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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp cán lạnh đến tính vật liệu hợp kim nhơm thể TRẦN QUANG THÁI Ch ên uy NGUYỄN MẠNH THẮNG thai.tq163687@sis.hust.edu.vn thang.nm163847@sis.hust.edu.vn đề t tố Viện Khoa học kỹ thuật Vật liệu Chuyên ngành Cơ học vật liệu Cán kim loại hi ng ệp Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Thị Hồng Huế nh Ki Chữ ký GVHD tế Bộ môn: Cơ học vật liệu Cán kim loại Viện: Khoa học Kỹ thuật Vật liệu HÀ NỘI, 1/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập-Tự do-Hạnh phúc -o0o NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Mạnh Thắng, Trần Quang Thái Ch Khóa: 61 Ngành học: Cơ học vật liệu & Cán kim loại Hệ quy ên uy Đầu đề thiết kế tốt nghiệp loại thép xây dựng đề Thiết kế xưởng cán thép hình suất 50 vạn năm chuyên sản xuất t tố Chuyên đề: Lò nung đáy bước o Mác thép CT3, CT5 hi ng Số liệu ban đầu ệp o Mặt xưởng nhà máy cán thép Việt Ý, Hòa Phát, Việt Úc… o Các tài liệu thu thập trình thực tập nhà máy học tập Ki Trường Đại học Bách Khoa Hà Nộ, tài liệu Internet nh tế Nội dung thuyết minh tính tốn o Tổng quan cơng nghệ thiết bị …… o Tính tốn cơng nghệ cho sản phẩm thép vằn D16 o Lựa chọn thiết bị o Tính lực cán mơ men cán, cơng suất động o Nghiệm bền thiết bị Các vẽ A0 Biểu đồ chu kỳ cán Bản vẽ hệ thống lỗ hình Bản vẽ phối trục Bản vẽ mặt thiết bị Bảng thông số công nghệ thông số lượng Bản vẽ mặt cắt xưởng cán Bản vẽ giá cán tinh Cán hướng dẫn : Đặng Thị Hồng Huế Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : Ngày 18 tháng năm 2020 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm 2020 Hà Nội, ngày tháng Ch Trưởng Bộ môn năm 2020 Cán hướng dẫn ên uy CHVL Cán kim loại đề TS Đặng Thị Hồng Huế Chủ tịch hội đồng Sinh viên hoàn thành t tố PGS Lê Thái Hùng hi ng Ngày …… tháng ……… năm 2020 ệp nh Ki Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên tế Lời cảm ơn Lời đầu tiên, chúng tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TS Đặng Thị Hồng Huế tận tình hướng dẫn suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Chúng xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô môn Cơ học Vật liệu Cán kim loại, nhà trường tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp cách thuận lợi suốt thời gian qua Qua trình học tập Bộ môn Cơ học Vật liệu Cán kim loại, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, với hướng tiệp cận phương pháp cán lạnh (Cryoroling), học hỏi nhiều điều thú vị nghiên cứu khoa học hiểu biết thêm kiến thức chuyên sâu ngành Khoa học Kỹ thuật Vật Liệu Những kỹ thuật phương pháp độc đáo lạ tạo niềm đam mê hứng thú thời gian theo học Chúng hy vọng thời gian tới tiếp tục tiếp cận tìm hiểu thêm kiến thức lĩnh vực Tóm tắt nội dung đồ án Đồ án tập trung nghiên cứu tìm hiểu phương pháp cán lạnh (Cryoroling) việc cải thiện tính vật liệu hợp kim nhôm AA5052 Trong đồ án nêu rõ khái niệm, sở lý thuyết, thông số ảnh hưởng trình cán lạnh Cũng thực q trình mơ để đánh giá xử lý tính tốn yếu Ch tố liên quan để áp dụng cho q trình thực nghiệm Sau tiến hành thực nghiệm với quy trình khác cán lạnh có xử lý nhiệt trước, cán lạnh khơng xử lý uy nhiệt trước cán lạnh kết hợp cán ấm để dễ dàng so sánh ên Mỗi quy trình khác cho đặc tính trội riêng để có nhiều phương án lựa chọn đề phù hợp Phương pháp cán lạnh giúp tinh chỉnh kích thước hạt nhỏ mịn giúp cho t tố tính, tính chất vật liệu cải thiện rõ rệt so với phương pháp cán nguội thơng thường Từ đề suất phương án phù áp để áp dụng vào thực tiện hi ng ệp nh Ki tế MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ .1 1.1 Nhôm hợp kim nhôm 1.1.1 Nhôm 1.1.2 Hợp kim nhôm 1.1.3 Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền đươc nhiệt luyện hệ Ma-Al 1.2 Các phương pháp cải thiện độ bền vật liệu .5 1.2.1 Các biện pháp hóa bền vật liệu 1.2.2 Vật liệu siêu mịn phương pháp chế tạo vật liệu siêu mịn nano 1.3 1.4 Các phương pháp biến dạng dẻo mãnh liệt SPD 1.3.1 Phương pháp chế tạo vật liệu siêu mịn thể khối .8 1.3.2 Phương pháp chế tạo vật liệu siêu mịn dạng 14 Kết luận 20 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÀI TOÁN CÁN LẠNH NHẰM TẠO VẬT LIỆU CẤU TRÚC SIÊU MỊN 21 Nguyên lý phương pháp cán lạnh 21 2.2 Tổ chức tính chất hợp kim nhơm sau cán lạnh .22 Ch 2.3 Ảnh hưởng số thông số công nghệ đến trình cán lạnh .24 2.3.1 ên uy 2.1 2.3.2 Tốc độ biến dạng 25 2.3.3 Hệ số ma sát 26 2.3.4 Ảnh hưởng biến dạng đàn hồi lượng ép ΔH 27 2.3.5 Thời gian ngâm phôi dung dịch nitơ lỏng .27 Nhiệt độ 24 đề t tố hi ng ệp Mơ q trình cán lạnh 27 2.5 Kết luận 33 nh Ki 2.4 tế CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 34 3.1 Vật liệu thí nghiệm 34 3.2 Quy trình thí nghiệm .36 3.3 3.4 3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm 36 3.2.2 Quy trình phân tích mẫu thí nghiệm .38 Thiết bị tiến hành thực nghiệm 42 3.3.1 Máy cán 42 3.3.2 Lò nung 42 3.3.3 Máy đánh bóng .43 3.3.4 Máy soi tổ chức 43 3.3.5 Máy thử kéo 44 Kết luận 45 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .46 4.1 Kết thử độ bền kéo 46 4.2 Kết chụp ảnh tổ chức tế vi 48 4.3 Giải thích chế hóa bền phương pháp cán lạnh 55 4.4 Kết luận 56 ên uy Ch Tài liệu tham khảo 57 đề t tố hi ng ệp nh Ki tế DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân loại hợp kim Al theo giản đồ pha Hình 1.2 Giản đồ pha hệ Al-Mg Hình 1.3 Ứng dụng hợp kim nhôm .5 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý phương pháp ép kênh gấp khúc Hình 1.5 Cách thức xoay phôi ECAP Hình 1.6 Đường cong ứng suất-biến dạng, lớp vật liệu ECAP 10 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý phương pháp xoắn áp lực cao bên 11 Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý phương pháp rèn đa chiều 12 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý phương nén ép theo chu kỳ 13 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý phương pháp xoắn-ép 13 Hình 1.11 Phương pháp sản xuất vật liệu siêu mịn dạng 15 Hình 1.12 Sơ đồ q trìn cán dính tích lũy 16 Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý cán lạnh 18 Hình 2.1 Mơ hình hình học chia lưới FE trình cán lạnh 28 Hình 2.2 Đồ thị ứng suất biến dạng AA5052 nhiệt độ phòng 29 Hình 2.3 (a) Khối lượng riêng (b) Độ dẫn nhiệt [41] (c) Nhiệt dung riêng [42] (d) Mô đun đàn hồi hợp kim nhiệt độ âm [43] 29 Hình 2.4 Nhiệt độ vùng biến dạng với lượng ép 25% ma sát 0.02 (a) Phơi Ch nhiệt độ phịng (b) Phôi nhiệt độ âm 30 uy Hình 2.5 Nhiệt độ vùng biến dạng với lượng ép 25% phôi nhiệt độ âm (a) ên Ma sát 0.2 (b) Ma sát 0.5 30 đề Hình 2.6 Nhiệt độ vùng biến dạng ma sát 0.5 phôi nhiệt độ âm (a) Lượng ép 25% (b) Lượng ép 50% 31 t tố Hình 2.7 Đồ thị liên hệ nhiệt độ lượng ép mẫu nhôm AA5052 với hệ ng số ma sát khác 32 hi Hình 2.8 Phân bố ứng suất phơi 32 ệp Hình 3.1 Mẫu hợp kim nhôm AA5052 trước cán 34 nh Ki Hình 3.2 Tổ chức tế vi mẫu ban đầu 34 tế Hình 3.3 Đồ thị ứng suất biến dạng AA5052 nhiệt độ ủ khác 35 Hình 3.4 Sơ đồ thực nghiệm cho tồn q trình 36 Hình 4.1 Đồ thị ứng suất biến dạng hợp kim nhôm AA5052 với điều kiện biến dạng khác 46 Hình 4.2 Giới hạn chảy, độ bền kéo độ giãn dài hợp kim nhôm AA5052 trình biến dạng khác 47 Hình 4.3 Tổ chức tế vi mẫu ban đầu 48 Hình 4.4 Ảnh tổ chức tế vi mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh khơng xử lý nhiệt trước với độ phóng đại khác 49 Hình 4.5 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh chưa xử lý nhiệt 50 Hình 4.6 Ảnh tổ chức tế vi mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt trước với độ phóng đại khác 52 Hình 4.7 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt trước .53 Hình 4.8 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh kết hợp cán ấm 54 ên uy Ch đề t tố hi ng ệp nh Ki tế DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ký hiệu nhôm hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn Mỹ Bảng 2.1 Một số hệ số ma sát tạo hình dùng ma sát trượt 26 Bảng 2.2 Các hệ số truyền nhiệt hợp kim nhôm AA5052 30 Bảng 3.1 Thành phần hóa học hợp kim nhôm AA5052 34 Bảng 3.2 Ký hiệu mẫu điều kiện thí nghiệm 36 Bảng 3.4 Ký hiệu thông số mẫu thử kéo .38 ên uy Ch đề t tố hi ng ệp nh Ki tế CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ 1.1 Nhôm hợp kim nhôm 1.1.1 Nhôm Nhôm có kí hiệu hóa học Al, ngun tố phổ biến thứ (sau oxy silic) kim loại phổ biến vỏ trái đất Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn trái đất Nhơm kim loại khơng có chuyển biến hình thù hình có kiểu mạng tinh thể mạng lập phương diện tâm với thơng số mạng a=4.0413A0, bán kính nguyên tử Al r=1.43 A Nhôm kim loại có độ dẫn điện (ρ=2.66.10-6 Ω.cm ) dẫn nhiệt (0.503Cal/cm.s oC 25 ˚C) tương đối cao Độ dẫn điện tùy thuộc vào độ nhơm Nhiệt độ nóng chảy nhơm 660oC Nhiệt độ nóng chảy tăng theo độ nhơm [1] Nhơm kim loại có hoạt tính cao, có lực mạnh ơxy Trong khơng khí nhơm mầu sáng lớp oxit bọc kín bề mặt liên kết bền vững, lớp oxit Al2O3 có cấu trúc xít chặt nên bảo vệ cho nhơm khỏi oxy hóa Ở vùng có tạp chất mối liên kết giảm dẫn đến khả bảo vệ ăn mịn giảm Trong mơi trường axit, tốc độ ăn mòn tăng theo nhiệt độ Còn ảnh hưởng nồng độ axit tùy theo axit cụ thể Ví dụ với axit nitric lỗng khả ăn mịn cao đậm đặc, trái lại với dung dịch H 2SO4 trình ăn mòn lại xảy chậm Nhưnng với hỗn hợp axit HCl HF Ch nhơm bị ăn mịn nhanh [1] Nhơm ổn định nhiều dung dịch axit uy hữu Khả chống ăn mòn dung dịch kiềm (trong NaOH tốc ên độ ăn mịn nhanh) đề Nhơm hấp thụ hịa tan loại khí khác nhau, khí H hịa tan vào nhơm mạnh Mức độ hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ Do độ t tố hòa tan H2 tăng đột ngột Al chuyển từ rắn sang lỏng nên Al kết tinh hi kim ng làm nguội H2 ngồi khơng kịp dẫn đến tạo rỗ khí hợp ệp Cơ tính nhơm phụ thuộc vào độ nhơm, nhơm có độ dẻo cao nh Ki Khả chịu biến dạng dẻo nhiệt độ thường nhiệt độ cao tốt nên dễ gia tế tục, theo tỷ lệ nhỏ mịn dần đến giới hạn nghiên cứu, kích cỡ hạt hợp với kích thước hạt, tỷ lệ nhỏ mà bên lệch hấp thụ Sự giảm kích thước hạt hệ tự nhiên tính tạo hình tinh thể, mà ban đầu hạt phân tách thành dải biến dạng đẩy mạnh tính khơng ổn định khơng đồng q trình chảy dẻo Hình 4.30 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh chưa xử lý nhiệt Ch Để xác định kích thước hạt trung bình mẫu hợp kim nhôm AA5052 uy không xử lý nhiệt tước ta dùng phương pháp phân tích định lượng hình ên 4.5 Ta xác định cấp hạt đạt 9.45 từ suy đường kính hạt đề trung bình 13.3μm Q trình cán lạnh gây biến dạng cắt lớn làm tinh chế t tố hạt đạt kích thước nhỏ mịn Từ ảnh ta quan sát thấy hạt nhỏ mịn hình thành biên giới hạt có kích thước lớn cho thấy biến ng dạng cắt đóng vai trị q trình hình thành hạt Lệch tạo thành hi vách lệch, biên giới hạt siêu mịn Phía thể tích siêu hạt hầu ệp khơng chứa lệch Mật độ lệch hợp kim nhôm cán lạnh tăng cao Ki nhiều so với cán nguội vách lệch tăng tăng biên giới siêu hạt nh Quá trình cán lạnh tác dụng nhiệt độ âm nitơ lỏng gây phân tử 62 tế bị ức chế khó khăn chuyển động lên hình thành biến dạng cắt lớn giúp tinh chế thành hạt mịn Q trình có tốc độ hóa bền lớn tốc độ hóa bền cán nguội với tính chất hạt nhỏ mịn kết hợp lên từ giải thích độ bền phần trăm biến dạng lại tăng cao với phương pháp cán nguội thông thường Các hạt nhỏ mịn với kích thước bé micro mét ranh giới hạt khó xác định xác với phương pháp hiển vị quang học hạn chế với phương pháp Độ phóng đại X100 ên uy Ch đề t tố ng Độ phóng đại X200 hi ệp nh Ki 63 tế Độ phóng đại X500 Ch Độ phóng đại X1000 uy Hình 4.31 Ảnh tổ chức tế vi mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử lý nhiệt ên trước với độ phóng đại khác đề Để giải thích cho tăng bền tối ưu mẫu cán lạnh xử lý nhiệt trước ta quan sát hình 4.6 với độ phóng đại khác Mật t tố độ lệch mẫu nhiều dồn ứ lệch trình cán lạnh Các tiểu ng hạt bị biến dạng mức phạm vi siêu mịn diện tích ranh giới hạt hi nhiều quan sát Như biết diện tích ranh giới hạt cao góp phần làm tăng ệp bền cho vật liệu Lệch xảy biên giới hạt mẫu cán lạnh ức chế chuyển động lệch cản trở chuyển động tạo nên hiệu ứng hóa Ki nh bền Các hạt phụ nhỏ mịn có tác dụng tăng bền tăng cứng bao quanh hạt dài 64 tế to có vai trị tăng khả biến dạng Q trình ủ trước dẫn đến trình làm giảm pha Mg2Al3 từ mạng tinh thể đặc biệt vùng biên giới hạt pha gây hại đến tính chất hợp kim, giảm mạnh tính chống ăn mịn (gây ăn mịn tinh giới ăn mòn ứng suất) đồng thời làm đồng hạt đóng vai trị làm tăng khả biến dạng sau cán lạnh Vì trình xử lý nhiệt trước cho mẫu nhơm đóng vai trị quan trọng cho q trình gia cộng lạnh sau Hình 4.32 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh xử Ch lý nhiệt trước uy Từ hình 4.7 ta thấy q trình cán lạnh xử lý nhiệt đặt ên cấp hạt 10.5 với đường kính hạt trung bình 9.4μm Kích thước hạt đề giảm cách rõ rệt điều quy cho trình xử lý nhiệt giúp đồng t tố hạt, ổn định lại tổ chức hợp kim, giảm bớt sai lệch mạng chủ yếu loại điểm đặc biệt nút trống Điều cho thấy kết hợp tuyệt ng vời quy trình xử lý nhiệt trước giúp tăng khả biến dạng trình hi biến dạng nhiệt độ nitơ lỏng gây hạn chế hồi phục động leo lệch Ta ệp quan sát thấy vùng biên giới nhiều hạt nhỏ suất hạt nh Ki kích thước nhỏ mịn đạt kích thước nano điều 65 tế Bhaskar đồng nghiệp [47] tuyên bố cấu trúc tinh thể nano tạo từ hình thành từ biên giới hạt thông qua tương tác lệch chồng chất triệt tiêu phần biến dạng lớn trình cán lạnh Do hạn chế phương pháp OM lên chưa thể xác định xác kích thước hạt nano biên giới hạn Hình 4.33 Ảnh xác định cấp hạt mẫu hợp kim nhôm AA5052 cán lạnh kết hợp cán ấm Ch Với hai quy trình cán lạnh ta thấy rõ hiệu việc tăng độ bền uy kéo phần trăm biến dạng chưa cao nên phương pháp cán lạnh kết ên hợp cán ấm giải pháp giúp tăng khả biến dạng q trình cơng sau Từ hình 4.8 ta thấy cấp hạt phương pháp cán ấm đạt đề 10 suy kích thước hạt trung bình 11.2μm Tuy kích thước hạt trung bình có t tố lớn chut so với kích thước hạt phương pháp cán lạnh kết hợp xử lý nhiệt trước đổi lại làm tăng khả biến dạng tăng lên rõ rệt ng Điều giải thích rõ nhìn vào ảnh tổ chức tế vi hạt nhỏ hi phân bố biên hạt Đây hiệu cửa kết hợp cán lạnh giúp ệp tinh chế hạt nhỏ, tạo nhiều mật lệch tăng diện tích biên giới hạt giúp hóa nh Ki bền kèm với trình biến dạng nhiệt độ 175˚C trình xảy 66 tế trình hồi phục động giúp giảm mật độ, tạo kết tủa mịn phân bố hạt nhỏ biên giới mà không làm biến đổi cấu trúc sau cán lạnh nhiệt độ Phương pháp hiệu vừa làm tăng bền tăng khả biến dạng giúp cải thiện tính hợp kim nhơm AA5052 ên uy Ch đề t tố hi ng ệp nh Ki 67 tế 4.3 Giải thích chế hóa bền phương pháp cán lạnh Biến dạng nhiệt độ nitơ lỏng phương pháp tiềm để chế tạo vật liệu UFG / NG với mật độ lệch cao để tăng cường tính chất học Sự phục hồi động bị triệt tiêu nhiệt độ thấp, tăng mật độ lệch, ngăn cản leo lệch cải thiện độ tinh chế hạt Kỹ thuật cán lạnh mở đường cho ứng dụng dây chuyền sản vật liệu tiến tiến công nghiệp Hiệu cán lạnh bị ảnh hưởng đáng kể lượng lỗi xếp chồng (SFE) Sarma cộng [48] tin kim loại có SFE thấp bị biến dạng song tinh kim loại có SFE cao bị biến dạng trượt lệch trình cán lạnh Các kim loại SFE trung gian bị biến dạng song tinh trình cán lạnh trượt lệch trình cán nhiệt độ phịng, điều làm cho cán lạnh có hiệu cán nhiệt độ phòng việc cải thiện độ bền Hình 4.9 Cơ chế tinh chế hạt trình cán lạnh Trong trình biến dạng nhiệt độ âm tạo mật độ lệch lớn tạo thành Ch búi lệch kết hợp với biến dạng cắt tạo trình hình thành biên giới uy hạt làm tăng diện tích hợp đồng thời tăng tốc độ hóa bền Kèm theo mức độ ên biến dạng lớn hạt bị phân nhỏ ra, tạp chất pha thứ hai bị nhỏ vụn Qua đề hình 4.9 ta hình dùng cách tổng quan chế hình thành Ranh giới hạt góc cao thành ranh giới hạt góc thấp phân mảng t tố trình cán lạnh [49] Theo Panigrahi Jayaganthan [50] vật liệu biến dạng ng nhiệt độ âm thể phần lớn ranh giới hạt thật mật độ lệch lớn hi phục hồi triệt tiêu hiệu Số lượng lớn ranh giới hạt góc thấp cho ệp thấy mẫu chứa số lượng lớn hạt ranh giới phụ cấu trúc lệch phụ, điều cần thiết sản xuất vật liệu UFG [51] Do q trình cán nh Ki 68 tế lạnh giúp tinh chế hạt phụ với ranh giới hạt góc thấp mật độ lệch cao gây biến dạng lớn kết hợp với trình ức chế hồi phục động Quá trình tăng bền cho vật liệu thể mối quan hệ ứng suất kích thước hạt mơ tả tốn học phương trình −1 Hall-Petch: σ y =σ 0+ k y d đó: σy giới hạn chảy vật liệu, σ0 ứng suất ban đầu vật liệu ky số liên quan đến cấu trúc biên giới hạt d kích thước hạt trung bình Phương trình đưa mô tả thực nghiệm việc tăng cường ranh giới hạt nhiều kim loại hợp kim Do hạt nhỏ có tổng diện tích biên hạt lớn cản trượt mạnh nên làm tăng độ bền Đồng thời hạt nhỏ số lượng hạt tăng lên làm cho số hạt thích ứng với trượt theo phương tăng lên tương ứng, điều có nghĩa trượt phân bố nhiều hạt lượng biến dạng dư (tức tính dẻo) tăng lên Ứng suất chảy vật liệu tăng cường hai yếu tố tăng cường hệ số Hell-Petch ranh giới hạt tăng cường lệch trình chuyển dịch ranh giới hạt Khi kích thước hạt nhỏ mịn ứng suất chảy tăng dựa vào mối liên hệ Trong q trình cán lạnh phân tích tạo nhiều hạt nhỏ mịn xung quanh ranh giới hạt từ liên hệ với phương trình để giải thích chế hóa bền vật liệu Ngồi hóa bền cản trở dung dịch Ch rắn, búi lệch tạp chất có lợi hợp kim ên uy 4.4 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, điều kiện khó khăn về thiết bị và đề công nghệ nước, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu, tìm hiểu chế tạo t tố vật liệu hợp kim nhôm AA5052 phương pháp cán lạnh giúp cải thiện tính cách hiệu Trong đồ án quy trình so ng sánh phương pháp cán lạnh khác Nhận thấy quy trình quy trình hi cán lạnh có xử lý nhiệt trước nhiệt độ 300˚C cho hiệu độ bền lớn ệp biến dạng chưa cao quy trình cán lạnh kết hợp cán ấm 175 ˚C đạt nh Ki hai yêu cầu vừa tăng bền tương đối vừa tăng khả biến dạng tốt 69 tế Với phương pháp cán lạnh giúp tinh chế cấu trúc vi mô cách hiệu đạt kích thước hạt nhỏ mịn Hiểu rõ chế hóa bền hành vi ứng xử vật liệu áp dụng phương pháp Do phạm vi đồ án hạn chế nên chưa sâu phân tích cấu trúc bên trong, chưa sử dụng phương pháp kiểm tra để phân tích hình thành hạt nano ranh giới hạt Từ đồ án rút nhìn tổng quan quy trình cán lạnh để từ tiếp tục nghiên cứu phát triển tương lai để đạt vật liệu có cấu trúc tốt ên uy Ch đề t tố hi ng ệp nh Ki 70 tế Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Khắc Xương, Vật liệu kim loại màu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 [2] Nghiêm Hùng, Vật liệu học sở, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2007 [3] Strengthening mechanisms of materials, Wikipedia [4] GOTTSTEIN, G Physical foundations of materials science, Berlin ; New York: Springer 2004 [5] HALL, E.O, The Deformation and Ageing of Mild Steel: III Discussion of Results Proceedings of the Physical Society, Section B.1951 , vol 64, no.9, pp.747-753 [6] CHOKSHI, A.H., A ROSEN, J KARCH and H GLEITER, On the validity of the hall-petch relationship in nanocrystalline materials, Scripta Metallurgica 1989, vol 23, no 10, pp 1679-1683 [7] SURYANARAYANA, C, The structure and properties of nanocrystalline materials: issues and concerns, JOM.2002 , vol 54, no 9, pp 24-27 [8] SCHIOTZ, J., F D DI TOLLA and K W JACOBSEN, Softening of nanocrystalline metals at very small grain sizes, Nature.1998 , vol 391, pp 561-563 Ch [9] VALIEV, R.Z., Y ESTRIN, Z HORITA, T.G LANGDON, M.J uy ZECHETBAUER and Y.T ZHU, Producing bulk ultrafine-grained đề 39 ên materials by severe plastic deformation, JOM 2006, vol 58, no 4, pp 33- t tố [10] HUANG, J.Y., Y.T ZHU, H JIANG and T.C LOWE, Microstructures and dislocation configurations in nanostructured Cu processed by hi 9, pp 1497-1505 ng repetitive corrugation and straightening, Acta Materialia.2001 , vol 49, no ệp [11] Krallics G, Lenard J G, J Mater, Proc.Tech, 152 (2004) 154 nh Ki [12] ZHILYAEV, A.P and T.G LANGDON, Using high-pressure torsion for 71 tế metal processing: Fundamentals and applications, Progress in Materials Science 2008, vol 53, no 6, pp 893-979 [13] ZEHETBAUER, M and R.Z.VALIEV, eds Severe Plastic Deformation by Twist Extrusion In: M.ZEHETBAUER and R.Z VALIEV, eds Nanomaterials by severe plastic deformation: proceedings of the conference “Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, NANOSPD2,” [14] Li B L, Tsuji N, Kamikawa, Mater.Sci Eng, A423 (2006) 331 [15] J Marnett, M Weiss, P D Hodgson, Roll-formability of cryo-rolled ultrafine aluminium sheet, Mater Des 2014 [16] Y B Lee, D H Shin, K T Park, W J Nam, Scr Mater 2004, 51, 355 [17] D Singh, P N Rao, R Jayaganthan, Mater Des 2013,50, 646 [18] S K Panigrahi, R Jayaganthan, Mater Sci Eng A 2008, 492, 300 [19] S K Panigrahi, R Jayaganthan, Metall Mater Trans A 2010, 41, 2675 [20] S K Panigrahi, R Jayaganthan, Metall, Metall Mater Trans A 2011, 42, 3208 [21] P Das, R Jayaganthan, T Chowdhury, I V Singh, Mater Sci Eng A 2011, 528, 7124 [22] D C C Magalhaes, M F Hupalo, O M Cintho, Mater Sci Eng A Ch 2014, 593, uy [23] P Trivedi, S Goel, S Das, R Jayaganthan, D Lahiri, P.Roy, Mater Sci ên Eng C 2015, 46, 309 đề [24] Y D Shi, M Li, D F Guo, T Y Ma, Z B Zhang, X H.Li, G S Zhang, X Y Zhang, Adv Eng Mater 2014, 16,167 t tố [25] G S D’yakonov, S V Zherebtsov,M V Klimova, G A.Salishchev, ng Phys Metal Metall 2015, 116, 182 hi [26] D K Yang, P D Hodgson, C E Wen, Scr Mater 2010,63, 941 ệp [27] S V Zherebtsov, G S Dyakonov, A A Salem, V I.Sokolenko, G A nh Ki Salishchev, S L Semiatin, Acta Mater.2013, 61, 1167 72 tế [28] T Konkova, S Mironov, A Korznikov, S L Semiatin, Acta Mater 2010, 58, 5262 [29] B Roy, R Kumar, J Das, Mater Sci Eng A 2015, 631 [30] K L Ye, H Y Lou, J L Lv, Mater Manuf Process 2014, 29, 754 [31] Y Wang, M Chen, F Zhou, and E Ma, “High tensile ductility in a nanostructured metal.,”Nature, vol 419, no 6910, pp 912–915, 2002 [32] S K Panigrahi and R Jayaganthan, “A study on the combined treatment of cryorolling,short-annealing, and aging for the development of ultrafinegrained Al 6063 alloy with enhanced strength and ductility,” Metall Mater Trans A., vol 41, no 10, pp 2675–2690,2010 [33] S K Panigrahi and R Jayaganthan, “Effect of annealing on thermal stability, precipitate evolution, and mechanical properties of cryorolled Al 7075 alloy,” Metall Mater Trans.A., vol 42, no 10, pp 3208–3217, 2011 [34] V S Sarma et al, “Role of stacking fault energy in strengthening due to cryo-deformation of FCC metals,” Mater Sci Eng A, vol 527, no 29–30, pp 7624–7630, 2010 [35] D Hull and D J Bacon, Introduction to Disclocations, Fourth London: Butterworth Heinemann, 2001 [36] Y Huang and P B Prangnell, “The effect of cryogenic temperature and Ch change in deformation mode on the limiting grain size in a severely uy deformed dilute aluminium alloy,” Acta Mater., vol 56, no 7, pp 1619– ên 1632, 2008 đề [37] P C J Gallagher, “The influence of alloying, temperature, and related 2429–2461, 1970 t tố effects on thestacking fault energy,” Metall Trans., vol 1, no 9, pp ng [38] T Konkova, S Mironov, A Korznikov, and S L Semiatin, hi “Microstructure instability in cryogenically deformed copper,” Scr Mater., ệp vol 63, no 9, pp 921–924, 2010 nh Ki 73 tế [39] A Dhal, S K Panigrahi, and M S Shunmugam, “Precipitation phenomena, thermal stability and grain growth kinetics in an ultra-fine grained Al 2014 alloy after annealingtreatment,” J Alloys Compd., vol 649, pp 229–238, 2015 [40] R D Doherty et al, “Current issues in recrystallization: a review,” Mater Sci Eng A, vol 238, no 2, pp 219–274,1997 [41] N M Anas, W L Quah, H Zuhailawati, A S Anasyida "Effect of immersion duration in liquid nitrogen for cryorolled",Procedia Chemistry 19 ( 2016 ) 241 – 246 [42] C.F Hickey, Mechanical properties of titanium and aluminum alloys at cryogenictemperatures, Technical report WAL TR 340.2/i, Watertown Arsenal Laboratories (1962) [43] Woodcraft, A.L, , 2005 Predicting the thermal conductivity of aluminium alloys in the cryogenic to room temperature range Cryogenics 45, 421– 431 [44] Downie, D.B., Martin, J.F, 1980 An adiabatic calorimeter for heatcapacity measurements between and 300 K The molar heat capacity of aluminium J Chem.Thermodyn 12, 779–786 [45] National Institute of Standard and Technology (NIST), 2017 Material Measurement Laboratory, Cryogenic Materials Properties Ch [46] F Feyissa, D.R Kumar, and P.N Rao, Characterization of Microstructure uy ture, Mechanical Properties and Formability of cryorolledAA5083 Alloy ên Sheets, J Mater Eng Perform., 2018, 27(4), p1614–1626 đề [47] P Bhaskar, A Dasgupta, V.S Sarma, U.K Mudali, and S t tố Saroja,Mechanical Properties and Corrosion Behaviour of Nanocrystalline Ti-5Ta-1.8Nb Alloy Produced by Cryo-Rolling, Mater Sci Eng A, ng 2014,616, p 71–77 hi [48] V S Sarma, J Wang, W W Jian, A Kauffmann, H.Conrad, J ệp Freudenberger, Y T Zhu, Mater Sci Eng A 2010, 527, 7624 nh Ki 74 tế [49] P.N Rao and R Jayaganthan, Effects of Warm Rolling and Ageing After Cryogenic Rolling on Mechanical Properties and Microstructure of Al 6061 Alloy, Mater Des., 2012, 39, p 226–233 [50] S.K Panigrahi and R Jayaganthan, Effect of Rolling Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of 6063 Al Alloy, Mater Sci.Eng A, 2008, 492, p 300–305 [51] P.N Rao, B Viswanadh, and R Jayaganthan, Effect of Cryorolling andWarm Rolling on Precipitation Evolution in Al 6061 Alloy, Mater Sci.Eng A, 2014, 606, p 1–10 ên uy Ch đề t tố hi ng ệp nh Ki 75 tế ên uy Ch đề t tố hi ng ệp nh Ki 76 tế