Giáo trình Cơ khí đại cương - Chương 2: Vật liệu dùng trong cơ khí

TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
8
CHƯƠNG 2 
 VẬT LIỆU DÙNG TRONG CƠ KHÍ 
2.1. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 
 Kim loại và hợp kim được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để chế tạo các chi tiết máy. Mỗi 
loại chi tiết máy phải có những tính năng kỹ thuật khác nhau để phù hợp với điều kiện làm việc. Muốn 
vậy phải nắm được các tính chất cơ bản của chúng sau đây: 
2.1.1. CƠ TÍNH 
Cơ tính là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp kim khi chịu tác dụng của 
các tải trọng. Chúng đặc trưng bởi: 
a/ Độ bền: là khả năng của vật liệu chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Độ bền được ký 
hiệu σ. Tuỳ theo các dạng khác nhau của ngoại lực ta có các loại độ bền: độ bền kéo (σk); độ bền uốn 
(σu); độ bền nén (σn). Giá trị độ bền kéo tính theo công thức : 
 σ k PF= 0 (N/mm
2). 
Tại thời điểm khi P đạt đến giá trị nào đó làm cho thanh kim loại có F0 bị đứt sẽ ứng với giới 
hạn bền kéo của vật liệu đó. Tương tự ta sẽ có giới hạn bền uốn và bền nén. 
b/ Độ cứng: là khả năng chống lún của vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực. Nếu cùng một giá trị 
lực nén, lõm biến dạng trên mẫu đo càng lớn, càng sâu thì độ cứng của mẫu đo càng kém. Độ cứng 
được đo bằng cách dùng tải trọng ấn viên bi bằng thép cứng hoặc mủi côn kim cương hoặc mũi chóp 
kim cương lên bề mặt của vật liệu muốn thử, đồng thời xác định kích thước vết lõm in trên bề mặt vật 
liệu đo. Có các loại độ cứng Brinen; độ cứng Rôcoen; độ cứng Vicke. 
- Độ cứng Brinen: dùng tải trọng P (đối với thép và gang P = 30D2) để ấn viên bi bằng thép đã 
nhiệt luyện, có đường kính (D = 10; 5; 0,25 mm) lên bề mặt vật liệu muốn thử (H.2.2.a). Độ cứng 
Brinen được tính theo công thức: HB
P
F
= (kG/mm2). F - diện tích mặt cầu của vết lõm (mm2). 
Độ cứng Brinen dùng đo vật liệu có độ cứng thấp (< 4500 N/mm2) 
Chọn thang đo độ cứng Brinen - Rôcoen 
Độ cứng 
Brinen HB
Thang đo 
Rôcoen (màu)
Mũi thử Tải trọng 
chính P (N)
Ký hiệu độ 
cứng Rôcoen 
Giới hạn cho phép 
thang Rôcoen 
60÷230 
230÷700 
> 700 
B (đỏ) 
C (đen) 
A (đen) 
Viên bi thép 
Viên bi thép 
Mũi kim cương
1000 
1500 
600 
HRB 
HRC 
HRA 
25÷100 
20÷67 
> 70 
P(N) P(N) F0
H.2.1.Sơ đồ mẫu đo độ bền 
D P 
d h 
a/ 
P
d
b/
P 
d 
c/
H.2.2. Sơ đồ thí nghiệm đo độ cứng 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
9
- Độ cứng Rôcoen: (H.2.2.b) được xác định bằng cách dùng tải trọng P ấn viên bi bằng thép đã 
nhiệt luyện, có đường kính D = 1,587 mm tức là 1/16” (thang B) hoặc mủi côn bằng kim cương có góc 
ở đỉnh 1200 (thang C hoặc A) lên bề mặt vật liệu thử. Trong khi thử, số độ cứng được chỉ trực tiếp 
ngay bằng kim đồng hồ. Độ cứng Rôcoen được ký hiệu HRB khi dùng bi thép để thử vật liệu ít cứng; 
HRC và HRA khi dùng mủi côn kim cương thử vật liệu có độ cứng cao (>4500 N/mm2). 
- Độ cứng Vicke (HV) dùng mũi đo 1 (hình chóp góc vát α = 1360) bằng kim cương (H.2.2.c) 
dùng đo cho vật liệu mềm, vật liệu cứng và vật liệu có độ cứng nhờ lớp mỏng của bề mặt đã được 
thấm than, thấm nitơ.v.v... 
 HV
P
d
= 1 8544 2, . Trong đó d - đường chéo của vết lõm (mm); P- tải trọng (kg). 
c/ Tính dẻo: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại và hợp kim khi chịu tác dụng của ngoại lực. 
Khi thử mẫu nó được thể hiện qua độ dãn dài tương đối (δ%) là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa lượng 
dãn dài sau khi kéo và chiều dài ban đầu: 
 δ = −l l
l
1 0
0
100%* . Trong đó l1 và l2 - độ dài mẫu trước và sau khi kéo (mm). 
Vật liệu có (δ%) càng lớn thì càng dẻo và ngược lại. 
d/ Độ dai va chạm (ak): Có những chi tiết máy làm việc thường chịu các tải trọng tác dụng đột ngột 
(tải trọng va đập). Khả năng chịu đựng các tải trọng đó mà không bị phá huỷ của vật liệu gọi là độ dai 
va chạm: a
A
Fk
= (J/mm2). Trong đó: A - công sinh ra khi va đập làm gảy mẫu (J); F - diện tích tiết 
diện mẫu (mm2). 
2.1.2. LÝ TÍNH 
Lý tính là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành phần hoá 
học của kim loại đó không bị thay đổi. Nó được đặc trưng bởi: khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, 
tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính... 
2.1.3. HOÁ TÍNH 
Hoá tính là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hoá học của các chất khác như ôxy, 
nước, axít v.v... mà không bị phá huỷ. 
a/ Tính chịu ăn mòn: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn các môi trường xung quanh. 
b/ Tính chịu nhiệt: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của ôxy trong không khí ở nhiệt độ cao. 
c/ Tính chịu axít: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của axít. 
2.1.4. TÍNH CÔNG NGHỆ 
Tính công nghệ là khả năng của kim loại và hợp kim cho phép gia công theo phương pháp nào 
là hợp lý. Chúng được đặc trưng bởi: 
a/ Tính đúc: được đặc trưng bởi độ chảy loãng, độ co, độ hoà tan khí và tính thiên tích. Độ chảy loãng 
càng cao thì càng dể đúc; độ co, độ hoà tan khí và tính thiên tích càng lớn thì khó đúc. 
b/ Tính rèn: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực để tạo thành 
hình dạng của chi tiết mà không bị phá huỷ. Thép dễ rèn vì có tính dẻo cao, gang không rèn được vì 
dòn; đồng, chì rất dễ rèn. 
c/ Tính hàn: là khả năng tạo sự liên kết giữa các chi tiết hàn. Thép dễ hàn, gang, nhôm, đồng khó hàn. 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
10
2.2. THÉP 
2.2.1. THÉP CÁCBON 
A/ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THÉP CÁCBON 
Thép cácbon là hợp chất của Fe-C với hàm lượng cácbon nhỏ hơn 2,14%. Ngoài ra trong thép 
cácbon còn chứa một lượng tạp chất như Si, Mn, S, P ...Cùng với sự tăng hàm lượng cácbon, độ cứng 
và độ bền tăng lên còn độ dẻo và độ dai lại giảm xuống. Si, Mn là những tạp chất có lợi còn S và P thì 
có hại vì gây nên dòn nóng và dòn nguội nên cần hạn chế < 0,03%. 
Thép cácbon có cơ tính tổng hợp không cao, chỉ dùng trong xây dựng, chế tạo các chi tiết chịu 
tải trọng nhỏ và vừa trong điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp. 
B/ PHÂN LOẠI THÉP CÁCBON 
a/ Phân loại theo hàm lượng cácbon 
- Thép cácbon thấp C < 0,25%. 
- Thép cácbon trung bình C = 0,25÷0,5%. 
- Thép cácbon cao C > 0,50%. 
b/ Phân loại theo công dụng 
- Thép cácbon chất lượng thường: loại này cơ tính không cao, chỉ dùng để chế tạo các chi tiết 
máy, các kết cấu chịu tải trọng nhỏ. Thường dùng trong ngành xây dựng, giao thông. Nhóm thép thông 
dụng này hiện chiếm tới 80% khối lượng thép dùng trong thực tế, thường được cung cấp ở dạng qua 
cán nóng (tấm, thanh, dây, ống, thép hình: chữ U, I, thép góc, ...). Nhóm thép này có các mác thép sau: 
Mác thép LX Mác thép VN σk (kG/mm2) σ0,2 (kG/mm2) δ (%) 
CT0 CT31 ≥ 31 - 20 
CT1 CT33 32÷42 - 31 
CT2 CT34 34÷44 20 29 
CT3 CT38 38÷49 21 23 
CT4 CT42 42÷54 24 21 
CT5 CT51 50÷64 26 17 
CT6 CT61 ≥ 60 30 12 
 Theo TCVN 1765-75 nhóm thép này được ký hiệu bằng chữ CT với con số tiếp theo chỉ giới hạn 
bền kéo tối thiểu. 
- Thép cácbon kết cấu: là loại thép có hàm lượng tạp chất S, P rất nhỏ, củ thể: S ≤ 0,04%, P ≤ 
0,035%, tính năng lý hoá tốt thuận tiện, hàm lượng cácbon chính xác và chỉ tiêu cơ tính rõ ràng. Theo 
TCVN 1766-75, nhóm thép này được ký hiệu bằng chữ C với con số chỉ lượng cácbon trung bình theo 
phần vạn. Ví dụ: thép C40 là thép cácbon kết cấu với lượng cácbon trung bình là 0,40%. Thép cácbon 
kết cấu dùng để chế tạo các chi tiết máy chịu lực cao như các loại trục, bánh răng, lò xo v.v... Loại này 
thường được cung cấp dưới dạng bán thành phẩm với các mác thép sau: C08, C10, C15, C20, C30, 
C35, C40, C45, C50, C55, C60 C65, C70, C80, C85. 
- Thép cácbon dụng cụ: là loại thép có hàm lượng cácbon cao (0,70÷1,3%), tuy có độ cứng 
cao sau khi nhiệt luyện nhưng chịu nhiệt thấp nên chỉ dùng làm các dụng cụ như đục, dũa hay các loại 
khuôn dập. Theo TCVN 1822-76, nhóm thép này được ký hiệu bằng chữ CD với con số chỉ lượng 
cácbon trung bình theo phần vạn. Ví dụ: CD70 là thép cácbon dụng cụ với 0,70% C. Loại thép này 
gồm các mác thép: CD70, CD80, CD90, ...CD130. 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
11
- Thép cácbon có công dụng riêng: Thép đường ray cần có độ bền và khả năng chịu mài mòn 
cao đó là loại thép cácbon chất lượng cao có hàm lượng C và Mn cao (0,50÷0,8% C, 0,6÷1,0% Mn). 
Ray hỏng có thể dùng để chế tạo các chi tiết và dụng cụ như đục, dao, nhíp, dụng cụ gia công gỗ,...Dây 
thép các loại: dây thép cácbon cao và được biến dạng lớn khi kéo nguội (d = 0,1 mm), giới hạn bền 
kéo có thể đạt đến 400÷450 kG/mm2. Dây thép cácbon thấp thường được mạ kẽm hoặc thiếc dùng làm 
dây điện thoại và trong sinh hoạt. Dây thép có thành phần 0,5÷0,7% C dùng để cuốn thành các lò xo 
tròn. Trong kỹ thuật còn dùng các loại dây cáp có độ bền cao được bện từ các sợi dây thép nhỏ. Thép 
lá để dập nguội: có hàm lượng cácbon và Si nhỏ (0,05÷0,2% C và 0,07÷0,17% Si). Để tăng khả năng 
chống ăn mòn trong khí quyển, các tấm thép lá mỏng có thể đượng tráng Sn (gọi là sắt tây) hoặc tráng 
Zn (gọi là tôn tráng kẽm). 
2.2.2.THÉP HỢP KIM 
A/ KHÁI NIỆM VỀ THÉP HỢP KIM 
 Thép hợp kim là loại thép mà ngoài sắt, cácbon và các tạp chất ra, người ta còn cố ý đưa vào 
các nguyên tố đặc biệt với một lượng nhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép để hợp 
với yêu cầu sử dụng. Các nguyên tố đưa vào gọi là nguyên tố hợp kim thường gặp là: Cr, Ni, Mn, Si, 
W, V, Mo, Ti, Nb, Cu,...vói hàm lượng như sau: 
Mn: 0,8 - 1,0%; Si: 0,5 - 0,8%; Cr: 0,2 - 0,8%; Ni: 0,2 - 0,6%; 
W: 0,1 - 0,6%; Mo: 0,05 - 0,2; Ti, V, Nb, Cu > 0,1%; B > 0,002%. 
Trong thép hợp kim, lượng chứa các tạp chất có hại như S, P và các khí ôxy, hyđrô, nitơ là rất 
thấp so với thép cácbon. Về cơ tính thép hợp kim có độ bền cao hơn hẳn so với thép cácbon dặc biệt là 
sau khi nhiệt luyện. Về tính chịu nhiệt: Thép hợp kim giữ được độ cứng cao và tính chống dão tới 
6000C (trong khi thép cácbon chỉ đến 2000C), tính chống ôxy hoá tới 800-10000C. Về các tính chất vật 
lý và hoá học đặc biệt: thép cácbon bị gỉ trong không khí, bị ăn mòn mạnh trong các môi trường axit, 
bazơ và muối,...Nhờ hợp kim hoá mà có thể tạo ra thép không gỉ, thép có tính giãn nở và đàn hồi đặc 
biệt, thép có từ tính cao và thép không có từ tính, ... 
B/ PHÂN LOẠI THÉP HỢP KIM 
a/ Thép hợp kim kết cấu: Trên cơ sở là thép cácbon kết cấu cho thêm các nguyên tố hợp kim. Thép 
hợp kim kết cấu có hàm lượng cácbon khoảng 0,1÷0,85% và lượng phần trăm nguyên tố hợp kim thấp. 
Loại thép này được dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng cao, ... 0Cr, 20CrNi, 
12Cr2Ni4, 35CrMnSi; dùng làm thép lò xo như 50Si2, 60Si2CrA v.v... 
Ký hiệu mác thép biểu thị chữ số đầu là hàm lượng cácbon tính theo phần vạn, các chữ số đặt 
sau nguyên tố hợp kim là hàm lượng của nguyên tố đó, chữ A là loại tốt. Ví dụ: thép 12Cr2Ni4A trong 
đó có 0,12% C, 2% Cr, 4% Ni và là thép tốt. 
b/ Thép hợp kim dụng cụ: Là loại thép dùng để chế tạo các loại dụng cụ gia công kim loại và các loại 
vật liệu khác như gỗ, chất dẻo v.v...Thép hợp kim dụng cụ cần độ cứng cao sau khi nhiệt luyện, độ 
chịu nhiệt và chịu mài mòn cao. Hàm lượng cácbon trong thép hợp kim dụng cụ cao từ 0,7÷1,4%; các 
nguyên tố hợp kim cho vào là Cr, W, Si và Mn. Thép hợp kim dụng cụ sau khi nhiệt luyện có độ cứng 
đạt 60÷62 HRC. Có một số mác thép chuyên dùng như sau: 
- Thép dao cắt: dùng chế tạo các loại dao cắt như dao tiện, dao bào, dao phay, mủi khoan 
v.v...như 90CrSi, 140CrW5, 100CrWMn, hoặc một số thép gió như 80W18Cr4VMo, 90W9V2, 
75W18V các loại thép gió có độ cứng cao, bền, chịu mài mòn và chịu nhiệt đến 6500C. 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
12
- Thép làm khuôn dập: đối với khuôn dập nguội thường dùng 100CrWMn, 160Cr12Mo, 
40CrSi. Đối với khuôn dập nóng hay dùng các mác thép: 50CrNiMo, 30Cr2W8V, 40Cr5W2VSi. 
- Thép ổ lăn: là loại thép dùng để chế tạo các loại ổ bi hay ổ đũa là loại thép chuyên dùng như 
OL100Cr2, OL100Cr2SiMn. Các ký hiệu của thép hợp kim dụng cụ cũng được biểu thị như các loại 
thép hợp kim khác trừ thép ổ lăn là có thêm chữ OL ban đầu. 
c/ Thép hợp kim đặc biệt: Trong công nghiệp cần thiết phải có những loại thép đặc biệt để đáp ứng 
yêu cầu của công việc. Có các loại thép: 
- Thép không gỉ: là loại thép có khả năng chống lại môi trường ăn mòn. Thường dùng các mác 
thép: 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 12Cr18Ni9, 12Cr18Ni9Ti,... 
- Thép bền nóng: là loại thép làm việc ở nhiệt độ cao mà độ bền không giảm, không bị ôxy 
hoá bề mặt. Ví dụ 12CrMo, 04Cr9Si2 chịu được nhiệt độ 300÷5000C; loại bền nóng 10Cr18Ni12, 
04Cr14Ni14W2Mo chịu được nhiệt độ 500÷7000C; hoặc là thép NiCrôm chuyên chế tạo dây điện trở 
10Cr150Ni60. 
- Thép từ tính: là loại thép có độ nhiễm từ cao. Thép hợp kim từ cứng thường dùng các thép 
Cr, Cr-W, Cr-Co hoặc dùng hợp kim hệ Fe-Ni-Al, Fe-Ni-Al-Co để chế tạo các loại nam châm vĩnh cữu 
Thép và hợp kim từ mềm có lực khử từ nhỏ độ từ thẩm lớn dùng làm lõi máy biến áp, stato máy điện, 
nam châm điện các loại,...Thường dùng: sắt tây nguyên chất kỹ thuật (<0,04% C), thép kỹ thuật điện 
(thép Si) có 0,01÷0,1% C và 2÷4,4% Si; có thể dùng hợp kim permaloi có thành phần 79% Ni, 4% Mo 
còn lại là Fe. 
- Thép không từ tính: là loại vật liệu không nhiễm từ như 55Mn9Ni9Cr3. 
2.3. GANG 
2.3.1. KHÁI NIỆM CHUNG 
Gang là hợp kim Fe-C, hàm lượng cácbon lớn hơn 2,14% C và cao nhất cũng < 6,67% C. Cũng 
như thép trong gang có chứa các tạp chất Si, Mn, S, P và các nguyên tố khác. Đặc tính chung của gang 
là cứng và dòn, có nhiệt độ nóng chảy thấp, dể đúc. 
2.3.2. PHÂN LOẠI GANG 
a/ Gang trắng: rất cứng và dòn, khó cắt gọt chỉ dùng để chế tạo gang dẻo hoặc dùng để chế tạo các 
chi tiết máy cần tính chống mài mòn cao như bi nghiền, trục cán...Gang trắng không có ký hiệu riêng. 
b/ Gang xám: là loại gang mà hầu hết cácbon ở trạng thái graphit. Gang xám có độ bền nén cao, chịu 
mài mòn, đặc biệt là có tính đúc tốt. 
Ký hiệu gang xám gồm 2 phần các chữ cái chỉ loại gang và nhóm số chỉ thứ tự độ bền kéo và bền 
uốn. Ví dụ: GX 21-40 có σk = 21 kG/mm2; σu = 40 kG/mm2. Hiện nay thường dùng các mác gang xám 
GX 12-28, GX 15-32 để chế tạo võ hộp số, nắp che, GX 28-48 để đúc bánh đà, thân máy hoặc GX 36-
56, GX 40-60 để chế tạo võ xi lanh. 
c/ Gang cầu: có tổ chức như gang xám nhưng graphit có dạng thu nhỏ thành hình cầu. Gang cầu có độ 
bền rất cao và có độ dẻo bảo đảm dùng để chế tạo các loại trục khuỷu, trục cán. 
Gang cầu được ký hiệu theo TCVN như sau: ví dụ GC 42-12 là loại gang cầu có σk = 42 
kG/mm2, độ dãn dài tương đối δ = 12%. Thường có các loại: GC 45-15, GC 60-2, GC 50-2. 
d/ Gang dẻo: là loại gang được chế tạo từ gang trắng, chúng có độ bền cao, độ dẻo lớn. Chúng có ký 
hiệu như gang cầu và có các mác sau: GZ 33-8, GZ 45-6, GZ 60-3 dùng để chế tạo các chi tiết phức 
tạp và thành mỏng. 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
13
 2.4. KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU 
Sắt và hợp kim của nó (thép và gang) gọi là kim loại đen. Kim loại và hợp kim màu là kim loại 
mà trong thành phần của chúng không chứa Fe, hoặc chứa một liều lượng rất nhỏ. Kim loại màu có 
nhiều ưu điểm như tính công nghệ tốt, tính dẻo cao, cơ tính khá cao, có khả năng chống ăn mòn và 
chống mài mòn tốt, có độ dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, ...Thường gặp là đồng, nhôm, manhê và titan. 
2.4.1.ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG 
a/ Đồng đỏ: Đồng đỏ là một kim loại có nhiều tính chất quý như: độ dẻo cao, khả năng chống ăn mòn 
tốt trong nhiều môi trường, đặc biệt là độ dẫn nhiệt và dẫn đện rất cao. Đồng có khối lượng riêng: 8,94 
G/cm3; nhiệt độ nóng chảy: 10830C; độ bền: σb= 16 kG/mm2. Theo TCVN 1659-75 đồng đỏ có 5 loại 
sau đây: Cu99,99, Cu99,97, Cu99,95 dùng làm dây dẫn điện; Cu99,90, Cu99,0 dùng chế tạo brông 
không Sn. 
b/ Hợp kim đồng Latông: La tông là hợp kim đồng, trong đó kẽm là nguyên tố hợp kim chính. La 
tông có màu sắc đẹp, dẻo, dễ biến dạng, mạ tốt, giá thành thấp, phổ biến nhất trong thực tế. 
Để nâng cao một số tính chất đặc biệt của latông người ta đưa vào hợp kim một số nguyên tố như 
thiếc để tăng khả năng chống ăn mòn trong nước biển. Latông với thành phần 29%Zn-1%Sn-70%Cu 
rất thông dụng trong ngành đóng tàu; hoặc thêm nhôm, Mn và sắt tăng cơ tính và khả năng chống ăn 
mòn của latông. Hợp kim đồng có 17-27%Zn, 8-18%Ni gọi là mayxo dùng làm dây điện trở. Có các 
mác Latông thường dùng: LCuZn30, LCuZn40, LCuZn29Sn1, LCuZn27Ni18,... 
Latông được ký hiệu bằng chữ L rồi lần lượt các chữ Cu, Zn, sau đó là các nguyên tố hợp kim 
khác nếu có. Các con số đứng phía sau mỗi nguyên tố chỉ hàm lượng trung bình của nguyên tố đó theo 
phần trăm. 
c/ Hợp kim đồng Brông: Brông là hợp kim của đồng với các nguyên tố hợp kim khác như Sn, Al, 
Pb,...Đồng thanh có một số loại sau: 
- Brông thiếc: Cu-Sn (8-10%Sn) có cơ tính cao và khả năng chống ăn mòn trong nước biển tốt. 
Chúng được sử dụng làm công tắc điện, đĩa ly hợp, lò xo, bánh răng và đôi khi làm bạc lót. Có các mác 
sau: BCuSn5P0,15; BCuSn5Zn5Pb5, ... 
- Brông nhôm: Cu-Al có chứa khoảng <13% Al có tổng hợp cơ tính cao, khả năng chống mài 
mòn và giới hạn mỏi tương đối lớn thường dùng để chế tạo hệ thống trao đổi nhiệt, các chi tiết máy 
bơm. Các mác Brông nhôm như: BCuAl5, BCuAl9Fe4, ... 
- Brông chì: Cu-Pb được sử dụng để chế tạo ổ trượt, thông dụng nhất là hợp kim BCuPb30. 
- Brông berili: có độ bền, khả năng chống mòn, chống mỏi, độ bền nóng cao. Đặc biệt là giới 
hạn đàn hồi rất cao. Brông berili thường chứa khoảng 2% Be. Nó được sử dụng làm lò xo, màng đàn 
hồi và các chi tiết đòi hỏi chịu nhiệt, đàn hồi và dẫn điện cao. Ví dụ: BCuBe2. 
2.4.2. NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM 
a/ Nhôm nguyên chất: Nhôm nguyên chất có màu trắng bạc, có khối lượng riêng nhẹ khoảng 2,7 
G/cm3, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao, chống ăn mòn tốt do có lớp ôxít nhôm Al203 bên ngoài. Nhiệt 
độ nóng chảy 6600, độ bền thấp nhưng dẻo. Nhôm nguyên chất được chia thành 3 nhóm: 
- Al99,999 - là loại nhôm tinh khiết. 
- Al99,995; Al99,97; Al99,95 - là loại có độ sạch cao. 
- Al99,85; Al99,80; Al99,70,...Al99,00 - là loại nhôm kỹ thuật. 
Nhôm sạch kỹ thuật được dùng chế tạo cáp tải điện trong khí quyển, các ống bức xạ nhiệt, các 
đường ống dẫn và bồn chứa xăng, dầu,... 
TRƯỜNG ĐHBK ĐÀ NẴNG - LƯU ĐỨC HÒA 
GIÁO TRÌNH: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - 2007 
14
b/ Hợp kim nhôm biến dạng: Hợp kim nhôm biến dạng được sản xuất ra dưới dạng tấm mỏng, 
băng dài, các thỏi định hình và các loại ống. Hợp kim nhôm này có thể rèn, dập, cán, ép hoặc các 
phương pháp gia công áp lực khác. Hợp kim nhôm biến dạng có các hệ sau: 
- Hệ Al-Mn: chịu gia công biến dạng nóng và nguội tốt, có tính hàn và chống ăn mòn trong khí 
quyển cao. 
- Hệ Al-Mg: có tính hàn tốt, khả năng chống ăn mòn trong khí quyển cao, giới hạn bền mỏi cao, 
bề mặt sau khi gia công đẹp nên được dùng nhiều trong công nghiệp chế tạo ôtô và xây dựng. 
- Hệ Al-Cu và Al-Cu-Mg: chúng có hiệu ứng hoá bền cao được gọi là đuyra. Ví dụ: 
AlCu4,5Mg0,5MnSi - dùng trong ôtô và hàng không. 
- Hệ Al-Mg-Si: được dùng để chế tạo các chi tiết chịu hàn, các cấu kiện tàu thuỷ. Ví dụ: 
AlMgSi1,5Mn. 
- Hợp kim hệ Al-Zn-Mg và Al-Zn-Mg-Cu: được sử dụng trong hàng không, chế tạo vũ khí, 
dụng cụ thể thao, v.v... Ví dụ: AlZn5,5Mg2,5Cu1,5Cr. 
c/ Hợp kim nhôm đúc: Hợp kim nhôm đúc cần tính đúc tốt để dể dàng tạo hình các chi tiết, chúng 
chứa lượng nguyên tố hợp kim lớn hơn. Có các dạng hợp kim nhôm đúc điển hình và thông dụng: 
- Hợp kim Al-Si: cho thêm một số nguyên tố khác nữa ta sẽ được một loại hợp kim có tính đúc 
tốt, hệ số dãn nở nhiệt nhỏ, chống mòn tương đối dùng chế tạo pittông động cơ đốt trong như: 
AlSi12CuMg1Mn0,6NiĐ. 
- Hợp kim Al-Cu và một số nguyên tố khác có khả năng bền nóng cao và giới hạn mỏi khá lớn 
rất thích hợp để chế tạo các chi tiết nhẹ, hình dáng phức tạp làm việc ở nhiệt độ cao như: 
AlCu5Mg1Ni3Mn0,2Đ. 
Chú ý: Các ký hiệu của hợp kim nhôm đúc phía sau cùng có chữ Đ để phân biệt với hợp kim 
nhôm biến dạng. 
2.5. HỢP KIM CỨNG 
Bằng phương pháp đặc biệt: nén thành từng bánh hợp kim cứng dạng bột dưới áp suất hàng 
nghìn at rồi thiêu kết ở 15000C người ta tạo ra hợp kim cứng từ các cácbít (cacbit vonfram, cacbit titan, 
cacbit tantan) cùng với một lượng côban làm chất dính kết. Hợp kim cứng là một loại vật liệu điển 
hình với độ cứng nóng rất cao (800÷10000C). Vì vậy hợp kim này được dùng phổ biến làm các dụng 
cụ cắt gọt kim loại và phi kim loại có độ cứng cao. Đặc biệt là không cần nhiệt luyện vật liệu này vẫn 
đạt độ cứng 85÷92 HRC. Có các loại hợp kim cứng thường dùng: 
a/ Nhóm một cacbit: WC + Co gồm các ký hiệu: WCCo2; WCCo4; WCCo6; WCCo8; 
WCCo10; WCCo20; WCCo25. Ví dụ: WCCo8 có 8% Co và 92% WC. Nhóm này có độ dẻo thích hợp 
với gia công vật liệu dòn, các loại khuôn kéo, ép. 
b/ Nhóm 2 cacbit: WC + TiC + Co gồm các ký hiệu: WCTiC30Co4; WCTiC14Co8; 
WCTiC5Co10, ... dùng chế tạo dao tiện và các loại dụng cụ cắt gọt khác. 
c/ Nhóm 3 cacbit: WC + TiC + TaC +Co gồm WCTTC7Co12; WCTTC10Co8 dùng chế tạo 
dụng cụ cắt gọt các loại vật liệu khó gia công như các hợp kim bền nhiệt.