Các sự khác biệt chính giữa độ dẻo và tính dễ uốn là Độ dẻo của vật liệu rắn là khả năng chịu ứng suất kéo mà không bị gãy hoặc hư hỏng trong khi tính linh hoạt của vật liệu là khả năng chịu ứng suất nén mà không bị gãy hoặc hư hỏng.
Tính linh hoạt và tính linh hoạt là hai tính chất có tầm quan trọng lớn trong việc lựa chọn vật liệu để xây dựng và sản xuất các sản phẩm. Những tính chất này mô tả độ dẻo của vật liệu rắn. Trong kim loại, độ dẻo và tính dễ uốn rất cao do khả năng duy trì một lượng lớn biến dạng dẻo trong cấu trúc tinh thể. Ví dụ, bạch kim là vật liệu dễ uốn nhất và vàng là vật liệu dễ uốn nhất.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính2. Độ dẻo là gì3. Tính linh hoạt là gì4. So sánh cạnh nhau - Độ dẻo và độ linh hoạt ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Độ dẻo là gì?
Độ dẻo là khả năng của một vật liệu rắn trải qua căng thẳng mà không bị hư hại. Chúng ta có thể đo tính chất này của vật liệu rắn và nó mô tả mức độ mà vật liệu rắn có thể trải qua biến dạng dẻo mà không bị gãy. Nó thường được miêu tả bởi khả năng của vật rắn kéo dài thành một sợi dây khi kéo ở hai đầu.
Hình 01: Kiểm tra độ bền kéo đối với gang
Đây là một tính chất cơ học, và chúng ta có thể định lượng nó bằng biến dạng gãy, là biến dạng mà tại đó gãy vật liệu khi chúng ta áp dụng các ứng suất kéo tăng dọc theo một trục. Việc giảm diện tích từ điểm ban đầu đến gãy xương trong quá trình thử nghiệm cũng là một biện pháp cho tính chất này. Độ dẻo là một tính chất mà chúng tôi đặc biệt tìm kiếm trong kim loại. Kim loại có độ dẻo rất cao. Do đó, chúng ta có thể dễ dàng thao tác kim loại so với các vật liệu rắn khác.
Dễ uốn nắn là gì?
Dễ uốn là khả năng của vật liệu rắn trải qua căng thẳng nén mà không bị hư hại. Kim loại có tính dễ uốn cao so với vật liệu phi kim loại. Do đó, chúng ta có thể định hình kim loại bằng các phương pháp tạo hình như rèn, cán, đùn và thụt. Vì vàng rất dễ uốn, chúng ta có thể rèn nó thành những chiếc lá rất mỏng, đôi khi chỉ có một vài nguyên tử dày.
Hình 02: Chúng ta có thể có được Bảng vàng do tính linh hoạt của nó
Chúng ta có thể đo độ linh hoạt của một chất bằng cách xác định áp lực [ứng suất nén] mà nó có thể chịu được mà không bị vỡ. Nhưng, tính chất này khác nhau từ chất này sang chất khác tùy thuộc vào cấu trúc tinh thể của chất đó. Trong quá trình nén, các nguyên tử lăn qua nhau vào các vị trí mới. Nhưng, họ có xu hướng không phá vỡ liên kết kim loại giữa chúng. Hầu hết các lần thay đổi vị trí này là vĩnh viễn.
Sự khác biệt giữa độ dẻo và tính dễ uốn?
Độ dẻo của vật liệu rắn là khả năng chịu ứng suất kéo mà không bị gãy hoặc hư hại. Đơn giản là khả năng vẽ một vật liệu thành một dây bằng cách kéo ở hai đầu. Trong khi đó, tính linh hoạt của vật liệu là khả năng chịu áp lực nén mà không bị gãy hoặc hư hại. Đơn giản, đó là khả năng bị búa hoặc đẩy thành tấm mỏng mà không bị vỡ. Do đó, đây là sự khác biệt chính giữa độ dẻo và độ dẻo.
Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, độ dẻo và tính dễ uốn là cùng tồn tại. Ví dụ, bạc và vàng rất dễ uốn và dễ uốn. Nhưng trong một số trường hợp độ dẻo cao trong khi độ linh hoạt thấp hoặc ngược lại. Ví dụ, chì và gang rất dễ uốn mặc dù chúng có độ dẻo thấp hơn.
Infographic dưới đây trình bày sự khác biệt giữa độ dẻo và tính linh hoạt chi tiết hơn.
Tóm tắt - Độ dẻo và Độ dẻo
Độ dẻo và tính dẻo là hai khía cạnh của quá trình biến dạng dẻo của vật liệu rắn. Vì các kim loại có cấu trúc tinh thể và các electron tự do để cho phép một lượng lớn trật khớp, cả hai đều dễ uốn và dễ uốn. Sự khác biệt chính giữa độ dẻo và tính dẻo là độ dẻo của vật liệu rắn là khả năng chịu ứng suất kéo mà không bị gãy hoặc hư hỏng trong khi tính dễ uốn của vật liệu là khả năng chịu ứng suất nén mà không bị gãy hoặc hư hỏng.
Tài liệu tham khảo:1. Chuông, Terence. Một giải thích về tính dễ uốn và xử lý kim loại. Sự cân bằng. Có sẵn ở đây
2. Tính dễ uốn. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 tháng 10 năm 2018. Có sẵn tại đây
1. Thử nghiệm độ bền kéo bằng gang đúc của Martin By Sigmund - Công việc riêng, [CC BY-SA 3.0] qua Commons Wikimedia
2. Nhà máy vàng Kanazawa Nhà cung cấp của Eckhard Pecher - Công việc riêng, [CC BY 2.5] qua Wikimedia Commons
Tuần:……… tiết…….Học sinh chuẩn bò xem trước bài học …
III. TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC 1. TỔ CHỨC ỔN ĐỊNH LỚP
2. KIỂM TRA BÀI CŨ: •Nội dung kiểm tra : Trong máy tính phần cứng là gì?Phần mềm là gì?vì sao ta cần phảilập bản vẽ kó thuật bằng máy tính. •Hình thức kiểm tra : Kiểm tra miệng 3. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC MỚINội dung bài học Hoạt động của ThầyHoạt động của Trò I. MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA VẬTLIỆUVật liệu có các tính chất: + Cơ học :Độ bền,độ dẻo,độ cứng .+ Lí học : Tính dẫn nhiệt ,dẫn điện + Hoá học :Nóng chảyTheo yêu cầu sử dụng ta cần phải biết tính chất đặt trưng của vật liệu .- Đặc trưng cho khả năng chống lại sự biến dạng dẻo hay phá huỷ của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lựcđược gọi là độ bền . -Giới hạn bền :blà đại lượng đặc trưng cho khả năng chống lại các tác động của ngoại lực .Giới hạnbền có hai loại : + Giới hạn bền kéo:bkNmm2 đặc trưng cho độ bền kéo của vật liệu .+ Giới hạn bền nénbnđặc trưng cho độ bền nén của vật liệuHoạt động 1 : Tìm hiểu một số tínhchất đặc trưng của vật liệu.GV:Vật liệu có các tính chất nào ?GV:Nhận xét,kết luận và nói ở đây ta chỉ tìmhiểu về một tính chất đặc trưng của vật liệuđó là tính cơ học . GV:Vật liệu có cáctính cơ học nào? GV:Nhận xét,kết luận.GV:Vậy tại sao ta cần phải biết các tính chấtcủa vật liệu? GV:Nhận xét, KLHoạt động 2: Tìm hiểu độ bền củavật liệuGV:Theo em độ bền là gì?GV:Nhận xét,kết luận GV:Giả sử một vậtliệu chòu được một ngoại lực tác độngvào nó là 500kg nếu ta tác động vào nó mộtlực 550 kg thì nó sẽ bò biến dạng vậy thì mứcchòu lực 500 kg này mình gọi nó là gì?GV:Nhận xét,kết luận. Giới thiệu về hai loạiHS:Suy nghó,trả lời HS:Lắng nghe,ghi bàiHS:Trả lời HS:Ghi bàiHS:Trả lờiHS:Ghi bàiHS:Suy nghó,trả lời HS:Lắng nghe,ghi bàiHS:Suy nghó,trả lờiHS:Lắng nghe,ghi bàiGiáo án Cơng Nghệ 11 Trường THPT Điền HảiTuần:……… tiết…….dưới tác dụng của ngoại lực được gọi là biến dạng dẻo.- Đại lượng đặc trưng là độ giản dài tương đối của vật liệu .Kí hiệuvào vật liệu mà không bò biến dạng. - Các kí hiệu độ cứng :+Brinen :HB các vật liệu có độ cứng thấp +Rocven:HRC các vật liệu có độ cứng trung bình+Vicker :HV các vật liệu có độ cứng cao VD:SGK
Tóm tắt lý thuyết
-
Định nghĩa: Độ bền hiển thị khả năng chống lại biến dạng dẻo hay phá huỷ của vật liệu, dưới tác dụng ngoại lực.
-
Là chỉ tiêu cơ bản của vật liệu.
-
Giới hạn bền \[\sigma \]b đặc trưng cho độ bền vật liệu .
-
Giới hạn bền được chia làm 2 loại:
- \[\sigma _{bk}\] [N/mm2] đặc trưng cho độ bền kéo vật liệu.
- \[\sigma_{bn}\] [N/mm2] đặc trưng cho độ bền nén vật liệu.
-
Kết luận: Vật liệu có giới hạn bền càng cao thì độ bền càng cao.
-
Định nghĩa: Hiển thị khả năng biến dạng dẻo của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực.
-
Độ dãn dài tương đối KH \[\delta [\%]\] đặc trưng cho độ dẻo vật liệu. Vật liệu có độ dãn dài tương đối \[\delta [\%]\] càng lớn thì độ dẻo càng cao.
-
Định nghĩa: Là khả năng chống lại biến dạng dẻo của lớp bề mặt vật liệu dưới tác dụng của ngọai lực thông qua các đầu thử có độ cứng cao được gọi là không biến dạng.
-
Trong thực tế thường sử dụng các đơn vị đo độ cứng sau:
-
Brinen [ ký hiệu HB] đo các vật liệu có độ cứng thấp. Ví dụ : Gang sám [180 – 240 HB]
-
Roc ven [ ký hiệu HRC] đo các vật liệu có độ cứng trung bình. Ví dụ : thép 45 [40 – 50 HRC].
-
Vic ker [ ký hiệu HV] đo các loại vật liệu có độ cao. Ví dụ: Hợp kim [13500 – 16500 HV]
-
-
Thành phần:
-
Hợp chất hóa học của các nguyên tố kim lọai với các nguyên tố không phải kim lọai kết hợp với nhau.
-
Ví dụ: Gốm Coranhđông.
-
-
Tính chất: Độ cứng, độ bền nhiệt rất cao [làm việc được ở nhiệt độ 2000oC÷3000oC ]
-
Công dụng: Dùng chế tạo đá mài, các mảnh dao cắt, các chi tiết máy trong thiết bị sản xuất sợi dùng trong công nghiệp dệt.
2. Vật liệu hữu cơ
a, Nhựa nhiệt dẻo
-
Thành phần:
-
Hợp chất HC tổng hợp.
-
Ví dụ: Poliamit [PA]
-
-
Tính chất:
-
Ở nhiệt độ nhất định chuyển sang trạng thái chảy dẻo, không dẫn điện.
-
Gia công nhiệt được nhiều lần.
-
Có độ bền và khả năng chống mài mòn cao
-
-
Công dụng: Dùng chế tạo bánh răng cho các thiết bị kéo sợi.
Bánh răng máy kéo sợi
b, Nhựa nhiệt cứng
-
Thành phần:
-
Hợp chất HC tổng hợp.
-
Ví dụ: Epoxi, Polieste không no
-
-
Tính chất: Sau khi gia công nhiệt lần đầu không chảy hoặc mềm ở nhiệt độ cao, không tan trong dung môi, không dẫn điện, cứng, bền.
-
Công dụng: Dùng để chế tạo các tấm lắp cầu dao điện, kết hợp với sợi thủy tinh để chế tạo vật liệu compozit
Tấm lắp cầu dao điện
3. Vật liệu Compôzit
a, Vật liệu Compôzit nền là kim loại
-
Thành phần: Các lọai cacbit, ví dụ cacbit vonfram [WC], cacbit tantan [TaC], được liên kết với nhau nhờ coban.
-
Tính chất: Có độ cứng, độ bền, độ bền nhiệt cao [làm việc được ở nhiệt độ 800oC ÷ 1000oC]
-
Công dụng: Dùng chế tạo dụng cụ cắt trong gia công cắt gọt.
Một số dụng cụ cắt
b, Vật liệu Compôzit nền là vật liệu hữu cơ
-
Thành phần:
-
Nền là epoxi, cốt là cát vàng, sỏi.
-
Nền là epoxi, cốt là nhôm ôxit Al2O3 dạng hình cầu có cho thêm sợi cacbon.
-
-
Tính chất:
-
Độ cứng, độ bền cao.
-
Độ bền rất cao [tương đương thép ], nhẹ
-
-
Công dụng:
-
Dùng chế tạo thân máy công cụ.
-
Dùng chế tạo cánh tay người máy, nắp máy
-
Một số máy công cụ
Cánh tay người máy
Nêu tính chất và công dụng của vật liệu hữu cơ pôlime dùng trong ngành cơ khí.
Hướng dẫn giải
-
Tính chất: Ở nhiệt độ nhất định chuyển sang trạng thái chảy dẻo, không dẫn điện. Gia công nhiệt được nhiều lần. Có độ bền và khả năng chống mài mòn cao.
-
Công dụng: Dùng chế tạo bánh răng cho các thiết bị kéo sợi.
Bài 2:
Nêu tính chất và công dụng của vật liệu compôzit dùng trong ngành cơ khí.
Hướng dẫn giải
-
Tính chất: Sau khi gia công nhiệt lần đầu không chảy hoặc mềm ở nhiệt độ cao, không tan trong dung môi, không dẫn điện, cứng, bền.
-
Công dụng: Dùng để chế tạo các tấm lắp cầu dao điện, kết hợp với sợi thuỷ tinh để chế tạo vật liệu compôzit.
Lời kết
Như tên tiêu đề của bài Vật liệu cơ khí, sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:
-
Biết được tính chất, công dụng của một số vật liệu dùng trong cơ khí.
-
Nhận biết đựoc một số loại vật liệu cơ khí thông dụng