Tn1 VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ ME2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI SVTH : NGUYỄN VIẾT HẢI MSSV : 1510925 GV LÝ THUYẾT : TRƯƠNG VĂN TRƯỜNG NHÓM HỌC LÝ THUYẾT : L04-A NGÀY THỰC HÀNH : Chiều-15/4/2017 NHĨM THỰC HÀNH : Nhóm L07 TP HCM, THÁNG 03 NĂM 2016 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ BÀI ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM - Nắm vững nguyên lý đo độ cứng theo phương pháp Brinell, Rockwell Vicker - Làm quen biết cách sử dụng máy đo độ cứng thơng dụng TĨM TẮT LÝ THUYẾT Độ cứng đặc trưng tính quan trọng vật liệu, chống lại biến dạng dẻo cục kim loại, dễ dàng đo thơng qua thiết bị đo mà không cần phải phá hủy mẫu Phương pháp đo độ cứng có ưu điểm: a) Từ giá trị độ cứng suy độ bền kim loại dẻo Từ giá trị độ cứng Brinell, ta gián tiếp tính độ bền b) Đo độ cứng đơn giản, thời gian ngắn (từ vài giây đến vài phút) Mẫu thử chuẩn bị đặc biệt Không phá hủy mẫu thử c) Có thể đo chi tiết lớn nhỏ, dày mỏng (các lớp mạ, thấm…) Tùy theo tác dụng mũi đâm lên bề mặt mẫu, mà người ta chia làm nhiều phương pháp đo độ cứng khác nhau: - Phương pháp đâm - Phương pháp nảy lại - Phương pháp đo độ xước  Phương pháp đo độ cứng Brinell: Ấn viên bi thép cứng lên bề mặt mẫu tác dụng tải trọng, bề mặt mẫu có vết lõm hình chỏm cầu Nếu gọi tải trọng tác động P(N), diện tích vết lõm S(mm2), số đo Brinell tính biểu thức: HB  P  N  0,1  S  mm  Đường kính D, chiều sâu vết lõm h Diện tích hình chỏm cầu: S  D( D  D  d 2 Do đó: HB  SV: NGUYỄN VIẾT HẢI P 0,1P  ( N / mm2 )  D  Dh ( D  D2  d 2 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ  Phương pháp đo Rockwell: Ấn mũi đâm kim cương hợp kim cứng hình cơn, có góc đỉnh 120o , viên bi thép có đường kính 1/16”, 1/8”, 1/4”, 1/2” lên bề mặt vật liệu Số đo độ cứng Rockwell xác định hiệu số chiều sâu tác dụng tải trọng sơ Po  100 N tải trọng P1 Theo dạng mũi đâm tải trọng chia thang: Độ cứng Rockwell C – mũi kim cương, tải trọng 1500N – HRC Độ cứng Rockwell A – mũi kim cương, tải trọng 600N – HRA Độ cứng Rockwell B – mũi bi ∅1,588mm, tải trọng 1000N – HRB  Phương pháp đo Vicker: Nguyên lý đo giống phương pháp Brinell thay mũi bi mũi kim cương hình tháp có góc hai mặt bên 136o Tải trọng sử dụng P  50 1500 N phụ thuộc vào chiều dày mẫu đo Phương pháp Vicker áp dụng cho chi tiết cứng mềm số đo độ cứng không phụ thuộc vào tải trọng Tải trọng P (N kg) Diện tích vết lõm S (mm2 ) Để thuận tiện, người ta tính S thông qua đường chéo d   136o P HV   S SV: NGUYỄN VIẾT HẢI P sin d   1,854 P d2 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM a Nhận mẫu, nhẵn mặt cần đo mài sơ mặt lại b Đo HRA lần lấy giá trị trung bình: - Đặt phôi lên Đế đặt phôi - Kiểm tra Núm đặt lực, Mũi đo phù hợp với chế độ đo (HRA, HRB, HRC) Ở chế độ đo HRA nên P 60kg mũi đo kim cương hình Thang đo HRB HRC HRA Loại mũi đâm Bi thép Kim cương hình Kim cương hình Tải trọng 1000 Giới hạn đo cho phép 25-100 1500 20-67 600 70-85 - Quay Tay quay chiều kim đồng hồ nâng lên cho phôi chạm vào mũi đo Tiếp tục quay lên Kim nhỏ bắt đầu quay cho kim nhỏ quay sang điểm màu đỏ ngừng lại Xoay mặt đồng hồ xoa cho Kim lớn C-B - Ấn nút Start vào chờ máy đo 10s (thời gian giữ lực) Sau đồng hồ thời gian đếm trở lại 10 phát tiếng “Bíp” Khi kim dài giá trị đo chế độ đo - Lưu ý, Vịng đen bên ngồi giá trị HRA, HRC màu đỏ bên HRB Các giá trị làm tròn 0.5 - Quay ngược Tay quay lại để lấy phôi tiếp tục đo vị trí khác cho đủ lần đo (các vị trí đo phải nằm gần để tránh sai số phơi có độ cứng khơng đồng đều) Máy đo HRA HRB HRC SV: NGUYỄN VIẾT HẢI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ c So sánh HRA với 60: - > 60  tạm gọi vật cứng, sau tiến hành đo HRC lần chuyển qua đo HV lần - < 60  tạm gọi vật mềm, sau tiến hành đo HRB lần chuyển qua đo HB lần d Đo HB HV: - Đặt phôi lên đế để phôi - Quay Tay quay chiều kim đồng hồ để phôi lên chạm vào mũi đo, tiếp tục quay sau cho thước mặt hiển thị di chuyển đến cuối thước - Hạ nhẹ nhàng cần lực đến hết cần lực chờ khoản 10s sau nâng cần lực lên nhẹ nhàng - Quay Tay quay ngược lại để lấy phôi Lưu ý điểm vừa đo, lấy viết đánh dấu lại vị trí lỗ vừa đo Tương tự đo lần (3 mũi đo phôi) - Đem lỗ đo kính quang xác định chiều dài đường chéo D HV đường kính lõm D HB lỗ cịn lại đo kính hiển vi úp số liệu lên trang Web mơn, nhóm lên lấy để hồn thiện số liệu thực hành Đo kính quang học D1, D2 đo tương tự, xoay lỗ đo kính 900 e So sánh số liệu với bảng tra, tính sai số, nhận xét kết thí nghiệm SV: NGUYỄN VIẾT HẢI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC - Tiến hành đo HRA lần lấy giá trị trung bình - Lấy giá trị trung bình so sánh với 60 Nếu: • > 60: tạm gọi vật cứng, sau tiến hành đo HRC lần chuyển qua đo HV lần • < 60: tạm gọi vật mềm, sau tiến hành đo HRB lần chuyển qua đo HB lần - Lấy giá trị HRA trung bình làm chuẩn, tra bảng để có giá trị HV lý thuyết HB lý thuyết BẢNG SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC LẦN LẦN LẦN TRUNG BÌNH HRA 85 85 86 85,33 HRB/HRC 67,5 68,5 68 68 ĐƯỜNG CHÉO LỖ LỖ LỖ D1 578,59 582,84 572,71 578,05 D2 572,30 584,76 568,48 575,18 HV/HB XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO Lấy giá trị HRA trung bình làm chuẩn, tra bảng để có giá trị HV lý thuyết HB lý thuyết So sánh giá trị đo giá trị tra bảng sau tính sai số Tra bảng: ̅̅̅̅̅̅ HRA → HV/HBlý thuyết = 921,67 SV: NGUYỄN VIẾT HẢI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Tính tốn HV/HB ̅̅̅̅̅̅ HRA → HRB/HRClý thuyết = 67,43 Tính phần trăm sai số thực tế lý thuyết: Sai số %=  HRClt  HRCtt 68  67, 43   0,84% HRClt 68 Tính tốn HV/HB D1 D2 Lỗ → HV/HB1 = 839,56 D1 D2 Lỗ → HV/HB2 = 815,69 D1 D2 Lỗ → HV/HB3 = 853,87 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅đ𝑜 = 836,37  HV/HB Tính phần trăm sai số thực tế lý thuyết: Sai số %=  HVlt  HVtt 921,67 836,37   9,25% HVlt 921,67 NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN Từ kết đo ta nhận thấy kết tính tốn dựa theo HRA phép đo trực tiếp HV có sai số, sai số không đáng kể chấp nhận Nguyên nhân sai số có nhiều lý như: + Do thiết bị: thiết bị khơng xác, mũi đo mòn, rơ… SV: NGUYỄN VIẾT HẢI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ + Do người vận hành: trình đo thước quang học trình dễ gây sai số nhất, việc đo đạt dựa mắt nhìn Ngồi ra, trình vận hành máy đo HV, việc nâng cần, hạ cần khơng tay, nhịp nhàng ảnh hưởng đến phép đo Bề rộng lỗ đo thay đổi gia tốc SV: NGUYỄN VIẾT HẢI