Thực nghiệm quá trình xử lý nhiệt bề mặt lõm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT BỀ MẶT LÕM GVHD: PGS TS PHẠM SƠN MINH SVTH: NGUYỄN KHẮC LUÂN TRƯƠNG TRỌNG NHÂN ĐỖ LÊ NHỨT NAM SKL010983 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT BỀ MẶT LÕM GVHD: PGS TS PHẠM SƠN MINH SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN KHẮC LUÂN 19144154 TRƯƠNG TRỌNG NHÂN 19144167 ĐỖ LÊ NHỨT NAM 19144157 LỚP: 19144CL2A KHĨA: 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ / năm học 2022 - 2023 Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Sơn Minh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khắc Luân Trương Trọng Nhân Đỗ Lê Nhứt Nam MSSV: 19144154 MSSV: 19144167 Hệ đào tạo: CLV Hệ đào tạo: CLV MSSV: 19144157 Hệ đào tạo: CLV Mã số đề tài: 22223DT72 Tên đề tài: THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT BỀ MẶT LÕM Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Thiết bị tơi bề mặt - Phơi: Thép C50, kích thước: 180 x 50 x Nội dung đồ án: - Tìm hiểu thiết bị tơi bề mặt dạng lõm - Lên phương án di chuyển nguồn nhiệt - Thực nghiệm với thông số khác - Đo độ cứng, tổng hợp phân tích kết Các sản phẩm dự kiến - Thuyết minh trình thực nghiệm - Các giá trị độ cứng khác nhau, ứng với thông số khác Ngày giao đồ án: 15/03/2023 Ngày nộp đồ án: 15/07/2023 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Được phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Nguyễn Khắc Luân MSSV: 19144154 Hội đồng: 05 Họ tên sinh viên: Trương Trọng Nhân MSSV:19144167 Hội đồng: 05 Họ tên sinh viên: Đỗ Lê Nhứt Nam MSSV:19144157 Hội đồng: 05 Tên đề tài: THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT BỀ MẶT LÕM Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật khí Họ tên GV hướng dẫn: PGS TS Phạm Sơn Minh Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực ĐATN 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: ii 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày 21 tháng 07 năm 2023 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii LỜI CAM KẾT Tên đề tài: THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT BỀ MẶT LÕM GVHD: PGS TS Phạm Sơn Minh Họ tên sinh viên: Nguyễn Khắc Luân SĐT: 0396307923 MSSV: 19144154 Lớp: 19144CL2A Email: 19144154@student.hcmute.edu.vn Họ tên sinh viên: Trương Trọng Nhân SĐT: 0349289441 MSSV: 19144167 Lớp: 19144CL2A Email: 19144167@student.hcmute.edu.vn Họ tên sinh viên: Đỗ Lê Nhứt Nam SĐT: 0969491448 MSSV: 19144157 Lớp: 19144CL2A Email: 19144157@student.hcmute.edu.vn Địa sinh viên: Thành phố Hồ Chí Minh Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/07/2023 Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết đã cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2023 Ký tên iv LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án tốt nghiệp trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Nhóm em giao đề tài đồ án tốt nghiệp nghiên cứu về: “Thực nghiệm trình xử lý nhiệt bề mặt lõm” Để đồ án đạt kết tốt đẹp, chúng em nhận hỗ trợ nhiệt tình thầy cơ, tổ chức, cá nhân ngồi trường Với lịng biết ơn chân thành nhất, cho phép chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất thầy cô, cá nhân, quan tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trình học tập làm đồ án Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy PGS TS Phạm Sơn Minh, thầy TS Trần Minh Thế Uyên, thầy TS Nguyễn Văn Thức, thầy ThS Nguyễn Văn Minh quan tâm giúp đỡ, bảo, định hướng công việc làm tới tìm cách giải vấn đề để đạt kết tối ưu thời gian qua Và cuối cùng, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến lãnh đạo Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, Khoa, Phòng ban chức năng, nhà xưởng tạo điều kiện giúp đỡ chúng em suốt trình học tập làm đồ án tốt nghiệp Với điều kiện vốn kiến thức hạn chế, trình làm đồ án tốt nghiệp khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Vì chúng em mong nhận đóng góp Thầy, Cơ để đồ án hoàn chỉnh Từ nâng cao kiến thức thân phục vụ tốt q trình làm việc sau Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 08 năm 2023 Sinh viên thực Nguyễn Khắc Luân Trương Trọng Nhân Đỗ Lê Nhứt Nam v TÓM TẮT ĐỒ ÁN Ngày khái niệm xử lý nhiệt, có xử lý nhiệt bề mặt phương pháp nhiệt luyện phổ biến ngành khí chế tạo nói chung Q trình giúp cho bề mặt cứng chịu mài mòn, va đập, áp lực cao so với lõi vật liệu Phương pháp thường sử dụng để cải thiện độ bền tuổi thọ chi tiết máy móc, phận cơng cụ thành phần bề mặt khác Tận dụng ưu điểm nói trên, khoảng thời gian gần đây, nhiều người tiến hành nghiên cứu cho phương pháp bề mặt nhằm tiết kiệm thời gian, chi phí, đảm bảo an tồn với người mơi trường xung quanh Trong đó, có phương pháp xử lý nhiệt bề mặt lõm hồ quang Phương pháp giống với phương pháp bề mặt khác sử dụng hồ quang máy hàn TIG để tơi bề mặt chi tiết có dạng lõm Tuy nhiên, để đạt kết mong muốn độ cứng tổ chức tế vi mẫu sau bề mặt yếu tố quan trọng phải đảm bảo cân nhắc Vì thế, vấn đề tiến hành thực nghiệm đề tài Hiện tại, Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu đề tài Để kiểm tra ảnh hưởng q trình tơi đến độ cứng tổ chức tế vi mẫu, nhóm em đưa thông số khác để thực nghiệm Sau có thơng số cần thiết, nhóm tiến hành thực nghiệm tơi bề mặt kết hợp phương pháp hàn TIG máy CNC Các mẫu sau với thông số khác kiểm tra độ cứng Rockwell, Vickers đem quan sát tổ chức tế vi kính hiển vi Từ đó, thu số liệu cần thiết nhằm phục vụ cho việc phân tích chất lượng phương pháp tơi bề mặt đưa thông số tối ưu cho phương pháp Sinh viên thực Nguyễn Khắc Luân Trương Trọng Nhân Đỗ Lê Nhứt Nam vi ABSTRACT Today, the concept of heat treatment, including surface hardening heat treatment, is a popular heat treatment method in the mechanical engineering industry in general This process makes the surface harder and more resistant to abrasion, impact, or pressure than the core of the material This method is commonly used to improve the strength and longevity of machine parts, tool parts or other surface components Taking advantage of the above advantages, in recent times, many people have conducted research and released newer surface hardening methods to save time, costs, as well as ensure safety with people and the environment Among them, there is the method of heat treatment of concave surface by arc treatment This method is basically quite similar to other surface quenching methods but uses the arc of a TIG welder to harden the surface of the part to a concave shape However, to achieve the desired results, the hardness and microstructure of the sample after surface curing are important factors that must be ensured and considered Therefore, this problem will be conducted experimentally in this thesis Currently, there are not many studies on this topic in Vietnam To test the influence of the quenching process on the hardness and microorganism of the samples, the team gave different quenching parameters for experiment After obtaining the necessary parameters, the team conducted an experimental surface quenching by a combination of TIG welding and CNC machines After being hardened with different parameters, the samples will be tested for Rockwell, Vickers hardness and taken to observe the microscopic organization by microscopy From there, the necessary data are obtained to serve the quality analysis of the surface hardening method and give the optimal set of parameters for this method vii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM KẾT iv LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT ĐỒ ÁN vi ABSTRACT vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xiv CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài: 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 1.2.1 Ý nghĩa khoa học: 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 1.4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.5 Phương pháp nghiên cứu: 1.5.1 Nghiên cứu lý thuyết: 1.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm: 1.6 Kết cấu đề tài: CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu: 2.2 Đặc tính phương pháp: 2.3 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài: 2.3.1 Tình hình nghiên cứu nước: 2.3.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước: 2.4 Giới hạn đề tài: CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT viii CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 6.1 Độ cứng Rockwell (HRC): 6.1.1 Kết trường hợp đơn biến: 6.1.1.1 Biến thiên độ cứng Rocwell cường độ dịng điện tơi: ĐỘ CỨNG (HRC) ĐỘ CỨNG BIẾN THIÊN THEO DÒNG ĐIỆN 42 41 40 39 38 37 36 35 34 41.16 38.92 37.82 100 110 120 37.36 36.84 130 140 DÒNG ĐIỆN TƠI (A) Hình Biểu đồ độ cứng Rocwell cường độ dịng điện tơi Nhận xét: Trong trường hợp thay đổi cường độ dịng điện tơi, thấy độ cứng mẫu có thay đổi so với mẫu trước (< 18) Cụ thể, độ cứng tăng lên đến 41.16 HRC Tuy nhiên, thông số độ cứng tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện, mức 100 A độ cứng đạt cao 41.16 HRC sau giảm dần xuống 36.84 HRC mức 140 A Tuy nhiên, có sai số trình đo độ cứng 6.1.1.2 Biến thiên độ cứng Rocwell tốc độ tôi: ĐỘ CỨNG BIẾN THIÊN THEO TỐC ĐỘ ĐỘ CỨNG (HRC) 60 49.58 50 39.4 37.82 38.4 175 200 225 40 34.88 30 20 10 150 250 TỐC ĐỘ TƠI (MM/PHÚT) Hình Biểu đồ độ cứng Rocwell tốc độ Nhận xét: Theo trường hợp biến thiên tốc độ mẫu, thấy thay đổi độ cứng tương đối rõ Khi tốc độ 150 mm/phút q trình tơi trường hợp diễn chậm, 64 làm cho mẫu tơi thời gian dài hình thành tổ chức Martensite Austenite rõ ràng có độ cứng cao (49.58 HRC) Và tăng tốc độ lên trình tơi diễn nhanh làm cho mẫu khơng kịp hình thành tổ chức Martensite Austenite hồn chỉnh dẫn đến độ cứng giảm dần (34.88 HRC) 6.1.1.3 Biến thiên độ cứng Rocwell chiều dài hồ quang: ĐỘ CỨNG (HRC) ĐỘ CỨNG BIẾN THIÊN THEO CHIỀU DÀI HỒ QUANG 50 41.78 40 35.88 37.82 1.5 33.86 35.8 2.5 30 20 10 CHIỀU DÀI HỒ QUANG (MM) Hình Biểu đồ độ cứng Rocwell chiều dài hồ quang Nhận xét: Theo biểu đồ, thấy chiều dài hồ quang có ảnh hưởng nhiều đến độ cứng mẫu sau Hồ quang ngắn (cách bề mặt mẫu mm) tơi mẫu có độ cứng cao (41.78 HRC) hồ quang xa (cách bề mặt mẫu mm) độ cứng giảm (35.8 HRC) Tuy nhiên biến thiên độ cứng trường hợp khơng có độ cứng tăng giảm liên tục, phần sai lệch khoảng cách hồ quang máy chạy không đều, gá mẫu chưa đc phẳng, phần trình đo độ cứng xảy sai số 6.1.1.4 Biến thiên độ cứng Rocwell lượng khí Argon: ĐỘ CỨNG (HRC) ĐỘ CỨNG BIẾN THIÊN THEO LƯỢNG KHÍ AR 50 39.56 44.872 37.82 40 36.48 28.9 30 20 10 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 LƯỢNG KHÍ AR (LÍT/PHÚT) Hình Biểu đồ giữ độ cứng Rockwell lượng khí Argon 65 Nhận xét: Trong trường hợp thay đổi lượng khí Argon tơi trên, thấy có thay đổi nhiều độ cứng Khí Argon không gây thay đổi đáng kể độ cứng hồ quang Argon thường sử dụng khí bảo vệ q trình tơi để bảo vệ khu vực hồ quang khỏi tác động không khí bên ngồi, oxi độ ẩm Tuy nhiên, khí Argon đơi lúc gây ảnh hưởng đến đường tơi, khí q mạnh làm thay đổi bề mặt tơi làm cho độ cứng thay đổi phần gặp sai số trình đo 6.1.1.5 Biến thiên độ cứng Rocwell xung: ĐỘ CỨNG BIẾN THIÊN THEO XUNG ĐỘ CỨNG (HRC) 46 44.72 44 41.46 42 38.58 40 37.82 37.34 38 36 34 32 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 XUNG (S) Hình Biểu đồ độ cứng Rocwell xung Nhận xét: Theo biểu đồ biến thiên trên, Nhóm thấy thời gian kích xung ảnh hưởng đến q trình tơi độ cứng thép sau Độ cứng biến thiên không đều, dao động từ 37.34 HRC mức xung cao 0.7s đến mức xung thấp 0.3s độ cứng lại cao đến 44.72 HRC, điều cho thấy được, việc thay đổi giá trị xung độ cứng có thay đổi khơng theo chiều hướmg cụ thể Ngồi ra, xảy sai số q trình đo độ cứng nên làm giá trị độ cứng chưa ổn định Kết luận: Từ biểu đồ biến thiên độ cứng Rockwell thông số, thấy trường hợp đơn biến thơng số thơng số có ảnh hưởng đến độ cứng bề mặt mẫu q trình tơi, số liệu thu cao biến thiên không theo chiều hướng cụ thể, nguyên nhân phần q trình thử nghiệm thơng số nên chưa tối ưu, phần sai số q trình đo máy móc thiết bị phục vụ q trình thực nghiệm chưa đáp ứng 66 6.1.2 Kết trường hợp đa biến (Taguchi): Trong trường hợp này, nhóm có kết độ cứng thơng số tơi bảng 5.2, ta tiến hành nhập tất giá trị độ cứng vào phần mềm Minitab để phần mềm tính tốn đưa kết cụ thể trực quan 6.1.2.1 Đánh giá kết theo thông số ảnh hưởng đến tỉ số S/N: Bảng Đánh giá kết theo thông số ảnh hưởng đến tỉ số S/N Level V I L Q XUNG 31.99 31.05 30.74 30.81 31.01 31.07 30.95 30.95 30.48 30.92 31.11 30.74 31.03 30.77 30.69 29.76 31.21 30.92 31.54 31.06 30.38 30.35 30.66 30.70 30.64 Delta 2.23 0.87 0.36 1.06 0.42 Rank Hình 6 Biểu đồ ảnh hưởng độ cứng với tỷ số SN Nhận xét: Theo hình 6.6 bảng 6.1, cho thấy ảnh hưởng thông số với tỷ số S/N 67 Ở yếu tố tốc độ V (mm/phút) yếu tố ảnh hưởng xếp đầu tiên mạnh nhất, thay đổi tỷ số diễn không đáng kể khoảng từ 150 mm/phút đến 175 mm/phút, tỷ số S/N thay đổi từ 31.99 xuống 31.07, nhiên mức độ thay đổi không mạnh, khoảng từ 175 mm/phút đến 200 mm/phút, tỷ số S/N có xu hướng tăng hầu khơng thay đổi, tăng từ 31.07 lên 31.11 , khoảng từ 200 mm/phút đến 215 mm/phút, lúc tỷ số S/N có thay đổi mạnh, tỷ số S/N từ 31.11 giảm cịn 29.76 , sau tăng nhẹ từ 29.76 lên 30.38 khoảng từ 225 mm/phút đến 250 mm/phút Điều cho thấy, tỷ số S/N có phần tỷ lệ nghịch với tốc độ tôi, tốc độ tăng làm cho q trình tơi diễn nhanh hơn, việc hình thành tổ chức martensite chưa hồn thiện làm cho tỷ số S/N thấp Giá trị tỷ số S/N cao ta thấy yếu tố 31.99 tốc độ V 100 mm/phút Lượng khí Q (lít/phút) yếu tố ảnh hướng thứ hai đến tỷ số S/N, tỷ số S/N thay đổi không theo chiều hướng định Cụ thể, khoảng từ 8.5 lít/phút đến 9.5 lít/phút tỷ số S/N có xu hướng giảm nhẹ từ 30.81 xuống 30.48 sau lần lượt tăng lên lại từ 30.48 đến 30.77 từ 30.77 đến 31.54 khoảng tương ứng từ 9.5 lít/phút đến 10.5 lít/ phút từ 10.5 lít/phút đến 11.5 lít/phút Sau đó, lại tiếp tục giảm khoảng lại từ 11.5 lít/phút đến 12.5 lít/phút với giá trị tỷ số S/N từ 31.54 giảm từ 30.7 Giá trị tỷ số S/N cao yếu tố gây ảnh hưởng 31.54 giá trị lượng khí Q 11.5 lít/phút Cường độ dòng điện I (A) yếu tố ảnh hưởng thứ ba đến tỷ số S/N thay đổi từ cường độ 100 A đến 120 A có thay đổi không mạnh, tỷ số S/N giảm từ 31.05 30.74 , cường độ từ 120 A đến 130 A, giá trị tỷ số S/N tăng lên tương đối từ 30.74 lên 31.21 , sau lại có xu hướng giảm từ 130 A đến 140 A, giá trị giảm 30.35 Giá trị tỷ số S/N cao 31.21 giá trị cường độ dòng điện I 130 A Thời gian kích xung (s) yếu tố ảnh hưởng xếp thứ so với tỷ số S/N Sự thay đổi giá trị tỷ số S/N yếu tố có phần tương đồng yếu tố cường độ dịng điện nói trên, nhiên giá trị thay đổi tương đối có phần nhỏ nhiều Cụ thể từ khoảng 0.3s đến 0.4s giá trị giảm từ 31.01 xuống 30.92, sau tiếp tục giảm xuống 30.69 khoảng từ 0.4s đến 0.5s, sau có phần tăng lên 31.06 khoảng 0.5s đến 0.6s, cuối lại giảm xuống 30.64 khoảng 0.6s đến 0.7s Giá trị tỷ số S/N đạt cao yếu tố 31.06 thời gian kích xung 0.6s Yếu tố cuối ảnh hướng đển tỷ số S/N chiều dài hồ quang L (mm), ta thấy giá tị có xu hướng tăng lên khoảng từ mm đến 1.5 mm từ 30.74 lên 30.95, sau tiếp tục tăng lên 31.03 khoảng từ 1.5 mm đến mm, từ khoảng giá trị bắt đầu có xu hướng giảm dần 30.92 khoảng từ mm đến 2.5 mm giảm tiếp 30.66 khoảng cuối từ 2.5 mm đến mm Ta thấy giá trị tỷ số S/N biến thiên theo vòng cung gần 68 đối xứng thông qua giá trị giá trị cao 31.03 giá trị L mm 6.1.2.2 Đánh giá kết theo thông số ảnh hưởng đến độ cứng: Bảng Đánh giá kết thông số ảnh hưởng đến độ cứng Level V I L Q XUNG 39.82 36.01 34.70 35.05 35.79 36.03 35.61 35.55 33.70 35.23 35.96 34.56 35.77 34.86 34.44 30.88 36.53 35.51 37.87 36.05 33.15 33.13 34.31 34.37 34.32 Delta 8.94 3.41 1.46 4.17 1.73 Rank Hình Biểu đồ thông số ảnh hưởng đến độ cứng Nhận xét: Kết ảnh hưởng thông số đến độ cứng tương đồng xét ảnh hưởng chúng đến tỷ lệ S/N Tốc độ V thơng số xếp thứ nhất, lượng khí Q xếp thứ hai, dịng điện tơi I, sau thời gian kích xung cuối chiều dài hồ quang L Xu hướng ảnh hưởng thông số đến độ cứng có đồ thi tương tự với tỷ lệ S/N 69 Kết luận: Qua kết thí nghiệm phân tích số liệu bảng 6.1, 6.2 hình 6.6, 6.7 nhóm có thơng số tơi tối ưu sau: • Tốc độ tơi A: 100 mm/phút • Cường độ dịng điện tơi I: 130 A • Chiều dài hồ quang L: mm • Lượng khí Q: 11.5 lít/phút • Thời gian kích xung: 0.6 s 6.2 Độ cứng tế vi (HV0.3): ĐỘ CỨNG TẾ VI (MẪU 06) 700 576 600 537 Độ cứng HV0.3 500 445 459 440 522 461 459 514 511 447 410 427 417 400 319 275 300 230 244 234 256 239 243 190 176 180 200 173 176 100 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 900 1000 800 700 600 500 400 300 200 100 Chiều sâu từ bề mặt (um) Hình Biểu đồ độ cứng tế vi ứng với chiều sâu bề mặt Nhận xét: Từ kết đo được, thu kết độ cứng tế vi trung bình vùng tơi 473.21 HV0.3 biểu diễn biểu đồ biến thiên độ cứng tế vi với chiều sâu bề mặt Ta thấy độ cứng biến thiên theo chiều hướng giảm dần so với chiều sâu bề mặt Độ cứng tương đối ổn định biến thiên từ chiều sâu 100 (μm) đến 1400 (μm) với giá trị độ cứng tương đương 445 HV0.3 đến 417 HV0.3 ta thấy nằm chiều sâu 1200 μm 576 HV0.3, lý chiều sâu khu vực chịu ảnh hưởng tơi hồ quang có hình thành tổ chức Martensite nên độ cứng cao Từ chiều sâu 2000 (μm) đến 2700 (μm) có độ cứng giảm rõ rệt từ 256 HV0.3 xuống 176 HV0.3, nguyên nhân biến thiên khu vực nằm ngồi vùng tơi hồ quang (khu vực vùng vật liệu có hai tổ chức 70 Pearlite Ferrite) nên độ cứng có phần mềm giảm dần đến mức gần sát với độ cứng thép trước Kết luận: Kết cho ta thấy hiệu q trình tơi bề mặt hồ quang tương đối Dù số liệu có phần chênh lệch chứng minh thông số ảnh hưởng đến biến đổi độ cứng thép theo chiều sâu từ bề mặt 71 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN Thơng qua q trình thực ĐATN, nhóm hoàn thành yêu cầu đề tổng hợp báo cáo theo format với đầy đủ hình thức nội dung, bao gồm tính cấp thiết, mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Nhìn chung, nội dung ĐATN hồn thành vấn đề sau: • Ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội thể việc tìm kiếm tài liệu liên quan đến hồ quang hàn TIG chuẩn bị máy móc thiết bị cho q trình thực nghiệm • Thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá thể việc thành lập bảng thông số thực nghiệm mẫu, đưa kết quả, nhận xét mẫu độ cứng bề mặt tổ chức tế vi • Khả cải tiến phát triển thể việc di chuyển nguồn nhiệt điều chỉnh thông số để thực trình xử lý nhiệt mẫu đạt tính thẩm mĩ, độ cứng bề mặt đạt yêu cầu • Khả sử dụng cơng cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành thể việc nghiên cứu, thiết kế mẫu tơi, viết chương trình NC để di chuyển nguồn nhiệt theo biên dạng mẫu, tiến hành thực việc kiểm tra tổ chức tế vi đánh giá kết Thơng qua q trình thực nghiệm bề mặt hồ quang trình đo độ cứng, quan sát tổ chức tế vi chương xử lí thơng số, đánh giả kết chương 5, thấy ảnh hưởng hiệu của thông số đến độ cứng, tổ chức tế vi bề mặt Với trường hợp thực nghiệm thông số đơn biến, theo kết phân tích thấy giá trị độ cứng tương ứng với thông số mà ta thực nghiệm tương đối cao ổn định Tuy nhiên, trường hợp biến thiên thông số tự đề xuất theo dựa thơng số có sẵn ban đầu nên có phần thiếu tính khoa học, logic độ tin cậy trường hợp thấp Với trường hợp đa biến có phần ngược lại, thông số biến thiên, thay đổi, xếp dựa phương pháp Taguchi thực phần mềm Minitab nên kết đo độ cứng không cao trường hợp đa biến giữ ổn định Tuy nhiên, phương pháp đa biến tính tốn xếp theo phương pháp Taguchi phần mềm nên có phần logic khoa học hơn, độ tin cậy, thuyết phục cao Từ trường hợp này, ta có sở để rút thông số tối ưu cho đề tài - Quá trình nhiệt luyệt bề mặt lõm Các tổ chức tế vi mẫu tiêu biểu đáp ứng yêu cầu cho ta thấy xuất tổ chức hình thành sau tơi Martensite hình kim nằm phân bố phần lại Austenite (Austenite dư) 72 Với sau trình thực đề tài này, kết đạt được ứng dụng việc đưa dự đoán thay đổi tính mẫu làm sở để xây dựng nên quy trình tơi hồ quang khác có quy mô lớn phức tạp hơn, đưa tiêu chí để đánh giá sản phẩm, mẫu đạt độ cứng bề mặt ổn định tính thẩm mĩ cao Cuối cùng, q trình thực đề tài đạt sản phẩm cụ thể sau: • Thuyết minh q trình thực nghiệm • Bảng thơng số kết độ cứng trường hợp đơn biến đa biến (Taguchi) • Bộ thơng số tối ưu q trình thực nghiệm • Mẫu tơi chạy tất trường hợp Khó khăn: Trong q trình thực nghiệm làm đề tài, nhóm đơi lúc gặp phải nhiều khó khăn khoảng thời gian đầu Về chuẩn bị mẫu tơi, kinh phí hạn chế nên nhóm chọn mẫu gia cơng phương pháp dập theo khn thay phương pháp cắt dây với việc chưa có đồ gá chun dụng để gá mẫu tơi, lí mà hình dạng kích thước có phần sai lệch tương đối nhiều so với vẽ thiết kế mẫu ban đầu, gây khó khăn việc viết chương trình NC chạy theo biên dạng bề mặt Ngồi cịn vấn đề máy móc thiết bị phục vụ trình xử lý nhiệt, cụ thể máy CNC máy hàn TIG, máy đôi lúc gặp cố hư hỏng điện mặt khí hư nguồn, trục vít me, … điều làm ảnh hưởng đến thời gian thực nghiệm Và bàn gá máy CNC chưa cố định chắn nên xảy tình trạng sai lệch biên dạng bề mặt mẫu viết chương trình vận hành máy, dẫn đến tính thẩm mỹ đường chưa đẹp ổn định Giải pháp khắc phục: Thiết kế đồ gá chuyên dụng để gá mẫu, cố định chắn bàn gá lên máy để cố định chắn mẫu giúp cải thiện sai lệch không mong muốn cho trình thực nghiệm khác sau Tuân thủ quy định dùng máy đưa máy chuẩn trước vận hành, không để trục máy chạy hành trình, … cách ly nguồn hàn máy hàn với máy CNC nhằm tránh tình trạng bị tải nguồn vận hành hai lúc Phương hướng phát triển: Dựa vào thông số tối ưu nhóm rút sau q trình thực nghiệm đề tài, tiến hành mẫu để thu kết ổn định tối ưu Khi tiến hành kiểm tra độ cứng bề mặt, cần đo đạc, đánh giá kết chi tiết hơn, kĩ lưỡng hơn, thực nhiều phương pháp quan 73 sát tổ chức tế vi mẫu để đưa nhìn khách quan ảnh hưởng trình tơi bề mặt lõm 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thị n, “Giáo trình vật liệu khí”, Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội, 2005 [2] Nguyễn Ngọc Hùng, Nguyễn Hồng Thanh, “Giáo trình hàn TIG, MAG/MIG”, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định, 2009 [3] Nguyễn Văn Thức, Phạm Thị Hồng Nga, Nguyễn Tử Định, “Giáo trình thí nghiệm vật liệu học,” nhà xuất Đại học quốc gia Hồ Chí Minh, 2020 [4] Susan Swapp, “Scanning Electron Microscopy (SEM)”, University of Wyoming, 2017 https://serc.carleton.edu/research_education/geochemsheets/techniques/SEM.html [5] P Duranton, J Devaus, and V Robin, “Journal of Materials Processing Technology”, 2004 [6] Stanislaw Dymek, “Research Article Surface Laser Quenching as an Alternative Method for Conventional Quenching and Tempering Treatment of 1538 MV Steel”, 2020 [7] James F Lincoln, “TIG welding – Method and Application”, 2019 [8] Nguyễn Thị Thu Hà, Trần Việt Hưng, “Phương pháp Taguchi đánh giá ảnh hưởng số yếu tố đến cường độ vữa geopolymer tro bay”, Khoa học cơng nghệ, 2021 [9] Đinh Bá Trụ, Trần Văn Đồn, Phan Thanh Bình, Đinh Văn Hiến, Trần Cơng Thức, Lê Văn Long, Nguyễn Tiến An, “Nghiên cứu luyện xử lý nhiệt số mác thép độ bền cao tiên tiến”, 2019.https://congnghiepcongnghecao.com.vn/tin-tuc/t22124/nghien-cuu-luyen-va-xu-lynhiet-mot-so-mac-thep-do-ben-cao-tien-tien.html 75 PHỤ LỤC I II S K L 0