Bài 18: Vật liệu cơ khí

I. Các vật liệu cơ khí phổ biến.

1. Vật liệu bằng kim loại 

• Căn cứ vào nguồn gốc,cấu tạo, tính chất để chia nhóm vật liệu cơ khí .

a. Kim loại đen

• Nếu tỷ lệ cácbon trong vật liệu ≤2,14% thì gọi là thép và > 2,14% là gang.

• Tỷ lệ các bon càng cao thì vật liệu càng cứng và giòn.

• Gang được phân làm 3 loại: Gang xám, gang trắng và gang dẻo.

b. Kim loại màu

• Các kim loại còn lại ( Cu, Al,Zn, Sn, Pb......)

• Kim loại màu thường dùng ở dạng hợp kim.

• Có 2 loại chính:

  • Đồng và hợp kim của đồng

  • Nhôm và hợp kim của nhôm

• Tính chất: dễ kéo dài, dễ dát mỏng, có tính mài mòn, tính chống ăn mòn cao, tớnh dẫn điện, dẫn nhiệt tốt… 

• Công dụng: sản xuất đồ dựng gia đình, chế tạo chi tiết máy, làm vật liệu dẫn điện…

• Ưu điểm: dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. ít bị ôxy hoá hơn kim loại đen, dễ rán mỏng và kéo dài....

• Nhược điểm: kém cứng , giá thành cao hơn kim loại đen.

• Đồng và nhôm được dùng nhiều trong công nghệ truyền tải điện năng và các thiết bị điện dân dụng.

2. Vật liệu phi kim 

• Dẫn điện, dẫn nhiệt kém.

• Dễ gia công, không bị ôxy hoá, ít mài mòn

a. Chất dẻo

• Là sản phẩm được tổng hợp từ các chất hữu cơ, cao phân tử, mỏ dầu , dầu mỏ, than đá…

• Chất dẻo được chia làm hai loại:

  • Chất dẻo nhiệt: nhiệt độ nóng chảy thấp, nhẹ dẻo, không dẫn điện không bị ô xi hóa, ít bị hóa chất tác dụng…dùng làm dụng cụ gia đinh: làn, rổ, cốc,can, dép…

  • Chất dẻo rắn: được hóa rắn ngay sau khi ép dưới áp suất, nhiệt độ gia công. Tính chịu được nhiệt độ cao, độ bền cao, nhẹ, không dẫn điện, không dẫn nhiệt. Làm bánh răng ổ đỡ, vỏ bút, vỏ thiết bị điện đồ dùng điện… 

b. Cao su

• Là vật liệu dẻo, đàn hồi khả năng giảm chấn tốt, cách điện, cách âm tốt  

• Gồm 2 loại: 

  • Cao su tự nhiên

  • Cao su nhân tạo

• Công dụng: Cao su dùng làm dây cáp điện, săm lốp, đai truyền, ống dẫn,vòng đệm, vật liệu cách điện...

II. Tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí

1. Tính chất cơ học

• Tính cứng

• Tính dẻo

• Tính bền

2. Tính chất vật lý

• Nhiệt nóng chảy

• Tính dẫn điện

• Tính dẫn nhệt

• Khối lượng riêng

3. Tính chất hoá học   

• Tính chịu axít

• Tính chống ăn mòn

4. Tính chất công nghệ

• Khả năng gia công của vật liệu

Các loại máy gia dụng ứng dụng vật lý – hóa học 

Bài 1:

Hãy nêu các tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí? Tính công nghệ có ý nghĩa gì trong sản xuất? 

Hướng dẫn giải

• Tính chất cơ học: Tính cứng, tính dẻo, tính bền,…

• Tính chất vật lí: Nhiệt độ nóng chảy, tính dẫn điện, dẫn nhiệt, khối lượng riêng,…

• Tính chất hoá học: Tính chịu axít, muối, tính chống ăn mòn,…

• Tính chất công nghệ: Tính đúc, tính hàn, tính rèn, khả năng gia công cắt gọt,…

• Ý nghĩa của tính công nghệ trong sản xuất: dựa vào tính công nghệ để lựa chọn phương pháp gia công hợp lí, đảm bảo năng suất và chất lượng

Bài 2:

Hãy phân biệt sự khác nhau cơ bản giữa kim loại và phi kim loại ,giữa kim loại đen và kim loại màu?

Hướng dẫn giải

• Kim loại dễ bị ăn mòn bởi muối, axít, dễ bị ôxi hóa,... dễ bị ảnh hưởng bởi tác động của môi trường hơn so với phi kim loại ; khối lượng riêng thường lớn hơn phi kim loại, tính cứng cao hơn,...

• Kim loại đen: thành phần chủ yếu là Fe và C: gang, thép. Kim loại màu: hầu hêt các kim loại còn lại: đồng, nhôm,...

• So với gang, thép thì đồng, nhôm kém cứng hơn, dẻo hơn, dễ biến dạng hơn, "nhẹ" hơn, không giòn như gang,... 

Bài 3:

Hãy kể tên các vật liệu cơ khí phổ biến và phạm vi ứng dụng của chúng? 

Hướng dẫn giải

• Các vật liệu cơ khí phổ biến : 

  • Vật liệu kim loại : Kim loại đen, thép cacbon thường chứa nhiều tạp chất dùng chủ yếu trong xây dựng và kết cấu cầu đường. Thép cacbon chất lượng tốt hơn thường làm dụng cụ gia đinh và chi tiết máy. Kim loại màu : được dùng nhiều trong công nghiệp như sản xuất đồ dùng gia đình , chế tạo chi tiết máy , làm vật liệu dẫn điện ...

  • Vật liệu phi kim loại : được sử dụng rất rộng rãi, dùng phổ biến trong cơ khí là cất dẻo, cao su . 

  • Chất dẻo : được dùng nhiều trong sản xuất dụng cụ gia đình như làn , rổ, cốc ,can ,dép ...

  • Cao su : được dùng làm săm, lốp, ống dẫn, đai truyền, sản phẩm cách điện ...