Tổng quan về giáo trình
Giáo trình Vật liệu học (Mã số môn học: MH 10) là tài liệu học tập chính quy được ban hành theo Quyết định số 979/QĐ-CĐVX-ĐT ngày 12 tháng 12 năm 2019 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô (thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn). Môn học thuộc khối kiến thức cơ sở nghề bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Công nghệ Ô tô ở trình độ Cao đẳng. Về mặt phân bổ chương trình, môn học MH 10 được bố trí giảng dạy song song với các môn học và mô-đun chuyên môn kỹ thuật gồm: MH 07, MH 08, MH 09, MH 11, MH 12, MH 13, MH 14, MH 15, MH 16, MĐ 17, MĐ 18 và MĐ 19.
Mục tiêu đào tạo của giáo trình tập trung vào việc trang bị cho người học năng lực:
- Đọc, vẽ và giải thích các giản đồ pha trạng thái nhiệt động (giản đồ nhôm – silic, giản đồ sắt – các bon).
- Trình bày đặc điểm cơ lý tính, phân loại và tra cứu hệ thống ký hiệu quy chuẩn của các loại hợp kim nhôm, gang và thép.
- Nhận dạng tổ chức kim tương và khuyết tật tế vi của vật liệu kim loại qua kính hiển vi quang học.
- Trình bày công dụng, tính chất và tiêu chuẩn kỹ thuật của các vật liệu phi kim loại gồm cao su, amiăng, vật liệu compozit, dầu mỡ bôi trơn, nước làm mát và nhiên liệu lỏng (xăng, dầu diesel) sử dụng trên ô tô.
- Tuân thủ các quy định, quy phạm an toàn và quy chuẩn kỹ thuật về vật liệu học.
Cấu trúc thời lượng của môn học gồm 45 giờ định mức (30 giờ lý thuyết, 12 giờ thực hành/bài tập và 3 giờ kiểm tra), được tổ chức thành 3 chương chính:
- Chương 1: Nhôm và hợp kim nhôm (15 giờ: 8 lý thuyết, 6 thực hành/bài tập, 1 kiểm tra).
- Chương 2: Gang và thép (21 giờ: 14 lý thuyết, 6 thực hành/bài tập, 1 kiểm tra).
- Chương 3: Vật liệu phi kim loại (9 giờ: 8 lý thuyết, 0 thực hành, 1 kiểm tra).
Điểm đặc trưng của giáo trình là việc kết hợp nền tảng luyện kim học đại cương với yêu cầu sử dụng vật liệu thực tế trong ngành công nghệ ô tô. Các khái niệm pha, tổ chức tế vi và xử lý nhiệt luyện luôn gắn liền với các chi tiết động cơ và khung gầm cụ thể như piston, thân máy, xecmăng, trục khuỷu, nhíp lá, lò xo và bạc lót trục khuỷu.
Nội dung kiến thức cốt lõi
Các chương và chủ đề chính
Nội dung giáo trình được triển khai theo tiến trình logic từ cơ sở lý thuyết giản đồ pha, cấu trúc tế vi, công nghệ nhiệt luyện đến các ứng dụng cơ khí chuyên biệt:
-
Chương 1: Nhôm và hợp kim nhôm (MH 10 - 01):
- Cơ sở giản đồ pha: Nghiên cứu góc nhôm của giản đồ pha Al - nguyên tố hợp kim, phân định ranh giới giữa hợp kim biến dạng (bên trái điểm cùng tinh C, C') và hợp kim đúc (bên phải điểm C, C'); phân nhóm hợp kim biến dạng không hóa bền (chỉ hóa bền bằng biến dạng nguội) và hóa bền được bằng nhiệt luyện tôi + hóa già (có chuyển pha theo nhiệt độ). Phân tích chi tiết các hệ Al-Mn (pha $\text{Al}_6\text{Mn}$, không hóa bền nhiệt luyện do tạp chất Fe, Si làm giảm độ hòa tan Mn), hệ Al-Mg (giới hạn hòa tan 15% ở 451°C, pha $\text{Mg}_2\text{Al}_3$ ở biên hạt gây ăn mòn tinh giới, thường dùng $< 4%\text{Mg}$), hệ Al-Si (hợp kim cùng tinh 10–13% Si; cơ chế biến tính bằng muối $2/3\text{NaF} + 1/3\text{NaCl}$ tỷ lệ 0,05–0,08% để hạ điểm cùng tinh 10–20°C, chuyển tinh thể Si dạng kim thô sang dạng hạt tròn mịn, nâng giới hạn bền kéo $\sigma_b$ từ 130 MPa lên 180 MPa, độ giãn dài $\delta$ từ 3% lên 8%), và hệ phức tạp Al-Si-Mg(Cu) (pha hóa bền $\text{Mg}_2\text{Si}$, mác AA 356.0, AA 390.0, AЛ4, AЛ26 đúc piston và nắp máy).
- Đặc điểm kỹ thuật và phân loại: Nhôm nguyên chất có khối lượng riêng $2,7\text{ g/cm}^3$, nhiệt độ nóng chảy $660^\circ\text{C}$, mạng lập phương diện tâm A1; độ dẫn điện bằng 62% của đồng; lớp màng $\text{Al}_2\text{O}_3$ chống ăn mòn. Khảo sát 3 nhóm hợp kim chính: Silumin (nhôm đúc Al-Si), Đuara (nhôm biến dạng Al-Cu-Mg như mác 2014, 2024), hợp kim nhôm ACM (Al-Sb-Mg làm bạc lót trục thay thế đồng chì $\text{BCuPb30}$). Ký hiệu theo tiêu chuẩn AA (1xxx đến 8xxx cho hợp kim biến dạng; 1xx.x đến 8xx.x cho hợp kim đúc) và TCVN 1659-75 (AlCu4,5Đ, AlSi7Mg0,3Đ, Al99,00); các trạng thái cơ tính F, O, H (H1x đến H9x), T (T1 đến T9).
- Phương pháp kim tương học: Quy trình 4 bước chuẩn bị mẫu kim tương quan sát tổ chức tế vi ở độ phóng đại từ 50 đến 1500 lần: cắt mẫu (làm nguội dưới $100^\circ\text{C}$), mài mẫu trên giấy nhám (từ 120 đến 2000), đánh bóng bằng bột $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{Cr}_2\text{O}_3$ hoặc điện phân anod, và tẩm thực hóa học bề mặt bằng dung dịch axit ($\text{HNO}_3$).
-
Chương 2: Gang và thép (MH 10 - 02):
- Giản đồ trạng thái $\text{Fe}-\text{Fe}_3\text{C}$: Phân tích các tọa độ điểm tới hạn quốc tế: $\text{A}(1539^\circ\text{C} - 0%\text{C})$, $\text{C}(1147^\circ\text{C} - 4,3%\text{C})$, $\text{D}(1250^\circ\text{C} - 6,67%\text{C})$, $\text{E}(1147^\circ\text{C} - 2,14%\text{C})$, $\text{G}(911^\circ\text{C} - 0%\text{C})$, $\text{S}(727^\circ\text{C} - 0,80%\text{C})$, $\text{P}(727^\circ\text{C} - 0,02%\text{C})$, $\text{Q}(0^\circ\text{C} - 0,006%\text{C})$. Khảo sát các chuyển biến pha: phản ứng bao tinh ở $1499^\circ\text{C}$ ($\delta_{\text{H}} + \text{L}{\text{B}} \rightarrow \gamma{\text{J}}$), phản ứng cùng tinh ở $1147^\circ\text{C}$ tạo Lêđêburit, phản ứng cùng tích ở $727^\circ\text{C}$ tạo Peclit. Các pha và tổ chức: Ferit ($\alpha$), Austenit ($\gamma$), Xêmentit ($\text{Fe}3\text{C}$ gồm $\text{Xe}{\text{I}}$, $\text{Xe}{\text{II}}$, $\text{Xe}{\text{III}}$, $\text{Xe}_{\text{ct}}$), Peclit tấm/hạt và Lêđêburit.
- Thép hợp kim và công nghệ nhiệt luyện: Cơ chế hòa tan dung dịch rắn và tạo pha cacbit ($\text{Me}_3\text{C}$, $\text{Me}_7\text{C}3$, $\text{Me}{23}\text{C}_6$, $\text{Me}_6\text{C}$, $\text{MeC}$) của các nguyên tố $\text{Mn}, \text{Si}, \text{Cr}, \text{Ni}, \text{Mo}, \text{W}, \text{V}, \text{Ti}, \text{B}$. Phân loại thép theo tổ chức tế vi, mức độ hợp kim hóa ($< 2,5%$; $2,5–10%$; $> 10%$), phương pháp khử oxy (thép sôi, thép lặng, thép nửa lặng) và chất lượng luyện kim (hàm lượng tạp chất $\text{S}, \text{P}$). Ký hiệu theo TCVN, GOST, AISI, JIS (ví dụ: thép thấm cacbon 18CrMn3TiA, thép đàn hồi 60Si2, thép Invar 25Ni37, Platinit 25Ni49, Ni-Cr 25Cr12Ni65).
- Thép kết cấu chuyên dụng: Thép lá dập nguội sâu dải cacbon thấp $\le 0,10%$, silic cực thấp $\le 0,07%$ (mác C8s, 08K$\Pi$); Thép dễ cắt gọt bổ sung $\text{S}$ (0,15–0,35%), $\text{P}$ (0,08–0,15%) và $\text{Pb}$ (0,15–0,30%) tạo pha $\text{MnS}$ làm gãy phoi (mác A12, 12L14, SUM24L); Thép ổ lăn chất lượng cao hàm lượng cacbon $\sim 1%$, $\text{Cr}$ (0,5–1,5%), tạp chất $\text{S}, \text{P} \le 0,02%$ (mác OL100Cr1,5, ШХ15, 52100, SUJ2).
- Công nghệ gang đúc: Cơ chế grafit hóa hệ ba cấu tử $\text{Fe}-\text{C}-\text{Si}$. Đặc điểm cấu trúc và cơ lý tính của: Gang xám (grafit dạng tấm, ký hiệu GX, CЧ, SAE J431, JIS FC); Gang cầu (grafit dạng quả cầu tròn qua biến tính $\text{Mg}/\text{Ce}$, độ bền $\sigma_b = 400–800\text{ MPa}$, $\delta = 2–15%$, ký hiệu GC, BЧ, SAE J434c, JIS FCD; ứng dụng đúc trục khuỷu động cơ); Gang dẻo (grafit dạng cụm ủ từ gang trắng ở 700–1000°C, ký hiệu GZ, КЧ, SAE M3210, JIS FCMB/FCMW).
-
Chương 3: Vật liệu phi kim loại (MH 10 - 03):
- Tính chất, phân loại và ứng dụng của vật liệu cao su làm gioăng, phớt chắn dầu, ống dẫn; vật liệu amiăng chịu nhiệt làm đệm làm kín; vật liệu compozit nền polymer trong thân vỏ và chi tiết nội thất ô tô.
- Phân loại dầu bôi trơn động cơ, mỡ bôi trơn khung gầm và dung dịch nước làm mát động cơ đốt trong.
- Phân tích chỉ tiêu kỹ thuật, tính chất bay hơi, khả năng chống kích nổ (trị số octan) của nhiên liệu xăng và chỉ số xetan của nhiên liệu diesel sử dụng trên ô tô.
Kiến thức nền tảng được xây dựng
- Lý thuyết nhiệt động học và giản đồ pha: Nắm vững nguyên lý kết tinh từ pha lỏng, đường lỏng (liquidus), đường rắn (solidus) và các phản ứng chuyển pha đẳng nhiệt (bao tinh, cùng tinh, cùng tích).
- Nguyên lý biến đổi tổ chức tế vi: Cơ chế hòa tan thay thế/xen kẽ trong mạng tinh thể; động học chuyển biến pha khi nung nóng (Austenit hóa) và làm nguội với các tốc độ khác nhau (tạo Peclit, Xoocbit, Trôxtit, Bainit, Mactenxit); cơ chế tiết pha cacbit trong quá trình tôi và ram.
- Quy luật cấu trúc - cơ tính: Mối liên hệ định lượng giữa kích thước hạt tinh thể (theo thang chuẩn ASTM từ cấp 1 đến 8), hình thái pha phân tán (grafit tấm, grafit cầu, grafit cụm) với giới hạn bền kéo ($\sigma_b$), giới hạn chảy ($\sigma_{0,2}$), độ giãn dài tương đối ($\delta$), độ dai va đập ($a_K$) và độ cứng (HB, HRC).
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật: Vận hành thiết bị gia công mẫu kim tương (máy cắt mẫu, máy mài phẳng, máy đánh bóng nỉ và thiết bị đánh bóng điện phân anod); pha chế hóa chất tẩm thực axit phù hợp với từng họ vật liệu; sử dụng kính hiển vi quang học kim tương để nhận diện pha, đo độ hạt và phát hiện khuyết tật tế vi (nứt tế vi, rỗ khí, tạp chất phi kim).
- Kỹ năng phân tích: Đọc hiểu và chuyển đổi tương đương ký hiệu mác vật liệu giữa các hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN, GOST, SAE/AISI, JIS, AA); phân tích thành phần hóa học để xác định tính hàn, tính đúc, tính gia công cắt gọt và độ thấm tôi của chi tiết máy.
- Kỹ năng thực hành nghề nghiệp: Lựa chọn đúng chủng loại vật liệu, phương pháp nhiệt luyện và thông số dung dịch kỹ thuật đáp ứng điều kiện làm việc của từng cụm chi tiết trên ô tô (ví dụ: xác định khe hở bạc lót ACM so với bạc BCuPb30 trên động cơ D50; quy định mô-men xiết nắp máy hợp kim nhôm; chọn mác thép 18CrMn3TiA thấm cacbon cho bánh răng hộp số).
Phương pháp giảng dạy và học tập
Giáo trình được thiết kế theo phương pháp đào tạo tích hợp giữa lý thuyết luyện kim và quy trình thực nghiệm kim tương học:
-
Phương pháp tiếp cận sư phạm:
- Kết hợp thuyết giảng trên lớp với các phân tích trực quan về sơ đồ biến đổi pha nhiệt động.
- Tỷ trọng thời lượng được phân bổ cân đối: 30 giờ lý thuyết (chiếm 66,7% tổng thời lượng) cung cấp cơ sở bản chất kim loại học; 12 giờ bài tập và thực hành (chiếm 26,7%) rèn luyện kỹ năng thực nghiệm; 3 giờ kiểm tra định kỳ (chiếm 6,6%) để đánh giá mức độ tiếp thu của sinh viên.
-
Hệ thống bài tập và thực hành kim tương:
- Bài tập lý thuyết sau mỗi chương tập trung vào việc đọc giản đồ pha, tính toán tỷ lệ pha theo quy tắc đòn bẩy, giải thích ký hiệu mác kim loại và phân tích nguyên nhân hư hỏng của chi tiết máy ô tô.
- Phân bổ 10 giờ thực hành kim tương trực tiếp tại xưởng/phòng thí nghiệm: 5 giờ tại Chương 1 (Mục 1.4: Quan sát tổ chức tế vi của hợp kim nhôm) và 5 giờ tại Chương 2 (Mục 2.6: Quan sát tổ chức tế vi của gang và thép). Sinh viên thực hiện trọn vẹn quy trình 4 bước chuẩn bị mẫu thực tế:
- Cắt mẫu đại diện theo phương ngang hoặc dọc trục, duy trì nhiệt độ cắt dưới $100^\circ\text{C}$ để không làm biến đổi cấu trúc pha.
- Mài thô và mài tinh qua các cấp giấy nhám từ 120 đến 1200 (đối với gang, thép) và đến 2000 (đối với hợp kim màu), xoay mẫu $90^\circ$ giữa các bước mài.
- Đánh bóng cơ học trên đĩa nỉ với dung dịch $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{Cr}_2\text{O}_3$ hoặc đánh bóng điện phân anod.
- Tẩm thực hóa học bằng dung dịch axit chuyên dụng để làm hiện rõ ranh giới hạt và pha tế vi.
-
Phương pháp đánh giá và hướng dẫn tự học:
- Hình thức đánh giá: Đánh giá kết hợp thông qua 3 bài kiểm tra định kỳ (1 giờ/chương) bao gồm trắc nghiệm lý thuyết, bài tập vẽ/giải thích giản đồ pha, cùng kỹ năng thao tác chuẩn bị mẫu và nhận diện tổ chức kim tương trên kính hiển vi quang học.
- Hướng dẫn tự học: Sinh viên cần vẽ lại giản đồ pha $\text{Al}-\text{Si}$ và $\text{Fe}-\text{Fe}_3\text{C}$, tự xác định tọa độ các điểm tới hạn và viết các phương trình phản ứng chuyển biến pha; chủ động tra cứu bảng mác vật liệu tương đương trong các sổ tay tiêu chuẩn kỹ thuật.
Điểm nổi bật và cập nhật
-
Quy chuẩn hóa hệ thống phân loại và ký hiệu quốc tế: Giáo trình cập nhật chi tiết và đối chiếu song song các hệ thống ký hiệu tiêu chuẩn kỹ thuật kim loại lớn trên thế giới:
- Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1659-75).
- Tiêu chuẩn Liên Xô / Nga (GOST 1412-70/85 cho gang xám, GOST 7393-70/85 cho gang cầu, GOST 1215-79 cho gang dẻo, các mác thép kết cấu 08K$\Pi$, ШХ15).
- Tiêu chuẩn Hoa Kỳ (Hiệp hội Nhôm AA 1xxx đến 8xxx; SAE J431 cho gang xám, SAE J434c cho gang cầu, SAE M cho gang dẻo; AISI/SAE cho thép dễ cắt 11xx, 12Lxx và thép ổ lăn 52100).
- Tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS FC cho gang xám, FCD cho gang cầu, FCMB/FCMW cho gang dẻo, SUM cho thép dễ cắt, SUJ cho thép ổ lăn).
-
Cập nhật các công nghệ luyện kim và nhóm vật liệu chuyên dụng:
- Giới thiệu các phương pháp chế tạo hợp kim nhôm phi truyền thống gồm hợp kim bột thiêu kết và hợp kim nguội nhanh.
- Phân tích cơ chế biến tính gang lỏng bằng ferô silic/ferô mangan để tạo hạt grafit nhỏ mịn, nâng cao cấp độ bền theo ASTM.
- Cập nhật công nghệ thép dập nguội sâu dải cacbon cực thấp (C8s), công nghệ thép dễ cắt hợp kim hóa chì ($\text{Pb}$) gia công trên máy tự động năng suất cao, và thép ổ lăn chất lượng cao được tinh luyện bằng điện xỉ đúc rót trong chân không.
-
Định hướng ứng dụng chính xác cho ngành Công nghệ Ô tô:
- Minh họa trực quan các chủng loại vật liệu chế tạo chi tiết động cơ: hợp kim nhôm $\text{AlSi12Mg1Mn0,6NiĐ}$ (đúc piston, mặt máy, thân máy động cơ xăng); hợp kim nhôm ACM (chế tạo bạc lót cổ trục động cơ D50 với khe hở $0,10–0,15\text{ mm}$); gang cầu BЧ60 (đúc trục khuỷu xe tải nhỏ và du lịch); thép hợp kim 15Cr, 15CrV, 20CrNi (làm chốt piston); thép 60Si2, 65Mn (làm nhíp ô tô); thép 25Cr5MoA thấm nitơ (làm cặp piston – xilanh bơm cao áp động cơ diesel).
Đối tượng sử dụng giáo trình
- Sinh viên đào tạo chính quy:
- Sinh viên theo học hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Công nghệ Ô tô, Cơ khí Động lực, Cơ khí Chế tạo máy tại các trường cao đẳng, trường nghề trên toàn quốc. Môn học được giảng dạy ở giai đoạn kiến thức cơ sở nghề, hỗ trợ trực tiếp cho các mô-đun thực hành sửa chữa động cơ và gầm ô tô.
- Điều kiện tiên quyết (Prerequisites):
- Người học cần hoàn thành khối kiến thức khoa học cơ bản gồm Hóa học đại cương (cấu tạo nguyên tử, phản ứng oxy hóa – khử, dung dịch), Vật lý đại cương (cơ học biến dạng, nhiệt học, từ tính) và môn Vẽ kỹ thuật cơ khí.
- Giảng viên và cán bộ đào tạo:
- Sử dụng làm khung giáo trình chuẩn để biên soạn đề cương chi tiết, giáo án bài giảng lý thuyết 30 giờ và hướng dẫn thực hành xưởng kim tương 12 giờ theo chương trình đào tạo của Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp.
- Kỹ thuật viên và thợ sửa chữa:
- Tài liệu tham khảo kỹ thuật cho kỹ thuật viên xưởng dịch vụ ô tô, thợ sửa chữa cơ khí cần tra cứu thành phần mác vật liệu thay thế, quy cách chọn dầu mỡ bôi trơn, nước làm mát và hiểu rõ các nguyên tắc xử lý nhiệt luyện chi tiết máy.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này phù hợp với trình độ đào tạo nào?
Giáo trình được biên soạn chuẩn theo chương trình đào tạo nghề đã được Tổng cục Dạy nghề (nay là Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp) phê duyệt, phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề Công nghệ Ô tô, Cơ khí Động lực và Cơ khí Chế tạo.
2. Cần trang bị kiến thức nền tảng nào trước khi học môn này?
Người học cần có kiến thức cơ sở về Hóa học đại cương (các nguyên tố kim loại, phản ứng tạo oxit/axit), Vật lý đại cương (cơ tính vật liệu, hiện tượng dãn nở nhiệt, tính dẫn điện, dẫn nhiệt) và kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí để hiểu các sơ đồ cấu tạo và giản đồ pha.
3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu vật liệu học chung là gì?
Tài liệu tập trung chọn lọc các nhóm vật liệu kim loại và phi kim loại có tính ứng dụng trực tiếp trong kết cấu ô tô (nhôm đúc silumin làm piston, gang cầu làm trục khuỷu, thép thấm cacbon làm bánh răng và chốt piston, thép đàn hồi làm nhíp, vật liệu bôi trơn và nhiên liệu lỏng), đồng thời cung cấp bảng quy chuẩn đối chiếu mác vật liệu chi tiết theo TCVN, GOST, SAE/AISI và JIS.
4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?
Người học cần kết hợp đọc lý thuyết với việc tự vẽ lại các giản đồ pha ($\text{Al}-\text{Si}$, $\text{Fe}-\text{Fe}_3\text{C}$), ghi nhớ các điểm tới hạn và đường chuyển biến nhiệt động; đối chiếu ký hiệu các mác kim loại trong bài tập cuối chương với bảng tra cứu tiêu chuẩn; đồng thời rèn luyện kỹ năng thực tế qua các bài thực hành mài, đánh bóng và soi mẫu kim tương.
5. Giáo trình có tích hợp hướng dẫn thực hành thí nghiệm không?
Có. Giáo trình dành 12 giờ định mức cho bài tập và thực hành, trong đó có 10 giờ thực hành chuyên sâu (5 giờ ở Chương 1 và 5 giờ ở Chương 2) hướng dẫn chi tiết quy trình 4 bước chuẩn bị mẫu kim tương (cắt mẫu, mài giấy nhám từ cấp 120 đến 2000, đánh bóng cơ học/điện phân, tẩm thực axit) và phương pháp quan sát trên kính hiển vi quang học ở độ phóng đại từ 50 đến 1500 lần.
Kết luận
Giáo trình Vật liệu học (MH 10) của Khoa Cơ khí Động lực – Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện, chuẩn mực và cô đọng về vật liệu kim loại, hợp kim chuyên dụng và vật liệu phi kim loại trong ngành công nghệ ô tô.
- Lộ trình học tập đề xuất:
- Giai đoạn 1: Nắm vững lý thuyết giản đồ pha trạng thái nhiệt động ($\text{Al}-\text{Si}$, $\text{Fe}-\text{Fe}_3\text{C}$) và các quy luật chuyển pha.
- Giai đoạn 2: Nắm bắt đặc tính cơ lý, phân loại, ký hiệu quy chuẩn của nhôm, gang, thép và ảnh hưởng của công nghệ nhiệt luyện (tôi, ram, ủ, hóa già).
- Giai đoạn 3: Rèn luyện kỹ năng chuẩn bị mẫu và phân tích tổ chức tế vi bằng phương pháp kim tương học.
- Giai đoạn 4: Ứng dụng tra cứu mác vật liệu, lựa chọn vật liệu kỹ thuật, dầu mỡ bôi trơn, nước làm mát và nhiên liệu phù hợp cho từng cụm hệ thống ô tô thực tế.
- Tài liệu bổ trợ và tiêu chuẩn tham khảo: Hệ thống bài tập tự lượng giá cuối mỗi chương, các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế đi kèm gồm TCVN 1659-75, GOST 1412/7393/1215, SAE J431/J434c, ASTM, JIS và tiêu chuẩn Hiệp hội Nhôm AA.