dài phải tương ứng với tần số cộng hưởng của nguồn phát. Công suất bộ áp điện đạt tối đa khoảng 900 W, đặc tính làm việc phụ thuộc vào diện tích bức xạ và mức giảm chấn cơ học.
    • Bộ chuyển đổi từ giảo: Cấu tạo gồm cuộn dây solenoid quấn quanh lõi là các lá niken mỏng cán phẳng xếp chồng lên nhau nhằm hạn chế dòng điện xoáy Foucault, hoạt động với nguồn xoay chiều tần số 25 kHz. Vật liệu chế tạo lõi gồm niken, hợp kim Permalloy (45% Ni - 55% Fe) hoặc Permendur (49% Ni - 59% Fe - 2% V [theo nguyên văn văn bản]). Công suất của bộ từ giảo đạt tới 2400 W. Khi làm việc, lượng nhiệt phát sinh rất lớn nên bắt buộc phải giải nhiệt bằng dung dịch làm mát hoặc luồng khí thổi cưỡng bức. Hiệu suất của đầu từ giảo có thể đạt 70%.

  5. Hỗn hợp dung dịch hạt mài: Gồm các hạt mài có độ hạt mịn, sắc cạnh trộn trong môi trường chất lỏng như nước, benzene, dầu nhờn hoặc glyxerin, với nồng độ hạt mài chiếm từ 30% đến 60% thể tích. Dung dịch hạt mài đóng 4 vai trò công nghệ: làm môi trường truyền dẫn sóng âm giữa dụng cụ và chi tiết gia công; truyền tải động năng từ dụng cụ sang phôi; mang phoi ra khỏi vùng cắt; tải nhiệt làm mát vùng gia công nhằm ngăn dung dịch bị sôi và chống lại hiện tượng xâm thực bề mặt. Độ cứng của hạt mài bắt buộc phải cao hơn độ cứng của vật liệu phôi.

Phần IV & V: Thông số công nghệ và phân tích ưu nhược điểm

Văn bản cung cấp các số liệu công nghệ định lượng thực tế khi gia công siêu âm trên vật liệu hợp kim cứng:

  • Năng suất bóc tách kim loại đạt mức 200 $mm^3/\text{phút}$.
  • Độ nhám bề mặt gia công đạt dải giá trị $0,16 < Ra < 0,32\ \mu m$.
  • Độ chính xác kích thước gia công đạt mức sai lệch từ 0,02 mm đến 0,04 mm.

Về nguyên lý điều chỉnh công nghệ, tác giả chỉ rõ trong quá trình vận hành, người ta ưu tiên điều chỉnh âm lượng thông qua việc thay đổi biên độ dao động thay vì thay đổi tần số nguồn. Nguyên nhân là hiệu ứng gia công siêu âm đạt tối ưu trong vùng tần số 20 kHz; nếu gia tăng tần số dẫn đến hiện tượng cộng hưởng không đồng bộ thì công suất phát thực tế sẽ bị sụt giảm nghiêm trọng.

Phần VI: Phạm vi ứng dụng và các phương pháp gia công siêu âm

Gia công siêu âm được ứng dụng hiệu quả nhất đối với nhóm vật liệu có tính chất cứng và dòn cao: thủy tinh quang học, đá quý, gốm sứ kỹ thuật, tấm bán dẫn germani, hợp kim cứng và kim cương. Phương pháp này cho phép khoét lỗ có hình dáng tiết diện bất kỳ, cắt rãnh, mài định hình và gia công ren trên các vật liệu phi kim và hợp kim khó gia công bằng tia lửa điện hay cơ học truyền thống.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Đồ án đã tổng hợp và chuẩn hóa các thông số kỹ thuật cốt lõi của phương pháp gia công siêu âm, cung cấp các dữ liệu so sánh cụ thể phục vụ tính toán thiết kế thiết bị.

Bảng 1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa bộ chuyển đổi áp điện và từ giảo

Tiêu chí kỹ thuật Bộ chuyển đổi áp điện Bộ chuyển đổi từ giảo
Nguyên lý chuyển đổi Biến dạng tinh thể thạch anh dưới điện trường tĩnh điện Biến dạng lõi sắt từ (domain từ quay) khi từ hóa
Vật liệu sử dụng Tinh thể thạch anh Niken cán mỏng, Permalloy (45%Ni-55%Fe), Permendur (49%Ni-59%Fe-2%V)
Tần số cấp nguồn Theo tần số cộng hưởng 25 kHz
Công suất cực đại Lên tới 900 W Lên tới 2400 W
Hiệu suất năng lượng Phụ thuộc giảm chấn cơ học Đạt tới 70%
Yêu cầu làm mát Làm mát thông thường Bắt buộc làm mát cưỡng bức (dung dịch hoặc thổi gió) do nhiệt sinh lớn

Bảng 2: So sánh đặc điểm 3 biên dạng thanh truyền sóng

Dạng hình học Khả năng khuếch đại biên độ Độ phức tạp chế tạo Phạm vi ứng dụng tối ưu
Hình côn Tối đa 4 lần Đơn giản, dễ chế tạo Ứng dụng phổ thông, gia công bề mặt cơ bản
Cong theo hàm số mũ Cao hơn dạng côn Khó chế tạo Gia công các lỗ có kích thước nhỏ
Trục bậc Lên tới 16 lần Dễ chế tạo Yêu cầu biên độ lớn (tỷ lệ thuận diện tích tiết diện)

Khuyến nghị kỹ thuật từ đồ án:

  • Về dung dịch hạt mài: Duy trì nồng độ thể tích hạt mài trong dung dịch lỏng ở tỷ lệ 30% - 60% để bảo đảm khả năng truyền âm và thoát phoi đồng thời.
  • Về thiết kế dụng cụ: Kích thước dụng cụ phải trừ đi hai lần kích thước hạt mài; khống chế tỷ số $L/D \le 20$. Ví dụ trong văn bản: khi sử dụng hạt mài cỡ 6000 với dụng cụ đường kính 11,98 mm, lỗ gia công thực tế đạt đường kính danh nghĩa $12 \pm 0,005\text{ mm}$.
  • Về vật liệu thanh truyền sóng: Ưu tiên sử dụng hợp kim titan nhằm triệt tiêu hiện tượng tiêu hao năng lượng thành nhiệt và hiện tượng xâm thực; tránh dùng nhôm do làm giảm biên độ từ 50% đến 75%.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các phân tích trong văn bản, phương pháp gia công siêu âm và hệ thống thiết bị khảo sát tồn tại một số hạn chế công nghệ:

  • Hiện tượng tổn hao năng lượng thành nhiệt năng rất lớn tại các bộ phận chuyển đổi từ giảo và thanh truyền sóng làm bằng thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm - đồng đỏ, đòi hỏi phải bổ sung hệ thống làm mát phức tạp.
  • Biên độ dao động của sóng âm suy giảm đáng kể qua các bề mặt tiếp xúc nếu bề mặt không được đánh bóng và bôi trơn lớp mỡ truyền âm chuyên dụng.
  • Dụng cụ bị mòn đồng thời trong quá trình gia công va đập hạt mài, gây sai lệch kích thước nếu gia công lỗ sâu (giới hạn tỷ số chiều dài trên đường kính $L/D \le 20$).
  • Giới hạn điều chỉnh tần số: Việc tăng tần số để nâng cao năng suất bị hạn chế do nguy cơ lệch pha cộng hưởng làm sụt giảm công suất phát.

Văn bản định hướng nghiên cứu tiếp theo tập trung vào việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu titan cho thanh truyền sóng để tối ưu hóa truyền dẫn âm học, cải thiện các phương pháp làm mát cho bộ chuyển đổi từ giảo công suất cao 2400 W, và tối ưu hóa thành phần hạt mài cho từng nhóm vật liệu cứng chuyên biệt.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho:

  • Giảng viên và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy, Công nghệ Vật liệu khi thực hiện các môn học về Phương pháp gia công phi truyền thống, Thiết bị gia công đặc biệt hoặc đồ án công nghệ chế tạo.
  • Kỹ sư công nghệ tại các xưởng gia công cơ khí chính xác cần tính toán chế tạo khuôn mẫu, gia công chi tiết từ gốm kỹ thuật, germani, thủy tinh quang học và hợp kim cứng.
  • Cán bộ kỹ thuật thiết kế thiết bị siêu âm: Các bảng số liệu về giới hạn kích thước dụng cụ ($L/D \le 20$, công thức trừ 2 lần kích thước hạt mài), hệ số tăng biên độ của các thanh truyền sóng (côn, hàm số mũ, trục bậc) và thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi niken/permalloy cung cấp dữ liệu tính toán trực tiếp mà không cần qua thực nghiệm dò sai.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao trong gia công siêu âm, dải tần số làm việc chỉ giới hạn từ 15 đến 30 kHz dù dải siêu âm trải rộng đến 1 GHz?

Dải siêu âm trong tự nhiên kéo dài từ 20 kHz đến 1 GHz, tuy nhiên trong công nghệ chế tạo cơ khí, hiệu ứng bóc tách vật liệu phụ thuộc vào âm lượng (công suất âm trên một đơn vị diện tích) và biên độ dao động cơ học. Tần số từ 15 đến 30 kHz (tối ưu ở khoảng 20 kHz) cung cấp điều kiện gia công thuận lợi nhất để kích thích cơ học các hạt mài va đập mà không làm tiêu hao quá lớn công suất thành nhiệt. Nếu tần số tăng quá cao, việc duy trì biên độ dao động đòi hỏi công suất khổng lồ, đồng thời dễ phát sinh hiện tượng cộng hưởng lệch pha gây suy giảm công suất máy.

2. Kích thước và hình học của dụng cụ gia công siêu âm được xác định như thế nào?

Dụng cụ thường có chiều dài tiêu chuẩn 25 mm và có biên dạng ngoài tương đồng với biên dạng của lỗ cần gia công. Kích thước hình học danh nghĩa của dụng cụ bằng kích thước lỗ trừ đi hai lần kích thước hạt mài sử dụng. Để bảo đảm độ cứng vững và tránh tiêu hao dao động do quán tính khối lượng, tỷ số giữa chiều dài và đường kính dụng cụ không được vượt quá 20 ($L/D \le 20$).

3. Bộ chuyển đổi từ giảo và áp điện có những thông số công suất và tần số ra sao?

Bộ chuyển đổi áp điện sử dụng tinh thể thạch anh biến đổi điện trường tĩnh điện thành dao động cơ học với công suất tối đa đạt khoảng 900 W. Trong khi đó, bộ chuyển đổi từ giảo sử dụng cuộn solenoid quấn quanh lõi niken hoặc hợp kim sắt từ cán mỏng, vận hành với nguồn điện xoay chiều tần số 25 kHz, cho công suất lên tới 2400 W và hiệu suất cơ học đạt tới 70%.

4. Tại sao titan được xem là vật liệu tối ưu nhất để chế tạo thanh truyền sóng?

Vật liệu làm thanh truyền sóng phải đáp ứng đồng thời 4 yêu cầu khắt khe: độ bền kéo lớn, tiêu hao âm lượng bé, tính chống ăn mòn xâm thực cao và tính trơ về mặt hóa học. Hợp kim titan thỏa mãn trọn vẹn cả 4 tiêu chí này. Ngược lại, nếu dùng nhôm thì biên độ dao động ở đầu và cuối thanh truyền bị suy giảm nghiêm trọng (giảm 75% và 50%), còn thép không gỉ và đồng hợp kim thì tiêu hao năng lượng quá lớn biến thành nhiệt năng.

5. Năng suất và độ chính xác khi gia công hợp kim cứng bằng siêu âm đạt mức nào?

Theo số liệu kỹ thuật trong văn bản, khi gia công trên vật liệu hợp kim cứng, phương pháp gia công siêu âm có thể đạt năng suất bóc tách kim loại 200 $mm^3/\text{phút}$, độ nhám bề mặt gia công đạt dải giá trị $0,16 < Ra < 0,32\ \mu m$, và độ chính xác kích thước nằm trong khoảng sai lệch từ 0,02 mm đến 0,04 mm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở vật lý và nguyên lý kỹ thuật của phương pháp gia công phi truyền thống bằng sóng siêu âm. Các nội dung khảo cứu đã làm rõ cấu trúc chức năng của các cụm thiết bị từ bộ chuyển đổi năng lượng, thanh truyền sóng, dụng cụ đến dung dịch hạt mài mòn. Tài liệu cung cấp những số liệu định lượng có giá trị thực tiễn cao về công suất, dải tần số làm việc, biên dạng thanh truyền và chế độ cắt gọt khi xử lý các vật liệu cứng và dòn trong ngành cơ khí chế tạo máy.