Vật liệu cơ khí là gì? Tính chất và các loại vật liệu cơ khí phổ biến

Trong lĩnh vực chế tạo và gia công cơ khí, việc hiểu rõ vật liệu cơ khí là gì, cùng với tính chất và các loại vật liệu cơ khí phổ biến đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm. Mỗi loại vật liệu cơ khí như thép, inox, nhôm hay vật liệu phi kim đều có những đặc điểm cơ học và ứng dụng riêng, phù hợp với từng điều kiện làm việc và phương pháp gia công khác nhau. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn nắm rõ khái niệm vật liệu cơ khí là gì? Tính chất quan trọng cũng như cách phân loại vật liệu cơ khí đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hiện nay.

Vật liệu cơ khí là gì?

Vật liệu cơ khí là những vật liệu được sử dụng trong quá trình gia công, sản xuất cơ khí. Chúng được sử dụng để tạo ra các sản phẩm máy móc, thiết bị, đồ dùng hàng ngày, dụng cụ kỹ thuật và công trình xây dựng, ...

Hiểu đơn giản, vật liệu cơ khí chính là nguyên liệu đầu vào dùng trong sản xuất cơ khí để tạo ra sản phẩm. Các nguyên liệu này có thể được khai thác trong tự nhiên hoặc được tạo thành từ sự kết hợp các chất khác nhau. Ngay từ khi biết dùng công cụ, chúng ta đã mơ hồ sử dụng các loại vật liệu cơ khí này. 

Tính chất của vật liệu cơ khí

Vật liệu cơ khí có một hoặc nhiều tính chất khác nhau, dựa vào các tính chất này, người ta có thể ứng dụng chúng vào nhiều gia công khác nhau để đạt được mục tiêu.

Tính chất cơ học

Tính chất cơ học của vật liệu cơ khí là bao gồm: độ cứng, độ bền, độ dẻo, độ đàn hồi và mài mòn, ... Đây là tính chất thệ hiện của vật liệu khi chịu tác động từ bên ngoài (môi trường, con người, ...) 

Tính chất vật lý

Tính chất vật lý được hiểu là các đặc tính vật lý của vật liệu trong một điều kiện nhất định (hầu hết được xác định ở điều kiện thường). Tính chất vật lý thường được đề cập tới như tính dẫn điện, dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng…

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học là tính chất biểu thị khả năng phản ứng hay chống lại các chất hóa học như: axit, muối, chịu kiềm, tính chống ăn mòn khi tiếp xúc với các chất hóa học khác, ... 

Tính chất công nghệ

Tính chất công nghệ của vật liệu cơ khí được hiểu là độ khó hoặc dễ khi gia công. Những tính chất công nghệ tiêu biểu như tính dẻo, đúc, dễ uốn nắn hay thay đổi cấu trúc vật liệu, ... Vật liệu cơ khí sở hữu nhiều tính chất công nghệ sẽ có ứng dụng cao hơn do dễ dàng thao tác, xử lý.

Vật liệu cơ khí bao gồm những nhóm nào?

Trong cơ khí, có rất nhiều vật liệu được sử dụng, về bản chất, cấu trúc và tính chất của từng loại sẽ khác nhau. Nếu xét trên tính chất, vật liệu cơ khí sẽ được chia thành 4 loại nhóm là: 

• Vật liệu kim loại: Đây là nhóm vật liệu có thể nói là quan trọng nhất trong cơ khí. Kim loại có tính dẫ diện cao, bề mặt có màu ánh kim, khối lượng riêng lớn và nóng chảy ở nhiệt độ cao. Các vật liệu kim loại phổ biến như: Sắt, đồng, nhôm, ... hay kim loại hiếm như vàng, bạc, ... Độ bền ở điều kiện thông thường cao nhưng chúng lại dễ bị ăn mòn bởi các phản ứng hóa học.
• Vật liệu vô cơ: Chúng là các vật liệu được tạo thành từ sự sự kết hợp của các hợp chất không phải kim loại hoặc kết hợp giữa các nguyên tố kim loại cùng nguyên tố phi kim. Chúng có độ cứng lớn, không biến dạng dẻo, dẫn điện kém và dễ nóng chảy ở nhiệt độ cao.
• Nhóm vật liệu hữu cơ: Đây là nhóm vật liệu có khả năng dẫn điện kém, hoặc không dẫn điện, nhưng vật liệu hữu cơ bị biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao và mức chịu nhiệt độ nóng chảy thấp. Nguyên tố cấu thành nên vật liệu hữu cơ thường là Hydro và cacbon. Nhóm vật liệu hữu cơ có nhiều loại khác nhau. Nhóm này có các loại vật liệu gôm có: PE, PVC, gỗ, cao su và một số những vật liệu nhân tạo khác.
• Vật liệu tổng hợp - Composite: Vật liệu tổng hợp (Composite) là nhóm vật liệu được tạo thành từ hai hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau, kết hợp lại để hình thành một vật liệu mới có tính chất vượt trội so với từng vật liệu thành phần ban đầu. Một số vật liệu composite phổ biến có thể kể đến như bê tông, kim loại tổng hợp và polymer composite. Nhờ cấu trúc đặc biệt, vật liệu tổng hợp sở hữu độ bền cơ học cao, độ cứng vững tốt, khả năng chịu uốn kéo và kháng hóa chất hiệu quả. Bên cạnh đó, composite còn dễ gia công và chế tạo, đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất. Chính vì những ưu điểm này, vật liệu tổng hợp không chỉ được ứng dụng trong ngành cơ khí mà còn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật và công nghiệp khác.

>> Xem thêm các bài viết hữu ích khác:

Thép carbon là gì? Tìm hiểu chi tiết về thép cacbon

Carbide là gì? Ưu điểm và ứng dụng của Carbide

Tổng hợp một số vật liệu cơ khí kim loại phổ biến được sử dụng nhiều nhất hiện nay

Trong ngành cơ khí thì nhóm vật liệu kim loại là được sử dụng phổ biến nhất, dưới đây là một số kim loại mà được sử dụng nhiều nhất cho việc chế tạo và gia công:

1. Sắt 

Sắt là kim loại phổ biến được sử dụng rất rộng rãi và từ rất lâu. Sắt được tìm thấy nhiều ở các lớp vỏ trái đất và được khai thác để sử dụng trong chế tác cơ khí. Ban đầu, sắt được khai thác dưới dạng quặng, sau nhiều lần tinh luyện, chúng ta mới có kim loại sắt để sử dụng cho cơ khí.

Ưu điểm của sắt là loại vật liệu có giá thấp, khả năng chống chịu tốt, độ dẻo và độ cứng cao rất phù hợp với ngành gia công cơ khí. Để có thể tìm một kim loại có những để có thể thay thế sắt là điều gần như không thể. Các sản phẩm được gia công từ vật liệu sắt được sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, máy móc cơ khí, thiết bị gia dụng, nhà bếp,... Tuy nhiên sắt lại dễ bị oxi hóa, gỉ sét nếu không được sử dụng, bảo quản đúng cách hoặc tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt.

2. Inox và thép

Inox là một dạng của hợp kim sắt với 10.5% (tối thiểu) là crom, Inox sở hữu toàn bộ đặc tính của sắt nhưng lại không bị gỉ bởi tác động của phản ứng oxi hóa, chính vì thế mà nó còn được gọi là thép không gỉ. Thực tế, Inox không hẳn là không bị gỉ, chỉ là khả năng chống ăn mòn của nó cao hơn các loại thép khác mà thôi.

Phôi của vật liệu dễ dàng gia công cắt, dập, phay, tiện…vật liệu thép, inox khá rẻ nên được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong quy trình gia công cơ khí (inox là dạng thép không gỉ). Các sản phẩm của thép, inox phong phú, đa dạng như: nội thất, dụng cụ bếp, inox sử dụng trong dụng cụ y tế, ngành sản xuất công nghiệp, công trình xây dựng,..

3. Nhôm

Giống với sắt, nhôm cũng là một kim loại được khai thác và tìm thấy chủ yếu ở vỏ trái đất, được khai thác để sử dụng phổ biến trong ngành cơ khí. Tuy nhiên, nhôm có nhiều tính chất công nghệ hơn so với sắt và có nhiều ứng dụng tuyệt vời trong đời sống hàng ngày. Nhôm có độ bền cao, nhẹ hơn sắt, dẫn nhiệt dẫn điện tốt, khả năng chống oxy hóa cao, nhiệt độ nóng chảy thấp. Trong ngành cơ khí chế tạo nhôm được sử dụng để vào vỏ vệ tinh nhân tạo, khinh khí cầu, chi tiết máy. Còn trong lĩnh vực xây dựng nhôm được xem như sản phẩm dùng trong tráng trí nhờ độ bóng và dễ dàng vệ sinh.

4. Gang

Gang là một loại hợp kim của sắt và cacbon, trong đó, hàm lượng cacbon lớn hơn 2% thường là từ 2-4,3%. Ngoài ra gang còn chứa một số nguyên tố khác như silic, mangan, photpho và lưu huỳnh. Do lượng cacbon cao nên gang có độ cứng tốt, khả năng chịu nén vượt trội, đồng thời dễ đúc thành các chi tiết có hình dạng phức tạp.

Trên đây là toàn bộ thông tin về vật liệu cơ khí, tính chất, nhóm và các loại vật liệu phổ biến trong cơ khí hiện nay mà Thiết bị cơ khí Đức Phong đã chia sẻ đến cho bạn. Hy vọng những thông tin trên sẽ hữu ích, giúp bạn hiểu rõ hơn về từng loại vật liệu cũng như chọn lựa sao cho hợp lý.

Mọi thông tin đóng góp hay thắc mắc vui lòng liên hệ:

THIẾT BỊ CƠ KHÍ ĐỨC PHONG

Hà Nội: Tầng 7, Căn số 32V5A, KĐT Văn Phú, phường Phú La, quận Hà Đông, TP. Hà Nội 

Hotline: 0985779287 (Zalo)

website: https://ducphongstore.vn/

Mail: Info@ducphong.vn

Hỗ trợ 24/7

Chi nhánh Hồ Chí Minh: 228/55, Thống Nhất, P. 10, Q. Gò Vấp, TP. HCM