Đáp án đề cương môn học vật liệu học kỹ thuật

Trả lời: Quan hệ giữa dạng giản đồ pha và tính chất của hợp kim -Hợp kim có tổ chức 1 pha thì tính chất của hợp kim là tính chất của pha đó -Hợp kim có tổ chức bao gồm hổn hợp của nhiều

Đáp án đề cương môn học: Vật liệu học kỹ thuật

Câu 1 : Thế nào là mạng tinh thể? Trình bày cấu trúc tinh thể điển hình của chất rắn có liên kết kim loại (kim loại nguyên chất)? ( 4đ)

Trả lời:

a/ Mạng tinh thể: được hiểu là 1 mô hình không gian mô tả quy luật hình học sắp xếp các chất điểm ở thể rắn trong vật tinh thể Hiểu theo cách khác, trong 1 đơn vị tinh thể xét ở trạng thái rắn, các nguyên tử (chất điểm) phân bố theo một quy luật hình học nhất định

Tùy thuộc vào các loại vật liệu và điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, mỗi đơn vị tinh thể đặc trưng cho loại vật liệu đó có các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự riêng dưới dạng hình học xác định

b/cấu trúc điển hình của kim loại nguyên chất:

Lập phương tâm khối A2: ô cơ sở là hình lập phương cạnh bằng a,các nguyên tử(ion) nằm ở các đỉnh và các trung tâm khối nv= 8 đỉnh.1/8+ 1 giữa= 2 nguyên tử dng tử = số sắp xếp là 8 mật độ thể tích 68% có 2 loại lỗ hổng: + loại 4 mặt: có kích thước 0.291 dng tử nằm ở ¼ trên cạnh nối điểm giữa các cạnh đối diện của các mặt bên

+ loại 8 mặt: có kích thước 0.154 dng tử nằm ở tâm các mặt bên và giữa các cạnh a

Mạng A2 có nhiều lỗ hổng nhưng kích thước các lỗ hổng nhỏ

Các kim loại điển hình Feα ; crom ; molipden ; vonfram

Lập phương tâm mặt A1: khác với mạng A2, thay vì nguyên tử nằm ở tâm khối thì nằm ở tâm các mặt bên nv= 8 đỉnh.1/8+ 6 mặt 1/2= 4 nguyên tử dng tử = số sắp xếp là 12 Mật độ thể tích 74%

có 2 loại lỗ hổng: + loại 4 mặt: có kích thước 0.225 dng tử nằm ở ¼ đường chéo khối tính từ đỉnh

+ loại 8 mặt: có kích thước 0.414 dng tử nằm ở trung tâm khối và giữa các cạnhMạng A1 có ít lỗ hổng hơn nhưng kích thước lớn hơn Chính điều này là yếu tố quyết định cho sự hòa tan dưới dạng xen kẽ

Các kim loại điển hình: Feγ ; niken ; đồng ; nhôm ; chì ; bạc ; vàng; …

Lập phương diện tâm A3: ô cơ sở là khối lăng trụ lục giác, các nguyên tử nằm trên 12 đỉnh, tâm của 2 mặt đáy và tâm của 3 khối lăng trụ tam giác nv = 12 1/6 + 2 ½ +3 = 6 nguyên tử

Chiều cao c của ô phụ thuộc vào cạnh a của lục giác đáy mà luôn bằng hay 1,633 trong thực tế luôn thay đổi; quy ước

+ 1.57< <1.64 thì mạng được coi là xếp chặt

+ nằm ngoài thì coi là không xếp chặt

Sai lệch mạng chia thành: Điểm, đường và mặt

Sai lệch điểm: Kích thước rất nhỏ theo cả 3 chiều trong không gian bao gồm:

Nút trống: Những vị trí thiếu nguyên tử do dao động nhiệt gây ra

Nguyên tử xem kẽ: Chất điểm nhảy khỏi vị trí cân bằng, và nằm ở vị trí nào đó trong mạng tạo nên xen kẽ hay còn gọi là sai chỗ

Nguyên tử lạ thay thế: Trong mạng tinh thể luôn có lẫn nguyên tử khác thường gọi là tạp chất

Do kích thước của kim loại nền và nguyên tử tạp chất khác nhau nên có sự sô lệch cục bộ quanh

vị trí của nó, tạo nên khuyết tật điểm

Nguyên tử lạ xen kẽ: Những nguyên tử lạ nằm ở vị trí nào đó trong mạng tạo nên xen kẽ

Sai lệch đường – lệch: Là dạng khuyết tật có kích thước phát triển dài theo một hướng nhất định, bao gồm:

Lệch biên

Lệch xoắn

Lệch hỗn hợp

Có ảnh hưởng đến biến dạng của kim loại

Sai lệch mặt – lệch: Là loại khuyết tật có kích thước phát triển theo 2 chiều, bao gồm:

Biên giới hạt

Biên giới pha

Khuyết tật xếp và xong tinh

Ví dụ: Khuyết tật khi đúc, nứt…

Tim thêm ví dụ

Câu 3: Điều kiện xảy

ra kết tinh,lấy

ví dụ?

Ví dụ giữ austenit quá nguội ở sát A1

T≈700oC,∆T nhỏ≈25oC tạo thành Peclit(tấm)

T≈650 oC,∆T≈75 oC tạo thành Xoocbit tôi

Câu 4: Trình bày hiểu biết về sự hình thành hạt? Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc và ứng dụng trong thực tế? Cho ví dụ?

Trả lời:

1, Sự hình thành hạt:

Tiến trình kết tinh: từ mỗi mầm tạo nên một hạt, các hạt phát triển trước to hơn, phát triển sau nhỏ hơn → kích thước hạt chênh lệch ít do các mầm định hướng ngẫu nhiên → hạt không đồng hướng → vùng biên hạt với mạng tinh thể bị xô lệch

Hình dạng hạt: phụ thuộc vào phương thức lam nguội:

+ Nguội đều theo mọi phương → hạt có dạng đa cạnh hoặc cầu.

+ Nguội nhanh theo 2 phương (tức 1 mặt) → hạt có dạng tấm, lá, phiến như grafit trong gang xám

+ Nguội nhanh theo một phương nào đó, hạt có dạng đũa, cột hoạc hình trụ

2, Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc:

Hạt nhỏ → cơ tính cao hơn → tìm cách tạo hạt nhỏ

tăng tốc độ nguội: khi tăng tốc độ quá nguội ∆T o, tốc độ sinh mầm n và tốc độ phát triển dài của mầm v đều tăng

Biến tính:

Tạo mầm ngoại lai: 2 loại:

Kim loại có cùng kiểu mạng hoặc gần giống nhau: FeSi, FeSiCa(gang), Ti ( thép)

Cho chất tạo oxit, nitric: Al2O3, AlN khi đúc thép

Hấp thụ: Na cho Silumin (AlSi)

Cầu hóa grafit: Mg, Ce, Đh

2) Lớp 2 :

Gồm những hạt tinh thể dài, xếp song song nhau gọi là lớp tinh thể hình trụ Vỏ khuôn đã nóng lại có áo kim loại nóng nên tốc độ nguội chậm hơn, …Nhỏ hơn Phương toả nhiệt vuông góc với thành khuôn Tinh thể phát triển theo phương vuông góc với thành khuôn tạo thành dạng trụ dài vuông góc thành khuôn.

3)Lớplõi :

Gồm những hạt đẳng trục, độ hạt lớn Lúc này toàn bộ khuôn đã nóng Phần kim loại còn lại toả nhiệt hầu như theo các phương là như nhau.Kim loại lỏng nguội đều và chậm ΔT rất

nhỏ,hạt lớn Tuy nhiên, cấu tạo hạt của 3 lớp có sự khác nhau nhất định giữa kim loại nguyên chất và hợp kim

Các khuyết tật khi đúc: xãy ra rỗ, nứt, nhót…

Nguyên nhân:

Nứt do xâm thực hydrô theo hướng ứng suất

việc quản lý nhiệt độ kim loại hoặc không đủ thiết bị đo để quản lý nhiệt độ trước khi rót

Cách khắc phục :

Nếu vết nứt, rỗ nhỏ có thể hàn , đắp keo

Khắc phục khuyết tật cho khuôn đúc

Khuôn trước khi đúc phải đốt cho thật kỹ để giảm tối đa lượng khí Hydro còn sót lại trong thành khuôn

Triệt để áp dụng nguyên tắc bình thông nhau để đẩy sạch không khí trong lòng khuôn

Tim thêm ví dụ từ thực tế

Câu 6:các giai đoạn chuyển biến khi nung nóng kim loại đã qua biến dạng dẻo?cho ví dụ?(trang

43 tài liệu VLKT)

Trả lời:có 2 giai đoạn chính:

1.Giai đoạn hồi phục:ở nhiệt độ thấp(<0.1÷0.2T)

Tác dụng:giảm sai lệch mạng,giảm mật độ lệch và ứng suất bên trong…trong khi đó tổ chức tế vi chưa thay đổi,giảm điện trở chút ít,cơ tính chưa thay đổi

2.Kết tinh lại:

a.kết tinh lại lần 1:

- bản chất kết tinh lại:là quá trình hình thành các hạt mới không có sai lệch do biến dạng dẻo gây

ra theo 2 cơ chế nảy mầm và phát triển mầm

+Tạo mầm: Ở những vùng bị xô lệch mạnh nhất,biến dạng dẻo càng mạnh thì càng nhiều mầm.+Sự phát triển mầm tiếp theo là quá trình tự nhiên

Sau khi kết tinh lại:độ dẻo tăng lên,độ bền,độ cứng giảm đi đột ngột

Nhiệt độ kết tinh:T=aTc(k),ε>40÷50%,thời gian giữ nhiệt là 1h,độ biến dạng càng lớn,thời gian

ủ nhiệt càng dài,hệ số a càng nhỏ

Vd:Fe(Tc=1539°C)-450°C;Cu(Tc=1083°C)-270°C,…

Tổ chức tế vi và độ hạt:hạt mới đa cạnh,đẳng trục độ hạt phụ thuộc

+mức độ biến dạng:biến dạng nho 2÷8% hạt tạo thành rất lớn gọi là biến dạng tới hạn(thường phải tránh)

+Nhiệt độ ủ:càng caohạt càng to

+Thời gian giữ nhiệt:càng dàihạt càng lớn.

b.Kết tinh lại lần 2:nhiệt độ cao,thời gian giữ nhiệt dàisát nhập của các hạt “nuốt” hạt bé làm hạt to lên thêm.Xấu cơ tínhphải tránh

Tim thêm ví dụ từ thực tế

Câu 7: Biến dạng nóng (khái niệm, các quá trình xảy ra, đặc điểm)? Cho ví dụ minh họa?

Khái niệm:

Biến dạng nóng là biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của nó

Các quá trình xảy ra:

Hai quá trình đối lập nhau xảy ra đồng thời:

- Biển dạng dẻo làm xô lệch mạng tạo nên hóa bền,biến cứng,

- Kết tinh lại làm mất xô lệch mạng gây ra thải bền,giảm độ cứng

Nếu hiệu ứng thải bền > hóa bền hoặc kết thúc biến dạng ở nhiệt độ dẫn tới mềm

Ngược lại :đủ kết tinh lại tiếp theo bằng cách vùi vào cát hay vôi bột

Khó đồng đều,tổ chức và cơ tính, kém chính xác hình dạng, kính thước, oxy hóa,

Chất lượng bề mặt không cao: vẩy oxyt, thoát cacbon

Ví dụ minh họa:

Tạo phôi chế tạo trục khủy u bằng dập nóng thì tốt hơn cắt từ thỏi thép nguyên

Tim thêm ví dụ từ thực tế

Câu 8: Trình bày các đặc tính của dung dich rắn So sánh dd rắn xen kẽ và đ rắn thay thế

Các đặc tính của dung dịch rắn: Về mặt cấu trúc dung dịch rắn của hợp kim có kiểu mạng tinh thể vẫn là kiểu mạng của kim loại dung môi Đặc tính cơ bản này quyết định các đặc trưng cơ lý hóa tính của dung dịch rắn, về cơ bản vẫn giữ được các tính chất cơ bản của kim loại chủ hay nền Như vậy dung dịch rắn trong hợp kim có các đặc tính cụ thể như sau:

Liên kết vẫn là liên kết kim loại, do vậy dung dịch rắn vẫn giữ được tính dẻo giống như kim loại nguyên chất

Thành phần hoá học thay đổi theo phạm vi nhất định mà không làm thay đổi kiểu mạng

Tính chất biến đổi nhiều: Độ dẻo, độ dai, hệ số nhiệt độ điện trở giảm, điện trở độ bền, độ cứng tăng lên

Do các đặc tính trên nên dung dịch rắn là cơ sở của hợp kim kết cấu dùng trong cơ khí Trong hợp kim này pha cơ bản là dung dịch rắn, nó chiếm xấp xỉ đến 90% có trường hợp đến 100%.Dung dịch rắn thay thế

Ở các dung dịch rắn thay thế, các nguyên tử của chất tan thông thường được phân bố thống kê trong mạng dung môi Mạng không gian xung quanh nguyên tử chất tan xuất hiện những sai lệch cục bộ Những sai lệch này dẫn tới sự thay đổi tính chất và sự thay đổi thông số mạng trung bình

Sự hình thành các dung dịch rắn luôn luôn kèm theo việc tăng điện trở và giảm hệ số nhiệt điện

trở Các kim loại ở dạng dung dịch rắn thường kém dẻo, luôn luôn cứng hơn và bền hơn so với các kim loại nguyên chất.

Dung dịch rắn xen kẽ

Trong kim loại, các dung dịch rắn loại này xuất hiện khi hợp kim hóa các kim loại chuyển tiếp bằng các á kim có bán kính nguyên tử nhỏ như H, N, C, B Những xô lệch mạng xuất hiện khi tạo thành dung dịch rắn xen kẽ vượt quá những xô lệch mạng khi tạo thành dung dịch rắn thay thế, do vậy các tính chất cũng thay đổi mạnh hơn Theo mức độ tăng nồng độ của nguyên tố hòa tan trong dung dịch rắn mà điện trở, lực kháng từ, độ cứng và độ bền tăng, nhưng độ dẻo và độ dai giảm đi rõ rệt

Câu 9: Quan hệ giữa dạng giản đồ pha và tính chất của hợp kim? Cho ví dụ minh họa?

Trả lời:

Quan hệ giữa dạng giản đồ pha và tính chất của hợp kim

-Hợp kim có tổ chức 1 pha thì tính chất của hợp kim là tính chất của pha đó

-Hợp kim có tổ chức bao gồm hổn hợp của nhiều pha thì tính chất của hợp kim là sự tổng hợp hay kết hợp tính chất của các pha thành phần ( không phải là cộng đơn thuần) gòm các trường hợp:

+hợp kim là dung dịch rắn + các pha trung gian

+quan hệ tính chất- nồng độ thông thường xác định bằng thực nghiệm

Quan hệ tuyến tính chỉ đúng khi cùng cở hạt và pha phân bố đều đặn

Quan hệ phi tuyến : trong trường hợp hạt nhỏ đi hoặc to lên, tính chất đạt được sẽ thay đổi tùy theo từng trường hợp : hạt nhỏ đi thì độ dai tăng = bền

Ví dụ: xét hợp kim của Sắt và Carbon gồm có tổ chức 1 pha (Ferit, Austenit, Xementit) và tổ chức 2 pha ( Peclit, Ledeburit) tính chất của hợp kim Sắt và Carbon chính là bao gồm các tổ chức 1 pha và 2 pha của nó ứng với mỗi pha thì nó có 1 trạng thái nhất định

Cần bổ sung về nội dung

Câu 10: Các tổ một pha có trong giản đồ trạng thái Fe-C

Có 3 tổ chức một pha có trong giản đồ :Ferit ,Austenit,Xementit

Ferit: ký hiệu(Feα ):là pha tồn tại ở nhiệt độ thường,do chứa cacbon không đáng kể nên cơ tính của Ferit chính là của sắt nguyên chất: dẻo, dai mềm và kém bền Tổ chức tế vi của Ferit trình bày ở hình sau có dạng hạt sáng, đa cạnh

Austenit: Ký hiệu là γ ,nó chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao hơn 727oC, austenit có vai trò quyết định trong biến dạng nóng và nhiệt luyện.Với tính dẻo cao và rất mềm ở nhiệt độ cao nên biến dạng nóng thép bao giờ cũng được thực hiện ở trạng thái austenit đồng nhất ( thường trên dưới

1000oC) Vì thế có thể tiến hành biến dạng nóng mọi hợp kim Fe-C với C<2,14% dù ở nhiệt độ thường thể hiện độ cứng và tính dòn khá cao Tổ chức tế vi của austenit có các hạt sáng, có thể với màu đậm nhạt

Xementit: Ký hiệu bằng Xe công thức Fe3C và thành phần 6,67%C Xementit là cứng và giòn, cùng với ferit nó tạo nên các tổ chức khác nhau của hợp kim Fe-C Người ta phân biệt bốn loại xemetit:

+ Xementit thứ nhất :được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong hợp kim lỏng, chỉ có ở hợp kim có > 4,3% Do tạo thành ở nhiệt độ cao nên xementit thứ nhất có dạng thẳng, thô to đôi khi có thể thấy được bằng mắt thường

+ Xementit thứ hai: được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong austenit, thường thấy rất

rõ ở hợp kim có >0,8%C đến 2,14%C Do tạo thành ở nhiệt độ tương đối cao >727oC, nên xementit thứ hai làm giảm mạnh tính dẻo và dai của hợp kim

+ Xementit thứ ba: Được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong ferit, với số lượng tỷ lệ rất nhỏ nên thường được bỏ qua

+ Xementit cùng tính: được tạo thành do chuyển biến cùng tính peclit

Là hỗn hợp cùng tích của F và Xê tạo thành từ phản ứng cùng tích

Trong P có 88% F và 12% Xê phân bố đều

Peclit tấm : F và Xê đều ở dạng tấm nằm xen kẻ nhau

Peclit hạt : Xê thu gọn lại thành dạng hạt nằm phân bố đều trên nền F, peclit hạt có độ bền, độ cứng thấp, độ dẻo , độ dai cao hơn đôi chút

+ Lêđêburit

Là hỗn hợp của peclit tấm trên nền xementit sáng

Lêđêburit cứng và giòn vì tỷ lệ Xê cao và chỉ có trong gang trắng

_ Những thông số này ảnh hưởng đến sự thay đổi tổ chức tế vi,độ bền,độ cứng,độ dẻo,độ dai,độ công vênh,biến dạng của kim loại.

_ Ví dụ: Nhiệt độ tôi càng cao thì độ cứng kim loại càng cao

Xảy ra ở nhiệt độ 250oCtrở xuống

Tốc độ nguội nhỏ nhất để chuyển biến này xảy ra gọi là tốc độ tới hạn Vth (tốc độ nguội tới hạn)

Bổ sung nội dung

Câu 15:Trình bày bản chất và cấu trúc của mactenxit?

B – Cấu trúc của mactenxit :

- Mactenxit có kiểu mạng chính phương tâm khối với hai thong số mạng là a và c Tỷ số c/a gọi

là độ chính phương Thông thường tỷ số

c/a = 1,001 – 1,06

Mactenxit có dạng hình kim, một đầu nhọn, các kim này tạo với nhau góc 1200 hay 600

Các nguyên tử cacbon chui vào các lỗ hổng trong mạng của Fe

+ Năng cao tính chịu nhiệt độ cao, tính bền nóng, tính cứng nóng.

+ Do khuyếch tán khó khăn cacbit tạo thành rất phân tán và nhỏ min, làm tăng tính cứng và tính chống mài mòn, được gọi là hoá cúng phân tán Sự tăng cứng khi ram thép hợp kim ở nhiệt độ thích hợp làm cho austenit dư -> mactenxit và cacbit tiết ra ở dạng phân tán, nhỏ min được gọi là độ cúng thư hai.

+ Cùng ram hay làm việc ở một nhiệt độ, thép hợp kim bao giờ cững có độ cứng, độ bên cao hơn Điều này cũng có nghĩa để cùng đạt độ cưng độ bền như nhau, phải ram thép hợp kim ở nhiệt độ bao hơn nên khử bỏ được ứng suất bên trong nhiều hơn vì thế thép có thể đảm bảo độ dai tốt.

Tim thêm ví dụ từ thực tế

Câu 17: Trình bày các phương pháp ram thép cacbon? Ứng dụng trong thực tế? Cho ví dụ cụ thể?

Ram là một phương pháp nhiệt luyện các kim loại và hợp kim gồm nung nóng chi tiết đã tôi đến

nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn (Ac1), sau đó giữ nhiệt một thời gian cần thiết để mactenxit

và austenit dư phân hoá thành các tổ chức thích hợp rồi làm nguội.

Ram được phân thành 3 loại: Ram thấp, Ram trung bình và Ram cao.

Ram thấp là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đã tôi trong khoảng 150 đến 250 độ

C tổ chức đạt được là mactenxit ram Khi Ram thấp hầu như độ cứng không thay đổi (có thay đổi thì rất ít: từ 1-3 HRC).Ứng dụng: áp dụng cho cac loại dao cắt,dao dập chi tiết sau khi thấm

cacbon…

Ram trung bình là phương pháp nung nóng thép đã tôi trong khoảng 300-450 độ C, tổ chức đạt được là trustit ram Khi ram trung bình độ cứng của thép tôi tuy có giảm nhưng vẫn còn khá cao, khoảng 40-45 HRC, ứng suất bên trong giảm mạnh, giới hạn đàn hồi đạt được giá trị cao nhất, độ dẻo, độ dai tăng lên.Ứng dụng: áp dụng cho các chi tiết như lò xo,nhíp khuân rèn,khuân dập nóng,…cần độ cứng tương đối cao và độ đàn hồi tốt

Ram cao là phương pháp nung nóng thép đã tôi trong khoảng 500-650 độ C, tổ chức đạt được là xoocbit ram Khi ram cao độ cứng của thép tôi giảm mạnh, đạt khoảng 15-25 HRC, ứng suất trong bị khử bỏ, độ bền giảm đi còn độ dẻo, độ dai tăng lên mạnh

Ứng dung: áp dụng cho các chi tiết chịu tải trọng động và tính lớn như thanh truyền,bánh răng trục…

Ram màu và tự ram

-khi nung nóng ở nhiệt độ thấp 200-300 độ C , trên bề mặt thép xuất hiện lớp oxit mỏng có màu đặc trưng:

+Màu vàng: 220-240 độ C +Màu nâu: 255-265 độ C

+Màu tím: 285-295 độ C +Màu xanh:310-330 độ C

Ảnh hưởng của thời gian ram: thời gian giư nhiệt cũng ảnh hưởng tới chuyển biến khi ram và có tác dụng như tăng nhiệt độ

Ví dụ cụ thể: ram búa ở chế độ ram thấp………

Câu 18: Trình bày định nghĩa,mục đích, phương pháp tôi thép? ứng dụng trong thực tế, cho ví dụ?

Trả lời: Tôi thép là nguyên công nhiệt luyện rất thông dụng gồm nung nóng thép lên nhiệt độ xác định, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian cần thiết và làm nguội nhanh trong môi trương thích hợp.

- Mục đích: Nhằm nhận được độ cứng và độ mài mòn cao của thép

%C < 0.35%-<= HRC50

%C = 0.40% đến 0.65 % - HRC52 đến 58

Nhằm nâng cao độ bền và sức chịu tải của chi tiết máy, áp dụng cho thép có

%C=0.15-0.65: _ tôi + ram trung bình thép đàn hồi (0.55-0.65)%C

_tôi + ram cao, thép có cơ tính tổng howpcj cao nhất ( thép 0.3-0.5)%C

- Các phương pháp tôi:

Phân loại: theo nhiệt độ: tôi hoàn toàn va tôi không hoàn toàn

theo phạm vi:tôi thể tích và tôi bề mặt

theo phương thức và theo môi trường làm nguội, ta có:

1.Tôi trong một môi trường:

Yêu cầu đối với môi trường:

- Làm nguội nhanh thép để đạt tổ chức M, không làm thép bị nứt hay biến dạng

- Rẻ, sẵn, an toàn và bảo vệ môi trường

Làm nguội nhanh thép ở trong khoảng gamma kém ổn định nhất 500-6000C để gamma không kịp phân hóa thành hỗn hợp F-Xê

Làm nguội chậm thép ở ngoài khoảng nhiệt độ trên vì ở đó gamma quá nguội có tính ổn định cao không sợ chuyển biến thành hỗn hợp F- Xê có độ cứng thấp.Đặc biệt trong khoảng chuyển biến

M (300 – 200oC), nguội chậm sẽ làm giảm ứng suất pha do đó ít bị nứt và ít cong vênh.Nước là môi trường tôi mạnh, an toàn, rẻ, dễ kiếm nên rất thông dụng nhưng cũng rất dễ gây ra nứt, biến dạng, không gây cháy hay bốc mùi khó chịu, khi nhiệt độ nước bể tôi >400C tốc độ nguội giảm, khi To nước = 50oC, tốc độ nguội thép chậm hơn cả trong dầu mà không làm giảm khả năng bị biến dạng và nứt (do không làm giảm tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp) phải lưu ý tránh: bằng cách cấp nước lạnh mới vào và thải lớp nước nóng ở bề mặt đi

Nước (lạnh) là môi trường tôi cho thép cacbon (là loại có Vth lớn, 400 – 800oC/s), song không thích hợp cho chi tiết có hình dạng phức tạp Nước được hòa tan 10% các muối (NaCl hoặc NaCO3) hay (NaOH): nguội rất nhanh ở nhiệt độ cao song không tăng khả năng gây nứt (vì hầu như không tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp) so với nước, được dùng để tôi thép dụng cụ cacbon (cần độ cứng cao)

Dầu: làm nguội chậm thép ở cả 2 khoảng nhiệt độ do đó ít gây biến dạng, nứt nhưng khả năng tôi cứng lại kém.Dầu nóng, 60 – 80oC có khả năng tôi tốt hơn vì có độ loãng (linh động) tốt không bám nhiều vào bề mặt thép sau khi tôi Nhược điểm dễ bốc cháy, phải có hệ thống xoắn

có nước lưu thông làm nguội dầu, bốc mùi gây ô nhiễm hại sức khỏe

Tôi trong một môi trường rất phổ biến do dễ áp dụng cơ khí hóa tự động hóa, giảm nhẹ điều kiện lao động nặng nhọc

2 Tôi trong 2 môi trường:

Tận dụng được ưu điểm của cả nước lẫn dầu: nước, nước pha muối, xút qua dầu( hay không khí) cho đến khi nguội hẳn Như vậy vừa đảm bảo độ cứng cho thép vừa ít gây biến dạng, nứt Nhược điểm: khó, đòi hỏi kinh nghiệm, khó cơ khí hóa chỉ áp dụng cho tôi đơn chiếc thép C cao

3 Tôi phân cấp:

Ưu điểm: khắc phục được khó khăn về xác định thời điểm chuyển môi trường Đạt độ cứng cao song có ứng suất bên trong nhỏ, độ biến dạng thấp nhất thậm chí có thể sửa, nắn sau khi giữ đẳng nhiệt khi thép ở trạng thái gamma quá nguội vẫn còn dẻo

Nhược điểm: năng suất thấp chỉ áp dụng cho thép có Vth nhỏ và với tiết diện nhỏ như mũi khoan, dao phay…

4 Tôi đẳng nhiệt:

Khác với tôi phân cấp ở chỗ giữ đẳng nhiệt lâu hơn cũng trong môi trường lỏng

F – Xê nhỏ mịn có độ cứng tương đối cao độ dẻo dai tốt, tùy theo nhiệt độ giữ đẳng nhiệt sẽ được các tổ chức khác nhau Không phải ram.Có mọi ưu nhược điểm của tôi phân cấp nhưng độ cứng thấp hơn độ dai cao hơn năng suất thấp

Câu 19: Trình bày định nghĩa, mục đích và các phương pháp tôi thép? Ứng dụng trong thực tế, cho ví dụ?

-Các môi trường nguội như: dung dịch, nước, nước với dầu, dầu nhớt, không khí

-Nguyên tắc: Vnguội (môi trường nguội)=Vth +(30-50)oC

-Ưu: đơn giản, dễ thực hiện

-khuyết: do nguội nhanh trong vùng chuyển biến Mactenxit, ứng suất sinh

ra lớn tăng nguy cơ phá hủy

-Áp dụng cho các chi tiết có hình dáng đơn giản làm bằng thép hợp kim và thép cacbon co

%C thấp và trung bình

+Tôi trong một hai trường

-Môi trường 1 có Vng>Vth và môi trường 2 có Vng càng chậm càng tốt

-Đầu tiên cho nguội ở mội trường 1, tới gần nhiệt độ chuyển biến M thì chuyển

sang mội trường (2) nguội tới nhiệt độ thường

-Ưu: khắc phục được nhược điểm của phương pháp tôi trong một môi

trường và ít xảy ra cong vênh hoặc nứt và giảm được ứng suất nhiệt

-Khuyết: khó xác định được nhiệt độ tại tA để chuyển từ môi trường (1)

sang môi trường (2) và khó xác định được thời điểm chuyển chi tiết sang môi trường thứ hai Đòi hỏi có kinh nghiệm, khó cơ khí hóa, tự động hóa

-Áp dụng cho thép cacbon cao và năng suất thấp

- Kết hợp hai môi trường tôi như nước với dầu hay ,nước pha muối và dầu…

+Tôi phân cấp:

-Môi trường tôi là muối nóng chảy

-Cho độ cưng cao ,ứng suất dư nhỏ ,ít bị biến dạng,năng suất thấp ,áp dụng cho thép có Vth nhỏ

+Tôi đẳng nhiệt:

-Môi trường tôi là muối nỏng chảy

-Thời giản giử nhiệt lâu

-Sau tôi không phải ram ,năng suất thấp

+Gia công lạnh:

-Là phương pháp làm nguội chi tiết sau khi tôi xuống dưới oC (-70 oC)

-Làm tăng độ cứng của thép cacbon cao tăng tính chống mài mòi

-Được áp dụng cho thép dụng cụ hợp kim ,%C cao và được hợp kim hóa

+Tôi tự ram: Là phương pháp tôi không triệt để,sử dụng nhiệt của phần lõi để ram

+Tôi bộ phận: : là phương pháp tôi phần làm việc của chi tiết,gồm 2 cách:nung nóng bộ phận cần tôi ,rồi làm nguội toàn bộ hay bộ phận và nung nóng toàn bộ rồi làm nguội bộ phận áp dụng cho các dụng cụ :đục ,búa

*Ứng dụng trong thực tế:Trong thực tế người ta thường dụng phương pháp tôi để tôi các chi tiết máy móc cơ khí,dụng cụ ,chi tiết làm việc đồi hỏi cơ tính cao nhằm lằm tăng tính chịu tải ,chịu mài mòi và đạt được độ cứng cao góp phần tăng tuổi thọ của chi tiết.Ví dụ như để tọa ra một loại dao sắc bắn mà ít bị mòn và biến dạng thì bắt buộc người chế tạo ra nó phải sử dụng phương pháp tôi để đam bảo chất lượng sản phẩm,tôi dao người ta thương sử dụng phương pháp tôi trong một môi trường(dầu hoặc nước )

Câu 20:Trình bày hiểu biết về phương pháp tôi thể tích ? Các môi trường tôi và ứng dụng trong thực tế cho ví dụ minh họa ?

TL:

1.Phương pháp tôi thể tích

- là phương pháp làm nguội các sản phẩm nhiệt luyện trong môi trường chất Chất lỏng Với các loại môi trường thích hợp khác nhau

* Tôi trong một môi trường và các môi trường tôi thường dùng:

- Yêu cầu chọn môi trường tôi:

Về khả năng làm nguội thép, môi trường tôi phải thỏa yêu cầu sau:

1-/ Làm nguội nhanh thép ở trong khoảng Austenit Muốn vậy môi trường tôi làm nguội thép với tốc độ lớn hơn tốc độ môi trường tới hạn Khi này thì được tổ chức Mactenxit, thép trở nên cứng Đây là điều kiện đối với mọi trường tôi

Các môi trường tôi thường dùng:

1 Nước là môi trường tôi dễ kiếm nhất, an toàn và thường dùng, nó là môi trường tôi mạnh.

a Nước lạnh làm nguội thép khá nhanh ở cả hai khoảng nhiệt độ do vậy bảo đảm độ cứng cao khi tôi nhưng cũng dễ gây ra nứt, biến dạng

-Nước nóng (>40oC) làm giảm mạnh tốc độ nguội ở nhiệt độ cao (từ 600 giảm xuống còn

100oC/s) nên làm giảm khả năng tôi cứng, mà không giảm khả năng bị biến dạng và nứt (do không giảm tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp)

Vì vậy phải luôn luôn cung cấp nước lạnh vào bể tôi trong lúc tôi

- Nước lạnh là môi trường tôi cho thép Cacbon (nó có vận tốc tới hạn lớn), song không thích hợp cho chi tiết có hình dạng phức tạp

- Chú ý : Khi hòa tan vào nước một lượng 10% các muối NaCL, Na2CO3, NaOH, khả năng tôi cứng của thép tăng lên (do tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ cao) song không tăng khả năng nứt (vì không tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp) so với nước Dung dịch này được dùng để tôi thép Cacbon có vận tốc tới hạn lớn

b Dầu là môi trường tôi phổ biến, có các tính chất hầu như ngược lại với nước

- Dầu làm nguội chậm thép ở cả hai khoảng nhiệt độ do đó tuy có ít gây nứt, biến dạng nhưng khả năng tôi lại kém

- Dầu nóng và dầu nguội có khả năng tôi giống nhau,nên người ta thường tôi trong dầu nóng 60 -

80oC để có tính loãng (linh động) tốt

- Song nhược điểm của dầu là khi quá nóng (> 150oC) sẽ bị bốc cháy, nên trong bể tôi dầu

thường có ống xoắn nước làm nguội

- Dầu là môi trường tôi cho thép hợp kim (nó có vận tốc tới hạn nhỏ), các chi tiết có hình dạng phức tạp, thép, thép Cacbon mỏng

* Tôi trong hai môi trường

- Cách tôi này lợi dụng được cả hai ưu điểm của nước và dầu

+ Đầu tiên thép tôi được làm nguội nhanh trong môi trường tôi mạnh: nước, nước pha muối, sút đến khi sắp xảy ra chuyển biến Mactenxit (300 - 400oC)

+ Sau đó chuyển sang làm nguội chậm trong môi trường tôi yếu: dầu hay không khí cho dến khi nguội hẳn

+ Như vậy vừa bảo đảm cho thép cứng, vừa ít gây biến dạng và nứt

- Nhược điểm về mặt công nghệ của cách tôi này là khó xác định thời điểm chuyển môi trường:+ nếu quá sớm(khi nhiệt độ của thép còn cao) không thể đạt độ cứng cao do có chuyển biến thành hỗn hợp Ferit + Xêmentit vì làm nguội chậm tiếp theo

+ nếu quá muộn chuyển biến Mactenxit xảy ra ngay trong môi trường tôi mạnh dễ gây nứt, biến dạng

+Thường xác định theo kinh nghiệm

* Tôi phân cấp :

- Cách tôi này khắc phục được khó khăn về xác định thời gian chuyển môi trường

ở cách tôi trên

+ Đầu tiên thép tôi được nhúng vào môi trường lỏng nóng chảy có nhiệt độ cao hơn khoảng 50 -

100oC, thép bị nguội đến nhiệt độ này và giữ nhiệt để đồng đều nhiệt độ trên tiết diện (thường kéo dài 3 -5 ph)

+ sau đó nhấc ra làm nguội ngoài không khí để chuyển biến Mactenxit

- Ưu điểm của cách tôi này là vẫn đạt độ cứng cao song gây ra ứng suất bên trong rất nhỏ,

- Do năng suất thấp, trong thực tế ít áp dụng cách tôi này

Ví dụ: Một số dụng cụ có yêu cầu về độ biến dạng cho phép thấp và không yêu cầu độ cứng cao,

và gang cần có áp dụng cách tôi này

* Gia công lạnh:

- Đối với nhiều thép dụng cụ hợp kim do lượng Cacbon và hợp kim cao, nên khi làm nguội đến nhiệt độ thường vẫn còn nhiều Austenit dư , làm cho độ cứng đạt được bị hạn chế

- Để đạt độ cứng cao nhất, người ta có thể đem thép tôi tiếp tục làm nguội (lạnh) đến nhiệt độ

âm (-50 hay -70oC) để Austenit tiếp tục chuyển biến thành Mactenxit Quá trình đó gọi là gia công lạnh

Ví dụ: Người ta áp dụng gia công lạnh cho các chi tiết máy, dụng cụ cần độ cứng thật cao như vòng bi, vòi phun cao áp, dao cắt kim loại

* Tôi tự ram: Là cách tôi với làm nguội không triệt để, chỉ trong thời gian ngắn từ vài đến vài chục giây để sau đó nhiệt của lõi hay của các phần khác truyền đến, nung nóng, tức tiến hành ram ngay phần vừa được tôi Sau đó không phải đưa đi ram tiếp

Ví dụ :Tôi tự ram được ứng dụng rộng rãi khi tôi cảm ứng các chi tiết lớn(băng máy, trục dài ), tôi đục

Hơi dài và thiếu chuẩn bị…

Câu 21: Trình bày những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tôi tới hạn và độ thấm tôi?

_ Thúc đẩy chuyển biến thành hỗn hợp F-Xê ,làm tăng Vth.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ THẤM TÔI

Chiều sâu phân bố dòng điện ( chiều dày lớp nung nóng):

2500 đến 8000 Hz, công suất lớn hơn100kW Với chi tiết nhỏ cần lớp tôi mỏng (1-2 mm) người

ta dùng điện có tần số cao 66.000 đến 250.000 Hz có công suất khoản 50-60kW

Thực tế Việt Nam thường dùng thiết bị phát dòng cao tần Với các chi tiết lớn cần chiều sâu tôi dày thì tăng thời gian dữ nhiệt tương ứng

4) Cấu tạo vòng cảm ứng: Vòng cảm ứng làm bằng ống đồng có cấu tạo phù hợp với bề mặt chi tiết cần tôi, bên trong có nước làm nguội, khoản cách giữa vòng cảm với bề mặt chi tiết 1.5-5

mm khe hở càng nhỏ càng đỡ tốn công suất nung nóng

6) Cơ tính của vật liệu sau khi tôi bằng cảm điện từ

Nhiệt độ chuyển biến pha từ Ac1, Ac3 nâng cao hơn do vậy nhiệt độ tôi phải lấy cao hơn so với tôi thể tích thông thường là 1000-2000oC

Độ quá nhiệt cao nên tốc độ chuyển biến pha khi nung rất nhanh, thời gian chuyển ngắn hạt nhỏ mịn nên sau khi tôi hạt Mactenxit nhỏ mịn

Sau khi tôi cảm ứng tiến hành ram thấp, bề mặt thép có độ cứng từ 50 đến 58 HRC chống mài mon khá tốt Trong lõi có độ cứng 30 đến 40 HRC có giới hạn chảy và dai cao

Sau khi tôi cảm ứng thì bề mặt suất hiện ứng suất nén dư 800MPa.

7) Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

Có năng suất cao vì nung nhanh và chỉ nung một lớp mỏng ở bề mặt chi tiết

Chất lượng rất tốt: độ cứng tôi bề mặt cao hơn tôi thể tích 1 đến 2 HRC, ít bị oxy hóa và thoát cacbon, ít bị biến dạng hơn

Dể tự động hóa và điều kiện lao động tốt hơn

Nhược điểm:

Chi phí chế tạo vòng cảm ứng cao

Không phù hợp với sản xuất đơn chiếc

Khó chế tạo vòng cảm ứng khi chi tiết tôi có hình dạng phức tạp

8) Ứng dụng trong thực tế và cho ví dụ:

Do vật liệu chịu được ma sát mài mòn, vừa chịu tải trọng tĩnh, va đập cao rất thích hợp đối với bánh răng , hoặc chốt trục khuỷu, dùng tôi các dụng cụ cơ khí chịu được mài mòn cao như mũi khoan, dũa.v.v.v

Tôi những bộ phận máy với những chi tiết nhỏ, độ dày lớp tôi trên bề mặt vật liệu 1.2mm đường kính vật liệu nhỏ, tôi luyện những dây có đường kính nhỏ, tôi luyện mặt trong của những lỗ khoan, lỗ doa

Những thành phần kim loại trong vật liệu như: Sắt/đồng, nhôm, thép hàn, thành phần than

cacbua,

Tôi luyện những răng cưa của lưỡi của hợp kim cứng,Những phụ kiện trong lĩnh vực chế tạo kínhNhững dụng cụ chế tác kim hoàn, đồng hồ, Công nghiệp điện từ (dây có độ dày rất nhỏ, những tiếp điểm nhỏ và những phụ kiện Hàn dao

Câu 23:Hóa nhiệt luyện là gì? So sánh ưu nhược điểm của hai phương pháp thấm cacbon ở thể rắn và ở thể khí?

So sánh ưu nhược điểm của hai phương pháp thấm cacbon ở thể rắn và ở thể khí:

Giống nhau:Điều tôi thép thông qua pha khí

Khác nhau:

thấm cacbon ở thể rắn thấm cacbon ở thể khí

Chất thấm này chủ yếu là than gỗ (hay mùn

cưa) -80 - 95% và lượng nhỏ các muối

cacbônat (Na2CO3, BaCO3 )

Khí CO phải hơn 95%

Trải qua nhiều quá trình

dùng trực tiếp các khí thấm như CO hoặc CH4

để thấm

CO hoặc CH4 trong hỗn hợp chỉ cần 3-5%Đơn giản nhanh chóng chỉ qua quá trình

Than gỗ (mùn cưa) cháy trong điều

kiện thiếu oxy sẽ tạo nên ôxyt cacbon:

2C + O2 > 2CO

Khí CO khi gặp bề mặt thép lại bị phân

tích

2CO > CO2 + Cnguyên tử

Cacbon nguyên tử vừa mới tạo thành bị

hấp thụ và khuếch tán vào thép ở dạng dung

dịch rắn Austenit với nông độ cacbon cao dần:

Cnguyên tử + Fe > Fe (C)0,1 >0,8÷1,2%C

Các muối bị phân hóa và xúc tác như

sau:

BaCO3 > BaO + CO2

CO2 + Cthan > 2CO

bề mặt thép

2CO -> CO2 + Cng tử

Thời gian dài (do tốn công và nhiệt nung nóng

cả hộp than),

Nồng độ Cacbon ở bề mặt thường đạt tới

1,2-1,3%C (ứng với giới hạn bão hòa, đường SE ở

900oC), có lưới Cacbit (Xêmentit II) làm xấu

Dễ cơ khí hóa, điều kiện lao động tốt

Câu 24: Trình bày hiểu biết về cơ – nhiệt luyện thép? Các phương pháp cơ – nhiệt luyện và ứng dụng trong thực tế, cho ví dụ?

Trả lời:

a/ Bản chất:

Cơ nhiệt luyện là quá trình tiến hành hai cơ chế hóa bền cùng một lúc: biến dạng dẻo Austenit rồi tôi ngay tiếp theo trong một quá trình công nghệ duy nhất Kết quả là được Mactenxit nhỏ mịn với độ xô lệch mạng cao, nhờ đó đạt được sự kết hợp rất cao giữa độ bền, độ dẻo và độ dai mà chưa có phương pháp hóa bền nào sánh kịp Sau cơ nhiệt luyện, thép được ram thấp ở 100-200oC

So với nhiệt luyện tôi + ram thấp, cơ nhiệt luyện cho độ bền cao hơn 200-500 N/mm2(khoảng 10-20%) còn độ dẻo,dai -50-100%(tức gấp rưỡi - đôi)

Theo nhiệt độ tiến hành biến dạng dẻo và tôi chia ra loại nhiệt độ cao và thấp

b/ Cơ nhiệt luyện nhiệt độ cao:

Biến dạng dẻo thép ở nhiệt độ cao hơn AC3 rồi tôi ngay tiếp theo để cho sự kết tinh lại Austenit không kịp xảy ra tuy không tránh được hoàn toàn

* Đặc điểm:

Có thể áp dụng cho mọi thép kể cả thép Cacbon

- Dễ tiến hành vì ở nhiệt độ cao Austenit dẻo và ổn định, không cân lực ép lớn vì chỉ cần

độ biến dạng  » 20-30%

Hình 36: Quá trình cơ nhiệt luyện

- Độ bền khá cao(tuy không tránh khỏi kết tinh lại bộ phận), độ dẻo, độ dai cao b2400N/mm2, =6-8%, ak=300KJ/m2

=2200-c/ Cơ nhiệt luyện nhiệt độ thấp:

Sau khi Austenit hóa ở trên AC3, làm nguội thép xuống 400-600oC là vùng Austenit quá nguội có tính ổn định tương đối cao và thấp hơn nhiệt độ kết tinh lại, rồi biến dạng dẻo và tôi ngay

- Chỉ áp dụng được cho thép hợp kim là loại có tính ổn định của Austenit quá nguội rất cao

- Khó tiến hành hơn vì đòi hỏi độ biến dạng lớn(=50-90%) mà ở nhiệt độ

thấp(400-600oC) Austenit kém dẻo do vây phải cần máy cán lớn, yêu cầu cần phôi thép phải có tiết diện nhỏ để kịp nguội nhanh đến 400-600oC

- Đạt được độ bền rất cao do không thể xảy ra kết tinh lại bộ phận, song độ dẻo, độ dai thấp hơn: b=2600-2800N/mm2: =3%; ak=200KJ/m2

Đáng chú ý là cơ tính cao của cơ nhiệt luyện vẫn còn giữ lại (di truyền) được khi tôi tiếp theo

Câu 25 Trình bày các khuyết tật xảy ra khi nhiệt luyện thép, nguyên nhân và cách khắc phục?Trả lời:

1 Biến dạng và nứt

a, Nguyên nhân

- Nguyên nhân: do ứng suất sinh ra khi làm nguội làm thép bị biến dạng, cong vênh, nứt

b, Khắc phục

- Nung nóng và làm nguội với tốc độ hợp lý

- Nung nóng và làm nguội các trục dài: khi nung treo thẳng đứng để tránh cong, khi làm nguội phải nhúng thẳng đứng, phần dày xuống nước

- Nên dùng tôi phân cấp, hạ nhiệt trước khi tôi, các chi tiết mỏng phải tôi trong khuôn ép;

- Các chi tiết bị biến dạng có thể đem nắn, ép nóng hoặc nguội

2 Ôxy hoá và thoát cacbon

+ Nhiệt độ tôi chưa đủ cao

+ Thời gian giữ nhiệt ngắn

+ Làm nguội không đủ nhanh

- Khắc phục: thoát cacbon bề mặt

4 Tính giòn cao

- Nguyên nhân: Do nhiệt độ tôi quá cao, hạt thép quá lớn

- Khắc phục: đem thường hoá rồi đem tôi lại, tăng biến dạng

Phương pháp nảy lên

Phương pháp đo độ xước

Phương pháp đo độ cứng thông dụng theo phương pháp đâm Gồm những phương pháp sau:

 Phương pháp đo độ cứng Brinell

Nguyên lý của phương pháp là một ấn một viên bi bằng thép đã tôi cứng, lên bề mặt mẫu, dưới tác dụng của tải trọng, trên bề mặt mẫu có vết lõm hình chỏm cầu Nếu gọi tải trọng tác động là P(N), diện tích vết lõm là S(mm2), thì số đo Brinell được tính bằng biểu thức:

HB = 0.1P/S (N / mm2)

Điều kiện đo độ cứng Brinell:

- Chiều dày mẫu thí nghiệm không nhỏ hơn 10 lần chiều sâu của vết lõm, xác định theo công thức:

t ≥ (10.P) / (π.D.HB) (mm)

t - chiều dài mẫu thử (mm)

P - tải trọng tác dụng (kg)D - đường kính viên bi (mm)

HB - độ cứng dự đoán

Bề mặt mẫu thử phải sạch, phẳng, không có khuyến tật Nếu bề mặt là cong, phải gia coongcho

vị trid cần đo thành mặt phẳng Chiều rộng, dài của vùng cần đo phải lớn hơn 2D Khoảng cách giữa 2 vết đo cũng phải lớn hơn 2D

Chỉ cho phép đo các vật liệu có độ cứng nhỏ hơn 450 HB để tránh biến dạng cho viên bi Lúc này độ cứng của viên bi theo thang Vicker không nhỏ hơn 850 HV

Thời gian tác động tải trọng cũng có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo

 Phương pháp đo độ cứng Rockwell

Phương pháp này được tiến hành bằng cách ấn mũi đâm kim cương (hoặc hợp kim cứng) hình côn, có góc ở đỉnh là 120o, hoặc viên bi thép, có đường kính 1/16” (1,588mm) lên bề mặt vật liệu

Số đo độ cứng Rockwell được xác định bằng hiệu số chiều sâu, khi tác dụng tải trọng sơ bộ 4.2)

Po = 100N và tải trọng chính P1

Người ta qui ước khi mũi đâm xuống 0,002 mm thì độ cứng giảm đi một đơn vị

Vì giá trị h này có theer đo được trực tiếp, nên người ta dùng dùng đồng hồ so, chia vạch theo các thang qui ước, ta dễ dàng đọc được ngay sau khi bỏ tải trọng

Tuỳ theo dạng mũi đâm và tải trọng, độ cứng Rơckell chia làm 3 thang:

Độ cứng Rockwell C - mũi kim cương, tải trọng 1500N-HRC

Độ cứng Rockwell A - mũi kim cương, tải trọng 600N-HRA

Độ cứng Rockwell B - mũi bi φ1,588mm, tải trọng 1000N-HRB giá trị độ cứng đ ược tính theo công thức:

HR = k – (h / 0,002)

k - hằng số, khi dùng mũi bi k =130; mũi kim cương k=100

h - chiều sâu vết lõm do tải trọng chính tác dụng (mm)

Khoảng cách giữa hai vết đo, hoặc giữa vết đo với cạnh mẫu không nhỏ hơn 1,5 mm khi dùng mũi kim cương và 4mm khi dùng bi Mỗi mẫu đo 3 lần, không kể lần đầu, rồi lấy trung bình cộng

Phương pháp đo Rockwell cho phép đo các mẫu có độ cứng cao hơn 450 HB, hoặc các mẫu mỏng, nhỏ hơn 1,2mm Nó cho phép thay đổi tải trọng trong một phạm vi rộng mà vẫn không làm thay đổi giá trị đo được của độ cứng, vì nó bảo đảm qui luật đồng dạng của mũi đâm Ngoài

ra, thời gian đo lại rất nhanh (từ 6 – 10 giây)

Trong p2 đo Rockwell cần chú ý các yếu tố gây kết quả đo sai như:

Giá trị của các vạch chia không tương ứng với sự dịch chuyển của mũi kim đâm

Hình dạng mũi đâm không đúng, mũi bị tù ra > 1200

Do người sử dụng chưa thành thạo

Phương pháp đo Vicker thường dùng đo độ cứng các vật mỏng, các lớp thấm…

Không dài như vậy đâu, cần có hình vẽ

Câu 27: Thép xây dựng là gì? Đặc điểm chung và phân loại? Trình bày một vài nhóm thép xây dựng và cho ví dụ về ứng dụng của nó trong thực tế ?

Trả lơi câu hỏi số 27 môn vật liệu:

_ Thép xây dựng là loại thép cacbon cán nóng chất lượng thường là loại thép mềm, dẻo, dễ hàn._Đặc điểm chung :

+Về cơ tính : Đủ độ bền, độ dẻo,độ dai

+về tính công nghệ : tính hàn tốt, dê uốn, dể cắt

+ thành phần hóa học: hàm lượng cacbon C≤ 0.22%, và các thành phần nguyên tố hóa hoc khác.

Dùng làm lưỡi cày, dụng cụ gia công gỗ bằng tay, bánh lồng…

Thép dùng trong đống tàu :theo tiêu chuẩn của Nga : Thép CT4, CT5…

+ nhóm thép hợp kim thấp độ bền cao.Có độ bền cao,nhưng tinh hàn kém, dể bị phá hủy giòn ở nhiệt độ thấp

Vi dụ: Theo TCVN co như: 14Mn, 09Mn2

Theo tiêu chuẩn JIS của nhât như: SPA-H (dạng tấm cáng nóng) , SPA-C (tấm can

nguội)

Thường đươc dùng trong làm đường ống, cầu

+ Thép làm cốt bêtông có khả năng chịu kéo,uốn và tải trọng động cho cấu kiện

Ví dụ: Theo TCVN có 4 cấp: C I, C II, C III, C IV

C I thép tròn trơn như: CT38, cấp C II thép có đốt như: CT51, cấp C III , C IV như

Trả lời:

Tiêu chuẩn VN (1765-1975) thép cabon thường loại A là loại thép chỉ qui dịnh cơ tính kí hiệu

CT con số đi kèm chỉ độ bền giới hạn: CT38 có độ bền tối thiểu 380N/mm2

Độ bền lớn nhất : 490N/mm2 ; C%=0.14-0.22 ; Mn%=0.3=0.65 ; S%<= 0.05 ; P%<= 0.04;Thường dùng ở dạng cán mỏng (tấm, cây, thanh, thép hình) chủ yếu trong xây dựng

TCVN:CT38

TC Nga:CT3

Chưa đủ nội dung