NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG

i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG GVHD : PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG GVPB : TS TRẦN NGỌC ĐẢM SVTH : NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV : 12144088 SVTH : LƯƠNG CHÍ CƯỜNG MSSV : 12144013 Khóa : 2012 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG GVHD : PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG GVPB : TS TRẦN NGỌC ĐẢM SVTH : NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV : 12144088 SVTH : LƯƠNG CHÍ CƯỜNG MSSV : 12144013 Khóa : 2012 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016i TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 03 năm 2016 ĐỀ XUẤT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Thông tin GVHD và đề tài Họ tên GVHD: LÊ CHÍ CƯƠNG MS CBGV: 2168 Đơn vị: Khoa Cơ khí Chế tạo máy Học hàm, học vị: PGS.TS Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG Thông tin sinh viên thực hiện Họ tên SV: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG 12144013 Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Niên khóa: 2012 2016 1. Số liệu ban đầu − Vật liệu cán: hợp kim nhôm, chiều dày 5mm, tỷ lệ tối đa mỗi lượt cán 30%. 2. Nhiệm vụ chi tiết 2.1. Tìm hiểu độ bền và các tiêu chuẩn hợp kim nhôm trên thế giới. 2.2. Nguyên lý và kết cấu máy cán. 2.3. Tính toán và thiết kế hệ thống cơ khí, hệ thống truyền động điệnđiều khiển. 2.4. Thiết kế chi tiết. 2.5. Gia công chế tạo thiết bị. 2.6. Vận hành thử nghiệm, ghi nhận thông số. 3. Dự kiến kết quả đạt được 3.1. Thiết bị cán. 3.2. Bản thuyết minh tính toán, bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết. 3.3. Dữ liệu vận hành thử nghiệm. 3.4. Báo cáo thực hiện đề tài. 4. Thời gian thực hiện − Theo quy định của bộ môn. BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾTẠO MÁY GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪNii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG MSSV: 12144013 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 2. Ưu điểm: ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 3. Khuyết điểm: ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? ....................................................................................................................................... 5. Đánh giá loại: ....................................................................................................................................... 6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ........................................................................... ) ....................................................................................................................................... Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên)iii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG MSSV: 12144013 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG Họ và tên Giáo viên phản biện: TS. TRẦN NGỌC ĐẢM NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 2. Ưu điểm: ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 3. Khuyết điểm: ....................................................................................................................................... 4. Câu hỏi phản biện (Nếu có): ....................................................................................................................................... 5. Đề nghị cho bảo vệ hay không? ....................................................................................................................................... 6. Đánh giá loại: ....................................................................................................................................... 7. Điểm:……………….(Bằng chữ: ........................................................................... ) ....................................................................................................................................... Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên)iv LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm chúng em đã đúc kết được nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên môn của mình. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp, nhóm đã vận dụng được những kiến thức đã học để có thể giải quyết được những vấn đề thực tế. Với đồ án “Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang”, do tính mới của đề tài nên nhóm đã gặp không ít khó khăn trong quá trình thực hiện. Tuy nhiên, dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Chí Cương, sự hỗ trợ, giúp đỡ của thầy PGS.TS Đặng Thiện Ngôn cùng với các thầy (cô) trong bộ môn Chế tạo máy, khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng, gia đình và bạn bè đã giúp cho nhóm hoàn thành đề tài của mình. Cho đến thời điểm này, với đề tài mà nhóm thực hiện đã đạt được các yêu cầu đặt ra, nhóm đã đưa ra được nền tảng ban đầu để việc nghiên cứu tiếp tục phát triển hơn nữa. Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Thầy PGS.TS Lê Chí Cương, PGS.TS Đặng Thiện Ngôn – Phòng Nghiên cứu Công nghệ kỹ thuật cơ khí – Khoa Cơ khí Chế tạo máy. Thầy Trần Văn Trọn, Nguyễn Văn Minh, Đỗ Văn Hiến – Khoa Cơ khí chế máy – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Trường Trung cấp nghề Đông Sài Gòn Thành phố Hồ Chí Minh. Cô Vương Thị Ngọc Hân, khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng. Thầy TS Trần Ngọc Đảm – Giáo viên phản biện Khoa Cơ khí Chế tạo máy. Phòng Thí nghiệm Cơ học, Thí nghiệm Vật liệu học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Năng Lượng Nguyên tử Việt Nam – Bộ Khoa học Công Nghệ. Gia đình, bạn bè và người thân. Một lần nữa, nhóm xin được chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ tận tình của quý thầy cô, bạn bè và gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi giúp nhóm hoàn thành đề tài của mình. Xin trân trọng cảm ơn TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2016.v TÓM TẮT Quá trình cán tạo biến dạng mạnh (SPD) có kết hợp với dao động ngang tạo ra sản phẩm sau cán với những ưu điểm hơn so với phương pháp biến dạng dẻo thông thường. Trong quá trình này, ngoài biến dạng do lực ép tạo ra còn có sự biến dạng theo chiều rộng. Đây là kỹ thuật tạo biến dạng dẻo mãnh liệt mới đang được nghiên cứu và phát triển trên thế giới. Quá trình này đã được một số thực nghiệm chứng minh rằng không chỉ tạo ra được hợp kim nhôm tấm có độ bền cao mà còn tạo ra được cấu trúc hạt siêu mịn (UFG) cải thiện đáng kể tính chất cơ học của hợp kim. Đề tài đã chế tạo thử nghiệm máy cán theo phương pháp cán tích hợp dao động ngang (TWVR) và tiến hành các thí nghiệm cán mẫu nhôm với các bề dày khác nhau: 4.5mm, 4.0mm, 3.5mm, 3.0mm. Các kết quả thí nghiệm được sử dụng để tạo cơ sở tối ưu hóa các thông số theo phương pháp cán biến dạng mạnh (SPD) có kết hợp dao động ngang để có thể cải thiện độ bền, độ bóng bề mặt,… của vật liệu sau cán. Từ khóa: Biến dạng mạnh (SPD), hạt siêu mịn (UFG), phương pháp cán tích hợp dao động ngang (TWVR). ABSTRACT The strong deformation rolling combine with the horizontal oscillator produces the rolled products possess more advantages compare to the conventional plastic deformation methods. In this process, not only the deformation caused by pressure, but also width distortion. This is a technique which create the intense plasticity deformation and being researcheddeveloped in the world. There are many experimental data demonstrated this process not only produced high durability aluminum alloy sheet but also generated ultrafinegrain structure (UFG) which improved significantly the mechanical properties of the alloy. This thesis tried to manufacture a rolling machine which was operated by the ThroughWidth Vibration Rolling method (TWVR) and used it to roll some aluminium samples with the different thickness: 4.5 mm, 4.0 mm, 3.5 mm, 3.0 mm. The results are used to create the basic data for optimization some parameters of the Severe Plastic Deformation method (SPD) combine with horizontal oscillations to improve the toughness, surface gloss, microeconomic structure... of rolled materials. Keywords: Severe Plastic Deformation (SPD), Ultrafinegrains (UFG), ThroughWidth Vibration Rolling (TWVR).vi MỤC LỤC TRANG BÌA PHỤ Trang ĐỀ XUẤT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ........................................................ i BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................... ii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................. iii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv TÓM TẮT ................................................................................................................... v MỤC LỤC ................................................................................................................. vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................ ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ ............................................................. x Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 1 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu ......................................................... 1 1.1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................. 1 1.1.2 Các phương pháp gia công áp lực truyền thống ........................................ 2 1.1.3 Một vài phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (Server Plastic Deformation – SPD) ............................................................................................ 2 1.1.4 Các kết quả nghiên cứu về cách tạo hạt siêu mịn UFG bằng phương pháp SPD điển hình trong và ngoài nước .................................................................... 7 1.1.4.1 Nghiên cứu “Tensile strength and deformation microstructure of Al– Mg–Si alloy sheet by throughwidth vibration rolling process” của nhóm tác giả YueTing Chen, DungAn Wang, JunYen Uan, TsungHsien Hsieh, TeChang Tsai tại National Chung Hsing University, 250 kuokuang Rd., Taichung 402, Taiwan, ROC 20 ................................................................... 7 1.1.4.2 Nghiên cứu “Microstructure evolution of accumulative roll bonding processed pure aluminum during cryorolling” của nhóm tác giả Hailiang Yu, Hui Wang, Cheng Lu, A. Kiet Tieu, Huijun Li, Ajit Godbole, Xiong Liu, Xing Zhao tại University of Wollongong và Chunhua (Charlie) Kong tại University of New South Wales 18 .............................................................................. 10 1.1.4.3 Các nghiên cứu trong nước ............................................................... 12 1.2 Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 12 1.3 Mục tiêu đề tài ................................................................................................. 12 1.4 Nhiệm vụ của đề tài ......................................................................................... 12 1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài ................................... 13 1.5.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 13vii 1.5.2 Giới hạn đề tài .......................................................................................... 13 1.6 Phương pháp nghiên cứu và kết quả dự kiến đạt được ................................... 13 1.6.1 Nghiên cứu lý thuyết ................................................................................ 13 1.6.2 Nghiên cứu thực nghiệm .......................................................................... 13 1.6.3 Kết quả dự kiến ........................................................................................ 13 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 14 2.1 Các hiện tượng và các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc hạt của kim loại khi gia công biến dạng dẻo ................................................................................................ 14 2.1.1 Các hiện tượng ảnh hưởng đến cấu trúc hạt của kim loại khi gia công biến dạng dẻo ............................................................................................................ 14 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hạt của kim loại khi gia công biến dạng dẻo ........................................................................................................................... 17 2.2 Nguyên lý và kết cấu máy cán ........................................................................ 18 2.2.1 Các bộ phận chính của máy cán ............................................................... 18 2.2.2 Phân loại máy cán .................................................................................... 19 2.2.3 Máy cán tấm ............................................................................................. 22 2.3 Độ bền và các tiêu chuẩn hợp kim nhôm trên thế giới ................................... 23 2.3.1 Nhôm ........................................................................................................ 23 2.3.1 Hợp kim nhôm ......................................................................................... 25 2.4 Mẫu cán thử nghiệm ........................................................................................ 29 2.5 Trục then hoa ................................................................................................... 31 2.6 Máy kéo nén thủy lực vạn năng xử lý bằng phần mềm máy tính Model CHT4106 ............................................................................................................... 34 Chương 3. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ............ 37 3.1 Phân tích đối tượng tượng thiết kế.................................................................. 37 3.1.1 Máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang ............................... 37 3.1.2 Vật liệu cán thử nghiệm ........................................................................... 38 3.2 Khả năng công nghệ và thực tiễn .................................................................... 38 3.3 Phương án thiết kế........................................................................................... 39 3.3.1 Nguyên lý hoạt động ................................................................................ 39 3.3.2 Phương án thiết kế chi tiết ........................................................................ 41 3.3.2.1 Chọn kiểu thiết kế máy cán ............................................................... 41 3.3.2.2 Chọn hộp giảm tốc ............................................................................ 42 3.3.2.3 Chọn cơ cấu tạo dao động dọc trục ................................................... 43 3.3.2.4 Chọn ổ đỡ trục ................................................................................... 45 3.3.2.5 Chọn bộ phận trượt của trục cán ....................................................... 47viii 3.3.2.6 Chọn bộ phận truyền chuyển động đến trục cán ............................... 48 3.3.2.7 Chọn bộ phận điều khiển tốc độ........................................................ 50 Chương 4. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ, HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆNĐIỀU KHIỂN ................................................................ 53 4.1 Tính toán thiết kế hệ thống cơ khí .................................................................. 53 4.1.1 Các đại lượng đặc trưng cho quá trình cán kim loại ................................ 53 4.1.2 Tính toán các thông số đặc trưng ............................................................. 54 4.1.3 Lực cán, momen cán, công suất động cơ................................................. 58 4.1.4 Nghiệm bền và tính toán các chi tiết trên giá cán .................................... 64 4.2 Thiết kế hệ thống truyền động điệnđiều khiển .............................................. 69 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý........................................................................................ 69 4.2.2 Chức năng các thiết bị.............................................................................. 69 4.2.3 Nguyên lý hoạt động ................................................................................ 75 4.3 Thiết kế chi tiết và gia công chế tạo thiết bị ................................................... 76 Chương 5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .............................................................. 90 5.1 Kết quả chế tạo thử nghiệm máy..................................................................... 90 5.1.1 Mô hình máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang ................. 90 5.1.2 Thông số kỹ thuật ..................................................................................... 91 5.1.3 Quy trình vận hành và chỉ dẫn an toàn ..................................................... 92 5.2 Cán thử nghiệm mẫu nhôm ............................................................................. 95 5.2.1 Kiểm tra độ bền kéo mẫu sau cán ............................................................ 98 5.2.2 Kiểm tra kích thước tinh thể trung bình vật liệu mẫu sau cán ............... 101 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 103 6.1 Kết luận ......................................................................................................... 103 6.1.1 Kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu đề ra .................................... 103 6.1.2 Kết quả chưa đạt được và các lỗi phát sinh trong quá trình thử nghiệm. ......................................................................................................................... 104 6.2 Kiến nghị và hướng phát triển của đề tài ...................................................... 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 105 PHỤ LỤC………………………………………………………………………...107ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ARB: Accumulative Roll Bonding ECAP: Equal Channel Angular Process ECAPConform: Equal Channel Angular ProcessConform ECAR: Equal Channel Angular Rolling HPT: High Pressure Torsion HRDSR: HighRatio Differential Speed Rolling RCS: Repetitive Corrugation And Strengthening SPD: Severe Plastic Deformation TWVR: ThroughWidth Vibration Rolling UFG: UltrafineGrained DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Tỷ trọng của nhôm phụ thuộc vào độ sạch và nhiệt độ ........................... 23 Bảng 2.2: Ảnh hưởng độ sạch của nhôm đến nhiệt độ nóng chảy ........................... 23 Bảng 2.3: Phân loại nhôm theo tiêu chuẩn ГOCT của Nga...................................... 24 Bảng 2.4: Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn của Mỹ....................... 25 Bảng 2.5: Ký hiệu và trạng thái gia công hợp kim nhôm của Nga, Mỹ và Canada ................................................................................................................................. ..27 Bảng 2.6: Tiêu chuẩn ký hiệu hợp kim nhôm theo Aluminum Association ............ 28 Bảng 2.7: Bảng quy đổi thành phần, ký hiệu một số hợp kim nhôm theo TCVN và Aluminum Association (AA) .................................................................................... 29 Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật máy kéo nén thủy lực vạn năng xử lý bằng phần mềm máy tính Model CHT4106 ........................................................................................ 36 Bảng 3.1: So sánh chọn loại máy cán cho việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo .......... 41 Bảng 3.2: So sánh chọn hộp giảm tốc cho máy ........................................................ 43 Bảng 3.3: So sánh chọn cơ cấu tạo dao động ngang (dọc trục cán) ......................... 45 Bảng 3.4: So sánh chọn ổ đỡ trục ............................................................................. 46 Bảng 3.5: So sánh chọn bộ phận trượt của trục cán ................................................. 48 Bảng 3.6: So sánh chọn bộ phận truyền chuyển động đến trục cán ......................... 50 Bảng 3.7: So sánh chọn bộ phận điều khiển tốc độ.................................................. 52 Bảng 4.1: Hệ số ma sát f khi cán 1 số kim loại màu ................................................ 57 Bảng 4.2: Hệ số ma sát của một vài ổ đỡ trục f ....................................................... 62 Bảng 4.3: Kích thước biến tần LS SV150IG5A4 .................................................... 74 Bảng 5.1: Thông số kỹ thuật máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang…91x Bảng 5.2: Quy trình vận hành thử nghiệm máy ....................................................... 92 Bảng 5.3: Kích thước trung bình mẫu sau cán (mm) ............................................... 95 Bảng 5.4: Độ bền kéo của các mẫu......................................................................... 100 DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Sơ đồ các phương pháp gia công áp lực truyền thống ............................... 2 Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD nhóm thứ nhất ............................. 3 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD trong nhóm hai ........................... 5 Hình 1.4: Minh họa phương pháp tạo UFG trên hợp kim nhôm tấm bằng phương pháp Cryorolling ......................................................................................................... 7 Hình 1.5: Mô hình minh họa phương pháp Throughwidth vibration rolling (TWVR) ..................................................................................................................................... 8 Hình 1.6: Mối liên hệ giữa các đại lượng nghiên cứu ................................................ 8 Hình 1.7: Tổ chức tế vi ở biên độ dao động 1.5mm ................................................... 9 Hình 1.8: Mô hình thực nghiệm của phương pháp cán lạnh (cryorolling) ............... 10 Hình 1.9: Kết quả kích thước hạt vật mẫu sử dụng các phương pháp SPD khác nhau ................................................................................................................................... 11 Hình 1.10: Bề mặt cắt đứt của mẫu sau khi kéo đứt................................................. 11 Hình 2.1: Sai lệch điểm trong mạng tinh thể............................................................ 14 Hình 2.2: Sai lệch đường trong mạng tinh thể ......................................................... 15 Hình 2.3: Sai lệch mặt trong mạng tinh thể.............................................................. 16 Hình 2.4: Sơ đồ động máy cán thép 2 trục ............................................................... 18 Hình 2.5: Máy cán ống tự động ................................................................................ 19 Hình 2.6: Cách bố trí giá cán .................................................................................... 20 Hình 2.7: Các loại giá cán ........................................................................................ 21 Hình 2.8: Sơ đồ máy cán hành tinh .......................................................................... 21 Hình 2.9: Máy cán tấm nguội ................................................................................... 22 Hình 2.10: Giản đồ pha hợp kim nhôm .................................................................... 25 Hình 2.11: Kích thước mẫu cán ................................................................................ 30 Hình 2.12: Mối ghép then hoa .................................................................................. 31 Hình 2.13: Các dạng tiết diện của then .................................................................... 31 Hình 2.14: Bạc then hoa ........................................................................................... 32 Hình 2.15: Định tâm theo đường kính ngoài D ........................................................ 32 Hình 2.16: Định tâm bằng mặt trụ trong, đường kính d ........................................... 33 Hình 2.17: Định tâm theo mặt bên của then ............................................................. 33xi Hình 2.18: Dòng máy thử nghiệm kéo nén vạn năng thủy lực CHT4000 ............... 34 Hình 2.19: Giao diện phần mềm PowerTest của SANS........................................... 36 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý ........................................................................................ 39 Hình 3.2: Mô hình chuyển động của trục cán .......................................................... 40 Hình 3.3: Hộp giảm tốc sử dụng bánh răng.............................................................. 42 Hình 3.4: Hộp giảm tốc sử dụng trục vít bánh vít .................................................... 42 Hình 3.5: Động cơ rung............................................................................................ 44 Hình 3.6: Cam lệch tâm ............................................................................................ 44 Hình 3.7: Trục khủy ................................................................................................. 44 Hình 3.8: Nam châm điện ......................................................................................... 45 Hình 3.9: Ổ lăn ......................................................................................................... 46 Hình 3.10: Bạc lót trục ............................................................................................. 46 Hình 3.11: Gối đỡ..................................................................................................... 47 Hình 3.12: Ổ bi trượt ................................................................................................ 47 Hình 3.13: Trục then hoa và ổ then hoa ................................................................... 48 Hình 3.14: Khớp Cardan .......................................................................................... 49 Hình 3.15: Nguyên lý hoạt động của Cardan then hoa ............................................ 49 Hình 3.16: Bộ truyền bánh răng từ hộp giảm tốc đến trục cán ................................ 49 Hình 3.17: Hộp số giảm tốc ...................................................................................... 51 Hình 3.18: Inverter EL Series 1.5 kW , 3phase , 380V .......................................... 51 Hình 3.19: Sơ đồ lắp đăt tổng thể Inverter ............................................................... 51 Hình 4.1: Sơ đồ vùng biến dạng khi cán kim loại .................................................... 54 Hình 4.2: Đầu vào của phôi bị dẹp để tăng ma sát................................................... 55 Hình 4.3: Sơ đồ điều kiện vật cán ăn vào trục cán ................................................... 55 Hình 4.4: Phân bố lực khi trục cán tiếp xúc với vật cán .......................................... 56 Hình 4.5: I. Vùng trễ và II. Vùng vượt trước ........................................................... 57 Hình 4.6: Sơ đồ áp lực của kim loại tác dụng lên trục cán ....................................... 58 Hình 4.7: Đồ thị quan hệ giữa s, % của một số kim loại và kim loại màu ........... 59 Hình 4.8: Đồ thị biểu thị mối liên quan giữa , Ptbs và  của kim loại màu ......... 60 Hình 4.9: Các kích thước cơ bản trục cán tấm ......................................................... 64 Hình 4.10: Lực cán tác dụng lên trục cán và biểu đồ mômen uốn khi cán .............. 65 Hình 4.11: Gối đỡ trục và bạc lót ............................................................................. 67 Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý mạch động lựcđiều khiển ........................................... 69 Hình 4.13: Dây điện 3 pha ........................................................................................ 70 Hình 4.14: CB LS BKN C32 .................................................................................... 70 Hình 4.15: Inverter SV150IG5A4 (Biến tần LS 3 pha 380V 1.5kW) .................... 71xii Hình 4.16: Contactor LS 3P 9A 220VAC MC9b ................................................... 71 Hình 4.17: Động cơ điện 3 pha................................................................................. 72 Hình 4.18: Đèn báo pha loại AD2222DS, AC 220V .............................................. 72 Hình 4.19: Nút nhấn ................................................................................................. 73 Hình 4.20: Dừng khẩn cấp Emergency .................................................................... 73 Hình 4.21: Biến trở (Potentiometer) ......................................................................... 73 Hình 4.22: Kích thước Inverter SV150IG5A4 (Biến tần LS 3 pha 380V 1.5kW)..74 Hình 4.23: Sơ đồ đấu dây Inverter ........................................................................... 75 Hình 4.24: Tủ điện hoàn chỉnh ................................................................................. 76 Hình 4.25: Thiết kế cụm cán .................................................................................... 77 Hình 4.26: Trục cán 1 ............................................................................................... 77 Hình 4.27: Cụm gối đỡ ............................................................................................. 78 Hình 4.28: Gối đỡ..................................................................................................... 78 Hình 4.29: Cụm trục cán 1 ....................................................................................... 79 Hình 4.30: Trục then hoa và bạc then hoa ................................................................ 79 Hình 4.31: Giá cán .................................................................................................... 80 Hình 4.32: Thanh chữ I ............................................................................................ 80 Hình 4.33: Thanh điều chỉnh 1 ................................................................................. 80 Hình 4.34: Cơ cấu điều chỉnh lượng cán .................................................................. 81 Hình 4.35: Gối đỡ trượt và ổ trượt bi ....................................................................... 82 Hình 4.36: Thanh dẫn trượt và trục cam .................................................................. 82 Hình 4.37: Ổ đỡ cam và cam lệch tâm ..................................................................... 83 Hình 4.38: Ổ bi để lắp cam vào ổ đỡ cam ................................................................ 83 Hình 4.39: Chốt cố định, chốt di động, bạc di động................................................. 84 Hình 4.40: Thanh cố định 1 và 2 .............................................................................. 84 Hình 4.41: Cụm dẫn trượt ......................................................................................... 85 Hình 4.42: Cụm đỡ cam ........................................................................................... 86 Hình 4.43: Thân máy ................................................................................................ 86 Hình 4.44: Thanh điều chỉnh 2 và hộp giảm tốc ...................................................... 87 Hình 4.45: Các chi tiết lắp với hộp giảm tốc ............................................................ 87 Hình 4.46: Tấm đỡ động cơ 1 và 2........................................................................... 88 Hình 4.47: Tấm đỡ hộp giảm tốc và tủ điện ............................................................. 88 Hình 4.48: Nắp bảo vệ.............................................................................................. 88 Hình 4.49: Chân chống dùng vòng đệm chén .......................................................... 89 Hình 4.50: Mô hình sau khi hoàn tất ........................................................................ 89 Hình 5.1: Mô hình thực tế ………….. ..................................................................... 90xiii Hình 5.2: Một vài mẫu sau khi cán .......................................................................... 95 Hình 5.3: Biểu đồ biểu diễn mối liên hệ giữa biên độ dao động A và lượng đã cán với chiều dài vật sau khi cán ..................................................................................... 96 Hình 5.4: Biểu đồ biểu diễn mối liên hệ giữa biên độ dao động A và lượng đã cán với bề rộng vật sau khi cán........................................................................................ 96 Hình 5.5: Mẫu cán có dao động ngang và không có dao động ngang ..................... 97 Hình 5.6: Bề mặt các mẫu cán .................................................................................. 98 Hình 5.7: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=4.5mm) cho tới khi đứt ... 98 Hình 5.8: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=4mm) cho tới khi đứt ...... 99 Hình 5.9: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=3.5mm) cho tới khi đứt ... 99 Hình 5.10: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=3mm) cho tới khi đứt .. 100 Hình 5.11: Biểu đồ biểu diễn lực kéo đứt các mẫu thử.......................................... 101 Hình 5.12: Biều đồ biểu diễn kích thước tinh thể trung bình mặt 1………………102 Hình 5.13: Biểu đồ biểu diễn kích thước tinh thể trung bình mặt 2………………1021 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, với yêu cầu ngày càng cao của con người trong các lĩnh vực kỹ thuật và vật liệu, với mong muốn tạo ra những loại vật liệu có độ bền cao ứng dụng trong các máy móc, thiết bị nhằm tăng tuổi thọ, độ bền của chúng nên con người đã nghiên cứu, phát triển nhiều phương pháp để tăng độ bền kim loại và phương pháp gia công bằng áp lực là một trong số đó. Gia công biến dạng là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạo các chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hoặc gia công cắt gọt. Gia công biến dạng thực hiện bằng cách dùng áp lực tác dụng lên kim loại ở trạng thái nóng hoặc nguội làm cho kim loại vượt qua giới hạn đàn hồi, dẫn đến thay đổi hình dạng của vật thể kim loại mà không phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng. Phương pháp gia công bằng áp lực được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp ô tô, hàng không và trong nhiều chi tiết cơ khí,… Các phương pháp gia công này bao gồm đúc, rèn, hàn, tiện… Có thể thấy rằng hơn 70% các sản phẩm kim loại được sản xuất bởi công nghệ gia công áp lực nói chung và công nghệ cán nói riêng (Đỗ Hữu Nhơn, 2006). Vì vậy các công nghệ cán có tầm quan trọng đặt biệt trong việc tạo hình kim loại. So với phương pháp đúc, gia công bằng áp lực tạo ra sản phẩm có độ bền cao hơn, cơ tính vật liệu cải thiện, độ chính xác, độ bóng bề mặt cao hơn, tiết kiệm vật liệu do gia công không phoi và năng suất lao động cao hơn vì ứng dụng được máy móc trong quá trình làm việc, dẫn đến giá thành sản phẩm giảm. Tuy nhiên, đối với những phương pháp gia công áp lực thông thường điển hình là phương pháp cán, mặc dù sản phẩm sau cán đạt được những ưu điểm hơn so với ban đầu nhưng thực sự vẫn chưa tạo ra được sản phẩm đạt độ bền cao, độ bóng bề mặt cao hơn mà không ảnh hưởng đến độ dẻo, dai vật liệu đặc biệt là đối với vật liệu cán là kim loại màu như vàng, bạc, đồng, nhôm,…Trong đó nhôm là vật liệu thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, máy bay,…đòi hỏi phải có cơ tính tốt, khối lượng nhẹ, độ bóng bề mặt cao. Vì vậy, cần phải có phương pháp để tạo ra các kim loại, hợp kim màu đạt được độ bền, độ cứng, độ dẻo, độ dai, cũng như cải thiện được cấu trúc vật liệu.2 1.1.2 Các phương pháp gia công áp lực truyền thống Hình 1.1: Sơ đồ các phương pháp gia công áp lực truyền thống (Nguồn: Nguyễn Văn Thái, 2006, Võ Trần Khúc Nhã (biên dịch), 2007) (a) Cán (b) Kéo (c) Ép trực tiếp và gián tiếp (d) Rèn khuôn (e) Dập Chồn Sau khi qua các phương pháp gia công áp lực truyền thống để tạo hình và phôi thì kim loại có xu hướng biến cứng, hoá bền nhưng độ dẻo và độ dai giảm hay có xu hướng biến giòn. Vì vậy hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta đã và đang nghiên cứu công nghệ mới để tạo ra vật liệu có độ bền cao nhưng không làm giảm độ dẻo, độ dai của vật liệu. Đó là công nghệ biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD). 1.1.3 Một vài phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (Server Plastic Deformation – SPD) Các phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD) được định nghĩa là các quá trình gia công kim loại với biến dạng dẻo rất lớn để tạo ra kim loại có hạt siêu mịn (UFG kích thước hạt trung bình nhỏ hơn 1µm). Mục đích của các phương pháp SPD cho việc tạo ra kim loại có hạt siêu mịn là sản xuất ra các chi tiết có khối lượng3 nhẹ hơn do đặc tính độ bền cao của nó và sự thân thiện với môi trường. Các hạt có kích thước nhỏ làm cho độ bền kéo tăng lên mà không làm giảm độ dai va đập của kim loại, điều này khác so với các phương pháp hoá bền như xử lý nhiệt. Các quá trình gia công SPD có thể chia thành hai nhóm chính: Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp SPD cho quá trình gia công các kim loại khối không liên tục như:  Ép kim loại qua góc kênh không đổi (Equal Chanel Angular Pressing ECAP) được đưa ra đầu tiên bởi Segal (1977).  Kaveh Edalati cùng với Zenji Horita (2011) đề xuất phương pháp xoắn kim loại dưới áp lực cao (HighPressure Torsion HPT). Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD nhóm thứ nhất (Nguồn: Segal, 1997; Valiev, Krasilnikvo và Tsenev, 1991) (a) Phương pháp ECAP (b) Phương pháp HPT Nguyên lý gia công của hai phương pháp trong nhóm thứ nhất được thể hiện trên Hình 1.2 là phương pháp đầu tiên của phương pháp SPD được đưa ra để sản xuất các vật liệu có cấu trúc hạt siêu mịn (UFG) và đã thu hút được sự nghiên cứu của các nhà khoa học trong những năm gần đây (Valiev et al., 2000; Kim et al., 2004; P.Quang et al., 2009).  Đối với phương pháp ECAP: kim loại được ép qua hai kênh có tiết diện mặt cắt không đổi và giao với nhau một góc ϕ. Kim loại bị biến dạng mãnh liệt do bị biến dạng cắt tại khu vực giao nhau của hai kênh (khu vực ABC với góc khuôn Ψ).4  Đối với phương pháp HPT: kim loại bị nén với áp lực cao đến vài GPa và đồng thời bị biến dạng xoắn. Có thể thấy rằng hai phương pháp này có thể tạo ra được vật liệu có cấu trúc hạt siêu mịn, tuy nhiên cả hai phương pháp đều chưa thể đưa vào sản xuất vơi quy mô lớn do các nhược điểm như: năng suất thấp và kích cỡ phôi nhỏ. Vì vậy các phương pháp mới tiếp tục được nghiên cứu, cụ thể là các phương pháp SPD thuộc nhóm thứ 2 có thể khắc phục được nhược điểm trên và có tiềm năng rất lớn cho việc sản xuất các vật liệu có cấu trúc hạt siêu mịn với quy mô lớn. Nhóm thứ hai bao gồm các phương pháp SPD cho việc gia công liên tục trên kim loại tấm như là:  Cán dính tích luỹ (Accumulative RollBonding ARB) được nghiên cứu bởi Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji và T. Sakai (1998).  Quá trình lặp lại gấp nếp và nắn thẳng kim loại (Repetitive Corrugation and Straightening RCS) được khám phá bởi Huang et al. (2001).  Cán kim loại qua góc kênh không đổi (Equal Channnel Angular Rolling ECAR) của Lee et al. (2003).  Quá trình tương ứng ép kim loại qua góc kênh không đổi (Equal Channel Angular PressingConform, ECAPConform) của Raab et al. (2004).  Cán kim loại với vận tốc hai trục cán khác nhau với tỉ lệ cao (HighRatio Differential Speed Rolling HRDSR) của Kim et al. (2006).  Sự nghiên cứu gần đây là phương pháp cán kim loại với sự tích hợp của dao động dọc trục của trục cán (ThroughWidth Vibration Rolling Process TWVR) của Hsieh et al. (2009, 2012), Phạm Huy Tuân, Trần Quốc Cường, DungAn Wang (2013).5 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD trong nhóm hai (Nguồn: Saito et al., 1998; Huang et al., 2001; Lee et al., 2003; Raab et al., 2004; Kim et al., 2006; Hsieh et al., 2009, 2012) (a) ARB (b) RCS (c) ECAR (d) ECAPConform (e) HRDSR (f) TWVR6 Nguyên lý gia công phổ biến của các phương pháp trong nhóm hai được thể hiện lần lượt trong Hình 1.3 chủ yếu dựa vào sự kết hợp của các phương pháp cán truyền thống và phương pháp SPD để phù hợp cho việc sản xuất với quy mô lớn và tạo ra kim loại có cấu trúc hạt siêu mịn. Tuy nhiên, khả năng ứng dụng của các phương pháp này trong quy mô công nghiệp còn hạn chế do quá trình gia công phức tạp, kích cỡ phôi nhỏ và lượng biến dạng kim loại còn nhỏ. Một phương pháp mới đã được chứng minh là có thể sản xuất các tấm kim loại với bề mặt lớn có cấu trúc hạt siêu mịn là HRDSR, được nghiên cứu bởi Kim et al. (2006). Nguyên lý của phương pháp này được thể hiện trong Hình 1.3e.  Phương pháp HRDSR là phương pháp cán truyền thống nhưng vận tốc của hai trục cán là khác nhau. Phôi được cán qua một bước cán duy nhất với chiều dày giảm 70%.  Phôi bị biến dạng cắt rất lớn và biến dạng khá đồng đều dọc theo hướng chiều dày. Có thể thấy rằng phương pháp HRDSR có tiềm năng rất lớn trong việc gia công hợp kim có độ bền cao như là hợp kim nhôm. Hơn nữa, HRDSR là quá trình gia công liên tục và chỉ yêu cầu qua duy nhất một bước cán để tạo ra cấu trúc hạt siêu mịn bên trong vật liệu. Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp trước. Tuy nhiên, dù phôi chỉ qua một lần cán với chiều dày giảm khá lớn (giảm 70%) nhưng trong quá trình gia công thì phôi bị biến dạng cắt đạt hiệu quả chưa cao. Các vấn để này có thể được khắc phục trong phương pháp được phát triển gần nhất là phương pháp cán tích hợp dao động ngang TWVR. Ngoài các phương pháp trên thì phương pháp cán lạnh (Cryorolling) đã được sử dụng gần đây để kết hợp với các phương pháp SPD tạo ra vật liệu có cấu trúc hạt siêu mịn. Cán lạnh là một quá trình xử lý đơn giản ở nhiệt độ thấp mà yêu cầu lực tác dụng tương đối nhỏ để gây ra biến dạng dẻo mãnh liệt nhằm tạo ra các đặc tính cấu trúc tế vi kết tinh trong các loại vật liệu. Phương pháp sử dụng kỹ thuật cán phôi có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ Nitơ lỏng được sử dụng rộng rãi để cải thiện các tính chất của vật liệu. Cán lạnh có thể đáp ứng tốt cho các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn của các vật liệu có cấu trúc nano. Cán lạnh được xem là một trong số con đường tiềm năng để sản xuất các hợp kim nhôm có hạt siêu mịn dạng khối. Độ bền kéo và độ dai của vật liệu được cải thiện do sự loại bỏ quá trình hồi phục của vật liệu trong suốt quá trình cán lạnh. Hơn nữa, cán lạnh có nhiều thuận lợi như việc yêu cầu biến dạng dẻo thấp hơn, quy trình sản xuất đơn giản và khả năng sản xuất vật liệu một cách liên tục (Hailiang et al.. 2016).7 Hình 1.4: Minh họa phương pháp tạo hạt siêu mịn UFG trên hợp kim nhôm tấm bằng phương pháp Cryorolling (Nguồn: H. Yu et al, 2016) 1.1.4 Các kết quả nghiên cứu về cách tạo hạt siêu mịn UFG bằng phương pháp SPD điển hình trong và ngoài nước 1.1.4.1 Nghiên cứu “Tensile strength and deformation microstructure of Al– Mg–Si alloy sheet by throughwidth vibration rolling process” của nhóm tác giả YueTing Chen, DungAn Wang, JunYen Uan, TsungHsien Hsieh, TeChang Tsai tại National Chung Hsing University, 250 kuokuang Rd., Taichung 402, Taiwan, ROC 20 Các nhà khoa học Đài Loan đã chế tạo, thử nghiệm thành công máy cán tích hợp dao động ngang của trục cán theo nguyên lý biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD) của vật liệu (còn gọi là phương pháp TWVR). Máy có hai trục cán quay ngược với nhau và được truyền động bằng động cơ thuỷ lực. Bên cạnh chuyển động quay, trục cán dưới đồng thời dao động ngang dọc trục và cũng được truyền động bởi động cơ thuỷ lực. Hai trục cán được gia công bằng nhau có đường kính 150mm và được điều khiển quay với vận tốc quay không đổi 2 vòngphút. Trục cán dưới dao động ngang với tần số không đổi 5Hz và biên độ dao động được thay đổi từ 0 đến 2.5 mm. Quá trình cán được tiến hành qua 4 bước cán với mỗi bước cán thì chiều dày phôi giảm đi 40% với vật liệu phôi được tiến hành là hợp kim nhôm AA6061 có một số thành phần hóa học như sau 0.64Si, 0.43Fe, 0.23Cu, 0.12Mn, 0.86Mg, 0.17Cr, 0.01Ni, 0.04Zn, 0.06Ti. Mẫu có kích thước: Bề dày T=5mm, bề rộng W=20mm, chiều dài L=100mm.8 Hình 1.5: Mô hình minh họa phương pháp Throughwidth vibrationrolling (TWVR) (Nguồn: Hsieh et al., 2012) Hình 1.6: Mối liên hệ giữa các đại lượng nghiên cứu (Nguồn: Hsieh et al., 2012) a) Bề rộng tăng gấp đôi (W2) và biên độ dao động (Amplitude) b) Giới hạn chảy (Yield strength), độ bền kéo giới hạn (Ultimate tensile strength) và biên độ dao động khi mẫu ở nhiệt độ 100oC c) Cán mẫu ở nhiệt độ 100oC với biên độ dao động 1.5mm. Hóa già mẫu đã cán ở 100oC trong 2 giờ. Biểu đồ thể hiện độ bền kéo khi tiếp tục hóa già mẫu ở 130oC từ 0 đến 18 giờ9 Hình 1.7: Tổ chức tế vi ở biên độ dao động 1.5mm (Nguồn: Hsieh et al., 2012) a) Mũi tên màu trắng cho thấy tổ chức tế vi với kích thước nano và mũi tên màu đen cho thấy sự chuyển vị b) Hóa già mẫu cán ở 100oC trong 2 giờ và tiếp tục hóa già ở 130oC trong 4 giờ c) Hóa già mẫu cán ở 100oC trong 2 giờ và tiếp tục hóa già ở 130oC trong 18 giờ10 Từ các kết quả của phương pháp TWVR nhóm nhận thấy rằng ngoài lực cán của hai trục cán thì vật cán còn chịu tác động của dao động rung của trục cán dưới với tần số tương đối lớn 5Hz theo hướng vuông góc với hướng lăn để tạo ra biến dạng dẻo theo bề rộng vật cán. Vật sau khi cán đạt được tổ chức tế vi có cấu trúc hạt mịn, độ bền kéo và độ bền dẻo tăng hơn so với khi cán không dao động. Tuy nhiên vật cán bị biến dạng cong do khả năng đàn hồi bên trong của vật liệu. Những kết quả trên sẽ là cơ sơ và tiền đề để nhóm nghiên cứu tham khảo, thử nghiệm trên thiết bị mà nhóm chế tạo. 1.1.4.2 Nghiên cứu “Microstructure evolution of accumulative roll bonding processed pure aluminum during cryorolling” của nhóm tác giả Hailiang Yu, Hui Wang, Cheng Lu, A. Kiet Tieu, Huijun Li, Ajit Godbole, Xiong Liu, Xing Zhao tại University of Wollongong và Chunhua (Charlie) Kong tại University of New South Wales 18 Hình 1.8: Mô hình thực nghiệm của phương pháp cán lạnh (cryorolling) (Nguồn: S.M. Dasharath, Suhrit Mula, 2016) Đây là phương pháp tạo ra được cấu trúc hạt siêu mịn (ultrafinegrained hay UFG) và cấu trúc hạt nano (nanograined hay NG) với quá trình cán kết hợp với làm lạnh vật cán bởi Nitơ lỏng giúp cho vật sau khi cán hạn chế được biến dạng hình học do SPD gây ra. Mẫu được thí nghiệm là mẫu nhôm CP Al (AA1050 và AA1060).11 Hình 1.9: Kết quả kích thước hạt vật mẫu sử dụng các phương pháp SPD khác nhau (Nguồn: H. Yu et al., 2016) a) b) Hình 1.10: Bề mặt cắt đứt của mẫu sau khi kéo đứt (Nguồn: H. Yu et al., 2016) a) Sau lần cán thứ 3 theo ARB cộng với lần cán thứ 1 theo cán lạnh (cryorolling) b) Sau lần cán thứ 3 theo ARB cộng với lần cán thứ 2 theo cán lạnh (cryorolling) Nhờ có quá trình làm lạnh vật liệu trong quá trình cán tấm và sự kết hợp phương pháp ARB đã tạo ra được sản phẩm giảm đi được sự phục hồi do tính chất của vật liệu sau khi cán, đồng thời tăng độ bền kéo và giảm kích thước hạt. Hiện tại các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và tìm hiểu sâu hơn nữa về phương pháp này.12 1.1.4.3 Các nghiên cứu trong nước Ở nước ta hiện nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD) mà đi đầu và có nhiều công trình nghiên cứu công bố trong nước là Viện khoa học và kỹ thuật vật liệu thuộc Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Những nghiên cứu và phát triển phương pháp này ở Việt Nam là các nhà khoa học thuộc Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội như: GSTS. Nguyễn Trọng Giảng, GSTS. Đỗ Minh Nghiệp, PGSTS. Đào Minh Ngừng, TS. Phạm Quang. Phương pháp SPD được nghiên cứu chủ yếu ở nước ta là ép kim loại qua góc kênh không đổi (ECAP) vì phương pháp này khá đơn giản và phù hợp với điều kiện nghiên cứu ở nước ta. Các công trình đã được công bố trong nước chủ yếu theo hướng mô hình hoá và mô phỏng số bằng phương pháp phần tử hữu hạn (Phạm Quang, Đào Minh Ngừng, Đỗ Minh Nghiệp, 2010). Một số ít các công trình theo hướng thực nghiệm như: Nghiên cứu chế tạo một số hợp kim hệ Ti và Al cấu trúc mịn, siêu mịn và nano bằng phương pháp biến dạng dẻo mãnh liệt đang được thực hiện bởi PGSTS.Đào Minh Ngừng và Nguyễn Đăng Khoa. 1.2 Lý do chọn đề tài Dựa trên những cơ sở lý thuyết và những kết quả nghiên cứu về phương pháp SPD, nhóm quyết định chọn đề tài nhằm tìm hiểu thêm về phương pháp SPD và cách tạo hạt siêu mịn trong cấu trúc tế vi của vật liệu bằng phương pháp cán. Nhóm nghiên cứu kết hợp với phương pháp cán cổ truyền và phương pháp TWVR để chế tạo thử nghiệm máy cán biến dạng mạnh SPD có dao động ngang. Do điều kiện nghiên cứu và giới hạn của đề tài nên nhóm sẽ chế tạo và vận hành thử nghiệm máy, kiểm tra một số kết quả sau cán, đây cũng là cơ sở cho các nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm hiểu và phát triển hơn nữa máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang. 1.3 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm máy cán biến dạng biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang. Kiểm tra và so sánh sản phẩm sau cán về: chiều dài, độ thay đổi về bề rộng, độ bền kéo, hình dáng, kích thước tinh thể của vật liệu. 1.4 Nhiệm vụ của đề tài Tìm hiểu độ bền và các tiêu chuẩn hợp kim nhôm trên thế giới. Nguyên lý và kết cấu máy cán. Tính toán và thiết kế hệ thống cơ khí, hệ thống truyền động điệnđiều khiển. Thiết kế chi tiết.13 Gia công chế tạo thiết bị. Vận hành thử nghiệm, ghi nhận thông số mẫu cán. 1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài 1.5.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu chế tạo thử nghiệm máy cán biến dạng mạnh kết hợp với dao động ngang với vật mẫu thí nghiệm khi cán là hợp kim nhôm kích thước: bề dày 5mm, bề rộng 20mm, chiều dài 150mm. Do điều kiện nghiên cứu và kinh tế nên nhóm chọn hợp kim nhôm dẻo được bán phổ biến trên thị trường. Vật sau cán sẽ nghiên cứu, so sánh với vật mẫu ban đầu và vật mẫu cán ở các biên độ dao động: 0mm, 1mm, 2mm, 3mm. Mẫu thí nghiệm sẽ đạt các bề dày khác nhau 4.5mm, 4.0mm, 3.5mm, 3.0mm ở từng biên độ dao động. Tiến hành một số kiểm tra mẫu sau khi cán và ghi nhận số liệu. 1.5.2 Giới hạn đề tài Không đi sâu nghên cứu lý thuyết biến dạng dẻo, chỉ mang tính cập nhật cơ sở lý thuyết để làm cơ sở nghiên cứu, phục vụ cho việc làm đề tài. Nêu được nguyên lý, cách thức vận hành máy. Không xét đến thành phần hóa học của mẫu cán. Chỉ thực hiện với lượng cán và biên độ dao động như trên. Tiến hành một vài thí nghiệm cơ bản kiểm tra mẫu sau cán: chiều dài, độ thay đổi về bề rộng, độ bền kéo, hình dáng, kích thước tinh thể của vật liệu. 1.6 Phương pháp nghiên cứu và kết quả dự kiến đạt được 1.6.1 Nghiên cứu lý thuyết Tham khảo tài liệu, giáo trình liên quan đến máy cán. Tìm hiểu độ bền và tiêu chuẩn các hợp kim nhôm trên thế giới. Tham khảo các tài liệu nước ngoài về phương pháp SPD. Xử lý số liệu thực nghiệm. 1.6.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu, chế tạo và vận hành thử nghiệm. Cán các mẫu trên máy đã chế tạo. Thu thập và ghi nhận số liệu khi thí nghiệm trên mẫu cán. Có thể mở rộng đối tượng cán và thử nghiệm với vật liệu đồng. 1.6.3 Kết quả dự kiến Thiết bị cán. Bản thuyết minh tính toán, bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết và bản vẽ phân rã. Dữ liệu vận hành và thử nghiệm. Đưa ra hướng phát triển, khắc phục lỗi trên sản phẩm và máy.14 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các hiện tượng và các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc hạt của kim loại khi gia công biến dạng dẻo 2.1.1 Các hiện tượng ảnh hưởng đến cấu trúc hạt của kim loại khi gia công biến dạng dẻo Cấu trúc tinh thể là một sự sắp xếp đặc biệt của các nguyên tử trong tinh thể. Trong chất rắn dạng tinh thể, các tiểu phân (nguyên tử, ion, phân tử,…) được sắp xếp một cách đều đặn, tuần hoàn tạo thành một mạng lưới không gian. Do đó cấu trúc tinh thể liên quan đến mọi tính chất của vật liệu. Nhưng trong thực tế không phải 100% nguyên tử đều nằm đúng vị trí quy định, gây nên những sai hỏng được gọi là sai lệch mạng tinh thể hay khuyết tật mạng 2. a. Sai lệch mạng tinh thể: Tuy số nguyên tử nằm lệch vị trí quy định chiếm tỷ lệ rất thấp (chỉ 1 2%) song gây ảnh hưởng rất xấu đến tinh thể dưới tác dụng của ngoại lực (biến dạng dẻo, biến cứng...) tức đến độ bền chỉ tiêu cơ tính hàng đầu, nên việc khảo sát các sai lệch này có ý nghĩa lý thuyết và thực tế lớn lao, không thể bỏ qua. Phụ thuộc vào kích thước ba chiều trong không gian, sai lệch mạng chia thành: sai lệch điểm, đường, mặt và khối.  Sai lệch điểm: là các sai lệch có kích thước rất nhỏ (cỡ kích thước nguyên tử) theo ba chiều không gian, có dạng bao quanh một điểm. Một số sai lệch điểm điển hình là nút trống, nguyên tử xen kẽ, nguyên tử tạp chất. Hình 2.1: Sai lệch điểm trong mạng tinh thể (Nguồn: Lê Công Dưỡng, 2000) a) Nút trống b) Nguyên tử xen kẻ c) Nguyên tử tạp chất  Sai lệch đường: là loại sai lệch có kích thước nhỏ theo hai chiều và lớn theo chiều thứ 3 trong tinh thể, tức có dạng của một đường (đường ở đây có thể là thẳng, cong, xoắn ốc). Các sai lệch điển hình như: lệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG GVHD : GVPB : SVTH : MSSV : SVTH : MSSV : Khóa : PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG TS TRẦN NGỌC ĐẢM NGUYỄN VĂN PHƯƠNG 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG 12144013 2012 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG GVHD GVPB SVTH MSSV SVTH MSSV Khóa : PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG : TS TRẦN NGỌC ĐẢM : NGUYỄN VĂN PHƯƠNG : 12144088 : LƯƠNG CHÍ CƯỜNG : 12144013 : 2012 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Bộ mơn: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 03 năm 2016 ĐỀ XUẤT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Thông tin GVHD đề tài Họ tên GVHD: LÊ CHÍ CƯƠNG MS CBGV: 2168 Đơn vị: Khoa Cơ khí Chế tạo máy Học hàm, học vị: PGS.TS Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG Thông tin sinh viên thực Họ tên SV: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG 12144013 Chun ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Niên khóa: 2012 - 2016 Số liệu ban đầu − Vật liệu cán: hợp kim nhôm, chiều dày 5mm, tỷ lệ tối đa lượt cán 30% Nhiệm vụ chi tiết Tìm hiểu độ bền tiêu chuẩn hợp kim nhôm giới Nguyên lý kết cấu máy cán Tính tốn thiết kế hệ thống khí, hệ thống truyền động điện-điều khiển Thiết kế chi tiết Gia công chế tạo thiết bị Vận hành thử nghiệm, ghi nhận thông số Dự kiến kết đạt 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Thiết bị cán Bản thuyết minh tính tốn, vẽ lắp vẽ chi tiết Dữ liệu vận hành thử nghiệm Báo cáo thực đề tài Thời gian thực 3.1 3.2 3.3 3.4 − Theo quy định mơn BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾTẠO MÁY GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG MSSV: 12144013 Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG Họ tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) năm 2016 ii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088 LƯƠNG CHÍ CƯỜNG MSSV: 12144013 Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG Họ tên Giáo viên phản biện: TS TRẦN NGỌC ĐẢM NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Câu hỏi phản biện (Nếu có): Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) năm 2016 iii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm chúng em đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chun mơn Q trình làm đồ án tốt nghiệp, nhóm vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Với đồ án “Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang”, tính đề tài nên nhóm gặp khơng khó khăn trình thực Tuy nhiên, hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Chí Cương, hỗ trợ, giúp đỡ thầy PGS.TS Đặng Thiện Ngôn với thầy (cô) môn Chế tạo máy, khoa Xây dựng Cơ học ứng dụng, gia đình bạn bè giúp cho nhóm hồn thành đề tài Cho đến thời điểm này, với đề tài mà nhóm thực đạt yêu cầu đặt ra, nhóm đưa tảng ban đầu để việc nghiên cứu tiếp tục phát triển Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thầy PGS.TS Lê Chí Cương, PGS.TS Đặng Thiện Ngơn – Phịng Nghiên cứu Cơng nghệ kỹ thuật khí – Khoa Cơ khí Chế tạo máy - Thầy Trần Văn Trọn, Nguyễn Văn Minh, Đỗ Văn Hiến – Khoa Cơ khí chế máy – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Trường Trung cấp nghề Đơng Sài Gịn Thành phố Hồ Chí Minh - Cơ Vương Thị Ngọc Hân, khoa Xây dựng Cơ học ứng dụng - Thầy TS Trần Ngọc Đảm – Giáo viên phản biện - Khoa Cơ khí Chế tạo máy - Phịng Thí nghiệm Cơ học, Thí nghiệm Vật liệu học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Năng Lượng Nguyên tử Việt Nam – Bộ Khoa học & Cơng Nghệ - Gia đình, bạn bè người thân Một lần nữa, nhóm xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ tận tình quý thầy cơ, bạn bè gia đình tạo điều kiện thuận lợi giúp nhóm hồn thành đề tài Xin trân trọng cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2016 iv TĨM TẮT Q trình cán tạo biến dạng mạnh (SPD) có kết hợp với dao động ngang tạo sản phẩm sau cán với ưu điểm so với phương pháp biến dạng dẻo thơng thường Trong q trình này, ngồi biến dạng lực ép tạo cịn có biến dạng theo chiều rộng Đây kỹ thuật tạo biến dạng dẻo mãnh liệt nghiên cứu phát triển giới Quá trình số thực nghiệm chứng minh không tạo hợp kim nhơm có độ bền cao mà tạo cấu trúc hạt siêu mịn (UFG) cải thiện đáng kể tính chất học hợp kim Đề tài chế tạo thử nghiệm máy cán theo phương pháp cán tích hợp dao động ngang (TWVR) tiến hành thí nghiệm cán mẫu nhơm với bề dày khác nhau: 4.5mm, 4.0mm, 3.5mm, 3.0mm Các kết thí nghiệm sử dụng để tạo sở tối ưu hóa thơng số theo phương pháp cán biến dạng mạnh (SPD) có kết hợp dao động ngang để cải thiện độ bền, độ bóng bề mặt,… vật liệu sau cán Từ khóa: Biến dạng mạnh (SPD), hạt siêu mịn (UFG), phương pháp cán tích hợp dao động ngang (TWVR) ABSTRACT The strong deformation rolling combine with the horizontal oscillator produces the rolled products possess more advantages compare to the conventional plastic deformation methods In this process, not only the deformation caused by pressure, but also width distortion This is a technique which create the intense plasticity deformation and being researched-developed in the world There are many experimental data demonstrated this process not only produced high durability aluminum alloy sheet but also generated ultrafine-grain structure (UFG) which improved significantly the mechanical properties of the alloy This thesis tried to manufacture a rolling machine which was operated by the Through-Width Vibration Rolling method (TWVR) and used it to roll some aluminium samples with the different thickness: 4.5 mm, 4.0 mm, 3.5 mm, 3.0 mm The results are used to create the basic data for optimization some parameters of the Severe Plastic Deformation method (SPD) combine with horizontal oscillations to improve the toughness, surface gloss, micro-economic structure of rolled materials Keywords: Severe Plastic Deformation (SPD), Ultrafine-grains (UFG), Through-Width Vibration Rolling (TWVR) v MỤC LỤC TRANG BÌA PHỤ Trang ĐỀ XUẤT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP i BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ .x Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Các phương pháp gia công áp lực truyền thống 1.1.3 Một vài phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (Server Plastic Deformation – SPD) 1.1.4 Các kết nghiên cứu cách tạo hạt siêu mịn UFG phương pháp SPD điển hình ngồi nước 1.1.4.1 Nghiên cứu “Tensile strength and deformation microstructure of Al– Mg–Si alloy sheet by through-width vibration rolling process” nhóm tác giả Yue-Ting Chen, Dung-An Wang, Jun-Yen Uan, Tsung-Hsien Hsieh, TeChang Tsai National Chung Hsing University, 250 kuo-kuang Rd., Taichung 402, Taiwan, ROC [20] 1.1.4.2 Nghiên cứu “Microstructure evolution of accumulative roll bonding processed pure aluminum during cryorolling” nhóm tác giả Hailiang Yu, Hui Wang, Cheng Lu, A Kiet Tieu, Huijun Li, Ajit Godbole, Xiong Liu, Xing Zhao University of Wollongong Chunhua (Charlie) Kong University of New South Wales [18] 10 1.1.4.3 Các nghiên cứu nước .12 1.2 Lý chọn đề tài .12 1.3 Mục tiêu đề tài 12 1.4 Nhiệm vụ đề tài .12 1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu giới hạn đề tài 13 1.5.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 13 vi 1.5.2 Giới hạn đề tài 13 1.6 Phương pháp nghiên cứu kết dự kiến đạt 13 1.6.1 Nghiên cứu lý thuyết 13 1.6.2 Nghiên cứu thực nghiệm 13 1.6.3 Kết dự kiến 13 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 Các tượng yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc hạt kim loại gia công biến dạng dẻo 14 2.1.1 Các tượng ảnh hưởng đến cấu trúc hạt kim loại gia công biến dạng dẻo 14 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hạt kim loại gia công biến dạng dẻo 17 2.2 Nguyên lý kết cấu máy cán 18 2.2.1 Các phận máy cán .18 2.2.2 Phân loại máy cán 19 2.2.3 Máy cán .22 2.3 Độ bền tiêu chuẩn hợp kim nhôm giới 23 2.3.1 Nhôm 23 2.3.1 Hợp kim nhôm 25 2.4 Mẫu cán thử nghiệm 29 2.5 Trục then hoa 31 2.6 Máy kéo nén thủy lực vạn xử lý phần mềm máy tính Model CHT4106 .34 Chương PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 37 3.1 Phân tích đối tượng tượng thiết kế 37 3.1.1 Máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang .37 3.1.2 Vật liệu cán thử nghiệm 38 3.2 Khả công nghệ thực tiễn 38 3.3 Phương án thiết kế 39 3.3.1 Nguyên lý hoạt động 39 3.3.2 Phương án thiết kế chi tiết 41 3.3.2.1 Chọn kiểu thiết kế máy cán .41 3.3.2.2 Chọn hộp giảm tốc 42 3.3.2.3 Chọn cấu tạo dao động dọc trục 43 3.3.2.4 Chọn ổ đỡ trục 45 3.3.2.5 Chọn phận trượt trục cán .47 vii 3.3.2.6 Chọn phận truyền chuyển động đến trục cán .48 3.3.2.7 Chọn phận điều khiển tốc độ 50 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ, HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN-ĐIỀU KHIỂN 53 4.1 Tính tốn thiết kế hệ thống khí 53 4.1.1 Các đại lượng đặc trưng cho trình cán kim loại 53 4.1.2 Tính tốn thơng số đặc trưng .54 4.1.3 Lực cán, momen cán, công suất động 58 4.1.4 Nghiệm bền tính tốn chi tiết giá cán 64 4.2 Thiết kế hệ thống truyền động điện-điều khiển 69 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý 69 4.2.2 Chức thiết bị 69 4.2.3 Nguyên lý hoạt động 75 4.3 Thiết kế chi tiết gia công chế tạo thiết bị 76 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 90 5.1 Kết chế tạo thử nghiệm máy 90 5.1.1 Mơ hình máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang .90 5.1.2 Thông số kỹ thuật .91 5.1.3 Quy trình vận hành dẫn an toàn 92 5.2 Cán thử nghiệm mẫu nhôm .95 5.2.1 Kiểm tra độ bền kéo mẫu sau cán 98 5.2.2 Kiểm tra kích thước tinh thể trung bình vật liệu mẫu sau cán .101 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 6.1 Kết luận 103 6.1.1 Kết đạt so với mục tiêu ban đầu đề 103 6.1.2 Kết chưa đạt lỗi phát sinh trình thử nghiệm .104 6.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 PHỤ LỤC……………………………………………………………………… 107 viii 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 No 78.0382 78.2692 82.2478 82.4967 98.9261 99.2597 111.8853 112.3077 116.4511 116.9123 137.3704 138.1062 138.1062 138.1064 138.1064 138.1084 1.22351 1.22351 1.17122 1.17122 1.01357 1.01357 0.92978 0.92978 0.9061 0.9061 0.82686 0.82686 0.82686 0.82686 0.82686 0.82685 43.02 21.51 6.48 3.24 8.37 4.18 16.98 8.49 22.78 11.39 14.49 7.24 7.24 7.4 7.4 7.59 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.131 0.04 38.228 0.139 0.05 44.488 0.143 0.08 78.038 0.141 0.07 64.894 Kích thước tinh thể trung bình 0.1434 0.1434 0.1545 0.1545 0.1853 0.1853 0.2037 0.2037 0.2184 0.2184 0.2907 0.2907 0.2907 0.3015 0.3015 0.3203 B struct [°2Th] 0.091 0.089 0.063 0.071 171.55 85.78 25.83 12.91 33.37 16.68 67.71 33.86 90.82 45.41 57.78 28.89 28.89 29.51 29.51 30.26 949.97 474.98 130.42 65.21 140.74 70.37 263.23 131.62 329.1 164.55 155.98 77.99 77.99 76.93 76.93 74.44 Crystallite size [Å] 924 964 1623 1326 1304 Phụ lục 4: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4.5mm, A=0mm No 10 11 Pos [°2Th.] 38.2167 38.3153 44.4628 44.5792 64.8441 65.0251 77.9844 78.2151 82.2078 82.4564 98.8479 d-spacing [Å] 2.3531 2.3531 2.03595 2.03595 1.43672 1.43672 1.22422 1.22422 1.17169 1.17169 1.01416 Rel Int [%] 75.75 37.87 100 50 78.09 39.04 88.89 44.45 5.04 2.52 7.38 FWHM [°2Th.] 0.1051 0.1051 0.1052 0.1052 0.1047 0.1047 0.1184 0.1184 0.1248 0.1248 0.1658 Area Height [cts*°2Th.] [cts] 168.06 1336.51 84.03 668.25 221.87 1717.6 110.94 858.8 173.25 1290.44 86.62 645.22 197.23 1299.9 98.62 649.95 11.18 67.65 5.59 33.83 16.37 80.89 109 12 13 14 15 16 17 18 19 20 No 99.181 99.363 99.6991 111.814 112.2358 116.3596 116.8199 137.2649 137.9986 1.01416 1.01028 1.01028 0.93017 0.93017 0.90655 0.90655 0.82716 0.82716 3.69 3.9 1.95 23.95 11.97 45.67 22.84 27.6 13.8 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.105 0.05 44.463 0.118 0.08 77.984 0.105 0.07 64.844 0.105 0.04 38.217 Kích thước tinh thể trung bình 0.1658 3.3415 3.3415 0.1927 0.1927 0.2217 0.2217 0.41 0.41 8.18 8.66 4.33 53.13 26.57 101.34 50.67 61.23 30.61 B struct [°2Th] 0.055 0.038 0.035 0.065 40.44 8.14 4.07 214.26 107.13 357.31 178.65 119.22 59.61 Crystallite size [Å] 1560 2690 2689 1293 2224 Phụ lục 5: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4.5mm, A=3.0mm No 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Pos d-spacing [°2Th.] [Å] 38.4397 2.33995 38.539 2.33995 44.6899 2.02613 44.8069 2.02613 65.0579 1.43251 65.2396 1.43251 78.1931 1.22148 78.4246 1.22148 82.3993 1.16945 82.6487 1.16945 99.0462 1.01266 99.3804 1.01266 111.9849 0.92923 112.4081 0.92923 116.5355 0.90569 116.9974 0.90569 137.4126 0.82674 138.1492 0.82674 Rel Int [%] 82.12 41.06 100 50 28.84 14.42 43.27 21.64 5.7 2.85 8.42 4.21 20.62 10.31 32.49 16.24 18.83 9.41 FWHM [°2Th.] 0.0719 0.0719 0.0737 0.0737 0.081 0.081 0.098 0.098 0.1074 0.1074 0.1395 0.1395 0.1531 0.1531 0.1692 0.1692 0.2696 0.2696 Area [cts*°2Th.] 269.37 134.69 328.04 164.02 94.6 47.3 141.94 70.97 18.7 9.35 27.62 13.81 67.65 33.82 106.57 53.29 61.77 30.88 Height [cts] 2722.44 1361.22 3133.65 1566.82 901.47 450.74 1133.96 566.98 135.36 67.68 154.73 77.37 345.85 172.92 494.59 247.29 180.93 90.47 110 No B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.074 0.05 44.69 0.072 0.04 38.44 0.098 0.08 78.193 0.169 0.12 116.535 Kích thước tinh thể trung bình B struct [°2Th] 0.024 0.032 0.018 0.049 Crystallite size [Å] 3579 2629 5687 3083 3800 Phụ lục 6: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4.5mm, A=3.0mm No 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 No Pos d-spacing [°2Th.] [Å] 38.4485 2.33944 38.5478 2.33944 44.6953 2.0259 44.8123 2.0259 65.0699 1.43228 65.2517 1.43228 78.1978 1.22142 78.4294 1.22142 82.4094 1.16933 82.659 1.16933 99.0422 1.01269 99.3764 1.01269 111.9834 0.92924 112.4065 0.92924 116.5286 0.90572 116.9904 0.90572 137.3985 0.82678 138.1349 0.82678 138.1349 0.82678 138.1366 0.82677 Rel Int [%] 76 38 100 50 59.33 29.67 71.41 35.71 4.91 2.45 7.34 3.67 20.63 10.32 38.08 19.04 19.14 9.57 9.57 10.12 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.082 0.05 44.695 0.084 0.04 38.449 0.102 0.08 78.198 0.088 0.07 65.07 Kích thước hạt trung bình FWHM [°2Th.] 0.0844 0.0844 0.0818 0.0818 0.0877 0.0877 0.1017 0.1017 0.1076 0.1076 0.1279 0.1279 0.1641 0.1641 0.1702 0.1702 0.2492 0.2492 0.2492 0.2691 B struct [°2Th] 0.032 0.044 0.022 0.018 Area [cts*°2Th.] 205.48 102.74 270.39 135.19 160.43 80.21 193.09 96.55 13.27 6.63 19.85 9.93 55.79 27.9 102.96 51.48 51.76 25.88 25.88 27.35 Height [cts] 1835.55 917.78 2558.06 1279.03 1441.02 720.51 1487.15 743.57 97.01 48.51 121.23 60.61 261.27 130.63 464.27 232.13 162.2 81.1 81.1 79.54 Crystallite size [Å] 2684 1912 4653 5235 3933 111 Phụ lục 7: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4.0mm, A=0mm No 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 No Pos d-spacing [°2Th.] [Å] 38.3526 2.34507 38.4516 2.34507 44.6091 2.02962 44.7259 2.02962 65.0026 1.4336 65.1841 1.4336 78.1445 1.22211 78.3759 1.22211 82.311 1.17048 82.3759 1.16972 82.5562 1.17053 82.5601 1.17048 82.5601 1.17048 82.6253 1.16972 82.6253 1.16972 82.6256 1.16972 99.0138 1.01291 99.3458 1.01292 99.3479 1.01291 111.9634 0.92935 112.3864 0.92935 116.5162 0.90578 116.978 0.90578 137.4346 0.82668 138.1717 0.82668 Rel Int [%] 21.83 10.91 52.6 26.3 68.21 34.11 100 50 0.51 0.54 0.22 0.25 0.25 0.27 0.27 0.31 4.58 2.27 2.29 9.59 4.79 19.76 9.88 13.99 6.99 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.137 0.08 78.145 0.123 0.07 65.003 0.116 0.05 44.609 0.117 0.04 38.353 Kích thước tinh thể trung bình FWHM [°2Th.] 0.1166 0.1166 0.1155 0.1155 0.123 0.123 0.1372 0.1372 0.0681 0.0417 0.0653 0.0681 0.0681 0.0417 0.0417 0.0653 0.1817 0.1873 0.1817 0.2282 0.2282 0.2378 0.2378 0.361 0.361 B struct [°2Th] 0.057 0.053 0.066 0.077 Area [cts*°2Th.] 79.79 39.89 192.25 96.12 249.33 124.67 365.51 182.76 1.86 1.98 0.79 0.93 0.93 0.99 0.99 1.14 16.73 8.31 8.36 35.04 17.52 72.22 36.11 51.12 25.56 Height [cts] 586.57 293.28 1376.48 688.24 1630.59 815.29 2134.05 1067.03 21.44 28.99 10.94 10.72 10.72 14.5 14.5 12.42 71.61 34.69 35.81 121 60.5 239.02 119.51 112.04 56.02 Crystallite size [Å] 1795 1777 1301 1092 1390 112 Phụ lục 8: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4.0mm, A=0mm No 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 No Pos d-spacing [°2Th.] [Å] 38.3802 2.34345 38.4793 2.34345 44.6297 2.02873 44.7465 2.02873 65.009 1.43347 65.1905 1.43347 78.1491 1.22205 78.3805 1.22205 82.3584 1.16993 82.6069 1.16994 82.6077 1.16993 82.6077 1.16993 99.0072 1.01296 99.3412 1.01296 111.9511 0.92942 112.374 0.92942 116.5097 0.90581 116.9714 0.90581 137.4099 0.82675 138.1465 0.82675 138.1465 0.82675 Rel Int [%] 26.3 13.15 59.57 29.79 61.2 30.6 100 50 2.23 1.24 1.12 1.12 6.49 3.24 15.21 7.61 26.72 13.36 17.47 8.74 8.96 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.116 0.08 78.149 0.095 0.07 65.009 0.076 0.05 44.63 Kích thước tinh thể trung bình FWHM [°2Th.] 0.0723 0.0723 0.0761 0.0761 0.0953 0.0953 0.1162 0.1162 0.1215 0.1618 0.1215 0.1215 0.1918 0.1918 0.2234 0.2234 0.2531 0.2531 0.347 0.347 0.3613 B struct [°2Th] 0.036 0.025 0.026 Area [cts*°2Th.] 83.86 41.93 189.97 94.98 195.15 97.58 318.89 159.45 7.12 3.96 3.56 3.56 20.68 10.34 48.51 24.25 85.19 42.6 55.72 27.86 28.57 Height [cts] 824.42 412.21 1907.32 953.66 1586.24 793.12 2146.62 1073.31 43.97 19.07 21.99 21.99 84.73 42.37 170.24 85.12 265.09 132.55 127.07 63.53 62.65 Crystallite size [Å] 2843 3768 3303 3305 Phụ lục 9: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4.0mm, A=3.0mm No Pos [°2Th.] 37.892 37.9898 44.1398 d-spacing [Å] 2.37251 2.37251 2.0501 Rel Int [%] 59.33 29.66 100 FWHM [°2Th.] 0.224 0.224 0.18 Area Height [cts*°2Th.] [cts] 173.69 790.28 86.84 395.14 292.75 1496.59 113 10 11 12 13 14 15 16 17 18 44.2553 64.49 64.6697 77.602 77.8311 81.7976 82.0444 98.4189 98.7494 111.3111 111.729 115.8316 116.2872 136.5501 137.2704 No 2.0501 1.44375 1.44375 1.2293 1.2293 1.17652 1.17652 1.01743 1.01743 0.93295 0.93295 0.90916 0.90916 0.8292 0.8292 50 62.81 31.41 53.6 26.8 3.62 1.81 10.81 5.41 12.36 6.18 21.64 10.82 11.15 5.57 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.18 0.05 44.14 0.202 0.07 64.49 0.224 0.04 37.892 0.246 0.08 77.602 Kích thước tinh thể trung bình 0.18 0.2017 0.2017 0.2461 0.2461 0.3449 0.3449 0.3738 0.3738 0.4316 0.4316 0.4744 0.4744 0.7064 0.7064 146.37 183.88 91.94 156.92 78.46 10.58 5.29 31.65 15.83 36.18 18.09 63.35 31.68 32.63 16.32 748.3 783.07 391.54 544.51 272.25 27.85 13.93 73.26 36.63 71.25 35.63 113.69 56.84 38.91 19.46 B struct [°2Th] 0.13 0.132 0.184 0.166 Crystallite size [Å] 659 712 456 614 594 Phụ lục 10: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=4mm, A=3mm No 10 11 12 13 Pos d-spacing [°2Th.] [Å] 38.5066 2.33605 38.6061 2.33605 44.7376 2.02408 44.8548 2.02408 65.0481 1.43271 65.2297 1.43271 78.0939 1.22278 78.325 1.22278 82.2738 1.17092 82.5228 1.17092 98.8072 1.01447 99.1401 1.01447 111.6825 0.93089 Rel Int [%] 24.47 12.23 100 50 80.78 40.39 30.79 15.4 1.91 0.96 11.05 5.53 7.82 FWHM [°2Th.] 0.2104 0.2104 0.1322 0.1322 0.1706 0.1706 0.266 0.266 0.3338 0.3338 0.3235 0.3235 0.3976 Area Height [cts*°2Th.] [cts] 96.26 458.31 48.13 229.16 393.46 2511.33 196.73 1255.67 317.85 1529.95 158.92 764.97 121.16 394.75 60.58 197.38 7.53 20.28 3.77 10.14 43.48 112.78 21.74 56.39 30.76 64.64 114 14 15 16 17 18 112.1032 116.1642 116.6228 136.7729 137.4973 No 0.93089 0.90751 0.90751 0.82856 0.82856 3.91 21.65 10.82 6.49 3.24 0.3976 0.4369 0.4369 0.9225 0.9225 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.132 0.05 44.738 0.171 0.07 65.048 0.266 0.085 78.094 0.21 0.04 38.507 Kích thước tinh thể trung bình B struct [°2Th] 0.082 0.101 0.181 0.17 15.38 85.17 42.58 25.52 12.76 32.32 163.3 81.65 24.56 12.28 Crystallite size [Å] 1048 933 565 495 664 Phụ lục 11: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.5mm, A=0mm No Pos [°2Th.] FWHM [°2Th.] Area [cts*°2Th.] 10 11 12 13 14 15 16 38.2836 38.3824 44.5468 44.6634 64.9392 65.1205 78.0798 78.3108 98.9513 99.2849 111.9168 112.3394 116.4747 116.9361 137.3839 138.12 0.1534 0.1534 0.1468 0.1468 0.1486 0.1486 0.1552 0.1552 0.1821 0.1821 0.22 0.22 0.2159 0.2159 0.3461 0.3461 61.85 30.93 180.22 90.11 357.21 178.6 139.1 69.55 14.26 7.13 42.96 21.48 197.06 98.53 24.09 12.04 No B obs [°2Th] 0.147 0.147 B std Peak pos [°2Th] [°2Th] 0.07 64.939 0.05 44.547 dspacing [Å] 2.34914 2.34914 2.03231 2.03231 1.43484 1.43484 1.22297 1.22297 1.01338 1.01338 0.9296 0.9296 0.90598 0.90598 0.82682 0.82682 B struct [°2Th] 0.077 0.097 Height [cts] Rel Int [%] 370.06 185.03 1072.5 536.25 1928.44 964.22 716.55 358.28 62.43 31.21 152.93 76.47 711.87 355.93 54.97 27.49 19.19 9.59 55.61 27.81 100 50 37.16 18.58 3.24 1.62 7.93 3.97 36.91 18.46 2.85 1.43 Crystallite size [Å] 1226 885 115 0.155 0.08 78.08 0.216 0.12 116.475 Kích thước tinh thể trung bình 0.075 0.096 1360 1574 1273 Phụ lục 12: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.5mm, A=0mm No Pos [°2Th.] FWHM [°2Th.] Area [cts*°2Th.] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 38.137 38.2354 44.3906 44.5068 64.7923 64.9731 77.9431 78.1737 82.1634 82.4119 98.8333 99.1662 111.803 112.2247 116.3571 116.8174 137.2719 138.0058 0.098 0.098 0.0935 0.0935 0.1092 0.1092 0.1298 0.1298 0.1714 0.1714 0.1941 0.1941 0.2211 0.2211 0.2411 0.2411 0.3892 0.3892 67.06 33.53 178.53 89.27 228.64 114.32 125.74 62.87 5.1 2.55 16.21 8.11 51.29 25.65 182.39 91.2 26.14 13.07 No B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.109 0.07 64.792 0.094 0.05 44.391 0.13 0.08 77.943 Kích thước tinh thể trung bình dspacing [Å] 2.35783 2.35783 2.0391 2.0391 1.43774 1.43774 1.22477 1.22477 1.17221 1.17221 1.01427 1.01427 0.93023 0.93023 0.90656 0.90656 0.82714 0.82714 B struct [°2Th] 0.039 0.044 0.05 Height [cts] Rel Int [%] 548.62 274.31 1510.71 755.35 1636.2 818.1 766.91 383.45 23.8 11.9 65.37 32.69 184.76 92.38 601.76 300.88 53.33 26.66 33.53 16.77 92.33 46.17 100 50 46.87 23.44 1.45 0.73 11.29 5.65 36.78 18.39 3.26 1.63 Crystallite size [Å] 2400 1972 2052 2141 116 Phụ lục 13: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.5mm, A=3.0mm No Pos [°2Th.] FWHM [°2Th.] Area [cts*°2Th.] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 38.2984 38.3973 44.5327 44.6493 64.8499 65.0309 77.9513 78.1819 82.1549 82.4034 98.7274 99.0597 111.5945 112.0145 116.0812 116.539 136.7286 137.4522 142.0663 142.0663 0.1166 0.1166 0.1238 0.1238 0.1635 0.1635 0.2085 0.2085 0.3081 0.3081 0.3411 0.3411 0.4158 0.4158 0.5244 0.5244 0.6469 0.6469 2.7942 0.0125 178.38 89.19 582.14 291.07 240.48 120.24 176.62 88.31 11.81 5.91 63.46 31.73 47.19 23.6 110.13 55.07 30.29 15.15 15.18 1073.75 No B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.124 0.05 44.533 0.117 0.04 38.298 0.163 0.07 64.85 Kích thước tinh thể trung bình dspacing [Å] 2.34826 2.34826 2.03292 2.03292 1.4366 1.4366 1.22466 1.22466 1.17231 1.17231 1.01508 1.01508 0.93138 0.93138 0.90792 0.90792 0.82868 0.82868 0.81655 0.81655 B struct [°2Th] 0.074 0.077 0.094 Height [cts] Rel Int [%] 1302.19 651.09 3975.88 1987.94 1221.01 610.5 699.38 349.69 33.83 16.91 157.52 78.76 95.65 47.82 182.35 91.17 38.86 19.43 5.91 32.75 16.38 100 50 30.71 15.36 17.59 8.8 0.85 0.43 3.96 1.98 2.41 1.2 4.59 2.29 0.98 0.49 0.15 Crystallite size [Å] 1163 1098 1007 1089 117 Phụ lục 14: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.5mm, A=3.0mm No Pos [°2Th.] FWHM [°2Th.] Area [cts*°2Th.] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 38.4139 38.5131 44.6073 44.7241 64.9019 65.0831 77.9817 78.2124 82.2138 82.4624 98.6603 98.9922 111.5237 111.9432 116.0304 116.4878 136.6211 137.3427 0.1225 0.1225 0.1312 0.1312 0.1704 0.1704 0.226 0.226 0.2242 0.2242 0.3007 0.3007 0.4467 0.4467 0.4601 0.4601 1.2136 1.2136 101.09 50.55 425.16 212.58 434.97 217.48 126.97 63.49 5.19 2.59 38.83 19.41 40.03 20.02 155.13 77.56 25.89 12.94 No B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.131 0.05 44.607 0.17 0.07 64.902 0.123 0.04 38.414 Kích thước tinh thể trung bình dspacing [Å] 2.34147 2.34147 2.02969 2.02969 1.43558 1.43558 1.22426 1.22426 1.17162 1.17162 1.01559 1.01559 0.93177 0.93177 0.90817 0.90817 0.82899 0.82899 B struct [°2Th] 0.081 0.1 0.083 Height [cts] Rel Int [%] 709.69 354.84 2755.81 1377.91 2131.2 1065.6 470.15 235.08 19.1 9.55 106.82 53.41 76.63 38.32 284.57 142.28 20.15 10.08 25.75 12.88 100 50 77.33 38.67 17.06 8.53 0.69 0.35 3.88 1.94 2.78 1.39 10.33 5.16 0.73 0.37 Crystallite size [Å] 1060 941 1014 1005 Phụ lục 15: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.0mm, A=0mm No Pos [°2Th.] 38.4248 38.524 44.6742 44.7912 65.058 FWHM [°2Th.] 0.0878 0.0878 0.0839 0.0839 0.0931 Area d-spacing [cts*°2Th.] [Å] 41.23 2.34083 20.62 2.34083 134.18 2.02681 67.09 2.02681 284 1.43251 Height [cts] 362.81 181.41 1182.3 591.15 2245.12 Rel Int [%] 16.16 8.08 52.66 26.33 100 118 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 65.2397 78.1934 78.425 82.4003 82.6498 99.0479 99.3821 111.9984 112.4185 112.4217 112.4217 116.5535 117.0156 137.4375 138.1746 No 0.0931 0.1169 0.1169 0.157 0.157 0.1803 0.1803 0.1946 0.2191 0.1946 0.1946 0.226 0.226 0.4694 0.4694 142 118.97 59.48 4.03 2.01 12.95 6.48 34.71 18.75 17.36 17.36 155.73 77.86 23.87 11.94 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.0931 0.07 65.058 0.084 0.06 44.674 0.117 0.075 78.193 Kích thước tinh thể trung bình 1.43251 1.22147 1.22147 1.16944 1.16944 1.01265 1.01265 0.92916 0.92917 0.92916 0.92916 0.9056 0.9056 0.82667 0.82667 B struct [°2Th] 0.023 0.024 0.042 1122.56 760.63 380.32 20.07 10.03 55.86 27.93 139.04 67.3 69.52 69.52 541.27 270.63 40.74 20.37 50 33.88 16.94 0.89 0.45 2.49 1.24 6.19 3.1 3.1 24.11 12.05 1.81 0.91 Crystallite size [Å] 4097 3579 2437 3371 Phụ lục 16: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.0mm, A=0mm No 10 11 12 13 Pos [°2Th.] 38.3907 38.4898 44.632 44.7489 65.0038 65.1853 78.1386 78.3699 82.3614 82.6107 98.9826 99.3164 111.9295 FWHM [°2Th.] 0.0779 0.0779 0.0778 0.0778 0.0955 0.0955 0.1164 0.1164 0.1632 0.1632 0.1691 0.1691 0.2156 Area d-spacing [cts*°2Th.] [Å] 33.77 2.34283 16.88 2.34283 148.15 2.02863 74.08 2.02863 304.66 1.43357 152.33 1.43357 113.99 1.22219 56.99 1.22219 3.29 1.16989 1.65 1.16989 12.15 1.01314 6.08 1.01314 35.4 0.92953 Height [cts] 321.73 160.86 1367.58 683.79 2538.8 1269.4 764.4 382.2 15.77 7.88 55.48 27.74 128.91 Rel Int [%] 12.67 6.34 53.87 26.93 100 50 30.11 15.05 0.62 0.31 2.19 1.09 5.08 119 14 15 16 17 18 112.3522 116.4737 116.935 137.3581 138.0937 No 0.2156 0.2271 0.2271 0.3682 0.3682 17.7 179.33 89.66 20.84 10.42 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.095 0.07 65.004 0.078 0.05 44.632 0.116 0.08 78.139 Kích thước tinh thể trung bình 0.92953 0.90599 0.90599 0.82689 0.82689 B struct [°2Th] 0.025 0.028 0.036 64.45 618.13 309.07 44.87 22.44 2.54 24.35 12.17 1.77 0.88 Crystallite size [Å] 3768 3067 2811 3215 Phụ lục 17: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.0mm, A=3.0mm No Pos [°2Th.] FWHM [°2Th.] Area [cts*°2Th.] 10 11 12 13 38.1655 38.264 44.4077 44.524 64.7298 64.9104 77.8395 78.0696 82.0488 82.2967 98.6602 98.9922 111.5168 0.1765 0.1765 0.1905 0.1905 0.2413 0.2413 0.2783 0.2783 0.2483 0.2483 0.4466 0.4466 0.6605 168.73 84.36 459.64 229.82 169.56 84.78 164.6 82.3 9.34 4.67 43.95 21.97 55.55 dspacing [Å] 2.35614 2.35614 2.03835 2.03835 1.43898 1.43898 1.22614 1.22614 1.17356 1.17356 1.01559 1.01559 0.93181 Height [cts] Rel Int [%] 906.77 453.39 2243.53 1121.77 627.86 313.93 517.53 258.76 31.61 15.81 88.55 44.27 78.43 40.42 20.21 100 50 27.99 13.99 23.07 11.53 1.41 0.7 3.95 1.97 3.5 120 14 15 16 17 18 111.9363 116.0496 116.5072 136.6984 137.4214 No 0.6605 0.569 0.569 1.0082 1.0082 27.77 137.03 68.51 40.5 20.25 B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.191 0.05 44.408 0.176 0.04 38.166 0.241 0.07 64.73 Kích thước tinh thể trung bình 0.93181 0.90807 0.90807 0.82877 0.82877 39.22 212.01 106.01 36.4 18.2 1.75 9.45 4.72 1.62 0.81 B struct [°2Th] 0.141 0.136 0.171 Crystallite size [Å] 609 618 550 592 Phụ lục 18: Vị trí đỉnh giá trị kích thước tinh thể trung bình mặt mẫu B=3.0mm, A=3.0mm No Pos [°2Th.] FWHM [°2Th.] Area [cts*°2Th.] 10 11 12 13 14 37.8171 37.9146 43.9996 44.1147 64.3462 64.5254 77.4755 77.7041 98.2144 98.5437 111.1733 111.59 115.6544 116.1085 0.1936 0.1936 0.1954 0.1954 0.2416 0.2416 0.2971 0.2971 0.3799 0.3799 0.7106 0.7106 0.5851 0.5851 62.18 31.09 500.61 250.31 701.86 350.93 117.9 58.95 44.56 22.28 34.94 17.47 133.37 66.69 No B obs B std Peak pos [°2Th] [°2Th] [°2Th] 0.242 0.07 64.346 0.195 0.05 44 0.297 0.08 77.476 Kích thước tinh thể trung bình dspacing [Å] 2.37704 2.37704 2.0563 2.0563 1.44663 1.44663 1.23099 1.23099 1.019 1.019 0.93372 0.93372 0.91004 0.91004 B struct [°2Th] 0.172 0.145 0.217 Height [cts] Rel Int [%] 315.95 157.97 2401.99 1201 2593.64 1296.82 351.95 175.97 101.54 50.77 46.68 23.34 202.35 101.18 12.18 6.09 92.61 46.31 100 50 13.57 6.78 3.91 1.96 1.8 0.9 7.8 3.9 Crystallite size [Å] 547 589 469 535 121 122