1/ Giới
thiệu:
Kim loại là loại vật liệu có các
tính chất được ứng dụng trong công nghiệp như: cường độ lớn, độ dẻo và độ chống
mỏi cao. Nhờ đó mà kim loại được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và các ngành kỹ
thuật khác.
Ở dạng nguyên chất, do cường độ
và độ cứng thấp, độ dẻo cao, kim loại có phạm vi sử dụng rất hạn chế. Chúng được
sử dụng chủ yếu ở dạng hợp kim với kim loại và á kim khác.
2/ Phân
loại:
Có 2 loại: kim loại đen và kim
loại màu.
a/ Kim loại
đen: gồm sắt, gang.
Nguyên liệu để chế tạo kim loại
đen là quặng sắt, mangan, crôm, mà các khoáng đại diện cho chúng là nhóm các
oxit: macnetit (Fe3O4), quặng sắt đỏ (Fe2O3), piroluzit (MnO2), crômit
(FeCr2O4).
b/ Kim loại
màu: là những kim loại còn lại (Be, Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn,
v.v...)
Để sản xuất kim loại màu người ta
sử dụng boxit chứa các hidroxit: hidracgilit (Al(OH)3, diasno (HAlO2); các loại
quặng sunfua và cacbonat đồng, niken, chì v.v... với các khoáng đại diện là
chancopirit (CuFeS2), sfalêit (ZnS), xeruxit (PbCO3), magiezit ( MgCO3)
v.v...
Kim loại đen được sử dụng trong
xây dựng nhiều hơn cả, giá kim loại đen thấp hơn kim loại màu. Tuy nhiên kim
loại màu lại có nhiều tính chất có giá trị: cường độ, độ dẻo, khả năng chống ăn
mòn, tính trang trí cao. Những điều đó đã mở rộng phạm vi sử dụng kim loại màu
trong xây dựng, phổ biến là các chi tiết kiến trúc và các kết cấu
nhôm.
3/ Tính chất cơ học chủ yếu
của kim loại:
a/ Tính biến dạng:
- Biến dạng đàn hồi có quan hệ
giữa biến dạng (Δl) và tải trọng (P) nằm trong giai đoạn bậc nhất (hình - vùng
I).
- Biến dạng dẻo là biến dạng
xảy ra khi tải trọng vượt quá tải trọng đàn hồi, khi quan hệ Δl - P không còn là
bậc nhất (hình - vùng II). Nguyên nhân gây ra biến dạng dẻo là sự trượt mạng
tinh thể.
- Giai đoạn phá hủy là khi
tải trọng đã đạt tới giá trị cực đại (Pmax), vết nứt xuất hiện và mẫu bị phá
hoại (hình - vùng III).
b/ Cường độ:
Khi thí nghiệm kéo mẫu, cường độ
của kim loại được đặc trưng bằng 3 chỉ tiêu sau:
- Giới hạn đàn hồi σp là ứng
suất lớn nhất ứng với tải trọng Pp mà biến dạng dư không vượt quá 0,05%
:
- Giới hạn chảy σc là ứng suất
khi kim loại chảy (tải trọng không đổi nhưng chiều dài tiếp tục tăng) ứng với
biến dạng dư không vượt quá 0,2%:
- Giới hạn bền σb là ứng suất
lớn nhất ngay khi mẫu bị phá hoại, được xác định theo công thức sau:
c/ Độ cứng:
Độ cứng kim loại được xác định
bằng các phương pháp đo độ cứng tôi đã giới thiệu phần trước.
Nguồn: Tổng
hợp,