Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Vật liệu cơ khí – Đề 8

Composite nền sợi cacbon có tỷ lệ độ bền và độ cứng trên trọng lượng cao nhất so với các loại composite nền polymer khác, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ. Sợi thủy tinh rẻ hơn nhưng kém bền và cứng hơn, sợi aramid có khả năng chống va đập tốt nhưng độ cứng không bằng sợi cacbon, sợi bazan có tính chất trung bình.

Thép chịu nhiệt (hay thép hợp kim chịu nhiệt) được thiết kế đặc biệt để duy trì độ bền và khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, phù hợp cho lò nung, tuabin khí. Thép cacbon và thép hợp kim thấp mất độ bền nhanh chóng ở nhiệt độ cao, thép không gỉ austenitic có khả năng chịu nhiệt tốt hơn nhưng thép chịu nhiệt chuyên dụng vẫn là lựa chọn tốt nhất.

Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing - UT) sử dụng sóng siêu âm tần số cao truyền vào vật liệu để phát hiện các khuyết tật bên trong như nứt, rỗ khí, lẫn tạp chất. Sóng siêu âm phản xạ từ các khuyết tật và được thu lại để phân tích. Các phương pháp khác chủ yếu phát hiện khuyết tật bề mặt hoặc gần bề mặt.

Tôi bề mặt (ví dụ: tôi cao tần, tôi laser, tôi ngọn lửa) là phương pháp nhiệt luyện chỉ làm nóng và tôi lớp bề mặt của thép, tạo ra lớp vỏ cứng và chống mài mòn trong khi lõi vẫn mềm và dai, cải thiện độ bền mỏi và độ bền va đập. Tôi thể tích làm cứng toàn bộ tiết diện, ram thấp giảm độ giòn sau khi tôi, ủ hoàn toàn làm mềm thép.

Gia công laser sử dụng tia laser năng lượng cao để cắt, khắc hoặc gia công vật liệu, cho phép tạo ra các chi tiết phức tạp với độ chính xác và chất lượng bề mặt cao. Gia công phay và tiện sử dụng dao cắt cơ học, EDM sử dụng tia lửa điện để loại bỏ vật liệu.

Nhựa kỹ thuật, đặc biệt là các loại nhựa tự bôi trơn như PTFE (Teflon) hoặc nylon, có hệ số ma sát thấp và khả năng chịu mài mòn tốt, làm cho chúng phù hợp cho ứng dụng ổ trượt. Thép và gang có ma sát cao hơn và dễ bị mài mòn nếu không được bôi trơn đúng cách, đồng thau có thể dùng nhưng nhựa kỹ thuật có ưu điểm hơn về ma sát và trọng lượng.

Hiện tượng bò trườn (creep) là biến dạng chậm và liên tục của vật liệu dưới ứng suất không đổi theo thời gian, đặc biệt rõ rệt ở nhiệt độ cao và ứng suất cao. Nhiệt độ cao cung cấp năng lượng kích hoạt cho các cơ chế trượt và khuếch tán nguyên tử, ứng suất cao tạo động lực cho biến dạng.

Đất sét (clay) là vật liệu gốm sứ truyền thống (ví dụ: gạch, ngói, đồ gốm), có độ bền nhiệt và hóa học tương đối tốt nhưng độ bền cơ học (đặc biệt là độ bền kéo và độ dai) thấp, giòn. Nhôm oxit, silic cacbua và zirconi oxit là gốm kỹ thuật, có tính chất cơ học vượt trội hơn.

Thép không gỉ austenitic (ví dụ: 304, 316) có khả năng chống ăn mòn tổng thể tốt nhất trong các loại thép không gỉ thông thường, đặc biệt là loại 316 với molypden tăng cường khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở, phù hợp cho môi trường biển và hóa chất mạnh. Thép ferritic và martensitic có khả năng chống ăn mòn kém hơn, thép duplex có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn cục bộ tốt nhưng austenitic vẫn thường được ưu tiên về khả năng chống ăn mòn tổng thể.

Gia công tia lửa điện (Electrical Discharge Machining - EDM) sử dụng chuỗi phóng điện tia lửa để loại bỏ vật liệu dẫn điện, thích hợp cho vật liệu cứng, khó gia công và tạo hình dạng phức tạp. Gia công phay và tiện sử dụng dao cắt cơ học, gia công mài dùng đá mài để loại bỏ vật liệu.

Độ dai là khả năng của vật liệu hấp thụ năng lượng khi biến dạng dẻo và chống lại sự lan truyền vết nứt, là sự kết hợp của độ bền và độ dẻo. Độ cứng là khả năng chống biến dạng dẻo cục bộ, độ bền kéo là khả năng chịu lực kéo trước khi đứt gãy, độ dẻo là khả năng biến dạng dẻo mà không bị phá hủy.

Ủ là quá trình nhiệt luyện làm mềm thép, tăng độ dẻo và giảm độ cứng bằng cách loại bỏ ứng suất dư và làm đồng nhất cấu trúc. Tôi làm tăng độ cứng, ram giảm độ giòn sau khi tôi, thường hóa cải thiện độ bền và độ dẻo nhưng không làm mềm bằng ủ.

Polyamide (PA - Nylon) là polymer nhiệt dẻo kỹ thuật có độ bền cơ học, độ cứng, khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt tương đối cao so với các polymer thông thường như PE, PP, PS, phù hợp cho các ứng dụng kỹ thuật như bánh răng, ổ trục, chi tiết máy chịu tải. PE, PP, PS có tính chất cơ học và nhiệt độ sử dụng kém hơn.

Composite sợi ngắn sử dụng sợi gia cường ngắn (ví dụ: sợi thủy tinh, sợi cacbon) phân bố ngẫu nhiên trong nền polymer, thường được sản xuất hàng loạt bằng phương pháp ép phun hoặc ép nén. Composite sợi dài liên tục có sợi dài định hướng, composite lớp có cấu trúc lớp, composite cấu trúc tổ ong có lõi tổ ong.

Fatigue (mỏi) là hiện tượng phá hủy vật liệu do ứng suất tuần hoàn, xảy ra ở ứng suất thấp hơn nhiều so với giới hạn bền tĩnh. Creep (từ biến) là biến dạng chậm dưới tải trọng tĩnh ở nhiệt độ cao, corrosion (ăn mòn) là sự suy giảm vật liệu do phản ứng hóa học hoặc điện hóa, wear (mài mòn) là sự mất mát vật liệu do ma sát.

Vonfram cacbua (WC) là vật liệu gốm kỹ thuật (ceramic) có độ cứng và khả năng chịu nhiệt rất cao, thường được sử dụng làm dao cắt gọt kim loại và các ứng dụng chịu mài mòn khác. Nhôm oxit, silic cacbua và zirconi oxit cũng là gốm kỹ thuật nhưng vonfram cacbua có độ cứng và độ bền cao hơn, đặc biệt ở nhiệt độ cao.

Ép là quá trình trong công nghệ luyện kim bột để nén bột kim loại trong khuôn dưới áp suất cao để tạo hình dạng 'thô' (green compact). Thiêu kết là quá trình nung nóng sau ép để liên kết các hạt bột, trộn bột là chuẩn bị hỗn hợp bột, nghiền bột là quá trình tạo bột ban đầu.

Thép hợp kim cao, đặc biệt là thép dụng cụ, có độ cứng và khả năng chống mài mòn vượt trội, rất thích hợp cho khuôn dập nguội. Thép cacbon thấp mềm và dễ biến dạng, gang xám giòn, nhôm hợp kim mềm hơn thép.

Hàn hồ quang (ví dụ: hàn que, hàn MIG/MAG, hàn TIG) tạo ra mối hàn có độ bền cao nhất và thường được sử dụng cho các kết cấu chịu lực quan trọng do sự liên kết kim loại nóng chảy hoàn toàn. Hàn điểm và hàn đường có độ bền thấp hơn và thường dùng cho các liên kết tấm mỏng, hàn đối đầu có thể có độ bền tốt nhưng phụ thuộc vào kỹ thuật và vật liệu.

Thấm nitơ là quá trình gia công bề mặt tạo lớp phủ nitrit sắt hoặc nitrit hợp kim cứng và chống mài mòn bằng cách khuếch tán nitơ vào bề mặt thép. Mạ crom tạo lớp phủ crom kim loại, thấm cacbon tăng độ cứng bề mặt bằng cách khuếch tán cacbon, anod hóa tạo lớp oxit bảo vệ trên bề mặt nhôm.

Gang cầu (gang graphit cầu) có graphit ở dạng cầu, giúp cải thiện đáng kể độ bền kéo, độ dẻo và độ dai so với gang xám, nơi graphit ở dạng tấm. Gang trắng rất cứng và giòn, gang dẻo là gang cầu đã qua nhiệt luyện để tăng độ dẻo.

Thép cacbon cao có hàm lượng cacbon từ 0.6% đến 1.4%, có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao sau khi nhiệt luyện, thích hợp cho dụng cụ cắt gọt, dao cụ. Thép cacbon thấp và trung bình có hàm lượng cacbon thấp hơn, thép hợp kim thấp có các nguyên tố hợp kim khác ngoài cacbon.

Ăn mòn điện hóa xảy ra khi hai kim loại khác nhau (điện cực khác nhau) tiếp xúc với nhau trong môi trường điện ly (như nước muối, axit), tạo thành pin điện hóa và gây ăn mòn kim loại kém bền hơn (anode). Không khí khô và nước tinh khiết ít gây ăn mòn điện hóa, lớp sơn bảo vệ vật liệu khỏi ăn mòn.

Kéo dây là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực để tạo ra dây hoặc thanh có tiết diện nhỏ, có độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt rất cao. Rèn tự do và cán có độ chính xác thấp hơn, dập thể tích có độ chính xác trung bình.

Titan có khả năng chống ăn mòn vượt trội, đặc biệt trong môi trường axit mạnh và môi trường oxy hóa, hơn hẳn thép cacbon, nhôm và đồng. Nhôm và đồng dễ bị ăn mòn trong môi trường axit, thép cacbon dễ bị gỉ sét.

Liên kết kim loại là liên kết hóa học chính trong vật liệu kim loại, tạo ra 'biển electron' tự do, quyết định các tính chất đặc trưng của kim loại như độ dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, độ dẻo và độ dai. Liên kết ion và cộng hóa trị là liên kết chính trong gốm và polymer, liên kết Van der Waals là liên kết yếu giữa các phân tử.

Khuôn kim loại (khuôn đúc áp lực, khuôn đúc trọng lực kim loại) có thể tái sử dụng nhiều lần, chịu được nhiệt độ cao và áp suất, thích hợp cho sản xuất hàng loạt các chi tiết đúc có độ chính xác cao. Khuôn cát, khuôn thạch cao và khuôn mẫu chảy là khuôn sử dụng một lần.

Độ cứng là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ hoặc sự xâm nhập bề mặt. Độ bền kéo liên quan đến khả năng chịu lực kéo trước khi đứt gãy, độ dẻo là khả năng biến dạng dẻo mà không bị phá hủy, và độ dai là khả năng hấp thụ năng lượng trước khi gãy.

Doa (reaming) là phương pháp gia công hoàn thiện lỗ sau khoan hoặc khoét để đạt độ chính xác kích thước cao, độ tròn và chất lượng bề mặt tốt. Khoan tạo lỗ ban đầu với độ chính xác thấp hơn, khoét mở rộng lỗ đã có, cắt ren tạo ren trong lỗ.

Thử nghiệm Charpy và Izod là các phương pháp thử nghiệm va đập để xác định độ dai va đập, tức là khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu trước khi gãy khi chịu tải trọng va đập. Thử nghiệm kéo xác định độ bền kéo và độ dẻo, thử nghiệm uốn xác định độ bền uốn, thử nghiệm độ cứng Rockwell đo độ cứng.