Vật liệu học ủ kết tinh lại

Học phần: Vật NHÂN Liệu Học Đề tài:PHỐ Ủ Kết Lại ỦY BAN DÂN–THÀNH HỒTinh CHÍ MINH TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM KHOA ĐỘNG LỰC Mục Lục LỚP 13CĐ_Ơ1 Trang Nhận xét giáo viện…………………………………………………… Định nghĩa………………………………………………………………… Chuẩn bị cho thí nghiệm………………………………………………… Thử phần tram cacbon thép……………………………………… Đo độ cứng trước ủ kết tinh lại…………………………………… Cánh tiến hành kết tinh……………………………………………… 10 Q trình tiến hành thí nghiệm kết tinh lại………………………… 12 Đo độ cứng sau kết tinh lại……………………………………… 14 Kết luận thí nghiệm……………………………………………………… 15 Vật Liệu Học Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Ngọc Quỳnh Học sinh thực hiện: Trần Việt Thắng Đỗ Thị Cẩm Thu Phạm Minh Tiến Lương Văn Tình Cái Đại Nam TP.HCM,16 tháng 12 năm 2014 Nhóm Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nhóm Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Ngày nhận đề tài: 28/10/2014 Ngày nộp đề tài: 16/12/2014 Phạm vi nghiên cứu đề tài: mơn Vật Liệu Học phạm vi bật cao đẳng kỹ thuật * Định nghĩa: Ủ thép phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ định, giữ nhiệt làm nguội chậm với lò, để đạt tổ chức ổn định theo giản đồ trạng thái với độ cứng thấp độ dẻo cao Tổ chức đạt sau ủ thép P (có thể có thêm F hay XeII tuỳ loại thép trước hay sau tích) *Ủ Kết Tinh Lại - Ủ kết tinh lại phương pháp ủ nung nóng thép tới nhiệt độ nhỏ Ac1 để khơng có chuyển biến pha xảy - Mục đích đặc điểm: Ủ kết tinh lại tiến hành cho thép qua biến dạng nguội bị biến cứng cần khơi phục lại tính dẻo, độ cứng trước gia cơng khí - Nhiệt độ ủ kết tinh lại cho thép cacbon từ 600 ÷ 700%C tức thấp nhiệt độ Ac1 Loại ủ làm thay đổi kích thước hạt giảm độ cứng, áp dụng cho thép khó tránh tạo nên hạt lớn Thành phần phần trăm cacbon thép 0,2%C –> 0,4%C *Phương pháp xác định %C thép + Phương pháp thơng thường (dùng đá mài): Nhóm Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại • • • • • • • • • Nhóm Phương pháp này thường sử dụng máy mài bàn (VD: máy mài đá) để tạo hoa lửa, đơi cũng có thể sử dụng máy mài cầm tay Đá mài phải quay với tớc đợ tới thiểu là 23 m/s (vận tớc dài), thực tế nên điều chỉnh khoảng 38 ~ 48 m/s Đá mài nên sử dụng loại thơ và cứng (loại oxit nhơm hoặc carborundum – SiC) Chiều dài của hoa lửa phụ tḥc vào lực mài rất khó so sánh nếu nếu lực mài mẫu khác Trong thực tế, lực mài cho chùm tia lửa của thép 0.2% C có chiều dài khoảng 500mm thường được dùng làm lực ch̉n Để tránh ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời hoặc để điều chỉnh đợ sáng xung quanh, cần thiết phải sử dụng các loại màn che hoặc b̀ng tới Khi mài, để mẫu tiếp xúc nhẹ với đá mài Hướng của chùm tia lửa nên theo phương ngang hoặc chếch lên Và vị trí quan sát nên ở phía sau hoặc bên phải của chùm tia Để nhận biết chính xác hơn, nên có thêm mẫu ch̉n (đã phân tích chính xác thành phần hóa học) để làm mẫu đới chiếu Các mẫu thử cần được làm sạch bề mặt, loại bỏ các lớp thấm (C, N), các lớp oxit và thoát carbon Có thể thực hiện bằng cách mài sâu Khi kiểm tra, cần quan sát kỹ chùm hoa lửa từ gớc đến ngọn (theo hình 1) Đặc biệt cần chú ý vào mợt sớ đặc điểm sau: o Chùm tia lửa: màu sắc, sớ lượng, đợ sáng, chiều dài các tia lửa o Hoa lửa: màu sắc, sớ lượng, hình dạng, kích cỡ o Trở lực mài: theo cảm giác ở tay mài mẫu Chú ý: bề mặt đá mài phải vệ sinh thường xun để tránh bám vụn kim loại (dùng cà đá) Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Nhóm Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Thí nghiệm thử phần trăm cacbon thép Nhóm Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Kết Luận chọn vật liệu • • • • • • • •  Nhóm Chùm tia lửa: Màu sắc : cam vàng Sớ lượng: trung bình Đợ sáng: sáng Chiều dài các tia lửa: khoảng 500mm Hoa lửa: Màu sắc: Cam vàng Sớ lượng: Trung bình Hình dạng: Nhiều nhánh đa nhánh cấp Kích cỡ: Trung bình Chọn vật liệu Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Đo độ cứng trước ủ kết tinh lại Stt Q trình đo độ cứng trước ủ kết tinh lại độ cứng =96HRB độ cứng =85,5HRB độ cứng =96,5HRB Độ cứng trung bình vật = 92.67HRB Nhóm Page Ghi Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Cách tiến hành ủ kết tinh lại Đây giai đoạn quan trọng với đột biến cấu trúc mạng tinh thể, tổ chức tế vi tính chất Bản chất kết tinh lại Khi nung nóng cao nhiệt độ định (gọi nhiệt độ kết tinh lại), mạng tinh thể bị xơ lệch có q trình hình thành hạt khơng có sai lệch biến dạng dẻo gây theo chế tạo mầm phát triển mầm kết tinh: - Mầm vùng khơng chứa sai lệch biến dạng dẻo; chúng sinh chủ yếu vùng bị xơ lệch mạnh nhất, lượng dự trữ cao nên ổn định (như mặt trượt, biên hạt) dễ trở trạng thái câ n với sai lệch Như kim loại bị biến dạng dẻo mạnh, mầm kết tinh lại tạo nên nhiều nên hạt nhỏ - Sự phát triển q trình tự nhiên Sau kết thúc kết tinh lại, có hạt hồn tồn đa cạnh với mạng tinh thể sai lệch trước bị biến dạng dẻo tính chất trở lại mức trước bị biến dạng tức xảy q trình thải bền: độ dẻo tăng lên độ bền, độ cứng giảm cách đột ngột có hai vấn đề đáng quan tâm nhiệt độ tiến hành q trình kích thước hạt nhận Nhiệt độ Nhiệt độ kết tinh lại nhiệt độ nhỏ xảy q trình kết tinh lại (tạo mầm phát triển mầm) với tốc độ đáng kể Do kết tinh lại phụ thuộc vào dịch chuyển xa ngun tử nên nhiệt độ q trình Toktl - phụ thuộc vào nhiệt độ nóng chả y - ToS - theo cơng thức: Toktl = a ToS (cả hai nhiệt độ tính theo oK) hệ số a phụ thuộc vào độ kim loại, mức độ biến dạng thời gian giữ nhiệt Trong điều kiện thường gặp nhất: mức độ biến dạng lớn (> 40 - 50%), thời gian giữ nhiệt nung nóng khoảng 1h, kim loại ngun chất kỹ thuật a ≈ 0,4, kim loại tinh khiết (hầu ngun chất) a ≈ 0,2 - 0,3, hợp kim dung dịch rắn a ≈ 0,5 - 0,8 Độ biến dạng lớn, thời gian ủ dài hệ số a tương ứng nhỏ Trên sở tính nhiệt độ ủ để khơi phục tính chất ban đầu cho kim loại hợp kim, việc làm thường phải giải cơng nghệ gia cơng kim loại Như kim loại (ngun chất kỹ thuật) thường gặp có nhiệt độ kết tinh lại khác nhau, sau: Fe (toS = 1539oC) - 450oC, Cu (toS = 1083oC) - 270 oC, Al (toS = 660oC) - 100oC, Pb, Zn, Sn (toS 300oC) - < to thường Tổ chức tế vi độ hạt Sau kết tinh lại hạt đa cạnh, đẳng trục, hẳn dạng hạt méo, kéo dài; song điều cần bàn độ hạt, biết có ảnh hưởng lớn đến tính (hạt nhỏ tốt) Người ta nhận thấy sau kết tinh lại độ hạt phụ thuộc chủ yếu vào Nhóm Page Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại ba yếu tố sau - Mức độ biến dạng Nói chung kim loại bị biến dạng dẻo mạnh, sau ủ kết tinh lại hạt tạo thành nhỏ, điều giải thích xơ lệch mạng mạnh tạo nên nhiều mầm Chính ngồi lý suất người ta thường cố gắng biến dạng với lượng ép lớn để tạo hạt nhỏ kết tinh lại Biến dạng nhỏ với lượng ép 8% tạo vùng xơ lệch nên tạo mầm, hạt tạo thành lớn, độ biến dạng gọi độ biến dạng tới hạn, thường phải tránh Tuy nhiên trường hợp ngược lại cần hạt to (trong thép kỹ thuật điện) lại phải lợi dụng hiệu ứng Sự biến đổi tổ chức tính kim loại qua biến dạng dẻo bị nung nóng - Nhiệt độ ủ Nhiệt độ ủ cao tốc độ tạo mầm phát triển mầm tăng tốc độ phát triển tăng nhanh nên hạt to lên - Thời gian giữ nhiệt Thời gian giữ nhiệt nhiệt độ ủ dài có điều kiện cho hạt phát triển nên hạt lớn Trong thực tế thường biến dạng với lượng ép lớn (≥ 40 - 50%), ủ ý khơng tăng nhiệt độ q mức quy định thời gian giữ khoảng 1h (tối đa khơng q 2h) để tạo hạt nhỏ Tùy thuộc vào kích thước hạt đạt sau kết tinh lại to hay nhỏ hơn, tính có biến đổi tương ứng so với trước biến dạng Ủ kết tinh lại phương pháp nhiệt luyện tạo hạt nhỏ cho kim loại, hợp kim khơng có chuyển biến thù hình Nhóm Page 10 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Bảng màu kim loại nhiệt độ: Nhóm Page 11 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Thanh thép bỏ vào lửa để chuẩn bị kết tinh lại Thanh thép đạt nhiệt độ 600 đến 700 độ C Thanh thép có màu nâu sẫm Nhóm Page 12 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Nhóm Page 13 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Sau đạt đến nhiệt độ 600, 700 độ C cho thép nguội lại lò Sau ủ cho thép nguội lại lò lấy thép khỏi lò Nhóm Page 14 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Stt Q trình đo độ cứng trước ủ kết tinh lại độ cứng =46HRB độ cứng =47HRB độ cứng =57,5HRB Độ cứng trung bình vật = 50,16HRB Đo độ cứng sau ủ kết tinh lại Nhóm Page 15 Ghi Sai lệch 1HRB Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Kết Luận Thí nghiệm Độ cứng trung bình trước ủ kết tinh lại là: 96,67HRB Độ cứng trung bình sau ủ kết tinh lại là: 50,16 HRB Độ cứng giảm 46,51 HRB => giảm 48,11% *** Thí nghiệm thành cơng Đạt mục đích u cầu đầu đề tài Độ cứng giả + Tìm loại thép cho thí nghiệm + Làm quy trình ủ kết tinh lại Nhóm Page 16 [...].. .Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Bảng màu kim loại khi ở nhiệt độ: Nhóm 7 Page 11 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Thanh thép được bỏ vào lửa để chuẩn bị ử kết tinh lại Thanh thép đạt được nhiệt độ 600 đến 700 độ C Thanh thép có màu nâu sẫm Nhóm 7 Page 12 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Nhóm 7 Page 13 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại. .. lại cùng lò Sau 2 giờ ủ cho thanh thép nguội lại cùng lò thì sẽ lấy thanh thép ra khỏi lò Nhóm 7 Page 14 Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Stt 1 Quá trình đo độ cứng trước khi ủ kết tinh lại độ cứng =46HRB độ cứng =47HRB độ cứng =57,5HRB Độ cứng trung bình của vật = 50,16HRB Đo độ cứng sau khi ủ kết tinh lại Nhóm 7 Page 15 Ghi chú Sai lệch 1HRB Học phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh. .. phần: Vật Liệu Học – Đề tài: Ủ Kết Tinh Lại Kết Luận Thí nghiệm Độ cứng trung bình trước khi ủ kết tinh lại là: 96,67HRB Độ cứng trung bình sau khi ủ kết tinh lại là: 50,16 HRB Độ cứng giảm được 46,51 HRB => giảm 48,11% *** Thí nghiệm thành công Đạt được mục đích yêu cầu đầu đề tài Độ cứng giả + Tìm đúng loại thép cho thí nghiệm + Làm đúng quy trình ủ kết tinh lại Nhóm 7 Page 16