Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp cán lạnh đến cơ tính của vật liệu hợp kim nhôm thể tấm

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 Chữ ký GVHD Bộ môn: Cơ học vật liệu Cán kim loại Viện: Khoa học Kỹ thuật Vật liệu HÀ NỘI, 1/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 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 TS Đặng Thị Hồng Huế Chủ tịch hội đồng 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 MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ .1 1.1 Nhôm hợp kim nhôm 1.1.1 Nhôm 1.1.2 Hợp kim nhôm 1.1.3 Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền đươc nhiệt luyện hệ Ma-Al 1.2 Các phương pháp cải thiện độ bền vật liệu .5 1.2.1 Các biện pháp hóa bền vật liệu 1.2.2 Vật liệu siêu mịn phương pháp chế tạo vật liệu siêu mịn nano 1.3 1.4 Các phương pháp biến dạng dẻo mãnh liệt SPD 1.3.1 Phương pháp chế tạo vật liệu siêu mịn thể khối .8 1.3.2 Phương pháp chế tạo vật liệu siêu mịn dạng 14 Kết luận 20 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÀI TOÁN CÁN LẠNH NHẰM TẠO VẬT LIỆU CẤU TRÚC SIÊU MỊN 21 2.1 Nguyên lý phương pháp cán lạnh 21 2.2 Tổ chức tính chất hợp kim nhôm sau cán lạnh .22 2.3 Ảnh hưởng số thông số cơng nghệ đến q trình cán lạnh .24 2.3.1 Nhiệt độ 24 2.3.2 Tốc độ biến dạng 25 2.3.3 Hệ số ma sát 26 2.3.4 Ảnh hưởng biến dạng đàn hồi lượng ép ΔH 27 2.3.5 Thời gian ngâm phôi dung dịch nitơ lỏng .27 2.4 Mơ q trình cán lạnh 27 2.5 Kết luận 33 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 34 3.1 Vật liệu thí nghiệm 34 3.2 Quy trình thí nghiệm .36 3.3 3.4 3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm 36 3.2.2 Quy trình phân tích mẫu thí nghiệm .38 Thiết bị tiến hành thực nghiệm 42 3.3.1 Máy cán 42 3.3.2 Lò nung 42 3.3.3 Máy đánh bóng .43 3.3.4 Máy soi tổ chức 43 3.3.5 Máy thử kéo 44 Kết luận 45 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .46 4.1 Kết thử độ bền kéo 46 4.2 Kết chụp ảnh tổ chức tế vi 48 4.3 Giải thích chế hóa bền phương pháp cán lạnh 55 4.4 Kết luận 56 Tài liệu tham khảo 57 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân loại hợp kim Al theo giản đồ pha Hình 1.2 Giản đồ pha hệ Al-Mg Hình 1.3 Ứng dụng hợp kim nhôm .5 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý phương pháp ép kênh gấp khúc Hình 1.5 Cách thức xoay phôi ECAP Hình 1.6 Đường cong ứng suất-biến dạng, lớp vật liệu ECAP 10 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý phương pháp xoắn áp lực cao bên 11 Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý phương pháp rèn đa chiều 12 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý phương nén ép theo chu kỳ 13 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý phương pháp xoắn-ép 13 Hình 1.11 Phương pháp sản xuất vật liệu siêu mịn dạng 15 Hình 1.12 Sơ đồ q trìn cán dính tích lũy 16 Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý cán lạnh 18 Hình 2.1 Mơ hình hình học chia lưới FE trình cán lạnh 28 Hình 2.2 Đồ thị ứng suất biến dạng AA5052 nhiệt độ phòng 29 Hình 2.3 (a) Khối lượng riêng (b) Độ dẫn nhiệt [41] (c) Nhiệt dung riêng [42] (d) Mô đun đàn hồi hợp kim nhiệt độ âm [43] 29 Hình 2.4 Nhiệt độ vùng biến dạng với lượng ép 25% ma sát 0.02 (a) Phơi nhiệt độ phịng (b) Phôi nhiệt độ âm 30 Hình 2.5 Nhiệt độ vùng biến dạng với lượng ép 25% phôi nhiệt độ âm (a) Ma sát 0.2 (b) Ma sát 0.5 30 Hình 2.6 Nhiệt độ vùng biến dạng ma sát 0.5 phôi nhiệt độ âm (a) Lượng ép 25% (b) Lượng ép 50% 31 Hình 2.7 Đồ thị liên hệ nhiệt độ lượng ép mẫu nhôm AA5052 với hệ số ma sát khác 32 Hình 2.8 Phân bố ứng suất phơi 32 Hình 3.1 Mẫu hợp kim nhôm AA5052 trước cán 34 Hình 3.2 Tổ chức tế vi mẫu ban đầu 34 Hình 3.3 Đồ thị ứng suất biến dạng AA5052 nhiệt độ ủ khác 35 Hình 3.4 Sơ đồ thực nghiệm cho tồn trình 36 Hình 4.1 Đồ thị ứng suất biến dạng hợp kim nhôm AA5052 với điều kiện biến dạng khác 46 Hình 4.2 Giới hạn chảy, độ bền kéo độ giãn dài hợp kim nhôm AA5052 trình biến dạng khác 47 Hình 4.3 Tổ chức tế vi mẫu ban đầu 48 Hình 4.4 Ảnh tổ chức tế vi mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh không xử lý nhiệt trước với độ phóng đại khác 49 Hình 4.5 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh chưa xử lý nhiệt 50 Hình 4.6 Ảnh tổ chức tế vi mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt trước với độ phóng đại khác 52 Hình 4.7 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt trước .53 Hình 4.8 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh kết hợp cán ấm 54 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ký hiệu nhôm hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn Mỹ Bảng 2.1 Một số hệ số ma sát tạo hình dùng ma sát trượt 26 Bảng 2.2 Các hệ số truyền nhiệt hợp kim nhôm AA5052 30 Bảng 3.1 Thành phần hóa học hợp kim nhơm AA5052 34 Bảng 3.2 Ký hiệu mẫu điều kiện thí nghiệm 36 Bảng 3.4 Ký hiệu thông số mẫu thử kéo .38 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 Nhơm kim loại khơng có chuyển biến hình thù hình có kiểu mạng tinh thể mạng lập phương diện tâm với thông số mạng a=4.0413A0, bán kính nguyên 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 nhơm [1] Nhơm kim loại có hoạt tính cao, có lực mạnh ơxy Trong khơng khí nhơm 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 mòn giảm Trong mơi trường axit, tốc độ ăn mịn tăng theo nhiệt độ Còn ảnh hưởng nồng độ axit tùy theo axit cụ thể Ví dụ với axit nitric lỗng khả ăn mịn 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] Nhơm ổn định nhiều dung dịch axit hữu Khả chống ăn mòn dung dịch kiềm (trong NaOH tốc độ ăn mịn nhanh) Nhơm hấp thụ hịa tan loại khí khác nhau, khí H hịa tan vào nhơm mạnh Mức độ hòa 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 tục, theo tỷ lệ nhỏ mịn dần đến giới hạn nghiên cứu, kích cỡ hạt hợp với kích thước hạt, tỷ lệ nhỏ mà bên lệch hấp thụ Sự giảm kích thước hạt hệ tự nhiên tính tạo hình tinh thể, mà ban đầu hạt phân tách thành dải biến dạng đẩy mạnh tính khơng ổn định khơng đồng q trình chảy dẻo Hình 4.30 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh chưa xử lý nhiệt Để xác định kích thước hạt trung bình mẫu hợp kim nhơm AA5052 khơng xử lý nhiệt tước ta dùng phương pháp phân tích định lượng hình 4.5 Ta xác định cấp hạt đạt 9.45 từ suy đường kính hạt trung bình 13.3μm Quá trình cán lạnh gây biến dạng cắt lớn làm tinh chế hạt đạt kích thước nhỏ mịn Từ ảnh ta quan sát thấy hạt nhỏ mịn hình thành biên giới hạt có kích thước lớn cho thấy biến dạng cắt đóng vai trị trình hình thành hạt Lệch tạo thành vách lệch, biên giới hạt siêu mịn Phía thể tích siêu hạt không chứa lệch Mật độ lệch hợp kim nhôm cán lạnh tăng cao nhiều so với cán nguội vách lệch tăng tăng biên giới siêu hạt Quá trình cán lạnh tác dụng nhiệt độ âm nitơ lỏng gây phân tử 62 bị ức chế khó khăn chuyển động lên hình thành biến dạng cắt lớn giúp tinh chế thành hạt mịn Q trình có tốc độ hóa bền lớn tốc độ hóa bền cán nguội với tính chất hạt nhỏ mịn kết hợp lên từ giải thích độ bền phần trăm biến dạng lại tăng cao với phương pháp cán nguội thông thường Các hạt nhỏ mịn với kích thước bé micro mét ranh giới hạt khó xác định xác với phương pháp hiển vị quang học hạn chế với phương pháp Độ phóng đại X100 Độ phóng đại X200 63 Độ phóng đại X500 Độ phóng đại X1000 Hình 4.31 Ảnh tổ chức tế vi mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt trước với độ phóng đại khác Để giải thích cho tăng bền tối ưu mẫu cán lạnh xử lý nhiệt trước ta quan sát hình 4.6 với độ phóng đại khác Mật độ lệch mẫu nhiều dồn ứ lệch trình cán lạnh Các tiểu hạt bị biến dạng mức phạm vi siêu mịn diện tích ranh giới hạt nhiều quan sát Như biết diện tích ranh giới hạt cao góp phần làm tăng bền cho vật liệu Lệch xảy biên giới hạt mẫu cán lạnh ức chế chuyển động lệch cản trở chuyển động tạo nên hiệu ứng hóa bền Các hạt phụ nhỏ mịn có tác dụng tăng bền tăng cứng bao quanh hạt dài 64 to có vai trị tăng khả biến dạng Quá trình ủ trước dẫn đến trình làm giảm pha Mg2Al3 từ mạng tinh thể đặc biệt vùng biên giới hạt pha gây hại đến tính chất hợp kim, giảm mạnh tính chống ăn mòn (gây ăn mòn tinh giới ăn mòn ứng suất) đồng thời làm đồng hạt đóng vai trị làm tăng khả biến dạng sau cán lạnh Vì trình xử lý nhiệt trước cho mẫu nhơm đóng vai trị quan trọng cho trình gia cộng lạnh sau Hình 4.32 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt trước Từ hình 4.7 ta thấy q trình cán lạnh xử lý nhiệt đặt cấp hạt 10.5 với đường kính hạt trung bình 9.4μm Kích thước hạt giảm cách rõ rệt điều quy cho trình xử lý nhiệt giúp đồng hạt, ổn định lại tổ chức hợp kim, giảm bớt sai lệch mạng chủ yếu loại điểm đặc biệt nút trống Điều cho thấy kết hợp tuyệt vời quy trình xử lý nhiệt trước giúp tăng khả biến dạng trình biến dạng nhiệt độ nitơ lỏng gây hạn chế hồi phục động leo lệch Ta quan sát thấy vùng biên giới nhiều hạt nhỏ suất hạt kích thước nhỏ mịn đạt kích thước nano điều 65 Bhaskar đồng nghiệp [47] tuyên bố cấu trúc tinh thể nano tạo từ hình thành từ biên giới hạt thơng qua tương tác lệch chồng chất triệt tiêu phần biến dạng lớn trình cán lạnh Do hạn chế phương pháp OM lên chưa thể xác định xác kích thước hạt nano biên giới hạn Hình 4.33 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh kết hợp cán ấm Với hai quy trình cán lạnh ta thấy rõ hiệu việc tăng độ bền kéo phần trăm biến dạng chưa cao nên phương pháp cán lạnh kết hợp cán ấm giải pháp giúp tăng khả biến dạng q trình cơng sau Từ hình 4.8 ta thấy cấp hạt phương pháp cán ấm đạt 10 suy kích thước hạt trung bình 11.2μm Tuy kích thước hạt trung bình có lớn chut so với kích thước hạt phương pháp cán lạnh kết hợp xử lý nhiệt trước đổi lại làm tăng khả biến dạng tăng lên rõ rệt Điều giải thích rõ nhìn vào ảnh tổ chức tế vi hạt nhỏ phân bố biên hạt Đây hiệu cửa kết hợp cán lạnh giúp tinh chế hạt nhỏ, tạo nhiều mật lệch tăng diện tích biên giới hạt giúp hóa bền kèm với trình biến dạng nhiệt độ 175˚C trình xảy 66 trình hồi phục động giúp giảm mật độ, tạo kết tủa mịn phân bố hạt nhỏ biên giới mà không làm biến đổi cấu trúc sau cán lạnh nhiệt độ Phương pháp hiệu vừa làm tăng bền tăng khả biến dạng giúp cải thiện tính hợp kim nhơm AA5052 67 4.3 Giải thích chế hóa bền phương pháp cán lạnh Biến dạng nhiệt độ nitơ lỏng phương pháp tiềm để chế tạo vật liệu UFG / NG với mật độ lệch cao để tăng cường tính chất học Sự phục hồi động bị triệt tiêu nhiệt độ thấp, tăng mật độ lệch, ngăn cản leo lệch cải thiện độ tinh chế hạt Kỹ thuật cán lạnh mở đường cho ứng dụng dây chuyền sản vật liệu tiến tiến công nghiệp Hiệu cán lạnh bị ảnh hưởng đáng kể lượng lỗi xếp chồng (SFE) Sarma cộng [48] tin kim loại có SFE thấp bị biến dạng song tinh kim loại có SFE cao bị biến dạng trượt lệch trình cán lạnh Các kim loại SFE trung gian bị biến dạng song tinh trình cán lạnh trượt lệch trình cán nhiệt độ phịng, điều làm cho cán lạnh có hiệu cán nhiệt độ phòng việc cải thiện độ bền Hình 4.9 Cơ chế tinh chế hạt trình cán lạnh Trong trình biến dạng nhiệt độ âm tạo mật độ lệch lớn tạo thành búi lệch kết hợp với biến dạng cắt tạo trình hình thành biên giới hạt làm tăng diện tích hợp đồng thời tăng tốc độ hóa bền Kèm theo mức độ biến dạng lớn hạt bị phân nhỏ ra, tạp chất pha thứ hai bị nhỏ vụn Qua hình 4.9 ta hình dùng cách tổng quan chế hình thành Ranh giới hạt góc cao thành ranh giới hạt góc thấp phân mảng trình cán lạnh [49] Theo Panigrahi Jayaganthan [50] vật liệu biến dạng nhiệt độ âm thể phần lớn ranh giới hạt thật mật độ lệch lớn phục hồi triệt tiêu hiệu Số lượng lớn ranh giới hạt góc thấp cho thấy mẫu chứa số lượng lớn hạt ranh giới phụ cấu trúc lệch phụ, điều cần thiết sản xuất vật liệu UFG [51] Do q trình cán 68 lạnh giúp tinh chế hạt phụ với ranh giới hạt góc thấp mật độ lệch cao gây biến dạng lớn kết hợp với trình ức chế hồi phục động Quá trình tăng bền cho vật liệu thể mối quan hệ ứng suất kích thước hạt mơ tả tốn học phương trình −1 Hall-Petch: σ y =σ 0+ k y d đó: σy giới hạn chảy vật liệu, σ0 ứng suất ban đầu vật liệu ky số liên quan đến cấu trúc biên giới hạt d kích thước hạt trung bình Phương trình đưa mơ tả thực nghiệm việc tăng cường ranh giới hạt nhiều kim loại hợp kim Do hạt nhỏ có tổng diện tích biên hạt lớn cản trượt mạnh nên làm tăng độ bền Đồng thời hạt nhỏ số lượng hạt tăng lên làm cho số hạt thích ứng với trượt theo phương tăng lên tương ứng, điều có nghĩa trượt phân bố nhiều hạt lượng biến dạng dư (tức tính dẻo) tăng lên Ứng suất chảy vật liệu tăng cường hai yếu tố tăng cường hệ số Hell-Petch ranh giới hạt tăng cường lệch trình chuyển dịch ranh giới hạt Khi kích thước hạt nhỏ mịn ứng suất chảy tăng dựa vào mối liên hệ Trong trình cán lạnh phân tích tạo nhiều hạt nhỏ mịn xung quanh ranh giới hạt từ liên hệ với phương trình để giải thích chế hóa bền vật liệu Ngồi hóa bền cản trở dung dịch rắn, búi lệch tạp chất có lợi hợp kim 4.4 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, điều kiện khó khăn về thiết bị và công nghệ nước, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu, tìm hiểu chế tạo vật liệu hợp kim nhôm AA5052 phương pháp cán lạnh giúp cải thiện tính cách hiệu Trong đồ án quy trình so sánh phương pháp cán lạnh khác Nhận thấy quy trình quy trình cán lạnh có xử lý nhiệt trước nhiệt độ 300˚C cho hiệu độ bền lớn biến dạng chưa cao quy trình cán lạnh kết hợp cán ấm 175 ˚C đạt hai yêu cầu vừa tăng bền tương đối vừa tăng khả biến dạng tốt 69 Với phương pháp cán lạnh giúp tinh chế cấu trúc vi mơ cách hiệu đạt kích thước hạt nhỏ mịn Hiểu rõ chế hóa bền hành vi ứng xử vật liệu áp dụng phương pháp Do phạm vi đồ án cịn hạn chế nên chưa sâu phân tích cấu trúc bên trong, chưa sử dụng phương pháp kiểm tra để phân tích hình thành hạt nano ranh giới hạt Từ đồ án rút nhìn tổng quan quy trình cán lạnh để từ tiếp tục nghiên cứu phát triển tương lai để đạt vật liệu có cấu trúc tốt 70 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Khắc Xương, Vật liệu kim loại màu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 [2] Nghiêm Hùng, Vật liệu học sở, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2007 [3] Strengthening mechanisms of materials, Wikipedia [4] GOTTSTEIN, G Physical foundations of materials science, Berlin ; New York: Springer 2004 [5] HALL, E.O, The Deformation and Ageing of Mild Steel: III Discussion of Results Proceedings of the Physical Society, Section B.1951 , vol 64, no.9, pp.747-753 [6] CHOKSHI, A.H., A ROSEN, J KARCH and H GLEITER, On the validity of the hall-petch relationship in nanocrystalline materials, Scripta Metallurgica 1989, vol 23, no 10, pp 1679-1683 [7] SURYANARAYANA, C, The structure and properties of nanocrystalline materials: issues and concerns, JOM.2002 , vol 54, no 9, pp 24-27 [8] SCHIOTZ, J., F D DI TOLLA and K W JACOBSEN, Softening of nanocrystalline metals at very small grain sizes, Nature.1998 , vol 391, pp 561-563 [9] VALIEV, R.Z., Y ESTRIN, Z HORITA, T.G LANGDON, M.J ZECHETBAUER and Y.T ZHU, Producing bulk ultrafine-grained materials by severe plastic deformation, JOM 2006, vol 58, no 4, pp 3339 [10] HUANG, J.Y., Y.T ZHU, H JIANG and T.C LOWE, Microstructures and dislocation configurations in nanostructured Cu processed by repetitive corrugation and straightening, Acta Materialia.2001 , vol 49, no 9, pp 1497-1505 [11] Krallics G, Lenard J G, J Mater, Proc.Tech, 152 (2004) 154 [12] ZHILYAEV, A.P and T.G LANGDON, Using high-pressure torsion for 71 metal processing: Fundamentals and applications, Progress in Materials Science 2008, vol 53, no 6, pp 893-979 [13] ZEHETBAUER, M and R.Z.VALIEV, eds Severe Plastic Deformation by Twist Extrusion In: M.ZEHETBAUER and R.Z VALIEV, eds Nanomaterials by severe plastic deformation: proceedings of the conference “Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, NANOSPD2,” [14] Li B L, Tsuji N, Kamikawa, Mater.Sci Eng, A423 (2006) 331 [15] J Marnett, M Weiss, P D Hodgson, Roll-formability of cryo-rolled ultrafine aluminium sheet, Mater Des 2014 [16] Y B Lee, D H Shin, K T Park, W J Nam, Scr Mater 2004, 51, 355 [17] D Singh, P N Rao, R Jayaganthan, Mater Des 2013,50, 646 [18] S K Panigrahi, R Jayaganthan, Mater Sci Eng A 2008, 492, 300 [19] S K Panigrahi, R Jayaganthan, Metall Mater Trans A 2010, 41, 2675 [20] S K Panigrahi, R Jayaganthan, Metall, Metall Mater Trans A 2011, 42, 3208 [21] P Das, R Jayaganthan, T Chowdhury, I V Singh, Mater Sci Eng A 2011, 528, 7124 [22] D C C Magalhaes, M F Hupalo, O M Cintho, Mater Sci Eng A 2014, 593, [23] P Trivedi, S Goel, S Das, R Jayaganthan, D Lahiri, P.Roy, Mater Sci Eng C 2015, 46, 309 [24] Y D Shi, M Li, D F Guo, T Y Ma, Z B Zhang, X H.Li, G S Zhang, X Y Zhang, Adv Eng Mater 2014, 16,167 [25] G S D’yakonov, S V Zherebtsov,M V Klimova, G A.Salishchev, Phys Metal Metall 2015, 116, 182 [26] D K Yang, P D Hodgson, C E Wen, Scr Mater 2010,63, 941 [27] S V Zherebtsov, G S Dyakonov, A A Salem, V I.Sokolenko, G A Salishchev, S L Semiatin, Acta Mater.2013, 61, 1167 72 [28] T Konkova, S Mironov, A Korznikov, S L Semiatin, Acta Mater 2010, 58, 5262 [29] B Roy, R Kumar, J Das, Mater Sci Eng A 2015, 631 [30] K L Ye, H Y Lou, J L Lv, Mater Manuf Process 2014, 29, 754 [31] Y Wang, M Chen, F Zhou, and E Ma, “High tensile ductility in a nanostructured metal.,”Nature, vol 419, no 6910, pp 912–915, 2002 [32] S K Panigrahi and R Jayaganthan, “A study on the combined treatment of cryorolling,short-annealing, and aging for the development of ultrafinegrained Al 6063 alloy with enhanced strength and ductility,” Metall Mater Trans A., vol 41, no 10, pp 2675–2690,2010 [33] S K Panigrahi and R Jayaganthan, “Effect of annealing on thermal stability, precipitate evolution, and mechanical properties of cryorolled Al 7075 alloy,” Metall Mater Trans.A., vol 42, no 10, pp 3208–3217, 2011 [34] V S Sarma et al, “Role of stacking fault energy in strengthening due to cryo-deformation of FCC metals,” Mater Sci Eng A, vol 527, no 29–30, pp 7624–7630, 2010 [35] D Hull and D J Bacon, Introduction to Disclocations, Fourth London: Butterworth Heinemann, 2001 [36] Y Huang and P B Prangnell, “The effect of cryogenic temperature and change in deformation mode on the limiting grain size in a severely deformed dilute aluminium alloy,” Acta Mater., vol 56, no 7, pp 1619– 1632, 2008 [37] P C J Gallagher, “The influence of alloying, temperature, and related effects on thestacking fault energy,” Metall Trans., vol 1, no 9, pp 2429–2461, 1970 [38] T Konkova, S Mironov, A Korznikov, and S L Semiatin, “Microstructure instability in cryogenically deformed copper,” Scr Mater., vol 63, no 9, pp 921–924, 2010 73 [39] A Dhal, S K Panigrahi, and M S Shunmugam, “Precipitation phenomena, thermal stability and grain growth kinetics in an ultra-fine grained Al 2014 alloy after annealingtreatment,” J Alloys Compd., vol 649, pp 229–238, 2015 [40] R D Doherty et al, “Current issues in recrystallization: a review,” Mater Sci Eng A, vol 238, no 2, pp 219–274,1997 [41] N M Anas, W L Quah, H Zuhailawati, A S Anasyida "Effect of immersion duration in liquid nitrogen for cryorolled",Procedia Chemistry 19 ( 2016 ) 241 – 246 [42] C.F Hickey, Mechanical properties of titanium and aluminum alloys at cryogenictemperatures, Technical report WAL TR 340.2/i, Watertown Arsenal Laboratories (1962) [43] Woodcraft, A.L, , 2005 Predicting the thermal conductivity of aluminium alloys in the cryogenic to room temperature range Cryogenics 45, 421– 431 [44] Downie, D.B., Martin, J.F, 1980 An adiabatic calorimeter for heatcapacity measurements between and 300 K The molar heat capacity of aluminium J Chem.Thermodyn 12, 779–786 [45] National Institute of Standard and Technology (NIST), 2017 Material Measurement Laboratory, Cryogenic Materials Properties [46] F Feyissa, D.R Kumar, and P.N Rao, Characterization of Microstructure ture, Mechanical Properties and Formability of cryorolledAA5083 Alloy Sheets, J Mater Eng Perform., 2018, 27(4), p1614–1626 [47] P Bhaskar, A Dasgupta, V.S Sarma, U.K Mudali, and S Saroja,Mechanical Properties and Corrosion Behaviour of Nanocrystalline Ti-5Ta-1.8Nb Alloy Produced by Cryo-Rolling, Mater Sci Eng A, 2014,616, p 71–77 [48] V S Sarma, J Wang, W W Jian, A Kauffmann, H.Conrad, J Freudenberger, Y T Zhu, Mater Sci Eng A 2010, 527, 7624 74 [49] P.N Rao and R Jayaganthan, Effects of Warm Rolling and Ageing After Cryogenic Rolling on Mechanical Properties and Microstructure of Al 6061 Alloy, Mater Des., 2012, 39, p 226–233 [50] S.K Panigrahi and R Jayaganthan, Effect of Rolling Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of 6063 Al Alloy, Mater Sci.Eng A, 2008, 492, p 300–305 [51] P.N Rao, B Viswanadh, and R Jayaganthan, Effect of Cryorolling andWarm Rolling on Precipitation Evolution in Al 6061 Alloy, Mater Sci.Eng A, 2014, 606, p 1–10 75 76 ... trình chế tạo vật liệu Vì phương pháp cán lạnh đưa nghiên cứu đồ án Vì vậy, đồ án sử dụng phương pháp để nghiên cứu phương pháp cán lạnh với vật liệu thí nghiệm hợp kim AA5052 25 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT... loạt cơng trình cơng bố Trong hai phương pháp nghiên cứu để chế tạo hợp kim nhôm dạng phương pháp cán ARB phương pháp cán lạnh, dễ dàng nhận thấy cán lạnh có nhiều tính khả thi, phù hợp với điều... 45o so với phương cán nhỏ Trường hợp dị hướng tính chịu ảnh hưởng chủ yếu textua tinh thể học 2.3 Ảnh hưởng số thơng số cơng nghệ đến q trình cán lạnh Trong nghiên cứu quy trình cán lạnh cần phải