Nội dung xác nhận yêu cầu và trình bày tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí.

Vật liệu cơ khí với khái niệm thông dụng là toàn bộ vật chất mà con người tiêu dùng trong sản xuất cơ khí để tạo dựng nên sản phẩm cho cuộc sống. Như vậy, liệu rằng toàn bộ mọi vật liệu đều có thể trở thành vật liệu cơ khí? . Điều này còn phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ra sản phẩm cơ khí đó có giải quyết được yêu cầu về tính sử dụng, tính công nghệ và tính kinh tế hay không. Chỉ khi vật liệu thỏa mãn các yêu cầu cơ bản, sản phẩm cơ khí mới có thể đạt được độ tin cậy và bền vững trong điều kiện làm việc thực tiễn.

1.Khái niệm về vật liệu cơ khí

         Vật liệu cơ khí với khái niệm thông dụng là toàn bộ vật chất mà con người tiêu dùng trong sản xuất cơ khí để tạo dựng nên sản phẩm cho cuộc sống như: thiết bị máy móc trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, y tế, văn hóa, giáo dục….

          Khái niệm vật liệu cơ khí rất rộng, phong phú và có tính chất tương đối. Có những lại vật liệu như kim loại, chất dẻo, compozit…không chỉ dùng trong sản xuất cơ khí, mà còn rất cần trong xây dựng, trong kỹ thuật điện, trong công nghiệp hóa học, thực phẩm….Mỗi mẫu mã đều có tính chất vật liệu khác nhau.

          Vật liệu cơ khí hầu hết có nguồn gốc từ ba nhóm vật liệu lớn: Vật liệu kim loại, vật liệu hữu cơ-polyme và vật liệu ceramic.

2. Các yêu cầu chung so với vật liệu cơ khí

          Vật liệu dùng trong cơ khí, để chế tạo các cụ thể máy, các dụng cụ, các kết cấu công trình…chịu tải cơ học. Những sản phẩm này có hình dạng, kích thước phong phú và yêu cầu sử dụng phong phú. Hầu như đều chịu tải tĩnh, động, chu kỳ và có thể ở nhiệt độ thấp hoặc cao trong môi trường khác nhau. Nhân tố này quyết định các yêu cầu, tính chất của vật liệu cơ khí. Có thể tổng quan thành 3 dạng yêu cầu chính sau:

a. Yêu cầu về tính sử dụng

Để đảm bảo một sản phẩm cơ khí có thể sử dụng ( tức làm việc được trong thực tiễn), yêu cầu vật liệu chế tạo ra chúng phải có cơ tính (tính chất cơ học của vật liệu cơ khí), các tính chất vật lý và hóa học đảm bảo để thỏa mãn: tính sử dụng, độ tin cậy và bền vững của sản phẩm trong điều kiện rõ ràng. Vì vậy khi lựa chọn vật liệu để chế tạo sản phẩm, thường lấy các tính chất cơ học của vật liệu cơ khí làm tiêu chuẩn chính, phối hợp có xem xét đến những yêu cầu tính chất khác.

See also  Cách chứng minh, tính chất, quy tắc, dấu hiệu nhận biết, diện tích, chu vi hình bình hành

b. Yêu cầu về tính công nghệ

Yêu cầu này hầu hết nhằm giảm khó khăn cho việc chế tạo cụ thể. Tính công nghệ của vật liệu được hiểu là khả năng có thể gia công bình các phương pháp đúc, hàn, gia công bình căng thẳng, tính thấm tôi, tính cắt gọt…Tính công nghệ rất trọng yếu vì nó quyết định năng suất và chất lượng sản phẩm.

c. Yêu cầu về tính kinh tế

Đây là một nhu cầu tất yếu của sản phẩm, tính hàng hóa của sản phẩm, đòi hỏi vật liệu chế tạo chúng phải làm sao cho giá thành thấp nhất trong lúc các yêu cầu về công nghệ và sử dụng được thỏa mãn.

3. Tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí

a. Tính chất cơ học

          Tính chất cơ học của vật liệu cơ khí là khả năng biến dạng và chống biến dạng. Quá trình biến dạng của vật liệu bao gồm ba thời kỳ: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá hủy.

          Biến dạng có ý nghĩa trọng yếu trong kỹ thuật và cuộc sống. Các cụ thể máy, kết cấu công trình, đều được thiết kế sao cho chúng làm việc trong vùng đàn hồi. Ngoài ra, người ta còn tận lượng tính đàn hồi của vật liệu để chế tạo các cụ thể như lò xo, nhíp… Nhờ có khả năng chảy dẻo của vật liệu, có thể gia công (cán, kéo, vuốt…) chúng thành các sản phẩm có hình dạng muốn. Có những vật liệu rất khó biến dạng dẻo, song lại có tính dẻo tốt một cách kỳ lạ. Ví dụ, từ một gam kim loại tổng hợp cromvangan – kim loại tổng hợp trên cơ sở của niken kết phù hợp với crôm, vanađi và gali có thể kéo ra 1 kilomet dây rất mảnh như tơ nhện.

          Trong thực tiễn, người ta cũng rất cần sự cứng vững của các cụ thể máy, kết cấu công trình không được biến dạng trong quá trình sử dụng, khả năng chống lại biến dạng trổ tài đặc trưng cho độ bền của vật liệu. Các hiện tượng biến dạng, phá hủy là những tính chất của vật liệu và được gọi chung là cơ tính.

          Tính chất đặc trưng về cơ học của vật liệu chế tạo cơ khí rất phong phú, và tùy thuộc vào điều kiện sử dụng thực tiễn. Các đại lượng đặc trưng cho tính chất cơ học của vật liệu cơ khí có thể nói đến như:

  • Hạn chế bền quy ước σb
  • Hạn chế chảy σch
  • Hạn chế đàn hồi σđh
  • Độ dẻo δ
  • Độ dai va đập ak
  • Độ cứng
  • Độ bền mỏi
  • Tính chống mài mòn

b. Tính chất vật lý

See also  Tính thống nhất về chủ đề của văn bản là gì? Ngữ Văn 8

Trong các tính chất vật lý trọng yếu nhất của vật liệu sử dụng trong cơ khí cần quan tâm tới như sau:

  • Tính chất nhiệt

Khi một vật rắn hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt, nhiệt độ của nó sẽ tăng trưởng và kích thước cũng như nhiều tính chất khác thay đổi. Những đặc trưng trọng yếu nhất của tính chất nhiệt bao gồm tính dãn nở nhiệt, độ dẫn nhiệt và tỷ nhiệt, các đặc trưng này đều có thể tìm được trong các sổ tay cơ khí.

  • Tính chất điện

Tính chất điện trọng yếu nhất của vật liệu dùng trong cơ khí là tính dẫn điện.

  • Tính chất từ

Hiện tượng các vật liệu dấu hiệu lực hút hoặc lực đẩy có tác động lên các vật liệu khác gọi là hiện tượng “từ”. Đá nam châm thiên nhiên, sắt, một số loại thép là vật liệu có từ tính điển hình. Vật liệu từ có tầm trọng yếu lớn trong hàng loạt nghề công nghiệp như chế tạo động cơ điện, máy phát và máy biến thế điện, smartphone, PC…

c. Tính chất hóa học

Tính chất hóa học đáng quan tâm nhất so với vật liệu dùng trong cơ khí là tính ổn định hóa học. Tính ổn định hóa học (tính trơ) của vật liệu, khi nó tiếp xúc với môi trường sẽ không bị oxy hóa, không tác dụng với axit, bazơ, muối, nước…Thông thường mỗi vật liệu có tính ổn định hóa học ứng với từng môi trường ổn định.

d. Độ tin cậy

Là xác suất không xuất hiện hỏng trong một thời gian hoặc một phạm vi làm việc nào đó. Ví dụ, độ tin cậy làm việc không hỏng của bánh răng sau thời điểm chạy 300000 km là 0,9. Điều đó nghĩa là, sau thời điểm làm việc như vậy thì có 10% bánh răng hỏng vì mòn, tróc hoặc gãy…Vậy độ tin cậy của bánh răng là 90%. Độ tin cậy của kết cấu phụ thuộc vào khả năng của vật liệu chống lại các phá hủy khi xuất hiện các ứng suất cực đại. Hay nói cách khác độ tin cậy là khả năng  của vật liệu làm việc bình thường trong thời gian ngắn hạn, dưới tác dụng của tình huống (ứng suất, nhiệt độ, môi trường) ngoài tính toán. Tình huống nguy hiểm nhất là sự xuất hiện phá hủy giòn. Bởi vậy để nâng cao độ tin cậy của kết cấu phải ứng dụng các biện pháp giảm khả năng (xác xuất) phá hủy giòn, muốn vậy vật liệu kết cấu cần phải có đủ độ dẻo và độ dai va đập.

e. Tuổi thọ

Tuổi thọ đặc trưng cho khả năng vật liệu chống lại sự phát triển dần của phá hủy, đảm bảo duy trì khả năng làm việc của cụ thể trong thời gian đã định. Đây là kpi có tính chất tổng hợp của vật liệu. Nguyên nhân mất khả năng làm việc rất khác nhau, thường do sự phát triển của quá trình mỏi, mài mòn,…

See also  Thuật toán tính âm lịch

Làm tăng tuổi thọ có nghĩa làm giảm vận tốc phá hủy đến mức tối thiểu. So với đa số các cụ thể máy, tuổi thọ được xác nhận bởi độ bền mỏi và tính chống mài mòn.

f. Tính chất công nghệ

Ngoài các tính chất đặc trưng về cơ học của vật liệu chế tạo cơ khí, tính chất lý- hóa, tất cả chúng ta cần quan tâm nhiều tới tính chất công nghệ trọng yếu so với vật liệu cơ khí bao gồm:

Tính cắt gọt trổ tài khả năng chịu gia công bình phương pháp cắt (tiện, phay, bào, mài…). Nhân tố tác động trọng yếu đến tính cắt gọt là độ cứng. Ví dụ, để có thể gia công cắt thuận tiện, đạt độ bóng mặt phẳng cao, độ cứng của thép khoảng 180- 200 HB.

Tính hàn là khả năng chịu gia công bình các phương pháp hàn (hàn hồ quang, hàn hơi, hàn tiếp xúc…) không phải mọi kim loại có thể hàn với nhau đơn giản. Tính hàn của kim loại phụ thuộc vào thành phần hóa học, bản chất vật liệu, mẫu mã vật liệu….

Tính đúc là khả năng điền đầy kim loại lỏng vào khuôn. Tính đúc phụ thuộc vào độ nhớt của kim loại lỏng, khoảng kết tinh, lượng co ngót, khả năng điền đầy khuôn,  thành phần hóa học. Các kim loại tổng hợp cùng tinh thường có tính đúc tốt.

Tính thấm tôi là khả năng khi tôi chuyển biến thành tổ chức mactenxit của thép. Độ thấm tôi đặc trưng cho tính thấm tôi. Thép có độ thấm tôi càng cao thì khả năng hóa bền bằng nhiệt luyện càng lớn.

Như vậy, các tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí có thể nói đến như: Tính chất cơ học, Tính chất vật lý, Tính chất hóa học, Độ tin cậy, Tuổi thọ và Tính chất công nghệ. Ngoài ra, mỗi mẫu mã vật liệu có được ứng dụng để chế tạo sản phẩm cơ khí hay không còn tùy thuộc vào giá thành của chúng.

Nói cách khác, để một loại vật liệu được sử dụng vào sản xuất cơ khí cần thỏa mãn các yêu cầu tổng hợp về tính chất vật liệu gồm tính sử dụng, tính công nghệ và tính kinh tế. Do đó, so với doanh nghiệp sản xuất, chế tạo; bài toán vật liệu đã, đang và sẽ luôn là một trong những bài toán cần khắc phục hàng đầu để đảm bảo sản phẩm chế tạo không những giải quyết được nhu cầu sử dụng mà còn đảm bảo được sự đối đầu về giá thành.

Thể loại:Tri thức