Vật liệu : Al1050 (99.5%Al+Si,Fe) Vật liệu tinh khiết FCC Một pha, tính mài mòn không ảnh hưởng bởi pha thứ 2 ECAP : Phương pháp Bc, đến 8 lần, tốc độ 0,5 mms, nhiệt độ phòng Kiểm tra độ mòn + Trượt khô, không chịu ảnh hưởng của bôi trơn + Bề mặt đồng, tránh lớp hỗn hợp nhôm thép + Tiếp xúc giữa 2 bề mặt phẳng
Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Biểu mòn hợp kim Al 10-50 trải qua phương pháp ép kim loại qua kênh dẫn không đổi ChuanTing Wang Trung tâm nghiên cứu quốc gia Ma sát học đại học Southamton ( nCATS) Người hướng dẫn: Nong Gao, Robert J K Wood, Terence G Langdon Trường đại học Southampton BIẾN DẠNG DẺO MÃNH LIỆT ( SPD ) Trường khoa học kỹ thuật Mơ hình Valiev Ứng suất lớn Ép kim loại qua góc kênh khơng đổi Các vết nứt tăng lên Ép liên tục bề mặt Các vết nứt di chuyển xếp lại Xoắn kim loại áp lực cao Vùng tinh giới hạt Cán dính tích lũy Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Ép kim loại qua kênh góc khơng đổi (ECAP) Siêu dẻo Độ bền cao Trục bánh micro hợp kim AZ 31 ép phương pháp ECAP Kim, W.J et al Scripta Mater 54 (2006) 1391 Vít cấy naonotitanium chế tạo phương pháp ECAP V Latysh, et al., Current Applied Physics (2006) 262 Khả tạo hình tốt Hợp kim ma-giê ZK60 kéo dãn 3050% sau trải qua phương pháp ECAP Figueiredo RB, Langdon TG; Adv Eng Mater 10 (2008) 37 Dập siêu dẻo hợp kim Al-3% Mg-0.2% Sc phương pháp ECAP Horita, Z et al., Acta Mater 48 (2000) 2633 Tầm quan trọng phương pháp ECAP Dập kim loại AA1050 cho hệ thống điện Micro X.G Qiao Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Phương pháp SPD có làm cho tăng khả chống mài mịn vật liệu? Điều có khả thi Cơng thức mài mịn Archard Thể tích bị mòn Khoảng cách trượt Tải đặt lên bề mặt Độ cứng bề mặt mềm Hằng số Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Mài mòn yếu tố quan trọng ứng dụng có trượt bề mặt Vật liệu Phương pháp SPD Bộ phận bị mịn Điều kiện bơi trơn Ảnh hưởng SPD lên hệ số ma sát Ảnh hưởng SPD lên khả chống mài mòn Thép cacbon thấp SMAT Bộ phận đo trượt tịnh tiến Không bôi trơn Giảm Cải thiện Ti ECAP Không bôi trơn Giảm Cải thiện Ti ECAP Bộ phận đo dao động Không bôi trơn Khơng ảnh hưởng Cải thiện Ti HE Đầu dị đĩa Điểu kiện thay đổi N/A Giảm Ti ECAP Đầu dị đĩa Khơng bơi trơn N/A Khơng ảnh hưởng Hợp kim AZ61 Mg ECAP Đầu dò đĩa Không bôi trơn N/A Không ảnh hưởng Al 6061 ARB Đầu dị đĩa Khơng bơi trơn N/A Giảm Cu-4% Al-10% Fe ECAP Vịng khối Khơng bơi trơn Giảm Cải thiện TiNi ECAP Vịng khối Khơng bơi trơn N/A Cải thiện Al-Al3Ti ECAP Khối đĩa N/A N/A Không ảnh hưởng Bôi trơn MS20 Giảm Cải thiện Bibbit B83 ECAP + SFT Đầu dị đĩa Khơng bơi trơn N/A Giảm Không bôi trơn N/A Giảm Al-12Si ECAP Đầu dị đĩa Bảng tham khảo tính mài mịn số vật liệu trải qua phương pháp SPD Trường đại học Thực nghiệm Southampton Trường khoa học kỹ thuật • Vật liệu : Al-1050 (99.5%Al+Si,Fe) - Vật liệu tinh khiết FCC - Một pha, tính mài mịn khơng ảnh hưởng pha thứ • ECAP : Phương pháp Bc, đến lần, tốc độ 0,5 mm/s, nhiệt độ phịng • Kiểm tra độ mịn + Trượt khô, không chịu ảnh hưởng bôi trơn + Bề mặt đồng, tránh lớp hỗn hợp nhôm thép + Tiếp xúc bề mặt phẳng Mẫu ban đầu Khối lượng hao hụt Độ cứng Kiểm tra độ mòn Độ nhám bề mặt Hình dáng bề mặt Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Độ cứng, Hv Cấu trúc tế vi độ cứng sau ECAP Hinh ảnh chụp bàng phương pháp nhiễu xạ điện tử Độ cứng mẫu tương ứng với lần trải qua phương pháp ECAP Trường đại học Một số đặc điểm mài mòn Southampton Trường khoa học kỹ thuật Hệ số ma sát tương ứng với mẫu kiểm tra độ mịn Khối lượng thất /mg Hệ số ma sát Tốc độ trượt =17.9±0.1mm/s, thời gian trượt =1500s Khối lượng thất thoát tương ứng với mẫu kiểm tra độ mòn Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Bề mặt bị mòn chịu tải 25N Mẫu ban đầu lần ép lần ép Rãnh thớ vật liệu quan sát bề mặt bị mịn, kết việc bám dính mãnh liệt Trường đại học Southampton Debris chịu tải 25N Trường khoa học kỹ thuật Kích thước Wear Debris mẫu ban đầu (a) lớn so với mẫu trải qua phương pháp ECAP lần (b) Điều cho thấy q trình trượt , vật liệu trải qua phương pháp ECAP dễ bị tách Trường đại học Southampton Debris chịu tải 5N Trường khoa học kỹ thuật Trường đại học Bề mặt đối diện mẫu 8p sau mòn chịu tải 5N -Vật liệu dính vào quan sát sau kiểm tra mài mịn -Khơng có lớp hỗn hợp học hình thành bề mặt Southampton Trường khoa học kỹ thuật Trường đại học Southampton Bề mặt mòn mẫu 8p chịu tải 5N Trường khoa học kỹ thuật - Bề mặt mịn hình thành rãnh mặt cao - Độ cứng mặt thường cao 100 Hv Trong độ cứng rãnh thấp hơn, khoảng 40 đến 70 Hv - Khe hở mặt cao rãnh vài chục micro với chiều dày hạt flake Trường đại học Southampton Độ dãn dài tới hạn (%) Trường khoa học kỹ thuật Ứng suất tương ứng ECAP làm giảm tính dẻo nhơm Trường đại học Southampton Trường khoa học kỹ thuật Tổng kết - ECAP làm tăng độ bền cải thiện lại cấu trúc tế vi - Mẫu sau trải qua phương pháp ECAP có hệ số ma sát tương tự mẫu ban đầu Phương pháp ECAP làm giảm khả chống mài mòn Al-1050 - Khi chịu tải 23N, vật liệu bị mịn nhiều mịn dính học học mãnh liệt - Khi chịu tải 5N, mịn học phức tạp, quan sát chuyển pha từ từ Trong trình bắt đầu chuyển đổi trạng thái, vật liệu bị mòn phân lớp, kèm theo bám dính Khối lượng bị hao hụt sinh hạt Flake, ECAP làm giảm tính dẻo vật liệu dễ bị gãy - Bởi chuyển trạng thái gây phá hủy mãnh liệt bề mặt tiếp xúc nên thực tế áp suất bề mặt lớn so với lý thuyết, đó, mịn xảy mãnh liệt dự đốn Trường đại học Chưa hết Southampton Trường khoa học kỹ thuật Sự kết hợp đặc biệt tính bền cao tính dẻo cao nanoTi nanoCu thực phương pháp SPD Trường đại học Biểu đồ mòn Southampton Trường khoa học kỹ thuật Áp suất chuẩn hóa Diện tích tiếp xúc danh nghĩa (𝑚2 ) Độ cứng nhiệt độ phịng (𝑁/𝑚2) Vận tốc trượt (m/s) Lực (N) Góc tiếp xúc Hệ số tản nhiệt Biểu đồ mòn Nhơm Vận tốc chuẩn hóa ... thuật Ép kim loại qua kênh góc khơng đổi (ECAP) Siêu dẻo Độ bền cao Trục bánh micro hợp kim AZ 31 ép phương pháp ECAP Kim, W.J et al Scripta Mater 54 (2006) 1391 Vít cấy naonotitanium chế tạo phương. .. Mater 10 (2008) 37 Dập siêu dẻo hợp kim Al- 3% Mg-0.2% Sc phương pháp ECAP Horita, Z et al. , Acta Mater 48 (2000) 2633 Tầm quan trọng phương pháp ECAP Dập kim loại AA1 050 cho hệ thống điện Micro X.G... cải thiện lại cấu trúc tế vi - Mẫu sau trải qua phương pháp ECAP có hệ số ma sát tương tự mẫu ban đầu Phương pháp ECAP làm giảm khả chống mài mòn Al- 105 0 - Khi chịu tải 23N, vật liệu bị mòn nhiều