CHƯƠNG I: NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔ M Bài 1: Giản đồ nhôm – silic * Silumin : là hợp chất của nhôm và silic 6 - 13% là silic) ngoài ra còn có Mg, Zn, và Cu hợp kim nhôm đúc). - Silumin có tính dễ chảy loãng, độ co ngót nhỏ nên có tính đúc tốt được sử dụng làm các chi tiết lớn chịu tải trọng nặng - Ký hiệu : AlĐ và con số chỉ thứ tự. Ví dụ : AlĐ2; AlĐ4 ; AlĐ25 * Giản đồ nhôm và các nguyên tố hợp kim SE là giới hạn hòa tan của nguyên tố hợp kim trong α * Hợp kim nhôm biến dạng: bên trái điểm E * Hợp kim nhôm đúc bên phải điểm E 7 * Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền được bằng nhiệt luyện thuộc khoảng SE * Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền được bằng nhiệt luyện bên trái điểm S * Si; Mn;Ti; Zn; Fe ít hòa tan * Mg; Cu hòa tan nhiều Bài 2: Đặc điểm của nhôm và hợp kim nhôm 1. Nhôm nguyên chất 1.1 Khái niệm: Nhôm có ký hiệu hóa học Al, thành phần của nhôm là cở sở của hợp kim đu ra Al - Cu - Mg) được ứng dụng rộng rãi.
Ngày nay sản lượng Al trên thế giới đã đứng hàng thứ 2 sau thép. Về trữ lượng Al chiếm khoảng 8.8% trọng lượng v trái đất, trong khis t chỉ chiếm 5. Ưu điểm chính của Al là nhẹ, độ dẫn nhiệt, dẫn điện cao, khả năng chống ăn mòn trong nhiều môi trường khá tốt. Độ bền riêng của Al khoảng 16.5, trong khi thép là 15.
Như vậy khi sử dụng Al làm vật liệu kết cấu nó t ra có nhiều ưu điểm hơn. Kết cấu nhôm: 8 1.3 Đặc tính Ưu điểm: Trọng lượng riêng nhỏ (M= 2,79g/cm 3), đây là ưu điểm rất lớn của nhôm so với kim loại khác Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (658oC) do đó dễ nấu luyện. Tuy nhiên, tính đúc của nó không cao do độ co ngót lớn (tới 6%). Tính dẫn nhiệt và dẫn nhiệt cao.
Tính chống ăn mòn cao, do trên bề mặt nhôm luôn có một lớp ôxyt nhôm (Al2O3) bám chắc và trung tính, tuy nhiên lớp ôxyt nhôm này không bền vững đối với các axit và bazơ. Do tính chất lưỡng tính có màng ôxyt nhôm nên tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào độ pH của môi trường. Nhược điểm: b = 60 N/mm2, độ cứng HB = 15- 25, độ dẻo cao. Do đó nhôm dễ bị biến dạng ngay ở trạng thái nguội.
Tính gia công cắt gọt của nhôm thấp. Trong chế tạo cơ khí, người ta không dùng nhôm nguyên chất làm các chi tiết máy vì cơ tính thấp mà hay dùng hợp kim của nó. Công Dùng làm vật liệu dẫn điện ở dạng dây hoặc tấm. Màng nhôm dùng để chế tạo tụ điện trong công nghiệp điện tử và dùng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm làm vật liệu bao gói thay cho màng thiếc.
Do có khả năng nhộm màu, nên nhôm còn được dùng làm vật liệu trang trí nội, ngoại thất như khung cửa, ống dẫn, thùng chứa. 9 Ngoài ra nhôm còn dùng trong hàn nhiệt nhôm để hàn nối đường ray, hàn đắp các lỗ hổng trong chi tiết vật đúc. Ký hiệu: TCVN 1659 -75: hợp kim nhôm: AlCu 4Mg là hợp kim nhôm chứa = 1%Mg. Với nhôm sạch bằng nhôm và chỉ số phần trăm của nó.
Bài 3: Phân loại hợp kim nhôm 1. Hợp kim nhôm đúc (silumin) Silumin là hợp kim của nhôm và silic, nếu trong thành phần hợp kim chỉ có hai nguyên tố nhôm và silic thì được gọi silumin đơn giản. Nếu ngoài hai nguyên tố trên còn có thêm đồng, magiê, kẽm thì được gọi là silumin phức tạp. * Ký hiệu CHLB Nga ký hiệu silumin bằng ―Al kèm theo số thứ tự chỉ các số hiệu thường dùng.
TCVN 1859– 75 ký hiệu hợp kim nhôm đúc bằng chữ ―Al là nguyên tố chính sau đó là nguyên tố phụ, số đằng sau mỗi nguyên tố chỉ hàm lượng tính theo % tương ứng. Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ ―Đ là hợp kim nhôm đúc. 10 Nếu đằng sau ký hiệu có thêm chữ ―Đ là hợp kim nhôm đúc. Ví dụ: AlSi12MgCu2Mn0,6Đ: là hợp kim nhôm đúc có chứa Si = 12%, Mg = 1%, Cu = 2%, Mn = 0,6%, Al = 84.
Thành phần hoá học %) Dạng Số hiệu Si Mg Mn Cu Zn Ti Sn vật AĐ2 10 ÷13 - - - - - - AĐ4 8÷10,5 0,17÷0,3 0,25÷0,5 - - - - Chi tiết AĐ9 6÷8 0,2÷0,4 - - - - - máy AĐ25 11÷13 0,8÷1,3 0,3÷0,6 1,5÷3 0,5 0,05 ÷ 0,02 AĐ26 20÷22 0,4÷0,7 0,4÷0,8 1,5÷2,5 0,3 - Pittông AĐ30 11÷13 0,8÷1,3 0,8÷1,5 0,2 - ÷ 0,01 Bảng thành phần hoá học của một số loại hợp kim nhôm đúc Tính chất và công dụng: Silumin có tính đúc cao, tu thuộc vào thành phần các nguyên tố hợp kim mà nó có tính chất khác nhau. A: có tính chảy loãng cao có khả năng điền đầy vào khuôn tốt, độ nhẳn bề mặt cao nên được dùng để chế tạo các chi tiết có hình dáng phức tạp. A4, Ặ9: ngoài tính đúc tốt còn có cơ tính tốt dùng làm các chi tiết quang trọng như: chi tiết máy, nắp máy của động cơ đốt trong,. Hợp kim nhôm biến dạng Đuara) * Thành phần và ký hiệu Đưa ra là hợp kim của 3 nguyên tố cơ bản là: nhôm, đồng, magiê.
Ngoài ra còn có s t, silic, mangan. Đồng và magiê làm tăng cơ tính, mangan tăng độ bền và khả năng chịu mài mòn, silic và s t làm tăng tính chịu nhiệt. - CHLB Nga ký hiệu bằng chữ “”(đuara) và số chỉ thứ tự ký hiệu. - TCVN 1859-75 ký hiệu nhôm biến dạng giống như nhôm đúc nhưng không ghi chữ “Đ” đằng sau ký hiệu.
Ví dụ: AlMg5: là hợp kim nhôm biến dạng có Mg = 5%. Số Thành phần hoá học %) HB hiệ Cu Mg Mn Si Fe Sau khi tôi Đ1 < 0,7 < 0,7 420 15 95 Đ6 < 0,5 < 0,5 300 15 105 Đ16 < 0,5 < 0,5 320 17 105 Đ18 - < 0,5 < 0,5 170 24 70 11 TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HANG HẢI 2 KHOA CƠ KHÍ Bảng thành phần hoá học một số loại đuar * Tính chất và công dụng: Tu thuộc vào hàm lượng của đồng và magiê cao hay thấp mà đưa ra có sự thay đổi về cơ tính. Nói chung đuara có độ bền khá cao nhưng tính chồng ăn mòn kém. Trong các loại đưa ra thì 6, 16 có độ bền cao nhất được làm khung và cá kết cấu chịu lực của máy bay, còn 18 có độ dẻo cao, độ bền thấp dùng làm đinh tán.
Bài 4: Quan sát tổ chức tế vi của hợp kim nhôm (05 giờ ) Hình 4: Tổ chức tế vi của hợp kim Al - (10-30)%Si: a. Không biến tính b. Có biến tính CHƯƠNG II: GANG VÀ THÉP Bài 5: Giản đồ trạng thái fe – C ( 04 giờ) 1.Ý nghĩa của giản đồ - Biết được quy luật về sự kết tinh và chuyển biến tổ Chứccủa hợp kim Fe – C khi nung nóng và làm nguội - Xác định được nhiệt độ nung nóng cho từng loại thép khi rèn, dập và nhiệt luyện - Là tài liệu không thể thiếu của người làm việc nhiệt luyện 1. Dạng giản đồ MODUN: VẬT LIỆU HỌC 11 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀNG HẢI II KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC tº 1539 1500 1400 III II Xêmentit1 1200 E C IV 1100 1000 VI VII 900 Ô + Xê2 + Lê Xê1 + Lê 800 VIII Ô + Xê2 Ô+F 70 G IX XI XII 0,02 0,8 2,84 4,3 6,67 %C Hình 5.
Giản đồ trạng thái hợp kim Fe –C Điểm Nhiệt độ %C A 1539 0 B 911 0 C 1147 4,3 D 1600 6,67 E 1147 2,14 F 1147 6,67 G 727 0,02 H 727 0,8 727 6,67 MODUN: VẬT LIỆU HỌC 12 1. Các tổ chức của hợp kim Fe – C trên giản đồ a. Các khu vực trên giản đồ - Khu vực I : Hợp kim Fe – C ở pha lỏng L ) - Khu vực II : L ng + Ôsentit1 ( L + Ô ) - Khu vực III : L ng + Xêmentit1 ( L + Xê1 ) - Khu vực IV : Ôstenit Ô) - Khu vực V : Ôstenit + Xêmentit2 ( Ô + Xê2 ) - Khu vực VI : Ôstenit + Xêmentit2 + Lêđêburit Ô + Xê2 + Lê ) - Khu vực VII : Xêmentit1 + Lêđêburit Xê1 + Lê - Khu vực VII : Ôstenit + Ferit Ô + F ) - Khu vực IX : Peclit + Ferit P + F ) - Khu vực X : Peclit + Xêmentit2 ( P + Xê2 ) - Khu vực XI : Peclit + Xêmentit2 + Lêđêburi P + Xê2 + Lê ) - Khu vực XII : Xêmentit1 + Lêđêburit Xê1 + Lê) b. Các tổ chức của hợp kim Fe – C - Xêmentit : ( Fe3C, Xê ) là hợp chất hóa học của Fe và C, có độ cứng rất cao 700HB ) có 3 dạng : + Xêmentit1 : Kết tinh từ pha lỏng + Xêmentit 2 : Kết tinh từ pha rắn + Xêmentit 3 : Tiết ra từ dung dịch rắn Ferit - Ferit F ) là dung dịch rắn của C trong Feα, có độ cứng thấp 80HB ), có độ dẻo cao, có từ tính - Ôstenit Ô ) là dung dịch rắn của C trong Feγ.
Ô rất dẻo và dai, phù hợp với công nghệ rèn - Peclit P ) là hỗn hợp cơ học cu F và Xê. Trong P có 88% F và 12% là Xê, có tính cắt gọt tốt, P có 2 dạng : + Peclit tấm : Xê ở dạng tấm, phiến, HB = 200 – 220 + Peclit hạt : Xê ở dạng hạt HB = 180 – 200 - Lêđêburit (Lê) là hỗn hợp cơ học của Ô và Xê hoặc hỗn hợp cơ học của P và Xê. Lêđêburit rất cứng. MODUN: VẬT LIỆU HỌC 13 Bài 6: Đặc điểm chung của sắt và thép (03 giờ) 1.Tính chất vật lý.
- Trọng lượng riêng : Là trọng lượng của một đơn vị thể tích của vật thể.P d = ( Kg/mm³ hoặc N/mm³) V Trong đó : P là trọng lực của vật (KG, 1 KG = 10 N ) - Nhiệt độ nóng chảy : Là nhiệt độ nung nóng đến đó thì làm cho kim loại từ thể rắn trở thành thể lỏng. +Sắt nguyên chất có nhiệt độ nóng chảy là 1539°C + Gang có nhiệt độ nóng chảy là 1130 - 1350°C + Thép có nhiệt độ nóng chảy là 1400 - 1500°C - Tính dãn nở : Là khả năng dãn nở của kim loại khi nung nóng. Độ giãn nở lớn hay bé có thể biểu thị bằng hệ số giãn nở trên chiều dài của đơn vị (1mm ) gọi là hệ số giãn nở theo chiều dài. - Tính dẫn điện : Là khả năng dẫn điện của kim loại và hợp kim.
