tiểu luận môn học vật liệu học

Bài báo khoa học- Tên bài báo khoa học: Mechanical Behaviour of 304 Austenitic Stainless Steel Processed by Room Temperature Rolling Hành vi cơ học của thép không gỉ Austenitic 304 được

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY



TIỂU LUẬN MÔN HỌC: VẬT LIỆU HỌC

ĐỀ TÀI: TỔNG HỢP NỘI DUNG KẾT THÚC MÔN HỌC

GVHD: Nguyễn Nhựt Phi Long

Nguyễn Quốc Hùng 21146554

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2023

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM ALONE

ST

T

Hùng

21146554 0975439495 Công việc thực hiện: toàn

bộ nội dung

Nhận xét của giáo viên

Ngày tháng năm 2022

Ký tên

MỤC LỤC

Chương I: Thép: JIS SUS304 5

1 Ký hiệu tương đương giữa các tiêu chuẩn 5

2 Thành phần hóa học 5

3 Cơ tính trước và sau khi xử lý nhiệt 5

4 Quá trình xử lý nhiệt 5

5 Một số ứng dụng phổ biến 5

6 Bài báo khoa học 7

Chương II Hợp kim nhôm: Aluminum Alloy AA 6063 8

1 Ký hiệu tương đương giữa các tiêu chuẩn 8

2 Thành phần hóa học 8

3 Một số ứng dụng phổ biến 8

4 Bài báo khoa học 9

Chương III Hợp kim đồng: UNS C17000 10

1 Ký hiệu tương đương giữa các tiêu chuẩn 10

2 Thành phần hóa học 10

3 Quá trình xử lý nhiệt 10

4 Một số ứng dụng điển hình 11

5 Bài báo khoa học 11

Chương IV Composite: CFRP 12

1 Thành phần cơ bản 12

2 Tính chất điển hình 13

3 Một số ứng dụng phổ biến 13

4 Bài báo khoa học .13

Chương V Vật liệu thiêu kết: SAAP (Sintered Aluminum Alloy Powder) 15

1 Thành phần cơ bản 15

2 Tính chất điển hình 15

3 Một số ứng dụng phổ biến 15

4 Bài báo khoa học 15 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chương I: Thép: JIS SUS304

1 Ký hiệu tương đương giữa các tiêu chuẩn

2 Thành phần hóa học

Thép

SUS304

Chemical Composition (%)

3 Cơ tính trước và sau khi xử lý nhiệt

- Có thể thấy rằng do có tổ chức austenite (mạng A1) nên có độ dẻo cao (δ = 50%)

và giới hạn chảy tuy không cao ( = 250300MPa, kém thép ferit), song có khả năng hóa bền biến dạng cứng (sau biến dạng dẻo, ε = 60 ÷ 70%, có thể đạt tới

=750MPa, song δ = 5%)

4 Quá trình xử lý nhiệt

- Để nâng cao tính chống ăn mòn phải làm cho thép có tổ chức một pha austenit đồng nhất, không cho phép có cacbit crom Tiến hành hóa austenit hóa bằng cách nung đến nhiệt độ cao (1050 - 1100) để cacbit hòa tan hết vào austenit rồi sau đó làm nguội nhanh để cố định tổ chức

5 Một số ứng dụng phổ biến

- Bồn chứa hóa chất

- Dụng cụ gia đình

- Giàn

- Cabin, cửa thang máy

6 Bài báo khoa học

- Tên bài báo khoa học: Mechanical Behaviour of 304 Austenitic Stainless Steel Processed by Room Temperature Rolling (Hành vi cơ học của thép không gỉ Austenitic 304 được gia công bằng cách cán ở nhiệt độ phòng)

- Abstract:

Để nghiên cứu ảnh hưởng của việc cán ở nhiệt độ phòng đến các tính chất cơ học của Thép không gỉ Austenitic 304, 304 ASS nhận được đã được cán ở nhiệt độ phòng với các tỷ lệ biến dạng dẻo khác nhau (tức là 30, 50, 70 và 90 %) Nghiên cứu vi cấu trúc, thử nghiệm độ bền kéo và độ cứng được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM để nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình cán Độ bền kéo cuối cùng (UTS)

và độ cứng của mẫu cán được tăng cường khi cán UTS đã tăng từ 693 MPa (khi nhận) lên 1700 MPa (sau khi biến dạng 90%) Sự cải thiện về UTS của các mẫu được xử lý là do tác động kết hợp của quá trình sàng lọc hạt và chuyển đổi pha martensitic do ứng suất gây ra Các giá trị độ cứng cũng tăng từ 206 VHN (khi nhận được) lên 499 VHN (sau khi biến dạng 90%) Các phép đo từ tính cũng được tiến hành để xác nhận sự hình thành của pha martensitic

- Conclusion/summary:

Cấu trúc vi mô, đặc tính cơ học và từ tính của thép không gỉ austenit 304 trước và sau khi cán ở nhiệt độ phòng được đặc trưng và phân tích một cách có hệ thống, kết quả như sau

sau:

1 Lượng α'-martensite (Mactensite gây biến dạng) trong thép không gỉ austenit

304 tăng theo tỷ lệ phần trăm biến dạng

2 Độ bền cực hạn của thép không gỉ austenit 304 tăng lên khi giảm độ dày bằng cách cán ở nhiệt độ phòng, độ bền cực hạn tăng từ 693MPa (khi nhận) lên 1700 MPa (giảm 90%)

3 Độ cứng tế vi tăng theo tiến trình cán, từ 206 VHN lên 499 VHN (biến dạng 90%), cao hơn gấp đôi so với mẫu nhận được

4 Độ từ hóa bão hòa tăng cùng với sự gia tăng phần trăm giảm (lý do tăng là phần trăm thể tích của α'-martensite tăng)

5 Khi tăng tỷ lệ phần trăm rút gọn của mẫu thì có sự thay đổi đáng kể về kích thước hạt và tính chất hạt (hạt kéo dài theo hướng lăn và tính chất khuếch tán của ranh giới ranh giới hạt)

Chương II Hợp kim nhôm: Aluminum Alloy AA 6063

1 Ký hiệu tương đương giữa các tiêu chuẩn

AlMg0.7Si B221

B210

B241

B249

H4000 H4040

A96063

GB/T 3077

GB/T 3880.2

573-3

2 Thành phần hóa học

Aluminum

Alloy AA

6063

Chemical Composition (%)

Cr Other (Each) Aluminum

3 Một số ứng dụng phổ biến

- Khung cửa

- Vách mặt dựng làm từ nhôm

4 Bài báo khoa học

- Tên bài báo khoa học: Corrosion behavior of 6063 aluminum alloy in acidic and alkaline media (Hành vi ăn mòn của hợp kim nhôm 6063 trong môi trường axit và kiềm)

- Abstract:

Hành vi ăn mòn của hợp kim nhôm 6063 đã được nghiên cứu ở các nồng độ khác nhau của môi trường axit photphoric và môi trường natri hydroxit ở các nhiệt độ khác nhau Nghiên cứu được thực hiện bằng phương pháp điện hóa, sử dụng kỹ thuật phân cực Tafel và kỹ thuật quang phổ trở kháng điện hóa (EIS) Hình thái bề mặt được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) với quang phổ tia X tán sắc năng lượng (EDX) Kết quả cho thấy hợp kim nhôm 6063 bị ăn mòn nghiêm trọng trong môi trường natri hydroxit hơn trong môi trường axit photphoric Tốc độ ăn mòn của hợp kim nhôm 6063 tăng lên khi nồng độ axit cũng như kiềm tăng lên Tốc độ ăn mòn tăng lên khi nhiệt độ tăng Các tham số động học và tham số nhiệt động được tính toán bằng lý thuyết Arrhenius và lý thuyết trạng thái chuyển tiếp Cơ chế phù hợp đã được đề xuất cho sự ăn mòn của hợp kim nhôm 6063 trong môi trường axit photphoric và môi trường natri hydroxit Các kết quả thu được bằng các kỹ thuật quang phổ trở kháng điện hóa và phân cực Tafel (EIS) rất phù hợp với nhau

- Conclusion:

 Hợp kim nhôm 6063 bị ăn mòn cả trong môi trường axit photphoric và môi trường natri hydroxit

 Tốc độ ăn mòn tăng khi nồng độ của môi trường axit photphoric cũng như môi trường natri hydroxit tăng lên

 Tốc độ ăn mòn tăng khi nhiệt độ tăng

 Sự ăn mòn của hợp kim nhôm 6063 trong môi trường natri hydroxit nghiêm trọng hơn trong môi trường axit photphoric

Chương III Hợp kim đồng: UNS C17000

1 Ký hiệu tương đương giữa các tiêu chuẩn

B196

2873

CW100C

2 Thành phần hóa học

Hợp kim

đồng UNS

C17000

Chemical composition (%)

(Co + Ni + Fe) Cu

r

3 Quá trình xử lý nhiệt

- Xử lý nhiệt là quá trình quan trọng nhất đối với hệ thống hợp kim này Trong khi tất cả các hợp kim đồng đều có thể làm cứng được bằng cách làm lạnh, đồng berili lại là đồng duy nhất có thể làm cứng bằng cách xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp đơn giản Nó bao gồm hai bước cơ bản Đầu tiên được gọi là ủ dung dịch và thứ hai, kết tủa hoặc làm cứng tuổi

- Ủ: Đối với hợp kim điển hình CuBe1.7, hợp kim được nung nóng từ 720°C đến 860°C Tại thời điểm này, berili chứa về cơ bản được “hòa tan” trong ma trận đồng (pha alpha) Bằng cách nhanh chóng làm nguội đến nhiệt độ phòng, cấu trúc dung dịch rắn này được giữ lại Vật liệu ở giai đoạn này rất mềm và dễ uốn và có thể dễ dàng gia công nguội bằng cách kéo, cán hoặc cán nguội Hoạt động ủ dung dịch là một phần của quy trình tại nhà máy và thường không được khách hàng sử dụng Nhiệt độ, thời gian ở nhiệt độ, tốc độ nguội, kích thước hạt và độ cứng đều là những thông số rất quan trọng và được kiểm soát chặt chẽ bởi Cuberyllium

- Làm cứng tuổi: Độ cứng của tuổi tác tăng cường đáng kể độ bền của vật liệu Phản ứng này thường được thực hiện ở nhiệt độ từ 260°C đến 540°C tùy thuộc vào hợp kim và các đặc tính mong muốn Chu trình này làm cho berili hòa tan kết tủa dưới dạng pha giàu berili (gamma) trong chất nền và ở ranh giới hạt Chính sự hình thành kết tủa này là nguyên nhân làm tăng độ bền của vật liệu Mức độ cơ tính đạt

được được xác định bởi nhiệt độ và thời gian ở nhiệt độ Cần phải công nhận rằng đồng berili không có đặc điểm lão hóa ở nhiệt độ phòng

4 Một số ứng dụng điển hình

- Chi tiết máy

5 Bài báo khoa học

- Tên bài báo: Study on the microstructure and mechanical properties of diffusion brazing joint of C17000 Copper Beryllium alloy (Nghiên cứu tổ chức tế vi và cơ tính của mối hàn khuếch tán hợp kim C17000 Copper Beryllium)

- Abstract:

Để nghiên cứu cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của hợp kim Đồng Beryllium, thử nghiệm khả năng lan truyền được thực hiện ở hai nhiệt độ trong khí quyển Argon đối với các kim loại phụ có hàm lượng Ag khác nhau Kết quả cho thấy BAg2a (Ag–26Cu–21Zn–19Cd) và BAg1a (Ag–18.5Cu–17Zn–14.5Cd) là lựa chọn tốt nhất để hàn đồng Beryllium Zn ảnh hưởng đến sự thấm ướt của lớp trung gian vì nó lan truyền tốt hơn Quá trình liên kết được thực hiện ở nhiệt độ trong khoảng 650–800 C trong nhiều thời điểm khác nhau trong môi trường khí Argon

bằng cách sử dụng màng BAg2a (Ag–26Cu–21Zn–19Cd) với độ dày 100 lm làm lớp xen kẽ

Các cấu trúc vi mô giao thoa được kiểm tra bằng Kính hiển vi điện tử quét (SEM)

và Quang phổ tán sắc năng lượng (EDS) Các hợp chất eutectic và intermetallic như CuZn, AgZn3 và AgCd3 được hình thành tại các giao diện giữa lớp xen kẽ và chất nền Các thử nghiệm độ cứng vi mô và độ bền kéo được sử dụng để đánh giá các tính chất cơ học Độ cứng trung bình tại tâm của đường hàn giảm khi tăng thời gian và nhiệt độ liên quan đến sự khuếch tán của các nguyên tố chính tới chất nền

và sự hình thành liên kim tại bề mặt tiếp giáp Độ bền kéo tối đa là 170 MPa thu được ở 750 C trong 20 phút đối với kim loại phụ BAg2a không xử lý nhiệt và 227 MPa khi xử lý nhiệt

- Conclusion:

Trong nghiên cứu này, sự phát triển cấu trúc vi mô và cơ học

các tính chất của phương pháp hàn khuếch tán PTLP của Copper Beryllium với hai hợp kim hàn gốc bạc đã được đánh giá Dựa trên nghiên cứu này, các kết luận sau đây đã đạt được

1 Khả năng lan truyền tốt nhất của Copper Beryllium đối với chất độn

kim loại BAg1a và BAg2a Zn ảnh hưởng đến độ ẩm của chất độn hàn

kim loại do tương tác giữa Zn và Cu

2 Các mẫu đồng Beryllium kết hợp thành công với nhau

bằng cách hàn khuếch tán với BAg2a làm lớp xen kẽ ở khoảng 750–800 trong

1200 giây Bạc không phản ứng với chất nền đồng, trong khi kẽm phản ứng với đồng để tạo thành một lớp phản ứng liên tục Bằng cách tăng thời gian và nhiệt độ,

Ag và Cd khuếch tán đến Đồng Beryllium Lớp phản ứng Độ dày tăng trong khi

độ dày kim loại phụ sẽ giảm Hàm lượng Ag tăng dẫn đến cấu trúc eutectic tăng

3 Các giá trị của độ cứng vi mô chứng minh rằng bằng cách tăng

thời gian và nhiệt độ, độ cứng tại tâm của đường hàn sẽ giảm do sự hòa tan và khuếch tán của các nguyên tố chính vào kim loại cơ bản và không có liên kim Sau khi xử lý nhiệt, cấu hình độ cứng của mối hàn trở nên đồng đều hơn, do sự hình thành một lượng đáng kể Beryllide Cobalt kết tủa trong vùng liên kết DAZ có độ cứng cao hơn bao gồm các lớp phản ứng

4 Đối với mẫu được hàn ở 750 trong 1200 giây, độ bền kéo tối đa là 173 Mpa Độ bền kéo giảm khi tăng hàm lượng Ag Sau khi xử lý nhiệt, vị trí đứt gãy thay đổi vùng DAZ thành vùng hàn Vết nứt lan truyền trong chất nền Copper Beryllium

Chương IV Composite: CFRP

1 Thành phần cơ bản

- Sợi cacbon (phần cốt)

- Polyme (phần nền): epoxy, polyeste, vinyl este, nilon

2 Tính chất điển hình

- Độ cứng cao, độ bền cao

- Nhẹ nhưng chịu va đập, cứng vững, uốn, kéo tốt

- Chịu được hóa chất, chống ăn mòn tốt

- Chịu nhiệt, chịu lạnh, cách điện, cách nhiệt tốt

3 Một số ứng dụng phổ biến

- Sử dụng trong ngành hàng không, khung xe thể thể thao cao cấp

- Đuôi máy bay trực thăng điều khiển bằng radio

4 Bài báo khoa học

- Tên bài báo: Effects of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) Composite Apply to Walls and Slabs Of Masonry Building (Tác dụng của hỗn hợp Polyme cốt sợi carbon (CFRP) áp dụng cho tường và tấm của tòa nhà xây dựng)

- Abstract:

Việc sử dụng polyme cốt sợi (FRPs) đã trở nên phổ biến do các đặc tính hấp dẫn của chúng như tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao và độ cứng trên trọng lượng cao, tính năng cơ học cao và khả năng sản xuất ở bất kỳ hình dạng nào, dễ lắp đặt

và ít yêu cầu hơn về kết cấu đỡ, khả năng chống ăn mòn, trọng lượng nhẹ và độ bền cao Nó đã được chứng minh trong tài liệu rằng việc sử dụng các tấm vật liệu tổng hợp CFRP nhỏ cải thiện đáng kể các phản ứng của cấu trúc Trong nghiên cứu này, tiến hành phân tích công trình xây dựng được gia cường bằng CFRP ở các mặt chịu lực của tấm và tường Một phương pháp Phần tử hữu hạn phổ biến bằng cách sử dụng Phần mềm ETAPBS v.16 được sử dụng để phân tích một tòa nhà xây 2 tầng với tường gạch và tấm gỗ Cả tường và tấm đều được tăng cường bằng CFRP, và việc so sánh được thực hiện về ứng suất và độ cứng đối với các tòa nhà có và không có CFRP Kết quả cho thấy độ cứng của tòa nhà sử dụng CFRP tăng khoảng 48% so với tòa nhà không sử dụng CFRP Ngoài ra, các ứng suất do xây dựng bằng CFRP nhỏ hơn rất nhiều, cho thấy hiệu quả của việc sử dụng CFRP trong việc tăng cường và ngăn ngừa cả các vết nứt vô hình và hữu hình đối với các cấu trúc được trang bị thêm

- Conclusion:

Trong nghiên cứu này, hiệu quả của việc sử dụng CFRP trong các công trình xây dựng nhằm mục đích cải thiện độ cứng và giảm ứng suất đã được nghiên cứu Một tòa nhà hai tầng đã được phân tích để kiểm tra phản ứng của nó khi có và không

có CFRP Khi được tăng cường bởi CFRP liên kết với các bức tường bên trong và mặt chịu lực của các tấm, tòa nhà được nghiên cứu cho thấy hiệu quả rõ rệt đối với việc sử dụng Polyme gia cố sợi carbon, trong đó độ cứng của nó tăng khoảng 48 % (khi chỉ áp dụng cho các bức tường) so với độ cứng của cùng tòa nhà nhưng không

có CFRP Hơn nữa, khi cả tường và tấm đều được gia cường, ứng suất trong tường

và tấm giảm đáng kể, ngay cả khi độ cứng tăng lên giảm xuống 13% Do đó, người ta thường chỉ ra rằng việc sử dụng CFRP dẫn đến ứng suất nhỏ hơn nhiều so với ứng suất do tòa nhà không được gia cố; trong khi việc tăng độ cứng có thể phụ thuộc vào phần nào của tòa nhà CFRP được áp dụng Kết luận của nghiên cứu này gợi ý mạnh mẽ rằng việc tăng cường các kết cấu xây dựng bằng gạch xây, đặc biệt

là trong việc trang bị thêm và/hoặc phục hồi, sẽ rất hiệu quả trong việc giảm đáng

kể ứng suất, tăng độ cứng và tần số tự nhiên, do đó dẫn đến một công trình bền vững, không bị nứt và bền vững cấu trúc

Chương V Vật liệu thiêu kết: SAAP (Sintered Aluminum Alloy Powder)

1 Thành phần cơ bản

- Sử dụng hợp kim nhôm có độ bền cao như

 Đura (Chủ yếu chứa các nguyên tố Al, Cu Mg Ngoài ra còn có thêm Fe, Si, Mn)

 Silumin (Al, Si 1013%)

 Hợp kim đặc biệt (chứa lượng đáng kể Mn, Cr, Fe)

2 Tính chất điển hình

- Độ bền cao,

- Hiệu quả khi quá trình làm giảm độ xốp và tăng cường các đặc tính như độ bền, độ dẫn điện, độ trong mờ và độ dẫn nhiệt

3 Một số ứng dụng phổ biến

- Làm vật liệu kết cấu, chế tạo máy

4 Bài báo khoa học

- Tên bài báo: Synthesis of an Aluminum Alloy Metal Matrix Composite Using Powder Metallurgy: Role of Sintering Parameters (Tổng hợp hỗn hợp ma trận kim loại hợp kim nhôm bằng luyện kim bột: Vai trò của các thông số thiêu kết)

- Abstract:

Vật liệu tổng hợp ma trận kim loại (MMC) dựa trên luyện kim bột được lựa chọn

và sử dụng rộng rãi để phát triển các bộ phận trong các lĩnh vực bao gồm hàng