Giáo trình Vật liệu nghề Vận hành máy thi công nền - Trình độ Cao đẳng Phần 1

Giáo trình vật liệu nghề vận hành máy thi công nền trình độ cao đẳng phần 1 cung cấp kiến thức chuyên sâu về vật liệu và ứng dụng trong thi công.

• Trường học: Trường Cao Đẳng
• Chuyên ngành: Vận Hành Máy Thi Công Nền
• Đề tài: Giáo Trình Vật Liệu Nghề Vận Hành Máy Thi Công Nền Trình Độ Cao Đẳng Phần 1
• Loại tài liệu: Giáo Trình

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình vật liệu nghề vận hành máy thi công

Giáo trình vật liệu là một học phần nền tảng, không thể thiếu trong chương trình đào tạo trình độ cao đẳng cho nghề vận hành máy thi công nền. Nội dung môn học cung cấp kiến thức hệ thống về các loại vật liệu cấu thành nên máy móc, thiết bị chuyên ngành. Việc nắm vững các kiến thức này giúp người học nâng cao kỹ năng vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa, từ đó tối ưu hóa hiệu suất làm việc và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Đây được xem là module đào tạo lái máy công trình cốt lõi, trang bị cho học viên tại các trường cao đẳng nghề xây dựng một tư duy kỹ thuật toàn diện. Thay vì chỉ học cách điều khiển, người học sẽ hiểu sâu về bản chất vật liệu của máy, từ kim loại, hợp kim đến nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn. Tài liệu này không chỉ là một giáo trình máy công trình thông thường, mà còn là cẩm nang quan trọng giúp người vận hành đưa ra các quyết định chính xác trong thực tế thi công, đặc biệt khi làm việc với các loại vật liệu nền đường phức tạp như cát, đá, sỏi, đất. Sự am hiểu về tính chất của gang, thép, hay các hợp kim màu sẽ giúp người vận hành nhận biết giới hạn chịu tải, chịu mài mòn của các bộ phận như gầu xúc, lưỡi ủi, hay xích di chuyển. Kiến thức này trực tiếp ảnh hưởng đến kỹ thuật thi công nền đường và đảm bảo an toàn trong suốt quá trình làm việc.

1.1. Tầm quan trọng của tài liệu vật liệu xây dựng chuyên ngành

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc đào tạo một người vận hành máy thi công chuyên nghiệp không chỉ dừng lại ở kỹ năng điều khiển. Tài liệu vật liệu xây dựng chuyên ngành đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng nền tảng kiến thức vững chắc. Nó giải thích tại sao một chi tiết máy lại được làm từ thép hợp kim thay vì thép cacbon, hoặc tại sao phải sử dụng một loại dầu bôi trơn cụ thể cho từng bộ phận. Hiểu biết này giúp người vận hành tránh được các thao tác sai lầm có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho thiết bị. Ví dụ, việc vận hành máy quá tải mà không hiểu giới hạn bền của vật liệu có thể dẫn đến gãy, vỡ các chi tiết quan trọng. Do đó, học phần này là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, giúp người học tự tin xử lý các tình huống phát sinh tại công trường.

1.2. Mục tiêu cốt lõi của giáo trình máy công trình trình độ cao đẳng

Mục tiêu chính của giáo trình là trang bị cho sinh viên kiến thức về cấu tạo, tính chất và ứng dụng của các vật liệu cơ bản dùng trong chế tạo máy thi công. Cụ thể, người học cần nhận biết và phân loại được các kim loại đen (gang, thép), kim loại màu (đồng, nhôm), vật liệu phi kim (cao su, chất dẻo). Bên cạnh đó, giáo trình còn tập trung vào nhiên liệu (xăng, diesel) và các chất bôi trơn (dầu, mỡ), những yếu tố sống còn đối với hoạt động của máy. Hoàn thành môn học, học viên phải có khả năng lựa chọn vật liệu phù hợp cho việc thay thế, sửa chữa đơn giản và thực hiện quy trình bảo dưỡng máy công trình đúng kỹ thuật, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo an toàn lao động.

II. Thách thức khi vận hành máy thi công thiếu kiến thức vật liệu

Việc vận hành các thiết bị cơ giới hạng nặng như máy ủi, máy san, máy lu tiềm ẩn nhiều rủi ro nếu người điều khiển thiếu kiến thức nền tảng về vật liệu. Một trong những thách thức lớn nhất là không thể đánh giá đúng tình trạng kỹ thuật của máy móc. Người vận hành có thể bỏ qua các dấu hiệu mài mòn, biến dạng hoặc ăn mòn ban đầu trên các chi tiết máy, dẫn đến hỏng hóc đột ngột và gây đình trệ công việc. Hơn nữa, việc sử dụng sai loại nhiên liệu, dầu nhớt không chỉ làm giảm công suất động cơ mà còn gây mài mòn các chi tiết bên trong, làm giảm đáng kể tuổi thọ thiết bị. Thiếu hiểu biết về an toàn lao động máy thi công liên quan đến vật liệu, ví dụ như không nhận biết được nguy cơ gãy vỡ của các chi tiết chịu lực, có thể dẫn đến những tai nạn nghiêm trọng. Do đó, việc trang bị kiến thức từ giáo trình vật liệu nghề vận hành máy thi công nền là yêu cầu cấp thiết để giảm thiểu rủi ro và đảm bảo vận hành an toàn, hiệu quả. Đây là vấn đề mà mọi trường cao đẳng nghề xây dựng cần chú trọng trong chương trình giảng dạy.

2.1. Rủi ro hư hỏng và bào mòn do bảo dưỡng máy công trình sai cách

Quy trình bảo dưỡng máy công trình đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về vật liệu. Việc lựa chọn sai loại mỡ bôi trơn cho các khớp nối chịu tải nặng có thể làm tăng ma sát và gây mài mòn nhanh chóng. Tương tự, sử dụng dầu thủy lực không đúng tiêu chuẩn có thể làm hỏng các phớt cao su, gây rò rỉ và làm giảm áp suất hệ thống. Nhiều trường hợp hư hỏng động cơ bắt nguồn từ việc sử dụng dầu bôi trơn có độ nhớt không phù hợp với điều kiện nhiệt độ làm việc. Những sai lầm này không chỉ tốn kém chi phí sửa chữa mà còn làm giảm hiệu suất tổng thể của máy, ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công.

2.2. Nguy cơ mất an toàn lao động máy thi công khi vật liệu xuống cấp

An toàn là ưu tiên hàng đầu tại công trường. Kiến thức vật liệu giúp người vận hành nhận biết các dấu hiệu xuống cấp nguy hiểm. Một vết nứt nhỏ trên khung thép, sự ăn mòn trên một bu-lông chịu lực, hay sự biến dạng của cần nâng đều là những cảnh báo không thể bỏ qua. Nếu không được đào tạo để nhận diện những vấn đề này, người vận hành có thể tiếp tục làm việc trong điều kiện mất an toàn, dẫn đến nguy cơ gãy, sập cấu kiện. Vấn đề an toàn lao động máy thi công không chỉ là tuân thủ quy tắc mà còn là khả năng đánh giá rủi ro dựa trên tình trạng vật chất của thiết bị, một kỹ năng chỉ có được thông qua việc học tập bài bản.

III. Phương pháp phân loại vật liệu kim loại trong máy thi công

Máy thi công nền được cấu thành chủ yếu từ các vật liệu kim loại, bao gồm hợp kim sắt-carbon và kim loại màu. Việc hiểu rõ đặc tính của chúng là chìa khóa để vận hành và bảo dưỡng hiệu quả. Giáo trình cung cấp một hệ thống kiến thức chi tiết về hai nhóm vật liệu chính này. Nhóm hợp kim sắt-carbon, bao gồm gang và thép, là vật liệu cấu trúc chủ đạo, tạo nên khung gầm, thân máy, và các chi tiết chịu lực. Gang với đặc tính chịu nén tốt và dễ đúc thường được dùng làm vỏ hộp số, thân máy. Trong khi đó, thép với độ bền kéo và độ dẻo dai vượt trội được sử dụng cho các bộ phận quan trọng như trục, bánh răng, gầu xúc. Nhóm kim loại màu như đồng và nhôm tuy chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nhưng lại không thể thiếu. Chúng được dùng trong các hệ thống điện, bộ phận tản nhiệt và các chi tiết yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao. Việc nắm vững cách phân loại này giúp người học viên tại các trường cao đẳng nghề xây dựng có thể xác định đúng vật liệu khi cần sửa chữa, thay thế, đảm bảo tính đồng bộ và an toàn cho thiết bị.

3.1. Đặc tính và ứng dụng của Gang trong cấu tạo máy công trình

Gang là hợp kim của sắt và carbon với hàm lượng carbon lớn hơn 2,14%. Có nhiều loại gang khác nhau như gang xám, gang trắng, gang cầu, mỗi loại có cơ tính và ứng dụng riêng. Gang xám có khả năng chịu mài mòn và hấp thụ rung động tốt, thường được dùng để chế tạo thân máy, vỏ hộp giảm tốc, bệ máy. Gang cầu, với độ bền kéo cao gần bằng thép, được sử dụng cho các chi tiết phức tạp chịu tải nặng như trục khuỷu, vỏ cầu sau. Hiểu được đặc tính này giúp người vận hành biết giới hạn chịu va đập của từng bộ phận, tránh các thao tác giật, sốc mạnh có thể gây nứt vỡ các chi tiết bằng gang.

3.2. Nhận biết Thép Cacbon và Thép hợp kim trong các chi tiết máy

Thép là vật liệu quan trọng nhất trong chế tạo máy thi công. Thép Cacbon được sử dụng rộng rãi cho các kết cấu thông thường do giá thành rẻ và dễ gia công. Tuy nhiên, đối với các chi tiết yêu cầu độ cứng, độ bền và khả năng chịu mài mòn cao như bánh răng, trục truyền động, lưỡi ủi, người ta phải dùng Thép hợp kim. Các nguyên tố hợp kim như Crom (Cr), Niken (Ni), Molipden (Mo) được thêm vào để cải thiện cơ tính và khả năng chịu nhiệt. Việc phân biệt hai loại thép này rất quan trọng trong quá trình sửa chữa, đặc biệt là khi hàn, vì mỗi loại yêu cầu que hàn và quy trình nhiệt khác nhau để đảm bảo chất lượng mối nối.

IV. Hướng dẫn phân biệt nhiên liệu và dầu mỡ cho máy thi công

Nhiên liệu và chất bôi trơn là "mạch máu" của mọi loại máy thi công. Sử dụng đúng loại và đảm bảo chất lượng là yêu cầu cơ bản để động cơ hoạt động bền bỉ và hiệu quả. Giáo trình cung cấp các kiến thức thiết yếu để phân biệt và lựa chọn các sản phẩm này. Đối với nhiên liệu, hai loại phổ biến nhất là xăng và dầu diesel. Mỗi loại động cơ được thiết kế để hoạt động với một loại nhiên liệu cụ thể, và việc sử dụng nhầm lẫn có thể gây hư hỏng nghiêm trọng. Bên cạnh đó, dầu bôi trơn và mỡ bôi trơn đóng vai trò giảm ma sát, làm mát, làm kín và chống ăn mòn. Có hàng trăm loại dầu mỡ khác nhau trên thị trường, từ dầu động cơ, dầu thủy lực, dầu hộp số đến các loại mỡ chịu nhiệt, chịu nước. Hiểu rõ các chỉ số kỹ thuật như độ nhớt, cấp chất lượng (API, SAE) sẽ giúp người vận hành lựa chọn sản phẩm phù hợp theo khuyến cáo của nhà sản xuất, đảm bảo quá trình bảo dưỡng máy công trình đạt hiệu quả cao nhất.

4.1. Tiêu chuẩn lựa chọn Xăng và Dầu Diesel cho động cơ hiệu quả

Việc lựa chọn nhiên liệu phải dựa trên thiết kế của động cơ và điều kiện vận hành. Dầu Diesel được sử dụng cho hầu hết các loại máy thi công nền nhờ mô-men xoắn lớn ở vòng tua thấp. Chất lượng dầu diesel được đánh giá qua chỉ số Xêtan, hàm lượng lưu huỳnh và độ sạch. Sử dụng dầu có chỉ số Xêtan thấp sẽ gây khó khởi động và làm động cơ hoạt động ồn ào. Trong khi đó, động cơ xăng, thường dùng cho các máy móc nhỏ hơn, yêu cầu xăng có chỉ số Octan phù hợp để tránh hiện tượng kích nổ. Người vận hành cần tuân thủ nghiêm ngặt khuyến nghị của nhà sản xuất về loại nhiên liệu để tối ưu hóa công suất và tuổi thọ động cơ.

4.2. Vai trò của dầu bôi trơn và mỡ trong quy trình bảo dưỡng

Dầu bôi trơn có nhiệm vụ tạo một lớp màng mỏng ngăn cách sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt kim loại, giảm thiểu mài mòn. Trong khi đó, mỡ bôi trơn được dùng cho các vị trí có tốc độ chuyển động chậm nhưng chịu tải trọng cao, hoặc những nơi khó bổ sung dầu thường xuyên như bạc đạn, khớp chữ thập. Một quy trình đầm nén hiệu quả khi thi công nền đường đòi hỏi máy lu phải hoạt động ổn định, và điều này phụ thuộc rất nhiều vào việc các bộ phận chuyển động được bôi trơn đầy đủ. Việc kiểm tra và thay thế dầu mỡ định kỳ là một phần không thể thiếu trong công tác bảo dưỡng.

4.3. Ứng dụng vật liệu phi kim loại Cao su chất dẻo và amiăng

Bên cạnh kim loại, các vật liệu phi kim loại cũng đóng vai trò quan trọng. Cao su được sử dụng để làm lốp xe, các loại gioăng, phớt làm kín và các bộ phận giảm chấn. Chất dẻo được dùng làm vỏ bọc các bộ phận điện, cabin, và một số chi tiết nội thất nhờ trọng lượng nhẹ và khả năng tạo hình linh hoạt. Amiăng (hiện nay được hạn chế sử dụng do vấn đề sức khỏe) từng được dùng làm vật liệu cách nhiệt và má phanh. Nhận biết tính chất của các vật liệu này giúp người vận hành hiểu rõ hơn về giới hạn chịu nhiệt, chịu hóa chất của từng bộ phận, từ đó có cách sử dụng và bảo quản phù hợp.

V. Ứng dụng kiến thức vật liệu vào kỹ thuật thi công nền

Kiến thức từ giáo trình vật liệu nghề vận hành máy thi công nền không chỉ dừng lại ở việc hiểu về chiếc máy, mà còn được ứng dụng trực tiếp vào kỹ thuật thi công nền đường. Sự am hiểu về độ cứng, độ bền của lưỡi ủi hay gầu xúc giúp người vận hành điều chỉnh lực tác động phù hợp với từng loại đất đá, tối ưu hóa hiệu quả công việc và giảm thiểu mài mòn thiết bị. Ví dụ, khi làm việc với nền đất cứng, nhiều đá, người vận hành máy ủi cần biết cách điều chỉnh góc nghiêng của lưỡi cắt để giảm lực cản và tránh làm mẻ lưỡi. Tương tự, khi thực hiện quy trình đầm nén, việc hiểu mối quan hệ giữa trọng lượng máy lu, tần số rung và đặc tính của vật liệu nền (như cơ học đất) sẽ giúp đạt được độ chặt yêu cầu theo tiêu chuẩn kỹ thuật một cách nhanh chóng. Kiến thức này tạo ra sự khác biệt giữa một người thợ lái máy đơn thuần và một chuyên gia vận hành thực thụ, người có thể kiểm soát công việc một cách khoa học và hiệu quả.

5.1. Tối ưu hóa vận hành máy lu và máy ủi dựa trên hiểu biết vật liệu

Quá trình vận hành máy lu và vận hành máy ủi sẽ hiệu quả hơn khi người điều khiển hiểu rõ về vật liệu. Đối với máy ủi, việc biết rằng lưỡi ủi được làm từ thép hợp kim có độ cứng cao cho phép họ tự tin xử lý các vật liệu cứng, nhưng cũng cần tránh va đập cực mạnh để không gây nứt vỡ. Với máy lu, việc lựa chọn giữa lu tĩnh và lu rung phụ thuộc vào loại vật liệu nền. Vật liệu rời rạc như cát, sỏi đáp ứng tốt với lu rung, trong khi đất dính lại phù hợp hơn với lu tĩnh có bánh lốp. Hiểu biết này giúp lựa chọn phương pháp thi công tối ưu, tiết kiệm thời gian và nhiên liệu.

5.2. Mối liên hệ giữa cơ học đất và khả năng làm việc của máy móc

Cơ học đất là môn khoa học nghiên cứu về tính chất vật lý của đất và ứng xử của chúng dưới tác động của lực. Người vận hành máy thi công nền không cần phải là một kỹ sư địa chất, nhưng những kiến thức cơ bản về cơ học đất là cực kỳ hữu ích. Việc nhận biết được đất sét, đất cát, hay đất lẫn sỏi đá giúp họ lựa chọn đúng loại máy và phương pháp thi công. Ví dụ, vận hành máy san trên nền đất sét ẩm sẽ khác hoàn toàn so với trên nền cát khô. Sự tương tác giữa bánh xích, lốp xe với nền đất ảnh hưởng đến lực kéo, độ ổn định và hiệu suất làm việc của máy. Do đó, kiến thức vật liệu máy móc kết hợp với kiến thức về vật liệu nền tạo thành một bộ kỹ năng toàn diện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I DO CAO DANG MAY THECONG NEN on ớ ĐT} ĐGTV TTWI-DT ngày — Hà Nội,2017 ZZ ` _BQ GIAO THONG VAN TAL TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG 1 GIAO TRINH MÔN HỌC 11: VAT LIEU NGHE: VAN HANH MAY THI CONG NI ĐƯỜNG HE DAO TAO: CAO DANG (Lưu hành nội bộ) NĂM 2017 MỞ ĐÀU Môn học: Vật liệu là một trong những môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Vận hành máy thỉ công nền, vận hành máy thi công mặt đường, Trình độ trung cắp nghề: Đây là một môn học cơ sở rất quan trọng trong chương trình đảo tạo, môn học này giúp cho người học nắm được cơ sở các loại vật liệu sản xuất ra máy móc thiết bị chuyên nghành.từ đó nâng nâng cao được kỹ năng bảo dưỡng sửa chữa cũng như vận hành . Môn này có thể tiến hành học trước các môn học, mô đun chuyên môn; Chúng tôi gồm các Thạc sỹ, Cử nhân, giáo viên có tay nghề cao nghề Xây dựng cầu đường, có nhiều kinh nghiệm trong giảng dạy, đã sưu tầm, bằng kinh nghiệm, bằng kiến thức chuyên môn, cố gắng biên soạn ra giáo trình nội bộ. cho môn học này, nhằm giúp người học nhanh chóng tiếp thu được môn học; “Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, chúng tôi rất mong được sự góp ý, bổ sung. để chúng tôi hoàn thiện hơn nữa. Chúng tôi chân thành cảm ơn MỤC LỤC 86 TT 'Tên chương/mục Tran; 1S T | Chuong 1: Khai niệm cơ bản, tính chất chung của kim loại và hợp | — ; kim II | Chương 2: Hợp kim sắt - cácbon 13 MI | Chuong 3: Gang 16 IV | Chương4: Thép 21 'V _ | Chương 5: Nhiệt luyện va hóa nhiệt luyện 30 VI _ | Chương 6: Kim loại màu và hợp kim màu 36 VII | Chương 7: Ăn mòn kim loại, phương pháp chống ăn mòn kim loại | 41 'VII | Chương 8: Vật liệu phi kim loại 43 1X | Chương 9: Nhiên liệu. 47 X: Chương I0: Dầu và mỡ. 51 CHUONG I KHÁI NIỆM CƠ BẢN TINH CHAT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1, Cấu tạo kim loại và hợp kim 1.TAm quan trọng của kim loại và hợp kim. Để phát triển kinh tế quốc dân phải phát triển công nghiệp nặng mà đặc biệt là nghânh chế tạo máy. Muốn vậy thì phải có vật liệu phù hợp để đáp ứng yêu cầu đó. Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là nghành khoa học kỹ thuậtvật liệu đã tìm ra nhiều loại vật liệu mới như thủy tỉnh, chất dẻo, compôsite, gốm.nhưng vấn không thé thay thế hoàn toàn kim loại và hợp kim bởi những ưu điểm mà vật liệu khác không có được.2 Cấu tạo kim loại và hợp kim.1 Cấu tạo của kim loại. ~ Nhóm IA( trừH),nhóm IIA ; các kim loại này là những nguyên tố S. ~ Nhóm IIIA( trừH), một phần của các nhóm IVA,VA,VIA, các kim loại này là những nguyên tổ P. ~ Các nhóm B ( từ IB đến VIHIB) , các kim loại chuyển tiếp,chúng là những, nguyên tố D. ~ Họ lantan và actinni ( Xếp riêng thành hai hàng cuối bảng) các kim loại thuộc hai họ này là những nguyên tổ f I#s|[v :|†z |) + |tz -1#-|* Ix‡l[ssj[zrls Fe ti Kem lớu Tum Họ luan LŨU fe | me [ieve | Ho sctini [ke 5 elelale! a. Nguyén tic kim loai, - Hấu hết các nguyên tử kim loại có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngoài cùng" ~ Bán kính nguyên tử của các nguyên tố kim loại ở phía dưới bên trái bảng tuần hoàn nhìn chung có bán kính lớn hơn các nguyên tố phi kim ở phía trên bên phải bảng tuần hoàn.Mang tinh thể kim loại. Có 3 kiểu mạng tỉnh thể kim loại đặc trưng là: - Lập phương tâm khối. ~ Lập phương tâm diện. ~ Lục phương. Tây phoơng tên kh, (49 độckh4 ó8 %) Lập thong tên địn(49 62164749) Lọcghong(46Ả218474%) (N4 BK (CAALCs.) (Be, Mg Zn.Lién két kim loai. Là liên kết hóa học hình thành bởi lực hút tĩnh điện. giữa ion dương kim loại nằm ở các nút mạng tỉnh thể và các electrontự do di chuyển trông toàn thể mạng. lưới tỉnh thể lim loại.2 Tính chất vật lý của kim loại. Tính chất chung: Kim loại có tính chất chung là: Tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và ánh kim. * Tính dẻo: Các lớp mạng tình thể kim loại khi trượt lên nhau nhưng vẫn liên kết được với nhau nhờ lực hút tĩnh điện của các electron tự do vơi các cation của kim loại.Những kim loại có tinh déo cao la Au, Ag, Al, Cu, Zn. * Tính dẫn điện: Nhờ các eleetron có thể chuyển rời thành dòng có hướng dưới tác dụng của điện trường.Nói chung nhiệt độ của kim loại cảng cao thi tinh dẫn điên của kim loại càng giảm, kim loại dẫn điện tốt nhất là: Ag tiếp sau la Cu, Au, Al, Fe. * Tính dẫn nhiệt. Nhờ sự chuyển động của các electron tự do mang năng lượng. từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt đọ thấp của kim loại, kim loại nảo dẫn điện tôt thì dẫn nhiệt tốt. * Ánh kim :Nhờ các electron có khả năng phản xạ với ánh sáng do đó ánh kim. của các kim loại có khác nhau.Tính chất riêng: kim loại có. tính chất riêng là:Khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng. * Khối lượng riêng: Phụ thuộc vào khỗi lượng nguyên tử,bản kính nguyên tử và kiểu cấu trúc mạng tỉnh thể Li la kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất d = 0,5g/cm3 và Os có khối lượng riêng lớn nhất d = 22,6g/cm3 . Câc kim loại có d < Sg/em3 la những kim loại nhẹ như Na,K, Mg, AI. Và kim loại có đ > 5g /cm3 gọi là kim loại nặng Au,Pb,Cu, Fe,Ag, Zn. * Nhiêt độ nóng cháy: Phụ thuộc vào độ liên kết của kim loại . Kim loại có nhiệt độ nóng chảy nhỏ nhất là Hg ( - 39C) điều kiện thường tồn tại ở trạng thái lỏng. Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là vonfram (3410 C) * Tính cứng: Phụ thuộc chủ yếu độ bền liên kết kim loại. kim loại mền nhất là nhóm kim loại kiểm như K, Na. do bán kính lớn, cấu trúc rỗng nên liên kết kim loại kém, nhưng cũng có kim loại rất cứng không thể đũa được như W, Cr.3 Tính chất hóa học của kim loại: “Tính chất hóa học chung của kim loại tính khử, nguyên tử kim loại đễ bị ôxy hóa. thành ion dương M —* Mn°+ne * Tác dụng với phi kim: Hầu hết các kim loại khử được phi kim điển hình thành ion âm. Ví dụ: 4AI +3CO —” 2Al:O; 2Fe +3Cl;—* 2FeCl, Hg+§ —>HgS a.Tác dựng với axit. *Đối với dung dịch HCI, H;SO, loãng: M +nH*_— „ Mn*+n/2H; (M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn) *Đối với H;SO, đặc, HNO;( axít có tính ôxy hóa mạnh): ~ Kim loại thể hiện nhiều số ði hóa khác nhau khi phản ứng với H;SO, đặc, HNO; sẽ đạt số ði hóa cao nhất. ~ Hầu hết các kim loại phản ứng được với H;SO, đặc nóng ( trừ Pt, Au) và H;SO¿¿- nguội (trừ Pt, Au, Fe, AI, Cr.), khi đó S'' trong H;SO, bị khử thành S°(SO;); S° hoặc S”(H;S). -Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO; đặc nóng (trừ Pt,Au) và HNO; đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, AI, Cr.), khi đó N'” trong HNO; bị khử thành N#NO,) ~ Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO; loãng (trừ Pt, Au), khi đó N*” trong HNO; bị khử thành N'?(NO); Nˆ'(N;O); N° (N2) hoặc N”(NH,+) ~ Các kim loại có tính khử càng mạnh thường cho sản phẩm khử có số ði hóa cảng thấp, Các kim loại như Na, K.sẽ gây nỗ khi tiếp xúc với các dung dịch axit Ví dụ: 2Fe +6H;SO; (đặc 0° Fe(SO,);+3SO:+6H;O > 4Mg + 5H;SO, (đặc) 1°, 4MgSO,+ HLS + 4H,0 b.Tác dụng với dung dịch muối. - Điều kiện để kim loại M đẩy được kim loại X ra khỏi dung dịch muối của nó: +M đứng trước X trong dãy thế điện cực chuẩn. + Cả Mvà X đều không tác dụng được với nước ở điều kiện thường, + Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan: xM(r) + nX*" (dd) —* xM™(dd) + nX (0), ~ Khối lượng chất rắn tăn; ~ Khối lượng chất rắn giảm: A m' ~ Hỗn hợp các kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên: kim loại khử mạnh nhất tác dụng với cation oxi hóa mạnh nhất để tạo ra kim loại khử yếu nhất và cation oxi hóa yếu nhất. ~ Với nhiều anion có tính tính oxi hóa mạnh như NO›-, MnO¿-.thì kim loại M sẽ khử các anion trong môi trường axit(hoặc bazơ) Vĩ dụ: -Khi cho Zn vào dung dịch CuSO; ta thấy lớp bề mặt thanh kẽm dần chuyển qua màu đỏ-và*màu xanh của dung dịch bị nhạt dần do phản ứng: Zn + CuSO, ZnSO¿+ ~ Khi cho kim loại kiềm Na vào dung địch CuSO, ta thấy có sủi bọt khí không. màu và xuất hiện kết tủa keo xanh do các phản ứng: Na + HạƠ—* NaOH+ 1/2H; và CuSO,+ 2NaOH —* Cu(OH);Ý + Na;§O, ~ Khi cho bột Cu vào dung địch Cu(NO;); có vài giọt HCI ta thấy có khí không màu thoát ra và hóa nâu trong không khí do phản ứng: 3Cu + Cu(NO,);+ 8HCI 4CuCl;+ 2NO + 4H,O © Tác dụng với nước. ~ Các kim loại mạnh như Li, Na, K, Ca, Sr, Ba.khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường theo phản ứng: M + nHạO —* M(OH),+ n/2H; kim loại Mg tan rat cham và AI chỉ tan ở dạng hỗn hợp. ~ Các kim loại trung bình như Mg, AI, Zn, Fe phản ứng được với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo oxit kim loại và hiđro. Ví dụ: Mg+H;O„, Ú MgO+H; — 3Fe + 4H;Oạ, <4ữG, FeO,+4H; Fe+HẠO s90, FeO+H; ~ Các kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag, Hg.không khử được nước dù ở nhiệt độ cao. dLTác dụng với dung dịch kiêi ~ Các kim loại mà hiđroxit của chúng có lưỡng tính như AI, Zn, Be, Sn, Pb,.tác dụng với dung dịch kiểm đặc. Trong phản ứng kim loại đóng vai trò là chất khử, HạO là chất oxi hóa và Bazơ làm môi trường cho phản ứng.Tác dụng với oxit kim loại. ~ Các kim loại mạnh khử được oxit kim loại yếu hơn ở nhiệt độ cao thành kim loại Ví dụ: 2Al + Fe,0; 0, 2Fe + ALO3 1.3 Cấu tạo của hợp kim a. Khai niệm : Hợp kim là sự kết hợp hai hay nhiều nguyên tố có thể là kim loại với kim loại hay kim loại với á kim trong đó thành phần kim loại là chủ yếu nên nó mang đặc tính chung của kim loại.