Bài giảng môn học Công nghệ lớp 11 - Bài 15: Vật liệu cơ khí

BÀI 15: VẬT LIỆU CƠ KHÍ I. Mục đích: kiến thức : Qua bài này GV Phải Làm rõ cho HS biết được, tính chất công dụng của một số vật liệu dumgf trong ngành cơ khí. Kĩ năng: Năng biết được một số loại vật liệu cơ khí thông dụng. II. Chuẩn bị bài dạy: Kiến thức liên quan Vật liệu cơ khí đã được dạy trong chương trình công nghệ 8 THCS .HS đã biết một số kiến thức cơ bản về gia công cơ khí cụ thể là: + Vật liệu kim loại, biết thành phần và phân loại kim loại đen, kim loại màu. + Tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí:Tính cơ học, vật lý, hoá học và tính công nghệ. _ HS biết thử tính dẻo tính cứngvà khả năng biến dạng của vật thể kim loại. Chuẩn bị nội dung: Nghiên cứu bài 15 SGK Tìm kiếm sưu tầm các thông tin, tư liệu tranh ảnh, mẩu vật liên quan đến vật liệu cơ khí. Xem bài 18, 19 SGK lớp 8 (công nghệ) Đọc phần thông tin SGK Chuẩn bị của GV và HS Giáo Viên: Chuẩn bị một số mẩu vạt liệu cơ khí như: sắc, đồng HS: Đọc bài 15. III.Tiến trình thực hiện bài dạy 1. Phân bố bài dạy: bài dạy được thực hiện trong 1 tiết gồm các nội dung sau: Một số tính chất đặc trưng của vật liệu cơ khí. Một số loại vật liệu thông dụng. Các hoạt động dạy học: Ổn định lớp (1 Phút) Kiểm tra bài củ (4 phút ) Đặt vấn đề vào bài mới :ở lớp 8 các em đã biết về một số vật liệu cơ khí, vật liệu phi kim và tính chất của chúng.Để hiểu rõ về tính chất của vật liệu cơ khí (học bài 15) NỘI DUNG BÀI MỚI. ( 35 Phút) TL Nội Dung Bài Dạy Hoạt Động Của Thầy Và Trò 15 I. Một số tính chất đặc trong của vật liệu cơ khí: Vật liệu có nhiều tính chất cơ học: lý, hoá khác nhau:Ở đây ta chỉ giới thiệu 3 tính chất đặc trưng cơ học là độ bền, độ dẻo và độ cứng. Hoạt động I :Tìm hiểu về một số tính chất đặc trưng của vật liệu: ?Vì sao phải biết tính chất đặc trưng của vật liệu? Chọn vật liệu theo đúng yêu cầu chế tạo chi tiết. ? Cho biết các tính chất đặc trưng của vật liệu cơ khí? Tính chất cơ học, vật lý,hoá học và công nghệ ?Tính chất cơ học là gì? Khả năng của vật liệu chịu tác dụng của lực bên ngoài. ? Tính chất cơ học có tính chất đặc trưng nào? Độ bền, dẻo, cứng. 1.Độ bền: Biểu thị khả năng chống lại biến dạng dẻo hay phá huỷ của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực. Độ bền là chỉ tiêu cơ bản của vật liệu. -Giới hạn bền sb  đặc trưng cho độ bền của vật liệu. -Vật liệu có giới hạn bền càng lớn thì độ bền càng cao. -Giới hạn bền chia làm 2 loại: +Giới hạn bền nén sbn đặc trưng cho độ bền nén của vật liệu. +Giới hạn bền kéo sbk  đặc trưng cho độ bền kéo của vật liệu. 2. Độ dẻo: Biểu thị khả năng biến dạng dẻo của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực. Vật liệu có độ dãn dài càng lớn d thì vật liệu càng dẻo. 3. Độ cứng: Là khả năng chống lại biến dạng dẻo của lớp bề mặt vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực. Trong thực tế thường được sử dụng các đơn vị đo sau đây: - Độ cứng Brinen(HB): Dùng khi đo độ các loại vật liệu có độ cứng thấp. +Vật liệu càng cứng thì chỉ số HB càng lơn. -Độ cứng RocVen(HRC) :Dùng khi đo độ cứng các loại vật liệu có độ cứng trung bình. +Vật liệu càng cứng chỉ số đo HRC càng lớn. -Độ cứng VicKer(HV) :Dùng khi đo độ cứng các loại vật liệu có độ cứng cao. +Vật liệu càng cứng thì chỉ số đo HV càng lớn. II. Một số loại vật liệu thông dụng Vật liệu vô cơ: -Thành phần:là hợp chất hoá học của các nguyên tố kl với các ngtố không phải kl hoặc các ngtố không phải kl với nhau. -Tính chất: độ cứng,bền nhiệt độ cao 2000-3000oc -Công dụng:chế tạo đá mài, các chi tiết trong thiết bị sx sợi trong ngành dệt.VD: gốm côranhđông. 2.Vật liệu hữu cơ: a.Nhựa nhiệt dẻo: -Thành phần:Hợp chất hữu cơ tổng hợp. -Tính chất:ở nhiệt độ nhất định chuyển sang trạng thái chảy dẻo, không dẩn điện, gia công được nhiều lần chống mòn cao. -Công dụng: chế tạo bánh răng cho thiết bị kéo sợi. b. Nhựa nhiệt cứng: -Thành phần:Hợp chất hữu cơ tổng hợp. -Tính chất:Sau khi gia công nhiệt nhiều lần không chảy hoặc mềm ở nhiệt độ cao, không tan trong dung môi, không dẩn điện cứng bền. -Công dụng:Dùng chế tạo tấm lắp cầu dao điện kết hợp với sợi thuỷ tinh để chế tạo vật liệu compozit. 3.Vật liệu compozit: Compozit nền kim loại: -Thành phần:Gồm các Cacbit kl như:Cacbit VônFam(WC),Titan(TaC), Titan dược liên kết với nhau nhờ Coban(Co). -Tính chất:Có độ cứng độ bền, chịu nhiệt cao 800-1000oc -Công dụng:Dùng chế tạo dụng cụ cắt gọt. b.Compozit nền là vật liệu hữu cơ: -Thành phần:Nền lá êpôxi, cốt là các vàng, sỏi. Nền là êpôxi, cốt là nhôm axit AL 2 O 3 dạng hình cầu có thêm sợi cacbon. -Tính chất:Độ cứng, bền cao tương đương thép nhẹ. -Công dụng:Dùng chế tạo thân máy công cụ, cánh tay người máy, nắp máy Hoạt động II: Tìm cách thi nghiệm để xác định độ bền độ dẻo. Sử dụng hình 15.1 (SGK) Một đầu giữ chặt ,một đầu đặt lực kéo có giá trị P, tăng dần giá trị lực kéo đến khi mẩu bị đức. - Đường kính tại tiết diện mẩu bị đức là d1 -Ghép hai đầu mẩu bị đức, đo chiều dài hai vạch mẩu ban đầu ta được L1  + Độ bền: Giới hạn bền kéo được xác định : sbk =P*/Fo (N/mm) Trong đó :P*là lực kéo lớn nhất tác dụng lên mẩu Fo là tiết diện ngang lúc ban đầu của mẩu. + Độ dẻo: độ dãn dài tương đối được xác định bằng biểu thức: d = L1 –L o / L o x 100% ? Độ bền có ý nghĩa gì đối với vật liệu? Chỉ tiêu cơ bản của vật liệu. ? Độ dẻo được đặc trưng bằng đại lượng nào? Độ dài tương đối đặc trưng cho độ dẻo của vật. VD: Đối với gang xám có độ cứng nằm trong khoảng 180-240 HB Thép 45sau khi nhiệt luyện có độ cứng khoảng 40-45HRC. Hợp kim cứng 13500-16500 HV dùng để chế tạo phần cắt của dao cắt dùng trong gia công cất gọt kim loại Hoạt động III:Tìm hiểu một số vật liệu trong ngành cơ khí. -Nhựa nhiệt dẻo:Ở nhiệt độ nhất định chuyển sang trang thái chảy dẻo không dẩn điện tiyf thành phần mà sau khi gia công ép thành khuôn sản phẩm VD:Pôliamit(PA) -Nhựa nhiệt cứng:khi gia công ta cho nhựa nhiệt cứng dưới dang bột vào khuôn, gia nhiệt cho chúng chuyển sang trang thái chảy dẻo sau đó dùng lực ép hình thành sản phẩm sau khi nguội tháo khuôn ta được sản phẩm. Đặc tính :gia công lần đầu thì không thể gia công lần 2. Nghĩa là có gia nhiệt lần 2 thì chúng không chuyển sang trang thái chảy dẻo gọi là nhựa nhiệt cứng. -Compozit nền là kl: khi chế tạo cacbit ta trộn các loại cacbit trên với bột cobanb theo tỉ lệ nhất định,ép thành hình rồi cho vào thiêu kết lần 1, tiếp tục ép lần 2 để thu các mảnh kl có hình dạng và kích thướt xác định gọi là hợp kim cứng. -Compozit nền là hữu cơ: +Cốt là các vàng và sỏi:Ta trộn êpôxit với các vàng và sỏi theo tỉ lệ nhất định: chế tạo máy bơm nước, thân máy tiện, máy phay +Cốt là nhôm axit hình cầu có kích thướt đường kính từ vài mm –2mm và sợi cacbon. Khi chế tạo ta trộn êpôxit với nhôm axit theo tỉ lệ xác định cho thêm sợi cacbon. ?cho biết tính chất cơ học của vật liệu compozit mà em biết?Độ cứng,bền cao 800-1000oc ? Nêu tính chất và công dụng của vật liệu polime và compozit trong ngành cơ khí ? (4 phút) Hoạt động IV: hướng dẩn và giao nhiệm vụ bài ở cho học sinh (1 phút) Học sinh tìm hiểu các câu hỏi SGK và chuẩn bị bài mới 16