Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH)

Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH) Nghiên cứu áp dụng lý thuyết cơ phá hủy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao (Đề tài NCKH)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO Mã số: T2013-96 Chủ nhiệm đề tài: GV.ThS Nguyễn Nhựt Phi Long TP HCM, Tháng 12 năm 2013 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO Mã số: T2013-96 Chủ nhiệm đề tài: GV.ThS Nguyễn Nhựt Phi Long Thành viên đề tài: TP HCM, Tháng 12 năm 2013 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ BỀN CAO - Mã số: T2013 - 96 - Chủ nhiệm: GV.ThS Nguyễn Nhựt Phi Long - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 01/2013 – 12/2013 Mục tiêu: - Nghiên cứu kim loại học mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao - Xây dựng thí nghiệm kiểm tra, phân tích kim loại học mối hàn dùng cho môn học Công Nghệ Kim Loại Tính sáng tạo: - Đƣa vào môn học Công Nghệ Kim Loại để sinh viên tự nghiên cứu Kết nghiên cứu: - Hoàn thiện mục tiêu đề ra, xây dựng đƣợc thí nghiệm Sản phẩm: - Bản thiết kế cụm thiết bị hàn hồ quang dƣới thuốc Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Có khả áp dụng môn Công nghệ Kim loại số trƣờng khác tuỳ điều kiện cụ thể Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) Page iv MỤC LỤC Trang MỤC LỤC v MỞ ĐẦU 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài nƣớc Tính cấp thiết : Mục tiêu: Cách tiếp cận: Phƣơng pháp nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu : CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan thép hợp kim thấp độ bền cao 1.2 Khái quát lý thuyết học phá hủy 20 CHƢƠNG ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT CƠ HỌC PHÁ HỦY TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP 34 2.1 Kiểm tra độ dai va đập ak 34 2.2 Kiểm tra độ dai phá hủy biến dạng phẳng K IC 41 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Page v MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vục đề tài ngồi nƣớc Ngun nhân hầu hết cố kỹ thuật thực tế trình hình thành, phát triển vết nứt, đến phá hủy Thế giới tập trung nghiên cứu chế phá hủy kết cấu mối ghép, từ lý thuyết tổng quát đến vật liệu cụ thể, nhằm nâng cao hiệu sử dụng vật liệu, nghiên cứu xác định ngun nhân, dự đốn phịng tránh tai nạn, cố tiềm Trong năm gần đây, Việt Nam có nghiên cứu số kết đƣợc quốc tế ý Tính cấp thiết : Phá hủy kết cấu hàn đƣợc quan tâm từ lâu Đánh giá độ bền độ ổn định kết cấu hàn định kỳ theo khoảng thời gian trình làm việc yêu cầu quan trọng, nhằm phát huy tối đa hiệu sử dụng kết cấu hàn Thực tế Việt Nam, Công ty Chế tạo thiết bị dầu khí; Cơng ty Doosan – KCN Dung Quất; Tổng Công ty Rƣợu, Bia Nƣớc giải khát Sài Gịn; Nhà máy nhiệt điện tuabin khí, Cơng ty IMECO, … trình phá hủy chi tiết, cụm chi tiết có mối ghép hàn điều đáng lo ngại Mục tiêu: - Nghiên cứu lý thuyết học phá hủy - Áp dụng lý thuyết phá hủy kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao Cách tiếp cận: - Tìm hiểu nhu cầu thực tế tính khả thi đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế - Nghiên cứu tài liệu - Thực nghiệm Đối tƣợng nghiên cứu: - Lý thuyết học phá hủy - Mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết học phá hủy Page - Áp dụng lý thuyết phá hủy kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao Nội dung nghiên cứu : - Khái niệm chung thép hợp kim thấp độ bền cao - Khái quát lý thuyết phá hủy - Ứng dụng lý thuyết phá hủy kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép Page CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan thép hợp kim thấp độ bền cao Khái niệm chung Thép hợp kim thấp có độ bền cao (Thép HSLA: High Strength Low Alloy Steel) nhóm thép hợp kim có hàm lƣợng cacbon thấp hàm lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim chẳng hạn nhƣ: Mangan, Silic, nhôm, vanadi, titan, molipden, đồng, … Do đặt điểm nhƣ nên chúng có đặc tính chất nhƣ: độ bền độ dai va đập cao, có tính hàn tốt Độ bền cao đƣợc sinh chúng đƣợc thêm vào lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim có hàm lƣợng nhỏ 0.1% Giới hạn chảy chúng lớn Nhờ nhóm thép có thơng số u cầu độ dẻo, độ dai, tính hàn tính chống ăn mịn tốt Hàm lƣợng thành phần nguyên tố hợp kim đƣợc điều chình tùy vào yêu cầu làm việc loại thép Thép HSLA đƣợc chia thành sáu loại sau: Thép hợp kim thấp Ferite – Pearlite: có chứa bổ sung nhỏ (bé 0,1%) cacbite mạnh hay carbonitride hình thành nhƣ Nb, V, Ti, để tăng cƣờng độ bền, làm mịn hạt Thép cán Pearlite: bao gồm thép C - Mn nhƣng bổ sung lƣợng nhỏ nguyên tố hợp kim khác để tăng cƣờng độ bền, dẻo dai tính hàn Thép Ferrite hình kim: (cacbon thấp bainite) cacbon thấp (ít 0,05% C) độ bền cao, (690 MPa) khả hàn tính dẻo dai tốt Thép song pha:trong có cấu trúc tinh thể mactenxit phân tán ma trận Ferite tạo hợp chất có độ dẻo độ bền kéo cao Thép tạo hình: bổ sung thêm nguyên tố hợp kim Ca, Zr, Ti để cải thiện tính dẻo dai thép Thành phần hóa học Cơ tính theo tiên chuẩn số Quốc gia Tiêu chuẩn Viê ̣t Nam TCVN 1659 – 75 quy đinh Ký hiệu mác thép ̣ phƣơng pháp biể u thi ma ̣ ́ c thé p HSLA gồ m hai phầ n : chƣ̃ số đƣ́ng đầ u biể u thi ̣ ̀ m lƣơ ̣ng cacbon trung bình theo phầ n va ̣n và ký hiê ̣u chỉ nguyên tố hơ ̣p kim đƣ́ng sa u thƣờng là Mn , Cr, Si, Ni,… Nế u hàm lƣợng hợp kim khoảng 1% sau ngun tố hợp kim khơng có chữ số , nế u vƣơ ̣t 1.5% thêm số Ví dụ : thép 12MnSi – thép chứa cacbon trung bình 0.12%, hàm lƣợng Mn khoảng 1% hàm lƣơ ̣ng Si khoảng 1% Tiêu chuẩn Nga (Liên Xô cũ) Tiêu chuẩ n Viê ̣t Nam biể u thi ma (tiêu chuẩ n ̣ ́ c thé p gầ n giố ng tiêu chuẩ n của Nga ΓΟCT) Sau là bảng biể u thi tên ̣ nguyên tố hơ ̣p kim tƣơng đƣơng giƣ̃a tiêu chuẩ n TCVN và tiêu chuẩ n ΓΟCT (Trang 130 Sổ tay mác thép giới) Page Bảng 1.1: Ký hiệu nguyên tố hợp kim tương đương giữa tiêu chuẩn TCVN tiêu chuẩn ΓΟCT Ký hiệu theo tiêu Tên nguyên Ký hiệu theo tiêu chuẩ n ΓΟCT tố hơ ̣p kim chuẩ n TCVN A Nitơ N Б Niôbi Nb B Vônfram W Γ Mangan Mn Д Đồng Cu К Côban Co M Môlipđen Mo H Niken Ni П Phố t P P Bo B C Silic Si T Titan Ti Y Cacbon C Ф Vanadi V X Crôm Cr Ц Kẽm Zn Ю Nhôm Al Page Bảng 1.2 Thành phần hóa học sớ mác thép theo tiêu chuẩn TCVN3104-79 Hàm lƣợng (%) Mác thép C Si Mn Crmax Nimax Cumax P max Smax Nguyên tố khác 0,17÷0,37 0,17÷0,37 0,25÷0,55 0,50÷0,80 0,50÷0,80 0,17÷0,37 0,40÷0,70 0,40÷0,70 0,7÷1,0 1,4÷1,5 1,2÷1,6 0,5÷1,2 1,3÷1,7 0,9÷1,2 0,9÷1,2 0,4÷0,7 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5÷0,8 0,6÷0,9 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3÷0,6 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2÷0,4 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 V: 0,05÷0,1 0,6÷0,9 0,4÷0,7 0,8÷1,2 1,5÷1,7 0,3 0,9÷1,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,04 0,04 0,045 0,045 Zr: 0,07÷0,14 Thép kết cấu hợp kim 14Mn 09Mn2 18Mn2 12MnSi 09Mn2Si 15MnV 14CrMnSi 15CrSiNiC 0,12÷0,18 ≤ 0,12 0,14÷0,2 0,09÷0,15 ≤0,12 0,12÷0,18 0,11÷0,16 0,12÷0,18 Thép làm cốt bêtơng 33MnSi 20CrMn2Z 0,30÷0,37 0,19÷0,26 Page Bảng 1.3 Một sớ mác thép hợp kim thấp có độ bền cao theo tiêu chuẩn Nga Mác Thép Si Mn P≤ S≤ 09Γ2 ≤0.12 0.17 ÷ 0.37 1.4 ÷ 1.8 0.035 0.040 Cr≤ 0.30 Ni≤ 0.30 Cu 0.30 09Γ2 Д ≤0.12 0.17 ÷ 0.37 1.4 ÷ 1.8 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 14Γ2 0.12 ÷ 0.18 0.5 ÷ 0.8 1.2 ÷ 1.6 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 12ΓC 0.09 ÷ 0.15 0.5÷ 0.8 0.8 ÷ 1.2 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 16ΓC 0.12 ÷ 0.18 0.4 ÷ 0.7 0.9 ÷ 1.2 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 17ΓC 0.14 ÷ 0.2 0.4 ÷ 0.6 ÷ 1.40 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 09 Γ2C ≤0.12 0.5 ÷ 0.8 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 09Γ2C Д ≤ 0.12 0.5 ÷ 0.8 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 10Γ2C1 ≤ 0.12 0.8 ÷ 1.1 1.3 ÷ 1.65 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 10Γ2C Д ≤ 0.12 0.8 ÷ 1.1 1.3 ÷ 1.65 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 15ΓФ 0.12÷ 0.18 0.17 ÷ 0.37 1.3 ÷ 1.65 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 15ΓФД 0.12÷ 0.18 0.17 ÷ 0.37 0.9 ÷ 1.2 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 15Γ2CФ 0.12÷ 0.18 0.4 ÷ 0.7 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 15Γ2CФ Д 0.12÷ 0.18 0.4 ÷ 0.7 1.3 ÷ 1.7 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 14Γ2AФ 0.12÷ 0.18 0.3 ÷ 0.6 1.2 ÷ 1.6 0.035 0.040 0.30 0.30 0.30 Page Thành phần khác Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 As≤0.08 Ni≤0.008 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12 As≤0.08,Ni≤0.008 V0.05÷0.12 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Kích thước, hình dạng mẫu Hình 2.5 Kích thƣớc mẫu thử Izod Phương pháp thực hiện Mẫu thử đƣợc kẹp chặt hai hàm kẹp máy thử, khía V mẫu quay hƣớng đối diện với búa Búa đƣợc đƣa lên độ cao định thả cho rơi tự đập vào mẫu Nếu mẫu chƣa vỡ ta thay búa khác có khối lƣợng lớn đến mẫu bị phá hủy Đo chiều cao trƣớc sau va đập ta tính đƣợc lƣợng mà mẫu hấp thu để phá hủy Năng lƣợng hấp thu để phá hủy mẫu thử tổng lƣợng cần thiết để làm biến dạng mẫu, làm xuất vết nứt ban đầu làm lan truyền vết nứt đến mẫu bị phá hủy hồn tồn Hình 2.6 Sơ đồ thử Izod Trang 37 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Hình 2.7 Máy thử độ dai va đập mẫu Izod Hình 2.8 Đồ gá mẫu thử Izod 2.1.3 Kiểm tra độ dai va đập kiểu “Instrumented Charpy” Giới thiệu Đối với phƣơng pháp kiểm tra Charpy mối quan hệ “tải trọng – thời gian” không đƣợc xem xét Phƣơng pháp kiểm tra cho phép xác định đƣợc mối quan hệ “tải trọng – thời gian” cách đặt thêm thiết bị đo biến dạng mà chi phí kiểm tra thấp, mẫu thử nhỏ thƣc dễ dàng Phương pháp thực hiện Hình 2.9 Mẫu Charpy giá đỡ với thiết bị đo đạc bổ sung Trang 38 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Thiết bị để tạo va đập búa đƣợc gắn cảm biến lực để đo nén lại búa suốt trình va chạm với mẫu liệu đƣợc ghi nhận lại cách liên tục Búa đƣợc trang bị chắn để ảnh hƣởng lực ma sát khơng xuất liệu đọc Hình 2.10 Mơ hình thử nghiệm phƣơng pháp “Instrumented Charpy” Sử dụng định luật II Newton, ta có gia tốc khối lƣợng rơi: Trong đó: - M: khối lƣợng búa rơi, - g: gia tốc trọng trƣờng Tại thời điểm t = thời điểm bắt đầu va đập, đó: v(t) = V x(t) = tại t=0 t=0 Tại thời điểm t vận tốc v(t) vị trí x(t) búa rơi đƣợc xác định nhƣ sau: dịch chuyển mẫu thử thời điểm t Máy tính sẽ ghi nhận thông số: P(t), M.g – P(t), a(t), v(t) x(t) Sau lƣợng mà mẫu hấp thu q trình va đập đƣợc tính theo cơng thức: Trang 39 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Qua công thức ta thấy hay mẫu bị phá hủy hồn tồn lƣợng hấp thụ khơng tăng thêm Lúc lƣợng hấp thụ đạt đến giá trị tối đa hay lƣợng hấp thụ tổng Hình 2.11 Năng lƣợng hấp thụ vật liệu dòn vật liệu dẻo Đối với phƣơng pháp thử này, dùng để kiểm tra độ dai va đập với mẫu Charpy làm từ thép hợp kim hay nhôm mà cịn kiểm tra mẫu làm từ polyme nhƣ polycarbonate, polyethylene, polyvinyl chloride, acrilonitrile-butadienestyrene (ABS), copolymer epoxy… Hình 2.12 Máy thử độ dai va đập với mẫu vật liệu Polyme Hình 2.13 Mẫu thử làm vật liệu Polyme Trang 40 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 2.2 Kiểm tra độ dai phá hủy biến dạng phẳng KIC Mục đích việc kiểm tra độ dai phá hủy biến dạng phẳng K IC để xác định giá trị cường độ ứng suất tới hạn vật liệu Đây tính chất quan trọng đƣợc sử dụng thiết kế phận cơng trình xây dựng máy móc 2.2.1 Phương pháp kéo Hình dáng, kích thước mẫu i) Mẫu dạng Compact C(T) Hình 2.14 Kích thƣớc dung sai mẫu thử kiểu Compact C(T) [18] Mẫu có dạng khối hộp chữ nhật với lỗ dùng để kéo vết nứt đƣợc tạo sẵn Mẫu đƣợc lực chọn cẩn thận kích thƣớc vết nứt ban đầu (vết nứt đƣợc gia cơng khí), sau đƣa lên máy chuyên dụng để tạo vết nứt mỏi ban đầu, vết nứt vng góc với mẫu hƣớng phát triển 2o Tỉ lệ kích thƣớc W/B cho phép ii) Mẫu dạng Arc-Shaped A(T) Hình 2.15 Kích thƣớc dung sai mẫu thử kiểu Arc-Shaped A(T) Trang 41 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Kiểu Arc-Shaped có hai loại mẫu X/W = 0.5 X/W = 0, kích thƣớc dung sai mẫu đƣợc cho hình 4.x Tỉ lệ r 1/r2 không đƣợc xác định rõ nên mẫu đƣợc cắt từ hình trụ rỗng Tuy nhiên tỉ lệ r 1/r2 = sẽ khơng tạo mẫu tốt W đƣợc định nghĩa hiệu r r1 Tỉ lệ kích thƣớc W/B cho phép iii) Mẫu thử dạng Disk-Shaped Compact DC(T) Mẫu có dạng đĩa trịn với hai lỗ rãnh đƣợc gia cơng khí, vết nứt mỏi ban đầu đƣợc tạo Tỉ lệ kích thƣớc W/B cho phép Hình 2.16 Kích thƣớc dung sai mẫu thử kiểu Disk-Shaped Compact DC(T) Hình 2.17 Đồ gá dùng để gá mẫu thử phƣơng pháp thử kéo [18] Trang 42 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Phương pháp tiến hành Hình 2.18 Sơ đồ bố trí mẫu thử máy thử kéo Hình 2.19 Sơ đồ bố trí cảm biến biến dạng mẫu thử - Đặt ngàm trục vào hai lỗ mẫu thử, tác dụng lực kéo để rãnh khía vết nứt mỏi phát triển mở rộng (vết nứt phát triển theo kiểu I), - Xây dựng biểu đồ tải trọng kéo – độ mở rộng rãnh V nhƣ hình 4.21: Trang 43 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Hình 2.20 Biểu đồ kéo đƣợc xây dựng sau thí nghiệm kéo Kết quả i) Cho Mẫu dạng Compact C(T) Trong đó: Hình 2.21 Tỉ lệ giá trị hàm f( ) tƣơng ứng mẫu C(T) - P Q = tải , kl-bf (kN) - P max = tải lớn mà mẫu chịu đƣợc - B= chiều dày mẫu, in (cm) - W = chiều rộng(chiều sâu) mẫu , in (cm) - a =chiều dài vết nứt, in (cm) Trang 44 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 ii) Cho Mẫu dạng Arc-Shaped A(T) Trong đó: - P Q = tải , kl-bf(kN) - P max = tải lớn mà mẫu chịu đƣợc - B= chiều dày mẫu, in (cm) - W = chiều rộng(chiều sâu) mẫu,in (cm) - a =chiều dài vết nứt, in (cm) - X = loading hole offset, in(cm) = tỉ số bán kính bán kính ngồi iii) Cho Mẫu thử dạng Disk-Shaped Compact DC(T) Trong đó: - P Q = tải , kl-bf(kN) - B= chiều dày mẫu, in (cm) - W = chiều rộng(chiều sâu) mẫu,in (cm) - a =chiều dài vết nứt, in (cm) Trang 45 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 2.3 Phương pháp uốn điểm Kích thước, hình dạng mẫu i) Mẫu thử dạng (Bend Specimen) SE(B) Hình 2.22 Kích thƣớc dung sai mẫu thử kiểu SE(B) Mẫu đƣợc chuẩn bị với kích thƣớc dung sai nhƣ hình 4.x Mẫu có vết khía đƣợc chế tạo sẵn vết nứt mỏi đƣợc tạo trƣớc đƣa lên máy thử Khoảng cách hai gối tỳ 4W kích thƣớc mẫu phải thỏa điều kiện: ii) Mẫu thử dạng uốn (Arc-Shaped) A(B) Hình 2.23 Kích thƣớc dung sai mẫu thử kiểu A(B) Phương pháp tiến hành - Mẫu sau chuẩn bị lựa chọn cân thận đƣợc đặt lên máy thử uốn nhƣ hình 4.25, tác dụng lực nén làm cho vết nứt mỏi mẫu phát triển mở rộng (theo kiểu I), - Xây dựng biểu đồ tải trọng kéo – độ mở rộng rãnh V Trang 46 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 Hình 2.24 Sơ đồ bố trí mẫu uốn dạng máy thử uốn SE(B) Kết quả i) Mẫu thử dạng uốn (Bend Specimen) SE(B) Trong đó: - P Q = tải , kl-bf (kN) - B= chiều dày mẫu, in (cm) - W = chiều rộng(chiều sâu) mẫu - S = khoảng cách gối tỳ, in (cm) - a =chiều dài vết nứt, in (cm) ii) Mẫu thử dạng uốn (Arc-Shaped) A(B) + Cho mẫu có S = 4W Trong đó: Trang 47 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 + Cho mẫu có S = 3W Trong đó: - P = tải , kN (kl-bf) - B= chiều dày mẫu, cm (in) - W = chiều rộng(chiều sâu) mẫu cm (in) - S = khoảng cách gối tỳ, cm (in) - a =chiều dài vết nứt, cm (in) - r1 = bán kính ,cm (in) - r2 = bán kính ngồi , cm (in) Trang 48 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ Đề tài “nghiên cứu áp dụng lý thuyết phá huỷ kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao ” nghiên cứu thành công tổng quan thép hợp kim thấp độ bền cao, áp dụng thuyết học phá huỷ cho mối hàn hợp kim thấp độ bền cao thành cơng Tuy nhiên kinh phí sở vật chất có hạn để tài dừng lại việc nghiên cứu lý thuyết mà chƣa tổ chức thực Với lý thuyết học phá huỷ mẻ Việt Nam việc nghiên cứu để phát triển cần thiết Trang 49 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường T2013 – 096 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngơ Lê Thơng, Cơng nghệ hàn điện nóng chảy, Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [2] Công nghệ hàn hồ quang, Trần Đức Tuấn – Trần Ngọc Dân, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2003 [3] Trần Hữu Tƣờng – Đinh Ngọc Mễ - Nguyễn Văn Xiêm - Lê Viết Ngƣu – Vũ Công Luận, Kim loại học - Luyện kim – Đúc, Đại học Trung học chuyên nghiệp – 1971 [4] Một số trang website Trang 50 S K L 0 ... cứu: - Lý thuyết học phá hủy - Mối hàn thép hợp kim thấp độ bền cao Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết học phá hủy Page - Áp dụng lý thuyết phá hủy kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối hàn. .. hàn thép hợp kim thấp độ bền cao Nội dung nghiên cứu : - Khái niệm chung thép hợp kim thấp độ bền cao - Khái quát lý thuyết phá hủy - Ứng dụng lý thuyết phá hủy kiểm tra, đánh giá chất lƣợng mối. .. THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG LÝ THUYẾT CƠ PHÁ HUỶ TRONG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP ĐỘ