(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xác định độ nhám bề mặt bằng các phương pháp không phá hủy

LỜI CAM ĐOAN  Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi  Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 10 năm 2017 (Ký tên ghi rõ họ tên) Hoàng Thanh Giang x LỜI CẢM TẠ Trong thời gian học tập nghiên cứu chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM, em tiếp thu đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chun mơn Với đề tài nghiên cứu hình thức luận văn thạc sĩ, em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Đề tài em nghiên cứu giải vấn đề lĩnh vực đo độ nhám phương pháp không phá hủy, nghiên cứu lý thuyết làm thực nghiệm, lần nghiên cứu vấn đề nên em gặp khơng khó khăn Với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn PGS.TS Lê Chí Cương với hỗ trợ phịng Lap thầy Đặng Thiện Ngơn, gia đình, bạn bè, trung tâm Hạt Nhân TP.HCM Cho đến thời điểm luận văn em đạt kết mong muốn Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Thầy PGS.TS Lê Chí Cương – Khoa Cơ Khí Chế tạo Máy - Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Q thầy, khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - Trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM - Trung tâm Hạt Nhân TP HCM, gia đình, bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý báu tất người Xin trân trọng cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 Học viên thực luận văn Hoàng Thanh Giang xi TÓM TẮT Độ nhám bề mặt thường xác định phương pháp đầu dò, so sánh mẫu thử chuẩn, đo kính hiển vi, tia laser… Bài nghiên cứu độ nhám bề mặt xác định phương pháp không phá hủy mẫu thép không gỉ SUS 304 gia công phay mặt phẳng máy phay CNC, đạt độ nhám số cấp, sau kiểm tra phương pháp nhiễu xạ X ray đo độ nhám bề mặt đầu dò máy đo độ nhám đầu dò Kết cho thấy độ nhám bề mặt mẫu tăng bề rộng B giảm theo hàm y= -0.021 ln(x) + 0.4326, cường độ đỉnh nhiễu xạ ymax có xu hướng thay đổi theo hàm y = -643.86x2 +1834.9x+1459.9 Từ khóa: Vật liệu, Nhiễu xạ X quang, Độ nhám, thép không gỉ SUS 304, Bề rộng trung bình ABSTRACT Surface roughness is usually determined by means of probes, comparison of standard specimens, microscope measurements, laser This paper investigates the surface roughness determined by non-destructive methods and Specimens made cut the plane on CNC machine mill, reaching the roughness of several grades, then testing by X-ray diffraction and measure surface roughness using a fiber optic probe The results show that as the surface roughness increases, Half-width B will increases y= -0.021 ln(x) + 0.4326 and Maximum diffracted intensity ymax will intensification y = -643.86x2 +1834.9x+1459.9 Keywords: Material, X-ray diffraction, roughness , SUS 304 steel, Halfwidth B xii MỤC LỤC Trang Bìa TRANG Quyết định giao đề tài i Giấy xác nhận Giảng Viên hướng dẫn ii Lý lịch khoa học iii Lời cam đoan iv Lời cảm ơn vi Tóm tắt ix Mục lục xii Danh sách ký hiệu xv Danh sách hình xvi Danh sách bảng xvii Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố 1.1.1 Tầm quan việc đo độ nhám cho bề mặt chi tiết 1.1.2 Các kết nghiên cứu ngồi nước 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ 1.3.2 Giới hạn phạm vi đề tài xiii 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái quát độ nhám 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Độ nhám bề mặt đánh giá theo thông số sau 2.2 Một số phương pháp xác định độ nhám 2.2.1 Phương pháp đo độ nhám đầu dò 2.2.2 Phương pháp đo giao thoa Laser: 2.3 Lý thuyết nhiễu xạ tia X 11 2.3.1 Định luật Bragg điều kiện nhiễu xạ 11 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ nhiễu xạ LPA (Lorenz, hệ 12 số phân cực, hàm hấp thu) 2.3.3 Sự mở rộng đường nhiễu xạ 17 2.4 Phương pháp gia công phay 23 2.4.1 Khái niệm phay mặt phẳng ngang 23 2.4.2 Đặc điểm cắt gọt dao phay: 23 2.4.3 Các phương pháp phay mặt phẳng 24 2.4.4 Các bước thực phương pháp phay mặt phẳng ngang 25 dao phay mặt đầu Chương CHẾ TẠO MẪU 29 3.1 Mẫu thực nghiệm 29 1.1 Kích thước mẫu 29 xiv 3.1.2 Vật liệu mẫu 29 3.1.3 Số liệu gia công mẫu 30 Chương PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ SỐ LIỆU ĐO 31 4.1 Đo độ nhám đầu dò 33 4.2 Đo mẫu phương pháp nhiễu xạ tia X 35 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ KHẢO SÁT 37 5.1 Biểu đồ Ymax với nhóm mẫu gia cơng 37 5.1.1 Biểu đồ mối quan hệ độ nhám mẫu Nhóm 37 5.1.2 Biểu đồ mối quan hệ độ nhám mẫu Nhóm 38 5.2 Độ nhám Ra với vị trí đỉnh nhiễu xạ góc 2θ, Bề rộng trung bình B , 39 cường độ đỉnh nhiễu xạ ymax 5.2.1 Biểu đồ Quan hệ Độ nhám Ra bề rộng trung bình B 39 5.2.2 Độ nhám Ra với bề rộng trung bình B, chiều cao đỉnh nhiễu xạ 40 ymax Chương 6: KẾT LUẬN – KHUYẾN NGHỊ 41 6.1 Kết luận 41 6.2 Khuyến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Phụ lục 44 Phụ lục 45 Phụ lục 50 Phụ lục 55 xv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT  : bước sóng SWL : giới hạn bước sóng ngắn 2 : góc nhiễu xạ d : khoảng cách mặt phẳng phân tử (hkl ) n : bậc xạ (P) : mặt phẳng chứa ống phát ống thu tia X ( mặt phẳng nghiêng ) (Q) : mặt phẳng vng góc với trục hình trụ chứa hướng đo ứng suất Ψ : góc tạo phương pháp tuyến mẫu đo với phương pháp tuyến họ mặt phẳng nguyên tử nhiễu xạ Ψo : góc tạo phương pháp tuyến mẫu đo tia tới X  : góc phân gác tia tới tia nhiễu xạ X o : góc tạo phương pháp tuyến họ mặt phẳng nhiễu xạ tia tới X  : góc tạo tia tới X phương ngang  : góc tạo tia nhiễu xạ phương ngang  : góc tạo phương pháp tuyến mẫu đo với mặt phẳng nghiêng  : góc tạo trục đứng mẫu đo hình trụ với ( P ) a : hệ số tính chất vật liệu ( phụ thuộc loại vật liệu ) b : thể tích phần lượng tia tới đơn vị thể tích ( phụ thuộc vào đặc tính tia X Cr-K, Cr-K, Cu-K, Co-K )  : số hấp thụ ( phụ thuộc vào đặc tính tia X loại vật liệu mẫu đo) xvi B : chiều dài tia tới thẩm thấu đến phân tố bị nhiễu xạ BC : chiều dài nhiễu xạ từ phân tố bị nhiễu xạ đến ngồi mẫu đo R : bán kính mẫu đo hình trụ r : bán kính phân tố bị nhiễu xạ dr : chiều dày phân tố bị nhiễu xạ  : góc giới hạn vùng nhiễu xạ d : bề rộng phân tố bị nhiễu xạ L : chiều dài phân tố bị nhiễu xạ Lc : chiều dài thẩm thấu tia tới nhiễu xạ mẫu đo dV = Ldrd : thể tích phân tố bị nhiễu xạ B: bề rộng trung bình đường nhiễu xạ BI: bề rộng tích phân hàm Gaussian w: sai lệch chuẩn, đặc trưng cho độ mở rộng đường nhiễu xạ xc: giá trị trung bình hàm Gaussian Ix: mật độ dịng điện cách bề mặt khoảng x Im: mật độ dòng điện bề mặt e: số logarit tự nhiên δ: khoảng cách từ bề mặt vào đến chỗ có mật độ dịng điện giảm e lần so với Im Ra: trung bình cộng giá trị tuyệt đối sai lệch biên độ (Yi) so với đường trung bình Rz: Tổng chiều cao trung bình năm đỉnh cao độ sâu trung bình năm đáy thấp đo từ hàng song song với đường trung bình xvii DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Các cấp độ nhám bề mặt Bảng 2.2: Hằng số hấp thu  phụ thuộc vào kim loại [8] 13 Bảng 3.1: Các thành phần vật liệu thép không gỉ SUS 304 29 Bảng 3.2: Số liệu chế độ cắt (lát tinh) cho mẫu 30 Bảng 4.1: Thông số nhám Ra cho mẫu sau đo máy 33 SURFTEST SJ - 210: Bảng 4.2: khoảng cách nguyên tử số vật liệu kiểu mạng [8] 36 Bảng 4.3: Các loại ống phong tia X đặc tính [8] 36 Bảng 4.4: Điều kiện thí nghiệm nhiễu xạ X quang 37 Bảng 4.5: Bảng thơng số, vị trí đỉnh pos theta bề rộng B, 37 chiều cao ymax xviii DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỀU ĐỒ HÌNH TRANG Hình 2.1: Tập hợp mấm mơ bề mặt chi tiết sau gia cơng Hình 2.2: Thơng số nhám Ra Hình 2.3: Thơng số nhám Rz Hình 2.4: Cấu tạo thiết bị đầu dị Hình 2.5: Phương pháp đo độ nhám tia laser Hình 2.6: Mẫu đo độ nhám tia Laser máy Profilm 3D Hình 2.7: Định luật Bragg [10] Hình 2.8: Mối quan hệ góc 2theta đỉnh nhiễu xạ [10] 11 Hình 2.9: Nhiễu xạ phân tử [3] 11 Hình 2.10: Hệ số lorent [3] 13 Hình 2.11: Sự phát tán từ electron đến điểm M [3] 14 Hình 2.12: Đường nhiễu xạ vật liệu Al 2024-T3 [3] 15 Hình 2.13: Hiệu chỉnh đường phơng đường nhiễu xạ [3] 16 Hình 2.14: Ảnh hưởng kích thước tinh thể đến nhiễu xạ [3] 17 Hình 2.15: Độ rộng scherrer đường nhiễu xạ [3] 20 Hình 2.16: Độ rộng Laue đường nhiễu xạ [3] 21 Hình 2.17: Đường nhiễu xạ X quang nội suy đường cong 21 Gauss amp [2] Hình 2.18: Phay mặt phẳng dao phay mặt đầu xix 23 43.7704 2745.889 1687.229 2589.109 2692.008 2349.691 2168.942 2175.037 1595.241 43.7874 2638.122 1766.634 2546.188 2670.535 2430.956 2183.4 2164.396 1603.576 43.8044 2589.844 1894.357 2531.125 2572.602 2428.619 2135.533 2099.984 1599.112 43.8214 2553.466 2101.309 2441.419 2436.263 2417.83 2036.5 2071.429 1545.756 43.8384 2554.598 2301.431 2365.429 2336.356 2376.916 2010.805 2032.912 1481.263 43.8554 2359.756 2475.832 2266.874 2246.463 2271.853 1915.681 1941.858 1402.501 43.8724 2167.173 2568.091 2202.12 2174.793 2331.411 1807.594 1811.19 1372.094 43.8894 2043.241 2726.123 2029.689 2079.291 2268.595 1813.536 1775.109 1322.699 43.9064 1939.856 2882.636 1855.706 2006.25 2154.167 1683.212 1656.247 1262.953 43.9234 1801.355 2908.415 1810.305 1862.905 2069.828 1561.247 1523.324 1169.843 43.9404 1619.964 2842.252 1755.21 1654.681 1932.346 1490.224 1459.239 1100.648 43.9574 1471.351 2920.009 1606.766 1516.025 1772.431 1382.785 1361.722 995.003 43.9744 1371.346 2973.932 1509.263 1368.561 1613.701 1238.594 1197.798 922.321 43.9914 1259.516 2961.665 1333.183 1205.165 1534.008 1063.332 1040.869 860.606 44.0084 1144.62 44.0254 1022.988 2746.829 1160.897 1066.626 1320.677 982.776 916.224 692.622 44.0424 978.897 2734.005 1078.639 960.042 1233.419 833.518 823.096 674.802 44.0594 938.131 2583.981 976.13 44.0764 815.708 2327.296 882.617 772.131 1060.841 696.675 757.485 509.116 44.0934 734.5 2177.921 787.797 739.851 991.428 667.982 658.179 489.661 2832.156 1177.238 1151.34 1432.222 1039.195 984.935 785.699 889.968 1113.357 726.51 835.18 58 620.777 44.1104 661.904 2053.575 688.298 649.551 858.199 570.717 605.103 431.324 44.1274 572.388 1952.147 613.791 44.1444 551.59 1808.337 592.129 555.237 658.241 499.922 435.764 334.2865 44.1614 515.657 1613.269 529.072 480.245 612.72 44.1784 420.869 1491.777 489.284 44.1954 393.427 1442.857 444.966 414.983 532.794 415.487 353.48 259.7499 44.2124 392.395 1267.587 405.869 401.358 511.653 380.465 308.28 265.9427 44.2294 355.384 1177.459 413.116 370.847 459.812 361.742 325.843 229.8333 44.2464 338.522 1124.681 420.934 330.965 435.438 320.481 304.098 189.1119 44.2634 327.93 1009.486 345.643 298.709 405.34 273.218 302.667 186.8632 44.2804 254.075 862.534 342.302 292.984 337.637 237.878 211.194 163.7223 44.2974 225.698 775.428 294.034 44.3144 236.861 722.627 284.936 279.582 314.117 194.7494 208.279 153.4957 44.3314 263.672 630.355 254.763 235.298 314.28 202.3431 126.0749 113.3451 44.3484 203.609 627.916 233.749 240.395 246.958 219.1106 191.036 108.0526 44.3654 211.024 551.595 241.415 219.443 246.255 226.1669 176.1213 104.4458 44.3824 161.214 515.071 214.697 148.495 207.119 162.1623 201.187 90.8069 44.3994 210.552 473.925 173.721 110.9957 216.418 185.517 151.247 93.7845 44.4164 136.983 512.66 221.605 181.015 217.258 155.0477 137.262 94.9319 44.4334 166.901 404.14 157.762 180.367 198.156 164.1607 150.0495 108.018 517.32 741.901 542.677 544.038 343.895 463.64 418.936 320.4464 426.69 566.918 421.168 405.705 310.4822 252.08 59 323.34 258.983 219.616 180.4677 44.4504 205.914 380.665 188.092 137.854 239.989 139.1216 106.9833 74.2698 44.4674 86.8666 349.741 203.865 44.4844 158.97 277.854 128.147 134.7793 154.0619 110.2773 118.1889 140.3122 44.5014 153.459 417.287 188.333 131.7689 193.44 94.1792 58.3438 139.9157 44.5184 147.104 341.827 108.7747 111.1257 133.5373 120.746 153.761 77.6566 44.5354 158.193 333.698 195.972 119.0219 119.2399 114.0572 102.2446 85.4848 44.5524 129.815 230.403 143.086 155.542 143.1879 130.815 85.9508 87.908 44.5694 111.366 190.938 171.007 84.6997 145.9388 84.2011 86.4135 141.5656 44.5864 102.317 187.338 137.997 61.4545 130.5367 112.4674 85.018 44.6034 120.96 158.426 135.998 94.2754 97.2775 121.9124 73.0145 18.3823 44.6204 117.03 192.491 75.3797 90.5886 99.5351 74.1592 99.966 44.6374 118.804 140.872 103.943 44.6544 105.238 199.488 108.8042 62.6675 80.4208 84.4572 114.2231 107.2311 44.6714 101.557 100.879 80.3343 100.9308 124.6417 116.4721 100.2614 89.2407 44.6884 70.4428 165.052 115.701 106.6629 75.6311 41.7436 70.4478 57.7131 44.7054 71.1423 144.671 112.9481 54.4391 127.7071 44.702 48.3174 73.678 44.7224 80.7182 164.146 57.4714 62.6272 89.6959 50.0724 23.3844 74.2786 44.7394 58.0428 96.711 81.7263 83.6747 125.94 16.9625 25.8815 66.1072 44.7564 95.162 164.274 47.3772 20.6179 101.0336 44.2961 42.2979 88.1342 44.7734 55.0235 171.957 46.0299 66.1056 83.7288 68.3608 62.1912 42.245 92.125 144.5635 124.3172 111.2056 111.7001 66.2546 93.7689 93.495 137.2157 33.9946 88.9042 103.5233 60 44.7904 97.608 153.315 50.1012 53.0431 41.5473 67.9208 61.8719 76.5791 44.8074 99.519 146.218 92.4679 54.1427 71.354 28.1073 30.0209 74.4274 44.8244 87.722 150.534 85.8154 64.8648 67.1444 44.8414 116.774 134.533 99.1558 58.4968 81.9425 56.425 59.8028 59.7928 44.8584 115.053 126.928 79.4855 30.9808 79.5392 83.5282 56.4897 62.0387 44.8754 69.395 152.683 80.7449 43.4305 55.7472 47.259 20.2944 74.7115 44.8924 82.5723 132.301 55.9842 58.5797 91.303 44.9094 73.0974 116.862 52.4842 45.4506 80.606 36.6846 20.6421 25.4453 44.9264 69.8528 62.7713 64.149 44.9434 84.0966 61.5363 64.7034 47.3224 44.0188 34.9069 32.2879 25.2436 44.9604 67.1909 93.302 50.0865 49.6335 38.1026 35.7357 36.7377 42.9292 44.9774 49.0634 93.56 29.9674 44.9944 50.7013 91.038 46.4215 34.6139 115.4387 66.8803 97.6716 38.2063 45.0114 28.697 91.203 59.2622 91.0688 88.6146 48.9254 43.7522 58.4749 45.0284 34.8015 65.4117 80.013 66.5511 48.2865 17.4891 23.6126 70.1716 45.0454 21.3613 62.1024 63.5213 2.5675 82.2284 23.2017 22.8585 40.7605 45.0624 3.5289 108.659 75.4241 -0.6896 117.7908 42.8917 18.5792 26.2729 37.14 20.4848 50.0025 25.965 -0.9778 56.9265 49.3075 72.0064 35.8083 62.4563 16.1445 24.846 66.1918 54.6171 123.451 51.7164 61 Phụ lục Hình ảnh đo độ nhám Ra cho mẫu 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 S K L 0 ... Bài nghiên cứu độ nhám bề mặt xác định phương pháp không phá hủy mẫu thép không gỉ SUS 304 gia công phay mặt phẳng máy phay CNC, đạt độ nhám số cấp, sau kiểm tra phương pháp nhiễu xạ X ray đo độ. .. 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái quát độ nhám 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Độ nhám bề mặt đánh giá theo thông số sau 2.2 Một số phương pháp xác định độ nhám 2.2.1 Phương pháp. .. không gỉ SUS304 - Khoảng độ nhám: Các mẫu độ nhám từ Ra= 0,055 đến Ra = 2.973μm Phương pháp nghiên cứu: Các phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài bao gồm: - Phương pháp tham khảo tài liệu - Phương