TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp cán lạnh đến cơ tính của vật liệu hợp kim nhôm thể tấm TRẦN QUANG THÁI NGUYỄN MẠNH THẮNG thai tq163687@sis hust ed[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp cán lạnh đến tính vật liệu hợp kim nhơm thể TRẦN QUANG THÁI NGUYỄN MẠNH THẮNG thai.tq163687@sis.hust.edu.vn thang.nm163847@sis.hust.edu.vn Viện Khoa học kỹ thuật Vật liệu Chuyên ngành Cơ học vật liệu Cán kim loại Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Thị Hồng Huế Bộ môn: Cơ học vật liệu Cán kim loại Chữ ký GVHD Viện: Khoa học Kỹ thuật Vật liệu HÀ NỘI, 1/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự do-Hạnh phúc -o0o - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Mạnh Thắng, Trần Quang Thái Khóa: 61 Ngành học: Cơ học vật liệu & Cán kim loại Hệ quy Đầu đề thiết kế tốt nghiệp Thiết kế xưởng cán thép hình suất 50 vạn năm chuyên sản xuất loại thép xây dựng Chuyên đề: Lò nung đáy bước Số liệu ban đầu o Mác thép CT3, CT5 o Mặt xưởng nhà máy cán thép Việt Ý, Hòa Phát, Việt Úc… o Các tài liệu thu thập trình thực tập nhà máy học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nộ, tài liệu Internet Nội dung thuyết minh tính tốn o Tổng quan cơng nghệ thiết bị …… o Tính tốn cơng nghệ cho sản phẩm thép vằn D16 o Lựa chọn thiết bị o Tính lực cán mô men cán, công suất động o Nghiệm bền thiết bị Các vẽ A0 Biểu đồ chu kỳ cán Bản vẽ hệ thống lỗ hình Bản vẽ phối trục Bản vẽ mặt thiết bị Bảng thông số công nghệ thông số lượng Bản vẽ mặt cắt xưởng cán Bản vẽ giá cán tinh Cán hướng dẫn : Đặng Thị Hồng Huế Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : Ngày 18 tháng năm 2020 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm 2020 Hà Nội, ngày tháng Trưởng Bộ môn năm 2020 Cán hướng dẫn CHVL Cán kim loại PGS Lê Thái Hùng Chủ tịch hội đồng TS Đặng Thị Hồng Huế Sinh viên hoàn thành Ngày …… tháng ……… năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Lời đầu tiên, chúng tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến giáo TS Đặng Thị Hồng Huế tận tình hướng dẫn suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Chúng xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô môn Cơ học Vật liệu Cán kim loại, nhà trường tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp cách thuận lợi suốt thời gian qua Qua trình học tập Bộ mơn Cơ học Vật liệu Cán kim loại, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, với hướng tiệp cận phương pháp cán lạnh (Cryoroling), học hỏi nhiều điều thú vị nghiên cứu khoa học hiểu biết thêm kiến thức chuyên sâu ngành Khoa học Kỹ thuật Vật Liệu Những kỹ thuật phương pháp độc đáo lạ tạo niềm đam mê hứng thú thời gian theo học Chúng hy vọng thời gian tới tiếp tục tiếp cận tìm hiểu thêm kiến thức lĩnh vực Tóm tắt nội dung đồ án Đồ án tập trung nghiên cứu tìm hiểu phương pháp cán lạnh (Cryoroling) việc cải thiện tính vật liệu hợp kim nhơm AA5052 Trong đồ án nêu rõ khái niệm, sở lý thuyết, thơng số ảnh hưởng q trình cán lạnh Cũng thực q trình mơ để đánh giá xử lý tính tốn yếu tố liên quan để áp dụng cho trình thực nghiệm Sau tiến hành thực nghiệm với quy trình khác cán lạnh có xử lý nhiệt trước, cán lạnh không xử lý nhiệt trước cán lạnh kết hợp cán ấm để dễ dàng so sánh Mỗi quy trình khác cho đặc tính trội riêng để có nhiều phương án lựa chọn phù hợp Phương pháp cán lạnh giúp tinh chỉnh kích thước hạt nhỏ mịn giúp cho tính, tính chất vật liệu cải thiện rõ rệt so với phương pháp cán nguội thơng thường Từ đề suất phương án phù áp để áp dụng vào thực tiện Sinh viên thực Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ 1.1 Nhôm hợp kim nhơm 1.1.1 Nhơm Nhơm có kí hiệu hóa học Al, nguyên tố phổ biến thứ (sau oxy silic) kim loại phổ biến vỏ trái đất Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn trái đất Nhôm kim loại khơng có chuyển biến hình thù hình có kiểu mạng tinh thể mạng lập phương diện tâm với thơng số mạng a=4.0413A0, bán kính ngun tử Al r=1.43 A Nhơm kim loại có độ dẫn điện (ρ=2.66.10-6 Ω.cm ) dẫn nhiệt (0.503Cal/cm.s oC 25 ˚C) tương đối cao Độ dẫn điện tùy thuộc vào độ nhơm Nhiệt độ nóng chảy nhơm 660oC Nhiệt độ nóng chảy tăng theo độ nhôm [1] Nhôm kim loại có hoạt tính cao, có lực mạnh ôxy Trong không khí nhôm mầu sáng lớp oxit bọc kín bề mặt liên kết bền vững, lớp oxit Al2O3 có cấu trúc xít chặt nên bảo vệ cho nhơm khỏi oxy hóa Ở vùng có tạp chất mối liên kết giảm dẫn đến khả bảo vệ ăn mịn giảm Trong mơi trường axit, tốc độ ăn mòn tăng theo nhiệt độ Còn ảnh hưởng nồng độ axit tùy theo axit cụ thể Ví dụ với axit nitric lỗng khả ăn mòn cao đậm đặc, trái lại với dung dịch H 2SO4 q trình ăn mịn lại xảy chậm Nhưnng với hỗn hợp axit HCl HF nhơm bị ăn mịn nhanh [1] Nhôm ổn định nhiều dung dịch axit hữu Khả chống ăn mòn dung dịch kiềm (trong NaOH tốc độ ăn mòn nhanh) Nhơm hấp thụ hịa tan loại khí khác nhau, khí H hịa tan vào nhơm mạnh Mức độ hịa tan phụ thuộc vào nhiệt độ Do độ hòa tan H2 tăng đột ngột Al chuyển từ rắn sang lỏng nên Al kết tinh làm nguội H2 ngồi khơng kịp dẫn đến tạo rỗ khí hợp kim Cơ tính nhơm phụ thuộc vào độ nhơm, nhơm có độ dẻo cao Khả chịu biến dạng dẻo nhiệt độ thường nhiệt độ cao tốt nên dễ gia công áp lực cán, dập, kéo, rèn ép trạng thái nguội trạng thái nóng (400÷450˚C) Khi gia cơng nguội thường đem ủ nhiệt độ (350÷500 ˚C) Nhiệt độ nóng chảy nhơm tương đối thấp (660 ˚C) Đây thuận lợi cho trình nấu luyện hợp kim đúc Hơn nhờ ẩn nhiệt kết tinh lớn nhơm lỏng đơng đặc chậm, tiến hành biến tính tinh luyện tương đối dễ dàng, độ co ngót nhơm lớn điền đầy khn nên tính đúc nhơm khơng cao Nhơm ngun chất khơng bền, tính thấp với nhơm 99.6% có σb=7kg/mm2, HB=19, δ=2,3%.) [1] Thơng thường người ta phân loại nhôm cản theo độ sách nhôm: Nhôm siêu sạch, nhôm nhôm kỹ thuật 1.1.2 Hợp kim nhôm Trong thực tế nhôm sử dụng chủ yếu dạng hợp kim Về thành phần nhơm chủ yếu, ngồi cịn có ngun tố khác đưa vào để cải thiện tính chất nhơm, mục địch tạo hợp kim có đặc tính tối ưu phù hợp với yêu cầu kĩ thuật Hợp kim nhơm có tính tốt nhơm nguyên chất, độ bền riêng cao, dễ chế tạo rẻ nên ngày sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp đời sống hàng ngày Phụ thuộc vào chất nguyên tố hợp kim hóa thành phần chúng mà có tính chất khác Hợp kim nhôm chia thành loại: Hợp kim nhôm biến dạng hợp kim nhôm đúc phân biệt theo giản đồ trạng thái nhôm – nguyên tố hợp kim Trên giản đồ hình 1.1 rõ vùng thành phần hai loại hợp kim Hình 1.1 Phân loại hợp kim Al theo giản đồ pha Theo TCVN 1659-75 hợp kim nhơm ký hiệu ký hiệu hóa học nguyên tố theo sau ký hiệu hóa học nguyên tố theo sau lý hiệu só hàm lượng theo % Nếu hợp kim nhôm đúc, cuối ghi thêm chữ Đ Bảng 1.1 Ký hiệu nhôm hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn Mỹ Loại biến dạng Loại đúc 1xxx Al (>99%) 1xx.x Al thỏi 2xxx Al-Cu Al-Cu-Mg 2xx.x Al-Cu 3xxx Al-Mn 3xx.x Al-Si-Mg Al-Si-Cu 4xxx Al-Si 4xx.x Al-Si 5xxx Al-Mg 5xx.x Al-Mg 6xxx Al-Mg-Si 6xx.x Khơng có 7xxx Al-Zn-Mg Al-Zn-Mg-Cu 7xx.x Al-Zn 8xxx Al- nguyên tốc khác 8xx.x Al-Sn Theo tiêu chuẩn AA Mỹ Hơp kim nhôm ký hiệu AA xxxx, số đấu tiên thuộc hệ hợp kim gì, ba số xxx dùng để tra bảng để biết cụ thể tính chất Để ký hiệu trạng thái gia cơng hóa bền, nước phương Tây thường ký hiệu sau 10 ... điểm vật liệu mang lại Các vật liệu siêu mịn thu bốn phương pháp phổ biến, phương pháp có điểm mạnh điểm yếu, số phương pháp áp dụng với số vật liệu định mà thơ Các phương pháp bao gồm: phương pháp. .. ướt, phương pháp hình thành từ pha khí, phương pháp bốc bay, phương pháp học Trong phương pháp kể phương pháp học bao gồm phương pháp biến dạng mãnh liệt, tán nghiền, hợp kim học Với phương pháp. .. trung nghiên cứu tìm hiểu phương pháp cán lạnh (Cryoroling) việc cải thiện tính vật liệu hợp kim nhơm AA5052 Trong đồ án nêu rõ khái niệm, sở lý thuyết, thơng số ảnh hưởng q trình cán lạnh Cũng