Vật liệu cơ khí là gì? Các loại vật liệu cơ khí phổ biến hiện nay

Quá trình gia công các thiết bị, máy móc công nghệ cao thì vật liệu cơ khí là một yếu tố không thể thiếu. Đây là một yếu tố quan trọng góp phần tạo nên các thiết bị đó. Vậy nên hiểu rõ về vật liệu trên là điều vô cùng cần thiết. Bài viết dưới đây chúng tôi sẽ cung cấp tới các bạn các thông tin cần thiết về loại vật liệu đặc biệt này!

1. Khái niệm vật liệu cơ khí là gì?

Vật liệu cơ khí có thể là chất hoặc hợp chất được con người áp dụng trong quy trình sản xuất các vật liệu sử dụng trong lĩnh vực cơ khí. Một cách đơn giản hơn thì vật liệu cơ khí là loại nguyên liệu để sản xuất ra nhiều sản phẩm có tính ứng dụng rất cao. Các thiết bị đó được sử dụng phổ biến trong cuộc sống như: Máy lạnh, dụng cụ kỹ thuật,…

2. Phân loại nhóm vật liệu cơ khí

2.1 Vật liệu từ kim loại

Các loại vật liệu này có đặc điểm là tính dẫn điện tốt, có tính ánh kim, độ dẻo cao. Đây là các đặc trưng của kim loại, và đặc biệt tính dẻo có thể giúp ta nắn chúng theo ý muốn. Tuy nhiên kim loại có tính khử cao, nên dễ bị phản ứng hóa học trong tự nhiên. Các vật liệu kim loại thường được biết đến như: Thép, gang, nhôm,…

2.2 Vật liệu vô cơ (ceramic)

Loại vật liệu này có tính dẫn điện kém, khó bị biến dạng và rất giòn. Do vậy chúng khó để nắn ra được các hình dạng mong muốn, và dễ gãy. Bên cạnh đó, chúng có nhiệt độ nóng chảy rất cao. Các vật liệu vô cơ (ceramic) có thể tìm thấy như: Gốm, sứ, thủy tinh,…

2.3 Vật liệu hữu cơ (polyme)

Tương tự như vật liệu vô cơ ở trên, vật liệu này có tính dẫn điện kém. Tuy nhiên nó lại có khả năng bị biến dạng nhờ nhiệt độ cao. Hai nguyên tố hóa học cấu tạo chủ yếu nên vật liệu này là hydro, cacbon. Các vật liệu hữu cơ có thể tìm thấy trong tự nhiên như: Gỗ, cao su. Các vật liệu hữu cơ nhân tạo có thể nói đến là polyetylen (PE), polyvinyl clorua (PVC),…

2.4 Vật liệu hỗn hợp (composite)

Dạng vật liệu này có thể tạo nên từ sự kết hợp hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau. Các vật liệu được kể đến trong trường hợp này như: Bê tông, vật liệu kim loại và polyme,…

3. Tính chất của các vật liệu cơ khí

Việc hiểu biết về tính chất của các vật liệu này có thể giúp ta sử dụng chúng sao cho hiệu quả và an toàn nhất. Và việc nắm được tính chất của nó cũng giúp ích cho việc gia công chúng. Các tính chất nổi bật của vật liệu cơ khí mà chúng tôi muốn chia sẻ đến mọi người là:

• Tính chất cơ học: Chúng có tính cứng, tính dẻo và tính bền.
• Tính chất vật lý: Chúng bị nóng chảy bởi nhiệt, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt và có khối lượng riêng.
• Tính chất hóa học: Loại vật liệu nổi bật của tính chất này là vật liệu từ kim loại hoặc vật liệu hỗn hợp có kim loại. Chúng có thể bị oxi hóa, phản ứng hóa học khi tiếp xúc với các chất. Các chất tác dụng với loại vật liệu này là muối, axit và chúng có khả năng kháng ăn mòn tương đối.
• Tính chất công nghệ: Chúng có khả năng được gia công bằng cách đúc, hàn, rèn,…

Nhờ có các tính tính chất ở trên mà vật liệu cơ khí có thể được gia công. Và tùy vào tính cao hay thấp của nó mà vật liệu có thể được gia công dễ hay khó. Nhờ vậy, mà ta có thể lựa chọn ra phương pháp gia công hợp lý và hiệu quả nhất. Sự lụa chọn đúng đắn giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

4. Các loại vật liệu cơ khí phổ biến trên thị trường hiện nay

4.1 Vật liệu từ sắt

Sắt là kim loại phổ biến thứ 3 trên vỏ Trái Đất. Chúng có thể được khai thác từ các mỏ quặng trong tự nhiên. Và ở dạng trong tự nhiên chúng thường ở dạng hợp chất có lẫn nhiều tạp chất. Vì vật ta cần trải qua quá trình nung nấu, khử tạp chất để thu được sắt ở dạng tụ do. Và phổ biến nhất là sắt được sử dụng nhiều để sản xuất gang và thép.

Với sự phổ biến của nó mà theo số liệu thống kê sắt chiếm đến 95% khối lượng kim loại trên thế giới. Nhờ có các ưu điểm vượt trội như: Chịu lực lớn, độ dẻo khá cao, và chi phí thấp. Sắt đang là vật liệu được ứng dụng phổ biến trong sản xuất công cụ, dụng cụ.

4.2 Vật liệu từ gang

Gang là vật liệu được cấu tạo từ các nguyên tố như cacbon, sắt, silic, magie,… Trong đó, gang có hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14%. Gang có ưu điểm là có độ loãng chảy cao, tính đúc tốt, độ co ít, lực nén mạnh. Hơn thế nữa chúng có khả năng chịu tải trọng tĩnh và chịu được mài mòn cực kỳ ổn định. Song song với các ưu điểm đó chúng cũng có các nhược điểm như: Giòn, dễ gãy, và khả năng chịu va đập kém.

Trên thị trường hiện nay có 2 loại gang là gang trắng và gang graphit. Với mỗi loại sẽ có những thành phần cấu tạo và có một số tính chất khác nhau. Ứng dụng phổ biến của gang là được sử dụng gia công cơ khí cho thân máy, vỏ máy hay bánh đai, bánh răng,…

4.3 Vật liệu từ Inox

Inox là một dạng thép không gỉ. Nó là dạng hợp kim của sắt và có hàm lượng crom lớn, nó không ít hơn 10,5 %. Inox có nhiều đặc tính ưu việt như: ít bị biến màu, ăn mòn, có độ bền cao, không bị gỉ, và có khả năng chịu được nhiệt độ cao khoảng 12000 độ C. Với các đặc tính đó việc gia công loại vật liệu cơ khí này trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Các đặc tính của inox đã giúp cho nó trở nên phổ biến, ứng dụng nhiều trong các công trình kiến trúc, nội thất từ đơn giản cho đến phức tạp.

4.4 Vật liệu từ thép

Tương tự như gang, thép là một dạng hợp kim của sắt và cacbon. Trong đó hàm lượng cacbon trong thép lại thấp hơn. Ngoài hai nguyên tố trên, thép cũng có pha trộn thêm một số các nguyên tố khác như: Mangan, phot pho,… Thép gồm hai loại chính như sau:

• Thép cacbon: Bao gồm các nguyên tố sắt, cacbon, mangan, silic,…
• Thép hợp kim: Gồm các nguyên tố sắt, cacbon, đồng, molypden,…

Thép là nguyên vật liệu của rất nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt phải kể đến các ngành gia công cơ khí, xây dựng, đóng tàu,…

4.5 Các vật liệu từ nhựa

Nhựa là loại vật liệu gia công cơ khí có nhiều tính ứng dụng trong đời sống từ các lĩnh vực trong cuộc sống đến các ngành công nghiệp. Các vật liệu từ nhựa có nhiều ưu điểm như: Nhẹ, bền sử dụng được trong các môi trường có hóa chất, chịu được sự mài mòn và tính cách nhiệt tốt. Các sản phẩm từ nhựa có ưu điểm to lớn nhất là chi phí thấp. Một số sản phẩm từ nhựa thường thấy như: Ổ cắm, công tắc điện, ống nước,…