Nội dung chính Công nghệ 11 - Công nghệ cơ khí Kết nối tri thức bài 4: Vật liệu kim loại và hợp kim

BÀI 4: VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

1. Phân loại vật liệu kim loại và hợp kim

Trong kĩ thuật, người ta phân biệt: - Sắt (Fe) và hợp kim của nó (thép và gang) gọi là sắt và hợp kim của sắt.

- Những kim loại còn lại nhóm (Al), đồng (Cu), nickel (Ni), kẽm (Zn), chromium (Cr),... và hợp kim của chúng gọi là kim loại và hợp kim màu. 

->  Sắt và hợp kim của sắt được sử dụng trong cơ khí nhiều hơn vì giá thành rẻ hơn.

2. Tính chất cơ bản của vật liệu kim loại và hợp kim

- Tính chất cơ học: 

+ Tính dẻo, đàn hồi, và có độ bền kéo, độ bền nén nhất định. 

+ Tính cứng, màu sắc ánh kim, có thể dát mỏng và gia công thành nhiều hình thù đa dạng. 

+ Tuỳ vào thành phần mà mỗi kim loại và hợp kim có các tính chất cơ học cao hơn hay thấp hơn khác nhau.

- Tính chất vật lí: 

+ Thể hiện qua khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính giãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính. Nhờ các ion kim loại và hợp kim có tính dẫn điện tốt. 

+ Có từ tính và dẫn nhiệt tốt, có điểm nóng chảy cao. 

- Tính chất hoá học: 

Hầu hết kim loại và hợp kim màu khó phản ứng hoá học, không dễ bị oxi hoá và không bị gỉ.

- Tính công nghệ: 

+ Thép là vật liệu có tính rèn, cắt gọt, đột, dập, hàn, mài,... cao nhưng tính đúc không cao. 

+ Gang không có khả năng rèn, dập vì giòn nhưng tính đúc lại tốt. 

+ Các kim loại màu và hợp kim của chúng có tính rèn, dập, cán ép, cắt gọt cao do độ dẻo lớn.

3. Một số vật liệu kim loại và hợp kim thông dụng

- Gang: dùng để chế tạo các chi tiết bạc trượt, các vỏ máy như vỏ động cơ, vỏ máy công nghiệp,... các vật dụng gia đình như nồi cơm,...

- Thép cacbon: là vật liệu xương sống của các ngành công nghiệp, được sử dụng để sản xuất dụng cụ cắt, khuôn dập và các dụng cụ đo lường.

- Thép hợp kim: dùng để chế tạo các chi tiết chịu lực, chịu nhiệt, chịu ăn mòn và trong các lĩnh vực thích hợp nâng cao tuổi thọ của thiết bị, giảm nhẹ khối lượng và kích thước

máy,...

- Hợp kim nhôm: được dùng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công nghệ chế tạo máy bay, thiết bị ngành hàng không, đóng tàu, gia công cơ khí, chế tạo khuôn mẫu và nhiều ngành xây dựng khác....

- Đồng: được sử dụng phổ biến làm chất dẫn nhiệt và diện.

- Nickel và hợp kim nickel: được sử dụng để chế tạo thép không gỉ, các đồng tiền xu, các loại nam châm và một số ứng dụng khác trong cuộc sống.

4. Một số phương pháp đơn giản để nhận biết các loại vật liệu kim loại và hợp kim

Các phương pháp đơn giản để nhận biết các loại vật liệu kim loại và hợp kim:

- Quan sát màu sắc và mặt gãy của các mẫu: quan sát màu sắc bên ngoài của các mẫu, quan sát mặt gãy của các mẫu để nhận biết được các loại vật liệu kim loại và hợp kim.

- Xác định tính cứng, tính dẻo: dùng lực của tay bẻ các các đoạn dây, từ đó nhận xét vật liệu nào khó bẻ gãy thì tính cứng lớn hơn, vật liệu nào dễ uốn thì tính dẻo cao hơn.

- Xác định khả năng biến dạng: dùng búa đập vào phần đầu của các thanh mẫu với lực đập như nhau, mẫu nào bị dẹt nhiều hơn là khả năng biến dạng cao hơn.

- Xác định tính giòn của vật liệu: dùng búa đập, vật liệu nào dễ gãy, vỡ thì có tính giòn lớn hơn.

- Xác định khối lượng riêng: là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu và biết được mức độ nặng, nhẹ của các loại vật liệu khác nhau.