Bài 3. Khái quát về vật liệu cơ khí SVIP

I. KHÁI NIỆM

- Vật liệu cơ khí là vật liệu được sử dụng trong sản xuất cơ khí.

- Các loại vật liệu cơ khí phổ biến:

+ Gang, thép, hợp kim, nhựa,...

- Ngày nay, sự phát triển một số vật liệu mới tạo ra như:

+ Vật liệu composite.

+ Vật liệu nano,...

- Tính năng vượt trội:

+ Siêu bền.

+ Siêu nhẹ.

+ Siêu cứng,...

II. PHÂN LOẠI

1. Vật liệu kim loại

- Vật liệu kim loại gồm kim loại và hợp kim của chúng.

=> Nhóm vật liệu chủ yếu trong sản xuất cơ khí.

- Tính chất vật liệu kim loại:

+ Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt

+ Phản xạ ánh sáng: Có màu sắc đặc trưng, hầu hết có khả năng biến dạng dẻo.

+ Có độ bền cao nhưng độ bền hóa học kém.

- Vật liệu kim loại phổ biến:

+ Gang, thép, hợp kim đồng,...

- Một số sản phẩm làm bằng vật liệu kim loại:

2. Vật liệu phi kim loại

Chia thành hai loại:

* Vật liệu vô cơ (ceramic):

- Là các hợp chất giữa kim loại và phi kim hoặc các phi kim với nhau như oxit, nitrit, cacbit,...

- Tính chất:

+ Dẫn điện và dẫn nhiệt kém.

+ Không biến dạng dẻo, cứng, giòn.

- Dựa vào thành phần cấu tạo chia ra:

+ Gốm ôxit.

+ Gốm cacbit,...

* Vật liệu hữu cơ (polymer):

- Thành phần chính là carbon và hydrogen.

- Tính chất:

+ Dẫn điện và dẫn nhiệt kém.

+ Dễ biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao, giòn ở nhiệt độ thấp.

- Vật liệu hữu cơ thông dụng:

+ Cao su.

+ Chất dẻo gồm:

• Nhựa nhiệt dẻo.
• Nhựa nhiệt rắn.

3. Vật liệu mới

- Vật liệu composite:

+ Gồm 2 hoặc nhiều vật liệu kết hợp với nhau.

+ Vượt trội về độ bền, độ cứng và nhẹ so với vật liệu ban đầu.

- Vật liệu nano:

+ Cấu trúc từ các hạt với kích thước rất nhỏ (1 đến 100 nanomet).

+ Được sản xuất nhờ công nghệ nano.

III. TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ

1. Tính chất cơ học

- Thể hiện khả năng chịu được tác dụng từ ngoại lực của vật liệu.

- Đặc trưng:

+ Độ bền: khả năng chống biến dạng dẻo dưới tác dụng ngoại lực.

+ Độ dẻo: khả năng biến dạng dẻo dưới tác dụng ngoại lực.

+ Độ cứng: khả năng chống biến dạng dẻo của lớp bề mặt vật liệu.

- Ví dụ: thép trong xây dựng cầu có khả năng chịu lực rất lớn, giúp cầu không bị gãy dưới tác động của tải trọng nặng.

2. Tính vật lí

- Thể hiện qua nhiệt độ nóng chảy, tính dẫn nhiệt, dẫn điện, khối lượng riêng,...

- Ví dụ:

+ Nhiệt độ nóng chảy: chì chảy ở 327°C.

+ Tính dẫn điện: đồng dẫn điện tốt.

+ Khối lượng riêng: vàng nặng hơn nhiều kim loại khác.

3. Tính chất hóa học

- Thể hiện khả năng của vật liệu chịu được các tác động hóa học trong môi trường.

- Tính chất hóa học gồm:

+ Tính chịu axit, kiềm và muối.

+ Tính chống ăn mòn.

- Ví dụ: thủy tinh có khả năng chống lại tác động của axit.

4. Tính công nghệ

- Thể hiện khả năng gia công của vật liệu.

- Tính công nghệ gồm:

+ Tính đúc.

+ Tính hàn.

+ Tính rèn,...

- Ví dụ: gỗ dễ dàng cắt gọt để chế tạo đồ nội thất.