Tên đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của Cu đến quá trình chuyển pha và cơ tính của h p kim 6063.
Trang 1Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132046091000000
Trang 5GVHD: TS Nguy n H ng H i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập Tự do Hạnh phúc - -
- -
NHI M V Ệ Ụ LUẬN VĂN Ố T T NGHI P Ệ
- H tên sinh viên: Cao Th Toàn ọ ế - MSSV : CB180074
- Việ n: Khoa h và k ọ c ỹ thuậ ậ ệ – Trường Đạ ọ t V t li u i h c Bách Khoa Hà
- Chương 1: Tổ ng quan v h p kim Al- - ề ợ Mg Si
- Chương 2: Phương pháp nghiên cứ u và th c nghi m ự ệ
Trang 7GVHD: TS Nguy n H ng H i
Trong quá trình th c hi án này c s r t nhi u
c a th ng d n TS Nguy n H ng H i ng b môn V t li u & Công ngh a Vi n Khoa h c và K thut Vt Li u - i Hc Bách Khoa Hà N i Em xin chân thành c em th c hi n lu n v này
Xin g i l i c c nh n quý th y cô cùng toàn th cán b
i H c Bách Khoa Hà N i nói chung, Vi n Khoa h c và K thu t V t Liu nói riêng trong su c t p và rèn luy n v n ch b o,
t và t o m u ki n thu n l n th l i nh ng kinh nghin th c chuyên sâu v nghành v t li em
c s t i Vi n Khoa h c và k thu t V t li u -
i h c Bách Khoa Hà N v c và t tin n
nh vào s phát tri n c a nghành xut nhp kh u kim lo c
Trang 8GVHD: TS Nguyn H ng H i
TÓM T T N I DUNG LU
V tài: ng c n quá trình chuy a
h p kim 6063, lu n hành kh o sát mác h p kim 6063, t p kim
ch c s hình thành pha m nh công ngh nhi t luy n t chc pha ma
h p kim m i
Lut qu nghiên c u khi h p kim hóa thêm Cu vào
h p kim 6063 t n 0.5% v i công ngh nhi t luy n tôi + hóa già
523o
già 30 phút, giá
Trang 9GVHD: TS Nguy n H ng H i
M C L C
T NG QUAN 1
1.1 Phân loi hp kim nhôm 1
H ng kí hi u cho h p kim nhôm 1th
16
1.3.2
AlCuMgSi 191.3.1
19
1.3.2
221.3.3
- -Si và Al-Mg Mg Si Cu- - 241.3.1
-Mg Si Cu- - 27
1.3.2
1.4 T ng quan nghiên c u 31
311.4.1
- - - 34Mg Si Cu2.2.1
37
2.2.2
382.2.3
402.2.4
442.2.5
462.2.6
nh hi n t quét (SEM) 472.2.7
nh hi n t truy n qua TEM 48
2.2.8
Phân tích XRD 492.2.9
Trang 10GVHD: TS Nguyn H ng H i
3.2 Kt qu phân tích XRD 53
3.3 Kt qu c ng HB 55
3.4 Kt qu b giãn dài 56
3.5 T chc hin vi quang h c 62
63
3.5.1 3.6 T chc hi n t truy n qua 66
K T LU N 67
TÀI LI U THAM KH O 68
Trang 11GVHD: TS Nguy n H ng H i
DANH M C HÌNH V
Ký hiu các h h p kim nhôm Theo tiêu chu n ASTM 1
Phân loi hp kim Al theo gi pha 2
Gi tr ng thái Al- 5Cu M t c ng nhi t gi pha ba c u t h - -Mg 200 Al Cu 0C(a) và 5000C(b); 1 AlCu4,2Mg0,25Mn0,4; 2 AlCu2,6Mg0,35Mn0,1; 3
AlCu4,3Mg0,60Mn0,6; 4 AlC4,3Mg1,50Mn0,6; 1 AlCu4,0Mg2,0Mn0,6 6
Mt cng nhit ca gi pha Al- -Mg Si 5500C và 2000C 8
Mt c Al Mg t gi h - - Si qua Al-Mg2Si 9
Gi ng trong h cân b ng pha Al- - - Mg Si Cu nhi phòng15 cân b ng pha c a h h p kim Al- - - 16 Mg Si Cu Minh ha lch s phát tri n h h p kim Al- Mg Si Cu- - 18
n t c SEM c a m u phôi 2014 cho th y c u trúc t vi ki u t ong c a pha Q 20
nh hi n vi quang h c c a m t m u th i có Mg / Si> 1 (Mg: 1.15, Si: 0.92, Cu: 1.99) cho th y pha Q có c u tr 21
nh vi mô TEM c a m u Al- Mg Si- -Cu (v ng ng sáng), (b) SADP (m u nhi u x c ch c a b n bi n th k t thúc c ra m t s bi n th trong hình nh BF trong (a) 22
M t mô hình nhi u x mô ph ng c n Al v i [100] Al // [ 24
T ph n cân b ng c a các pha khi hóa già t i 190 0C theo thành ph n hóa hc c a h p kim Al- - - 29Mg Si Cu S c ng theo th i gian hóa già t i nhi 1900C v i các thành ph n h ng v i t ph n pha 29
T ph n cân b ng c a các pha khi hóa già t i 177 0C theo thành ph n hóa hc c a h p kim Al- - - 30Mg Si Cu S c ng theo th i gian hóa già t i nhi 1770C v i cá c thành ph n h ng v i t ph n pha 30
32
- - -Mg Si 34
35
Công ngh x lý nhit mác h p kim Al- - - 37 Mg Si Cu M nhi t luy n 37
Lò nung 38
Cân ph n t và b giá t ng 39 tr
Trang 12GVHD: TS Nguyn H ng H i
40
Nguyên lý th c ng 41
Thit b b n kéo 45
Kính hin vi quang h c 46
hong c a Kính hi n t quét (SEM) 47
nguyên lý t o nh trong TEM 49
Máy XRD - X'Pert³ MRD XL 50
51
T ng c a các m u h p kim 52tr Kt qu phân tích XRD mng 0,3%Cu hóa già ti 30p 53
K t qu phân tích XRD v i m ng 0,4%Cu hóa già t i 30p 54
Kt qu c ng HB 56
Gi th kéo m u M3 và th i gian hóa hóa già 25p 57
Gi th kéo m u M4 và th i gian hóa hóa già 25p 57
Gi th kéo m u M3 và th i gian hóa già 30p 57
Gi th kéo m u M4 và th i gian hóa già 30p 58
Gi th kéo m u M3 và th i gian hóa già 35p 58
Gi th kéo m u M4 và th i gian hóa hóa già 35p 58
Bi gi i h n b n theo th i gian 59
b dãn dài c a m u M3 và M4 t i 25p so v i m u 6063 59 b dãn dài c a m u M3 và M4 t i 30p so v i m u 6063 60 b dãn dài c a m u M3 và M4 t i 35p so v i m u 6063 60 nh hi n vi quang h c ca m u ch a 0.3% Cu hóa già ti 30p 62
nh hi n vi quang h c ca m u ch a 0.4%Cu hóa già t i 30p 62
nh SEM c a hp kim Al-1.0Mg2Si 63
a hình 3.17) 64
p kim Al-1.0Mg 2Si-0.35%Cu 65
Pha Q-AlCuMgSi vi cu trúc t ong ph c tp 65
nh TEM c a hp kim Al-Mg Si Cu- - 66
B ng thành ph n m u ch a 0.1%Cu 69
B ng thành ph n m u ch a 0.2%Cu 70
B ng thành ph n m u ch a 0.3%Cu 71
B ng thành ph n m u ch a 0.4%Cu 72
B ng thành ph n m u ch a 0.5%Cu 72
Kt qu giãn dài c a m u 0.3%Cu hóa già 25p 73
Trang 13GVHD: TS Nguy n H ng H i
Kt qu dãn dài c a m u 0.4%Cu hóa già 25p 74
Kt qu dãn dài c a m u 0.3%Cu hóa già 30p 75
Kt qu dãn dài c a m u 0.4%Cu hóa già 30p 76
Kt qu dãn dài c a m u 0.3%Cu hóa già 35p 77
Kt qu dãn dài c a m u 0.4%Cu hóa già 35p 78
Trang 14GVHD: TS Nguyn H ng H i
DANH M C B NG BI U
Bng 1.1 hòa tan c a Si và Mg vào trong Al (theo tr ng) 8
Bng 1.2 Mt s h h p kim Al-Mg Si c- c 10
Bng 1.3 Tính ch t v t lý c a h p kim Al- Mg-Si có (%Mg + %Si = 1%) 10
Bng 1.4 Thành ph n m t s avian công nghi p 11
Bng 1.5 Thành ph n m t s h p kim Al-Mg Si Cu- - 16
Bng 1.6 Quá trình tit pha và c u trúc c a pha trong các h p kim nhôm 21
Bng 1.7 C u trúc pha và quá trình ti t pha c a hp kim 6xxx 25
Bng 1.8 Thành ph n hóa h c ca mt s m u h p kim Al-Mg Si Cu- - 31
Bng 2.1 Thành ph n hóa h c c a h p kim 6063 33
Bng 2.2 Ký hiu và tên g i 42
B ng 2 L 3 c th i vu ki n th khác nhau 42
Bng 2.4 T s i vi vt liu kim lo i khác nhau 43
Bng 2.5 c m u th kéo 45
Bng 3.1 Thành ph n h p kim Al- - -Cu nghiên c u 52 Mg Si Bng 3.2 Kt qu c ng các m u 55
Bng 3.3 Ba hp kim nhôm 6063 61
Trang 15GVHD: TS Nguy n H ng H i 1
1.1 Phân lo i h p kim nhôm
H ng kí hi u cho h p kim nhôm th
Trong t t c các kí hi u h 4, ch s ngay bên phth i
d u ch m, chi cho ta bi t dng s n ph m:
v
i tiêu chu n
Trang 16GVHD: TS Nguy n H ng H i 2
i có d i thành ph n h i tiêu chun
Ch cái tiu A, B, C: bi u hi n s khác bi t v thành ph n các t p cht trong mt mác h ng các t p ch t khác nhau, nh t là Fe, s c kí hi u là A356, B356, C356 Thành ph n các nguyên t h p kim hoàn toàn gi ng nhau
Tiêu chu n Vi t Nam TCVN 1659-7 nh ký hi u h c bt
u b ng Al và ti p theo l t ký hi u hoá h c c a nguyên t h p kim cùng ch s % c a nó, n u là h : AlCu4Mg là
h p kim nhôm ch a 4% Cu, 1%Mg) V i nhôm s ch ký hi u b ng Al và ch s
Trang 17bi t theo gi ng thái nhôm các nguyên t h p kim Trên gitr Hình 1.2 ch rõ các vùng thành ph n c a hai lo i h p kim này
-
+) Al Cu ra); a+) Al Mg
+) Al Mg Si Cu +) Al Zn Mg
Trang 18 các h ng ch a h
r t nhi -Cu v i 33%Cu, Al-Mg v t và b h n ch s
d ng
a v p kim nhôm ph thu c nhi u vào t ngu i và bi n
i (ly tâm, áp l c) do ngu u trong khuôn cát nên t chc nhc nh m i thi n m n tính
có tác dng m n t p kim Al- ch a h Si
Trang 19 1.3 Gi trng thái Al-Cu
hòa tan c a Cu trong nhôm gi m theo nhi ng Cu ch a 54% s t o thành h p ch t CuAl 2 gi ng thái ta th y h p kim có t tr ch m c gdung d ch r n (có 5%Cu) và các phân t pha CuAL2 II t ra t dung d ch rti Khi nung nóng hn nhi ng hòa tan gi i h n CD ( nhi 5480C) các phân t CuAL2 II s hoàn tan h t vào dung d ch r n nên sau
c dung d ch r a t i 4%Cu T ch c t vi c a
Trang 20Theo gi pha (hình 1.4) ta th hòa tan c 2) và S(CuMgAl2m này, có th d dàng nh n
c dung d ch r ng cách tôi Khi hóa già ph thu c vào nhi t
và th i gian gi nhi t S ti t pha x y ra có th các tr vùng GP Các pha chuy n ti p gi c các pha nh
CuAl2) và S(CuMgAl2c nhu trong n n dung d ch r n
t c u t o ra hi u ng hóa b Tuy v y, s hình thành t ch c g m h n h p vùng GP v i các pha gi cho ta các ch tiêu v n nh t
Các t p ch t Fe, Si gây ng x-ra (Al-Mg-Cu), chúng
có th t o ra các pha d ng Cu 2FeAL7, v a gây giòn h p kim do k t tinh d ng
(a)
(b)
Trang 21GVHD: TS Nguy n H ng H i 7
thô to, va làm gi m hi u qu c a nhi t luy n do chi m gi m
k t o pha hóa b n Trong th c t i ta c g ng gi m th p các t p ch t này Khng ch t l c t o ra các pha d- - -Mn) kFe Si t tinh thành
h t nh , ít d o, không làm gi m hi t qu háo b n khi tôi và hóa già
2) và pha T (CuMg5Al5 2Al3
Trang 230Mg2
Trang 25GVHD: TS Nguy n H ng H i 11
1.2.3.2
- -Mg
1.4
Công ngh nhi t luy n
1.2.4
Thông qua 1
Trang 29 2
kim 6xxx
-Mg Si- -Cu theo hình 1.8
-Al, pha Q CuAl2 Mg2Si Khi
-Al, pha Q AlCuMgSi, pha
nh Pha 2 Si
2 Si
Trang 30GVHD: TS Nguy n H ng H i 16
Mg2
Trang 32GVHD: TS Nguy n H ng H i 18
1.9 Minh h a l ch s phát tri n h h p kim Al- Mg-Si-Cu
Al- - -Mg Si
T(Al4CuMg4- -Cu 8Mg5 -
Trang 35GVHD: TS Nguy n H ng H i 21
1.11 nh hi n vi quang h c c a m t mu th i có Mg / Si> 1 (Mg: 1.15, Si:
0.92, Cu: 1.99) cho thy pha Q có c
B ng 1.6Quá trình tit pha và c u trúc c a pha trong các h p kim nhôm
Không cùng
s
Al- - Cu Mg S {210} Al- - -Mg Si
Trang 37GVHD: TS Nguy n H ng H i 23
c a b n bi n th k t thúc c ra m t s bi n th trong hình
nh BF trong (a)
Mg- -Si
-
Q Al
t
là 0,404 *
Trang 381.7 quan tâm
Trang 39GVHD: TS Nguy n H ng H i 25
B ng C u trúc pha và quá trình ti t pha c 1.7 a hp kim 6xxx