Báo cáo thí nghiệm sự hình thành tổ chức tế vi của vật liệu bài thí nghiệm thoát cacbon

MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU  Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến chiều sâu lớp thoát Cacbon..  Xác định ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt đến chiều sâu lớp thoát Cacbon.. C từ sâu trong

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM:

Sự hình thành tổ chức tế vi của vật liệu

Giảng viên hướng dẫn: Trần Thị Xuân

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Đức

MSSV: 20227289

Mã kíp thí nghiệm: 740018

Hà Nội-3/2024

BÀI THÍ NGHIỆM THOÁT CACBON

1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU

 Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến chiều sâu lớp thoát

Cacbon

 Xác định ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt đến chiều sâu lớp thoát Cacbon

2 TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Thoát C Tại nhiệt độ nung (T > TKTL ~700 độ C) sẽ xảy ra phản ứng giữa C trên bề mặt thép vào môi trường theo phản ứng sau: H2(g) + ½ O2(g) = H2O (1)

CO(g) + ½ O2 = CO2 (2)

C(s) + ½ O2(g) = CO(g) (3)

Phản ứng làm giảm rất nhanh chóng hàm lượng C trên bề mặt thép (thường gần bằng 0) C từ sâu trong bề mặt tiếp tục khuếch tán ra bề mặt (Do sự chênh lệch nồng độ C) C của thép giảm Hiện tượng thoát C

Sự thoát cacbon trên thép có thể xảy ra trong các quá trình đúc, rèn, gia

công nóng nói chung hoặc trong các quá trình xử lý nhiệt

Tốc độ thoát C phụ thuộc vào các thông số:

(a) loại cơ chế khuếch tán;

(b) nhiệt độ khuếch tán

(c) cấu trúc tinh thể của mạng tinh thể dung môi;

(d) loại khuyết tật tinh thể hiện có;

(e) nồng độ của các chất khuếch tán Đo chiều dày lớp thoát và tính hệ

số khuếch tán Xác định chiều sâu của lớp thoát cacbon được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM E1077

Với x ≥ 0; Co nồng độ cacbon ban đầu của thép; C (0, t) = 0 and C (x>0, 0) = Co

Tại một nhiệt độ To nhất định, D không đổi: Đo được chiều dày Xo tại C

(Xo, to) = 0,4 wt % (vị trí có tổ chức 50%P + 50% Ferit) ➡ D tại To Từ c

ông thức tính D sẽ xác định được năng lượng hoạt hóa Qd của quá trình k huếch tán tại nhiệt độ To

3 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

- Các mẫu thép được sử dụng là loại CD80 được nung nóng tới nhiệt độ

880, 900 và 920oC trong thời gian 1; 2; 2,5 giờ trong lò nung thông thường để quá trình thoát C xảy ra

Nhiệt độ/Thời

gian

880oC x

920oC x

4 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

4.1 Ảnh tổ chức lớp thoát ảnh hưởng theo nhiệt độ

Ảnh toàn bộ lớp thoát : ảnh x100

-Ảnh mẫu 880-1h:

-Ảnh mẫu 900-1h:

-Ảnh mẫu 920-1h:

Bảng tính chiều dày trung bình lớp thoát C

Mẫu (d1) Chiều dày toàn bộ lớp

thoát Khoảng cách từ bề

mặt đến điểm 100% P(µm)

(d2) Chiều dày lớp thoát đến điểm 50%F và

50%P(µm)

880-1h 223.8434 127.0463

900-1h 271.1930 170.1089

920-1h 285.4106 176.5136

4.2 Ảnh tổ chức lớp thoát ảnh hướng theo thời gian

-Ảnh mẫu 900-1h:

-Ảnh mẫu 900-2h

-Ảnh mẫu 900-2.5h:

Bảng tính chiều dày trung bình lớp thoát C

Mẫu (d1) Chiều dày toàn bộ lớp

thoát Khoảng cách từ bề mặt đến điểm 100% P(µm)

(d2) Chiều dày lớp thoát đến điểm 50%F và

50%P(µm)

900-1h 271.1930 170.1089

900-2h 265.1288 149.8280

900-2,5h 291.1046 157.2965

4.3 Vẽ đồ thị (hoặc biểu đồ) so sánh chiều dày lớp thoát (cả d1 và d2) của hai chế độ: Ảnh hưởng theo nhiệt độ và thời gian và đưa ra nhận xét

về ảnh hưởng của hai thông số này đến sự khuếch tán của C trong quá

trình thoát C của thép

Từ biểu đồ trên ta thấy được khi thời gian không đổi, nhiệt độ càng tăng thì chiều dày lớp thoát càng lớn

Từ biểu đồ trên ta thấy được khi nhiệt độ không đổi, thời gian càng tăng thì chiều dày lớp thoát càng lớn