lOMoARcPSD| 27790909
Đề cương ôn tập thi giữa kỳ HK1 22-23 Vật liệu kỹ thuật
1. Cu có cấu trúc tinh thể lập phương diện tâm với thông số mạng a= 0.3615 nm. Tính
bán kính nguyên tử của nó?
2. Chứng minh rằng mật độ nguyên tử của cấu trúc tinh thể lục giác xếp chặt là 0.74?
3. Ti có cấu trúc tinh thể lục giác xếp chặt với c/a= 1.58, nếu bán kính nguyên tử R=
0.1445 nm. Tính thể tích ô cơ bản?
4. Hình sau mô tả cấu trúc ô cơ bản của một kim loại giả định:
a. Kim loại trên có cấu trúc thuộc hệ tinh thể nào
b. Tính mật độ nguyên tử của kim loại trên
5. Một mẫu kim loại được xác định có 45 hạt/in2 với độ phóng đại 100x.
a. Xác định cấp hạt (grain size) ASTM của mẫu đó
b. Cũng mẫu đó nếu độ phóng đại là 85x. thì có bao nhiêu hạt/in2
6. Theo phương trình Hall-Petch về mối liên hệ giữa độ bền và kích thước hạt như
sau: σk = σo + k*d-(1/2), trong đó σo, k là hằng số, d đường kính trung bình của hạt.
Từ phương trình này ta thấy nếu thu được vật đúc hạt nhỏ, mịn thì độ bền của kim
loại tăng. Nêu các phương pháp làm nhỏ hạt khi đúc?. lOMoARcPSD| 27790909
7. Sử dụng các số liệu có trong bảng dưới đây, phỏng đoán độ hòa tan (tạo thành dung
dịch rắn) của các nguyên tố sau đây với nhôm (Al): a. Đồng (Cu), b.
Mangan (Mn), c. Magie (Mg) và d. Kẽm (Zn).
Nguyên tố Bán kính NT, nm Cấu trúc tinh thể Độ âm Hóa trị điện Al 0.143 Diện tâm 1.5 +3 Cu 0.128 Diện tâm 1.8 +2 Mn 0.112 Lập phương 1.6 +2, +3, +6, +7 Mg 0.160 Lục giác xếp chặt 1.3 +2 Zn 0.133 Lục giác xếp chặt 1.7 +2
8. Sử dụng các số liệu có trong bảng dưới đây, phỏng đoán độ hòa tan (tạo thành dung
dịch rắn) của các nguyên tố sau đây với sắt (Fe): a. Niken (Ni), b. Crom (Cr), c.
Molibđen (Mo), d. Titan (Ti) và e. Mangan (Mn).
Nguyên tố Bán kính NT, nm Cấu trúc tinh thể Độ âm Hóa trị điện Fe 0.124 Thể tâm 1.7 +2, +3 Ni 0.125 Diện tâm 1.8 +2 Cr 0.125 Thể tâm 1.6 +2, +3, +6 Mo 0.136 Thể tâm 1.3 +3, +4, +5 Ti 0.147 Lục giác xếp chặt 1.3 +2, +3, +4 Mn 0.112 Lập phương 1.6 +2, +3, +6, +7
9. Bán kính nguyên tử, cấu trúc tinh thể, độ âm điện và hóa trị được trình bày ở bảng
dưới đây cho các nguyên tố, những nguyên tố không phải là kim loại chỉ có bán kính nguyên tử. 2 lOMoARcPSD| 27790909
Nguyên tố Bán kính NT, nm Cấu trúc tinh thể Độ âm Hóa trị điện Cu 0.1278 Diện tâm 1.9 +2 C 0.071 H 0.046 O 0.060 Ag 0.1445 Diện tâm 1.9 +1 Al 0.1431 Diện tâm 1.5 +3 Co 0.1253 Lục giác xếp chặt 1.8 +2 Cr 0.1249 Thể tâm 1.6 +3 Fe 0.1241 Thể tâm 1.8 +2 Ni 0.1246 Diện tâm 1.8 +2 Pd 0.1376 Diện tâm 2.2 +2 Pt 0.1387 Diện tâm 2.2 +2 Zn 0.1332 Lục giác xếp chặt 1.6 +2
Những nguyên tố nào ở trên có thể kết hợp với Cu để tạo thành:
a) Dung dịch rắn thay thế hoàn toàn
b) Dung dịch rắn thay thế có hạn c) Dung dịch rắn xen kẽ
10. Người ta sử dụng một phương pháp đo độ cứng Brinen với mũi đâm là viên bi thép
đường kính 10mm để đo độ cứng một loại thép. Đường kính vết lõm tạo ra với tải trọng 500 kg là 1.62mm.
a. Tính độ cứng của loại thép đó?
b. Đường kính vết lõm là bao nhiêu nếu độ cứng ứng với tải trọng 500 kg là 450 HB.
11. Một mẫu kim loại hình ống với đường kính 12.7 mm và chiều dài 250 mm phải
chịu ứng suất kéo là 28MPa, với ứng suất này kim loại chỉ bị biến dạng đàn
hồi. Nếu như chiều dài dãn khi kéo với ứng suất trên phải nhỏ hơn 0.08 mm, kim
loại nào trong bảng dưới đây có thể được lựa chọn?
Kim loại, hợp kim Modun đàn hồi, E(GPa) Al 69 lOMoARcPSD| 27790909 Đồng thau (Cu-Zn) 97 Cu 110 Mg 45 Ni 207 Thép 207 Ti 107 W (tungen) 407 12
. Một thanh hình ống dài 400 mm và đường kính 12 mm phải chịu tác dụng của tải
trọng kéo. Nếu thanh kim loại không biến dạng dẻo và giản ra một đoạn không quá
0.8 mm khi áp dụng tải trọng 24200 N, những kim loại và hợp kim nào sau đây
thõa mãn điều kiện trên? Vật liệu
Hệ số đàn hồi E, GPa
Giới hạn chảy, MPa Độ bền kéo, MPa Hợp kim nhôm 70 255 420 Đồng thau (Cu-Zn) 100 345 420 Đồng 110 250 290 Thép 207 450 550 13
. Một mẫu kim loại hình ống có bán kính và chiều dài ban đầu lần lượt là
12.8mm và 50.80 mm được áp dụng một ứng suất kéo tới lúc phá hủy. Bán kính
tại đầu bị phá hủy là 6.6 mm và chiều dài lúc phá hủy là 72.14 mm. Tính độ
dẻo dưới dạng độ giãn dài tương đối và độ thắt tỷ đối (giảm diện tích). 14
. Một cây cầu được giữ chặt bởi một loạt sợi dây thép. Tải trọng mỗi sợi
dây phải chịu đựng là 125000 N. Tính bán kính nhỏ nhất của sợi dây thép, biết
rằng hệ số an toàn là 2 và giới hạn chảy của thép là 1150 MPa.
15. Người ta muốn sản xuất hợp kim Cu-Ni có độ bền kéo nhỏ nhất (không qua
biến dạng dẻo) là 300 MPa và độ dẻo ít nhất vào khoảng 42% (độ giãn dài
tương đối). Hợp kim đáp ứng yêu cầu này có tồn tại hay không?, nếu có thì
thành phần mỗi nguyên tố trong hợp kim là bao nhiêu?, nếu không giải thích tại sao? 4 lOMoARcPSD| 27790909
16. Cho các nhiệt độ của đường rắn và đường lỏng của hệ hai cấu tử Germani (Ge) và
silic (Si) ở bảng dưới. Xây dụng giản đồ pha và gọi tên các vùng pha của hệ này? Thành phần (%Si)
Nhiệt độ đường rắn (oC) Nhiệt độ đường lỏng (oC) 0 938 938 10 1005 1147 20 1065 1226 30 1123 1278 40 1178 1315 50 1232 1346 60 1282 1367 70 1326 1385 80 1359 1397 90 1390 1408 100 1414 1414
17. Tại 750 oC độ hòa tan lớn nhất của: a. Ag trong Cu b. Cu trong Ag
c. Xác định thành phần % các pha của hợp kim với 80%Cu-20%Ag tại 900 oC lOMoARcPSD| 27790909
Giản đồ pha Cu-Ag
18. Hợp kim 80%Cu-20%Ag được nung nóng tới vùng pha α +L nếu như pha lỏng chứa 40 % Ag, xác định:
a. Nhiệt độ của hợp kim b. Thành phần của pha α
c. Thành phần %(khối lượng) của cả hai pha 6 lOMoARcPSD| 27790909
Giản đồ pha Cu-Ag
19 . Hợp kim Cu-Ni có thành phần hóa học là 75%Cu -25% Ni được nung nóng dần từ 1100 oC:
a. Tại nhiệt độ nào thì pha lỏng bắt đầu xuất hiện?
b. Thành phần hóa học của pha lỏng này?
c. Tại nhiệt độ nào thì pha rắn chuyển thành pha lỏng hoàn toàn?
d. Thành phần của pha rắn trước khi nó chuyển biến thành pha lỏng hoàn toàn?
Giản đồ pha Cu-Ni
20 . Cho giản đồ pha của Cu-Ag dưới đây. Phân tích các pha của hợp kim 75%Cu
-25% Ag ở các nhiệt độ sau: a. 1000 oC, b. 800 oC, d. 780 +ΔT oC, e. 780 –ΔT
oC. Trong đó phải làm rõ các ý sau: i. Các pha tồn tại ii. Thành
phần % của các pha iii. % các pha iv.
Vẽ mô hình cấu trúc tế vi đơn giản của các pha lOMoARcPSD| 27790909
Giản đồ pha Cu-Ag 8