Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lí nhiệt ở miền nhiệt độ trên

NGUYN XUN TRNG B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - NGUYN XUN TRNG KHOA HC V K THUT VT LIU NGHIấN CU NH HNG CA CH X Lí NHIT MIN NHIT TRấN 500oC N CU TRC, TNH CHT CA H PH KẫP HP KIM NiCr V NHễM TRấN NN THẫP KHO 2011B LUN VN THC S KHOA HC Chuyờn ngnh: Khoa hc v k thut Vt liu H Ni Nm 2013 B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - NGUYN XUN TRNG NGHIấN CU NH HNG CA CH X Lí NHIT MIN NHIT TRấN 500oC N CU TRC, TNH CHT CA H PH KẫP HP KIM NiCr V NHễM TRấN NN THẫP Chuyờn ngnh: Khoa hc v k thut Vt liu NGI HNG DN KHOA HC: PGS TS PHNG TH T HNG TS Lấ THU QUí H Ni Nm 2013 LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca bn thõn, c hỡnh thnh v phỏt trin t nhng quan im ca cỏ nhõn tụi, di s hng dn ca PGS.TS.Phựng Th T Hng, ng hng dn TS Lờ Thu Quý v cú tham kho thờm cỏc ti liu ỏng tin cy, cú ngun gc rừ rng Cỏc s liu, kt qu lun l hon ton chớnh xỏc v trung thc Tụi xin hon ton chu trỏch nhim v ni dung lun ny Tỏc gi lun NGUYN XUN TRNG LI CM N Tụi xin chõn thnh cm n PGS TS Phựng Th T Hng, B mụn Vt liu hc, x lý nhit v b mt Vin Khoa hc v k thut vt liu Trng i hc Bỏch Khoa H Ni v TS Lờ Thu Quý- Vin K thut Nhit i- Vin Hn lõm Khoa hc v Cụng ngh Vit Nam ó trc tip hng dn tụi thc hin v hon thnh ti Tụi xin chõn thnh cm n th cỏc thy giỏo, cụ giỏo B mụn Vt liu hc, x lý nhit v b mt, cỏc thy cụ giỏo Phũng thớ nghim kim loi hc v Xng nhit luyn, cỏc bn sinh viờn lp Vt liu hc, x lý nhit v b mt K52 v K54, cỏc k thut viờn ca Vin K thut Nhit i ó to iu kin giỳp tụi hon thnh ti ny Tỏc gi lun MC LC Trang LI CAM OAN LI CM N DANH MC T VIT TT DANH MC CC BNG DANH MC CC HèNH V, TH 10 LI NểI U 13 CHNG C S Lí THUYT .15 Khỏi quỏt chung .15 Lch s phỏt trin .15 Tỡnh hỡnh ng dng phun ph trờn th gii v Vit Nam 16 C s lý thuyt cụng ngh phun ph kim loi 17 4.1 C ch hỡnh thnh lp ph kim loi 17 4.2 c trng s hỡnh thnh v cu trỳc lp ph trờn kim loi nn 18 4.3 Cỏc phng phỏp phun kim loi 18 4.4 Mt s vt liu phun ph thụng dng ang c s dng trờn th gii .24 4.5 u im v nhc im ca cụng ngh phun ph .25 Phng phỏp phun ph bng h quang in .25 5.1 Thit b dựng phun ph 26 5.2 Cỏc yu t nh hng ti quỏ trỡnh phun ph bng h quang in 29 Lp ph kộp Ni-Cr v Al 30 6.1 S hỡnh thnh v cu trỳc lp ph kim loi 30 6.2 Cu trỳc lp ph kim loi 32 6.3 Lp ph nhụm (Al) .34 6.4 Lp ph Ni-Cr 35 6.5 Lp ph kộp Ni-Cr v Al 38 6.6 X lý nhit lp ph kộp NiCr-Al 41 Hỡnh 1.19 Gin pha Fe-Al 42 Bng 1.5 Nhit v nng tn ti ca cỏc pha theo gin pha Fe-Al .42 Bng 1.6 Cu trỳc tinh th v cng cỏc pha FemAln 43 CHNG CC PHNG PHP NGHIấN CU V THC NGHIM 49 S cỏc bc tin hnh nghiờn cu 49 Chun b mu v b mt trc phun ph 50 2.1.Vt liu .50 2.2 Thit b chun b mu .50 2.3 Quy trỡnh .51 2.4 Phun ph .51 2.5 X lý nhit 53 Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n cu trỳc v tớnh cht ca lp ph 57 3.1 Chp nh t chc t vi ca cỏc lp ph 57 3.2 Xỏc nh s phõn b cng gia cỏc lp ph bng phng phỏp o cng t vi 58 3.3 Chp EDS d oỏn cỏc pha sau .59 3.4 Phõn tớch thnh phn húa hc v cỏc pha xut hin cỏc lp ph bng phng phỏp nhiu x Rnghen (X-ray) 60 3.5 Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n cng mi mũn ca lp ph .61 3.6 Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n bỏm dớnh lp ph 62 CHNG 3: KT QU V THO LUN 64 nh hng ca ch n t chc t vi v tớnh cht ca lp ph kộp 64 1.1 T chc t vi v cng ca mu sau phun ph v sau phõn cp 5500C gi nhit 2h 65 1.2 nh hng ca thi gian gi nhit n t chc v tớnh cht ca lp ph kộp trờn thộp C45 v CT3 69 Phõn tớch thnh phn húa hc ca lp ph bng phng phỏp EDS 84 Nghiờn cu cỏc pha liờn kim bng phng phỏp nhiu x Rnghen 87 Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n cng mi mũn v h s ma sỏt ca lp ph 91 Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n bỏm dớnh ca lp ph .94 KT LUN V XUT 97 KT LUN 97 XUT 98 TI LIU THAM KHO 100 DANH MC T VIT TT CVD: Chemical vapor deposition: Lng ng hi húa hc PVD: Physical vapor deposition: Lng ng hi vt lý BCC: Body centered cubic: Lp phng tõm FCC: Face centered cubic: Lp phng tõm mt Cu trỳc tinh th A2: Lp phng tõm khi, cỏc nguyờn t gúc v tõm lp phng ging Cu trỳc tinh th B2: Dng lp phng tõm nhng cỏc nguyờn t gúc v tõm khỏc Cu trỳc tinh th DO3: Dng hn hp ca cu trỳc A2 v B2 xp trng lờn HVOF: High Velocity Oxygen Fuel: Cụng ngh phun nhiờn liu v oxy tc cao EDS (EDX): Energy-dispersive X-ray spectroscopy: Ph tỏn sc nng lng tia X DANH MC CC BNG Trang Bng 1.1 Mt s tớnh cht c bn ca Nhụm 35 Bng 1.2 Mt s tớnh cht c bn ca Crụm 36 Bng 1.3 Mt s tớnh cht c bn ca Niken 37 Bng 1.4 c im thm t ca Ni, Cr lng trờn nn ụxyt nhụm 39 Bng 1.5 Nhit v nng tn ti ca cỏc pha theo gin pha Fe-Al .42 Bng 1.6 Cu trỳc tinh th v cng cỏc pha FemAln 43 Bng 2.1 Thnh phn húa hc ca mu trc phun ph 50 Bng 2.2 Thnh phn hoỏ hc c bn ca dõy Al v dõy hp kim Ni80Cr20 .51 Bng 2.3 Cỏc thụng s ti u quỏ trỡnh phun ph 52 Bng 2.4 S lng mu cỏc khong nhit v thi gian gi nhit khỏc 56 Bng 3.1: cng lp ph n ca cỏc mu trc v sau 550oC-2h 67 Bng 3.2 cng t vi ca lp biờn gii gia Al-NiCr v Al-thộp i vi mu phun ph nn C45 v CT3 550oC - 2h .68 Bng 3.3 cng t vi ca lp ph kộp trờn nn thộp C45 sau 550oC v gi nhit cỏc thi gian khỏc 72 Bng 3.4 cng t vi ca lp ph kộp trờn nn thộp CT3 sau 550oC v gi nhit cỏc thi gian khỏc 74 Bng 3.5: cng t vi ca lp ph kộp trờn nn thộp C45 sau 600oC v gi nhit cỏc thi gian khỏc 78 Bng 3.6 cng t vi ca vựng biờn gii gia Al v NiCr trờn lp ph kộp nn thộp CT3 sau 600oC v gi nhit cỏc thi gian khỏc 80 Bng 3.7 Thnh phn húa hc ti cỏc im quột trờn biờn gii gia lp NiCr-Al 85 Bng 3.8 Cỏc pha v cỏc gúc ca vch nhiu x tng ng vi nú trờn mu phun ph nn C45 vựng NiCr-Al 90 Bng 3.9 Cỏc pha v cỏc gúc ca vch nhiu x tng ng vi nú trờn mu phun ph nn C45 vựng NiCr-Al .90 Bng 3.10 Kt qu o cng mũn v h s ma sỏt .94 Bng 3.11 Kt qu o bỏm dớnh lp ph cho cỏc mu ph kộp nn C45 95 DANH MC CC HèNH V, TH Trang Hỡnh 1.1 Lch s phỏt trin ca cụng ngh phun ph 16 Hỡnh 1.2 S cu trỳc lp phun 18 Hỡnh 1.3 S phun nhit khớ dựng dõy kim loi 19 Hỡnh 1.4 Thit b phun khớ chỏy .20 Hỡnh 1.5 S phun n 20 Hỡnh 1.6 Nguyờn lý phun HVOF .21 Hỡnh 1.7 Nguyờn lý phun ph h quang in 22 Hỡnh 1.8 Nguyờn lý cụng ngh phun plasma 23 Hỡnh 1.9 Thit b phun plasma h kớn .24 Hỡnh 1.10 Thit b phun ph h quang in 26 Hỡnh 1.11 u phun h quang in LD/U-2 27 Hỡnh 1.12 H thng iu khin thit b phun ph h quang in 27 Hỡnh 1.13 Thit b lm sch EDUC-O-MATIC 28 Hỡnh 1.14 Cỏc thụng s ca thit b nh hng n quỏ trỡnh phun bng phng phỏp h quang in 29 Hỡnh 1.15 Cu trỳc lp ph 33 Hỡnh 1.16 Mt ct ngang ca lp ph 33 Hỡnh 1.17 Gin pha Ni-Cr 38 Hỡnh 1.18 S thay i gúc thm t ca hp kim NiCr lờn b mt Nhụm, Hafni v Ytri theo thi gian .40 Hỡnh 1.19 Gin pha Fe-Al 42 Hỡnh 1.20 H s khuch tỏn ca cỏc cht -Fe .44 Hỡnh 1.21 H s khuch tỏn ca cỏc cht Al 44 Hỡnh 1.22 Gin pha nguyờn Cr-Ni-Al-mt ct ng nhit 700oC 46 Hỡnh 1.23 Gin pha Al-Cr 47 Hỡnh 1.24 Gin pha Al-Ni 48 Hỡnh 2.1 S cỏc bc nghiờn cu ca lun ỏn .49 10 T gin Al-Fe, khong t 48-49%Al, xut hin pha FeAl2; t 53-56%Al xut hin pha Fe2Al5; t 57-61%Al cú pha FeAl3 vựng nhit thp, gia cỏc khong nng trờn ca nhụm l hn hp cỏc pha liờn kim Do vy, ti im v cú th xut hin cỏc pha liờn kim Fe2Al5 v pha FeAl3 - im l thnh phn tng ng vi nn thộp (99,6%Fe 0,34%C) Cỏc kt qu trờn cng cho phộp d bỏo s xut hin ca cỏc pha trờn c s thnh phn cỏc nguyờn t ti im ú v da vo gin pha cú nhng kt lun rừ rng hn v cỏc pha xut hin , nghiờn cu s dng phng phỏp nhiu x Rn ghen Nghiờn cu cỏc pha liờn kim bng phng phỏp nhiu x Rnghen Nghiờn cu s dng mu c ph lp kộp Al v Ni-Cr lờn nn thộp C45 ó qua 600oC 8h phõn tớch nhiu x Rn ghen Phng phỏp ny cho bit cỏc pha to thnh nh cỏc gin nhiu x nhn c Do cỏc lp ph tng i mng, lp ph NiCr cú chiu dy t 100 n 150àm, lp ph Al cú chiu dy 80 n 120 àm, dy cỏc pha liờn kim li cng nh hn nờn nu quột nhiu x X-ray bng phng phỏp quột trờn b mt ct ngang lp ph (nh chp nh t chc t vi), s khụng nhn c thụng tin v cỏc vựng trờn lp ph mt cỏch chớnh xỏc Nghiờn cu ó thc hin búc tng lp mng trờn mt phng lp ph, quột t lp ph NiCr, lp Al n nn Kt qu phỏt hin cỏc pha liờn kim c th hin trờn hỡnh 3.19, 3.20 Thit b c s dng l mỏy quột Xray: D8 Advance ca hóng Bruckerc Phũng thớ nghim Vt liu- Vin C khớ Nng lng v M Vinacomin Kt qu phõn tớch c thc hin nhit phũng t = 18oC vi cỏc thụng s: Bc thi gian: = 1s Bc ca gúc chiu: = 0,01o Gúc quột t 20o n 90o in ỏp: 40kV Dũng: 40mA 87 400 Lin (Counts) 300 200 100 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale C45-lop Al-CrNi - File: C45- lop Al- CrNi.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 - End: 90.000 - Step: 0.100 - Step time: s - Temp.: 18 C - Time Started: 1361929984 s - 2-Theta: 20.000 - Theta: 10.000 - Chi: 0.00 - Phi: 0.00 - X: 0.0 mm - Y: 0.0 mm Operations: Smooth 0.150 | Background 0.037,1.000 | Import 00-001-1258 (D) - Nickel - Ni - Y: 23.43 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 3.54000 - b 3.54000 - c 3.54000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - - 44.3619 - F12= 8(0.1160,13) 03-065-5865 (C) - Aluminum Chromium Nickel - Al4CrNi15 - Y: 18.85 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 3.56000 - b 3.56000 - c 3.56000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pm-3m (221) - 45.1180 - I/Ic PDF 6.8 - F17=1000(0.0001,17) 03-065-5639 (C) - Aluminum Nickel - AlNi3 - Y: 3.81 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78000 - b 3.78000 - c 3.28000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4/mmm (123) - - 46.8660 - I/Ic PDF 6.5 - F30=276(0.0026,41) 03-065-9699 (C) - Aluminum Nickel - Al3Ni2 - Y: 3.52 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.02820 - b 4.02820 - c 4.89060 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P-3m1 (164) - - 68.7250 - I/Ic PDF 3.1 - F30=1000(0.0000,30) 03-065-2418 (C) - Aluminum Nickel - Al3Ni - Y: 2.45 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 6.61140 - b 7.36620 - c 4.81120 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pnma (62) - - 234.310 - I/Ic PDF 0.9 - F30=246(0.0036,34) Hỡnh 3.19 Gin nhiu x ti biờn gii NiCr-Al 88 90 Hỡnh 3.20 Gin nhiu x ti biờn gii Al- thộp 89 T gin nhiu x Rn ghen biờn gii gia NiCr-Al cho thy, cú th xut hin cỏc pha: - Cỏc pha liờn kim phỏt hin c ti vựng biờn gii NiCr-Al: AlNi3, Al4CrNi15, Al3Ni2, Al3Ni Gúc ca cỏc vch nhiu x tng ng vi cỏc pha c lit kờ bng 3.8 - Cỏc pha liờn kim phỏt hin c ti vựng biờn gii Al-Fe: AlFe3; AlFe; FeAl3 Gúc ca cỏc vch nhiu x tng ng vi cỏc pha c lit kờ bng 3.9 Bng 3.8 Cỏc pha v cỏc gúc ca vch nhiu x tng ng vi nú trờn mu phun ph nn C45 vựng NiCr-Al Gúc 2(o) Pha Al3Ni 25.901 41.800 43.589 Al4CrNi15 44.075 51.301 75.484 Al3Ni2 25.615 44.933 45.291 AlNi3 43.645 48.153 76.915 45.291 86.646 Bng 3.9 Cỏc pha v cỏc gúc ca vch nhiu x tng ng vi nú trờn mu phun ph nn C45 vựng NiCr-Al Gúc 2(o) Pha AlFe3 44.189 64.313 81.287 AlFe 30.796 44.117 64.099 FeAl3 43.544 44.905 64.242 81.144 Nhn xột: - ỳng theo lý thuyt, trờn gin pha khụng thy cú tng tỏc ca Cr v Ni, ch cú s tng tỏc ca Cr v Ni vi Al to thnh cỏc liờn kim theo t l Al khuch tỏn c - Khụng cú cỏc pha liờn kim ca Al-Cr (phự hp vi nhn xột v xut hin cỏc pha nh ph EDS) - Cỏc pha liờn kim gia Al v Ni-Cr to thnh liờn tip tựy theo t l ca Al vi hai nguyờn t cũn li Trong ú Al to thnh cỏc liờn kim riờng l vi Ni 90 vựng gn lp ph NiCr, xut hin pha giu Niken AlNi3 (t nhiu x X-ray), cũn vựng gn lp ph Al, xut hin pha giu nhụm Al3Ni (t ph EDS) Tuy nhiờn ph EDS cng ch l quột im bt k, ph thuc vo ng quột v im chia trờn ng quột (mang tớnh ngu nhiờn), cũn nhiu x X-ray cng ph thuc vo lp m ngi nghiờn cu búc tỏch (cng mang tớnh ngu nhiờn) Do vy, cú th xut hin thờm cỏch pha khỏc, cn phi cú nhiu phõn tớch thỡ mi cú th kt lun v tt c cỏc pha xut hin - Nhiu x X-ray cũn phỏt hin thờm pha phc ca nguyờn t Ni-Cr-Al l pha Al4CrNi15 - Trờn biờn gii gia Al-nn thộp (Fe), cỏc pha FeAl2 l pha gi bn quỏ trỡnh khuch tỏn, kh nng to thnh l thp nht vỡ chỳng b phõn hu, trờn cỏc kt qu phõn tớch Xray u khụng thy s cú mt ca pha ny - Nhụm khuch tỏn sõu vo b mt thộp nờn hm lng nhụm gim dn v hỡnh thnh cỏc pha trung gian (theo gin pha): Al3Fe Al5Fe2 AlFe AlFe3 Nh ó nờu cỏch quột X-ray theo cỏc lp ngu nhiờn, vy khụng phỏt hin c cỏc pha, xong cng ó xut hit cỏc pha giu nhụm nh Al3Fe (gn lp ph nhụm), pha trung gian AlFe n pha nghốo nhụm AlFe3 (gn vi nn thộp) n õy chỳng ta ó cú th kt lun chc chn v vic hỡnh thnh cỏc pha liờn kim gia cỏc lp ph sau Ngay ti nhit 550oC ó hỡnh thnh cỏc pha liờn kim Nhit cng cao tc khuch tỏn cng nhanh, chiu dy khuch tỏn cng ln, cỏc pha liờn kim ny cú tớnh cht c bit: nhit núng chy cao, bn, cng cao, õy l nhng tớnh cht quý lm tng bn cng nh kh nng lm vic mụi trng khc nghit ca lp ph Tuy nhiờn thc s ỏnh giỏ c u nhc im ca vic to cỏc pha liờn kim lp ph cn cú thờm nhng thớ nghim kim chng Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n cng mi mũn v h s ma sỏt ca lp ph Trong thc t, cỏc chi tit sau phun ph cú th lm vic cỏc iu kin mụi trng khỏc nhau, vi lp ph ngoi cựng l NiCr, lun ỏn hng ti vic 91 to cho lp ph kh nng chng mi mũn tt, yu t mụi trng cú nh hng ln ti kh nng chng mi mũn ca lp ph, cú th l mụi trng l khụ, cú bụi trn, ti trng ln, tc cao, nhit cao hoc kt hp cỏc kiu mụi trng cú tớnh cht khỏc Tựy theo iu kin lm vic ca chi tit m cú th s dng cỏc iu kin thớ nghim khỏc Trong lun ỏn ny, ti thớ nghim cng mũn v h s ma sỏt ca lp ph iu kin nhit thng khụng cú cht bụi trn cho mu ph kộp Al-NiCr trờn nn thộp C45 Thớ nghim c thc hin trờn thit b o h s ma sỏt v mi mũn TE97 Friction and Wear Demonstrator ti Phũng thớ nghim Vt liu- Vin C khớ Nng lng v M Mu th nghim c ch to nh hỡnh 3.21 Hỡnh 3.21 Bn v ch to mu th ma sỏt, mi mũn Hỡnh 3.22 Mu trc (trỏi) v sau thớ nghim (phi) Cng mũn theo phng phỏp lng c tớnh nh sau: I = M/(QxS) Trong ú: I (Kg/Nm): Cng mũn M (kg): hao ht lng mu sau thớ nghim 92 Q (N): Ti trng th S (m): Quóng ng chy mu Vi cỏc thụng s: Ti trng th: 30N; Tc vũng quay: 100 vũng/phỳt Thi gian chy: 600s ng kớnh quay: 45mm Cỏc kt qu th mi mũn c a trờn hỡnh 3.23, 3.24, 3.25, cỏc giỏ tr h s ma sỏt v cng mi mũn c a trờn bng 3.10 Hỡnh 3.23 Biu h s ma sỏt ca mu cha Hỡnh 3.24 Biu h s ma sỏt ca mu sau 550oC- 10h 93 Hỡnh 3.25 Biu h s ma sỏt ca mu sau 600oC 8h Bng 3.10 Kt qu o cng mũn v h s ma sỏt Cng mũn trung bỡnh Stt Cỏc mu vt liu tớnh theo lng (kg/N.m) H s ma sỏt trung bỡnh Mu cha 0,52 10-9 0.75 Mu sau 550oC- 8h 2.15 10-9 0.70 Mu sau 600oC- 8h 4,86 10-9 0.60 Nhn xột: - Lp th mi mũn l lp NiCr, cng mũn ca tng dn theo chiu tng ca nhit mu v cao hn so vi cha , iu ny cú ý ngha la chn ch cho mu lm vic iu kin chu mi mũn v nhit cao - Khi nhit tng lờn h s ma sỏt gim, cú th v nht l tng nhit , cỏc lp kim loi xp cht hn, cỏc ht thụ hn, gim cn tr chuyn ng, thớch hp cho cỏc chi tit lm vic chu mi mũn trt Nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n bỏm dớnh ca lp ph Nh ó bit, sau thỡ ti biờn gii gia cỏc lp ph hỡnh thnh cỏc lp liờn kim cú cng cao, ng thi giỳp cho liờn kt gia cỏc lp ph v lp ph 94 vi nn c bn chc hn Tuy nhiờn, theo hiu ng Kirkendall, ngoi vic hỡnh thnh cỏc pha liờn kim, õy cũn xut hin thờm cỏc l trng, nu s lng l trng nhiu s trung thnh cỏc r bờn lp ph, gõy gim bn, bỏm dớnh ca lp ph, ngoi nu ch phun ph khụng tt hoc nhit quỏ cao, tc nõng nhit ln cú th gõy chy lng lp Al cng lm gim bn ca lp ph õy l c s nghiờn cu nh hng ca ch x lý nhit n bỏm dớnh ca lp ph nhm la chn c ch ch x lý nhit thớch hp Thớ nghim c thc hin cho mu lp ph kộp Al-NiCr trờn nn thộp C45, cỏc ch cha , 550oC-10h v 600oC-8h, s dng thit b o bỏm dớnh lp ph Positest Pull- Off ca hóng Defelsko ti Phũng thớ nghim Vt liu- Vin C khớ Nng lng v M Mu thớ nghim khụng cn chun b nhiu, ch cn din tớch gn dolly nh hỡnh 3.26 Hỡnh 3.26 Mu sau gn dolly bng keo thnh phn Sau gn dolly vi b mt lp ph bng keo thnh phn, phi ch thi gian ớt nht l 24h keo ụng chc hon ton, trỏnh hin tng kộo dolly thỡ lp keo b bong trc Kt qu o bỏm dớnh lp ph c th hin bng 3.11 Bng 3.11 Kt qu o bỏm dớnh lp ph cho cỏc mu ph kộp nn C45 Mu trc bn bỏm dớnh, (MPa) 17.2 95 Mu sau Mu sau 550oC-10h 600oC-8h >20 >20 Nhn xột: - Vi thit b s dng ch hin th c mc ti a l 20Mpa nờn khụng ỏnh giỏ ht c kh nng bỏm dớnh ca lp ph sau , nhiờn cú th nhn thy lp ph sau cú bỏm dớnh tt hn mu trc S d nh vy l vỡ lp ph trc ch l cỏc lp kim loi xp cht lờn nhau, bỏm dớnh õy ch l bỏm dớnh c hc Cỏc mu sau gim c xp lp ph, to thnh cỏc pha liờn kim kt ni gia cỏc lp ph vi v vi nn nờn giỳp tng cng kh nng bỏm dớnh ca lp ph - Mc dự cú nhng nghi ngi v hin tng xut hin thờm cỏc l rng sau , c bit vi thi gian di v nhit cao, lm gim kh nng bỏm dớnh, nhiờn cú th thy dự thỡ bỏm dớnh ca lp ph sau tt hn so vi mu khụng c 96 KT LUN V XUT KT LUN ti ó thc hin phun ph lp ph kộp lờn nn cỏc vt liu thụng dng nh thộp C45, CT3 Sau phun ph tin hnh x lý nhit cho lp ph kộp Ni-Cr v Al, cỏc mu c nhit 550oC, 600oC v 650oC thi gian 2h, 4h, 6h, 8h, riờng vi nhit 550oC, cú tớnh tng quan so sỏnh vi cỏc ch khỏc (ó qua gi nhit 2h nhit 550oC) nờn cú thờm thi gian l 10h Vi nhit v thi gian gi nhit khỏc ó cú s xut hin ca cỏc pha mi, nhn c s thay i v cng, chiu dy ca cỏc pha mi v cú th cú cỏc kt lun sau: Nhit cng cao hoc thi gian gi nhit cng di, s khuch tỏn ca cỏc nguyờn t vo cng nhiu Kt qu ca s khuch tỏn l vic to thnh cỏc pha liờn kim cú cng cao Kt hp vic vi phõn tớch thnh phn húa hc bng ph EDS v quột pha bng nhiu x tia X, ó kt lun v s xut hin ca pha trung gian cú cng cao hn nn thộp Ti nhit 600oC, gi nhit 8h, ó to cỏc pha nh sau: - Ti lp biờn gii gia lp ph nhụm vi nn thộp ó to pha liờn kim cú bn cao l FeAl3, AlFe3 v AlFe - Ti lp ph nhụm vi NiCr to cỏc hp cht Al3Ni, Al3Ni2, AlNi3 v Al4CrNi15 cỏc pha ny khỏ bn nhit, chu mi mũn - cng lp trung gian trờn biờn gii Ni-Cr v Al cú th t c >900HV lm tng kh nng chu mi mũn v c tớnh cho lp ph - lm gim xp ca lp b mt ngoi lp ph, gim h s ma sỏt ca b mt Nghiờn cu trờn lp ph bờn ngoi (NiCr) cho thy, tng nhit lm tng cng mũn ca lp ph nờn cn la chn hp lý mun x lý nhit cho cỏc chi tit lm vic nhng mụi trng khỏc 97 Nhit cao (650oC) gn vi nhit chy ca nhụm, ó xy s chy Al cc b khú kim soỏt c nhit ca mu, gõy s mt liờn kt lp ph, gim c tớnh ca lp ph Chiu dy lp khuch tỏn thc t nh hn nhiu so vi tớnh toỏn lý thuyt vỡ thc t, kim loi ca cỏc lp ph khụng phi l mt nguyờn cht m l cỏc lp kim loi xp lờn nhau, gia chỳng cú cỏc l xp lm ngn cn s khuch tỏn Mt khỏc lp Nhụm sau phun ph rt nhanh sau ú to thnh lp oxit nhụm trờn b mt, lp ny rt bn cng gúp phn cn tr s khuch tỏn xy Ch x lý nhit phự hp cho lp ph kộp Ni-Cr v Al l 6000C gi nhit 4h~6h, vỡ nhit cao hiu qu khuch tỏn tt hn nhiu, nhiờn trc ú cú phõn cp 550oC 2h trỏnh gõy ng sut nhit cú th gõy chy lng lp Al nu gi nhit quỏ di s khụng hiu qu v kinh t v cú th gõy nhiu l r hoc hin tng chy cc b lm gim c tớnh lp ph Lp ph kộp NiCr-Al sau x lý nhit va m bo tớnh chng n mũn, mi mũn lp ph nhụm cú tỏc dng nh mt ro cn chng li s xõm nhp ca cỏc tỏc nhõn n mũn, va tng kh nng chu mi mũn v chu nhit, mt khỏc li cú tớnh bỏm dớnh tt hỡnh thnh cỏc pha liờn kim biờn gii cỏc lp ph, tng kh nng liờn kt gia cỏc lp ph XUT Do thi gian gi nhit mi dng li 8h nờn cha xỏc nh c thi gian bóo hũa lp khuch tỏn khụng tng lờn na hoc lp Al khuờch tỏn hon ton vo nn Fe v NiCr, cn cú nghiờn cu tip theo cú th a ch cụng ngh trng hp mun nhn c t chc mt pha liờn kim vựng ph nhụm (do liờn kim Al-Fe bn, nhit cao, thớch hp vi cỏc chi tit chu mi mũn, n mũn lm vic nhit cao) Cn nghiờn cu, ci tin cụng ngh phun ph tt hn na, tin dn ti t ng húa to c lp ph ng u v chiu dy trờn mi hỡnh dng sn phm 98 Nh ó bit nhit cng tng thỡ kh nng khuch tỏn cng cao, vỡ vy nu cú th c nhit gn vi nhit núng chy ca nhụm thỡ s gim c nhiu thi gian , tit kim c thi gian v kinh t nờn cn nghiờn cu thờm cụng ngh khng ch tt nhit mu, khụng mu n nhit núng chy ca nhụm gõy hin tng chy cc b Khuch tỏn gia cỏc lp ph v lp ph vi nn rt khỏc so vi khuch tỏn gia cỏc kim loi nguyờn cht, vỡ vy cú th nghiờn cu thờm s tng quan gia kiu khuch tỏn ny a c cỏc d oỏn hay tớnh toỏn c chiu dy lp khuch tỏn thc t 99 TI LIU THAM KHO Ti liu ting Vit Arzamaxov B.N (2001), Vt liu hc, Nxb Giỏo dc R W Cahn (ch biờn), Ngi dch: V ỡnh C, Nguyn Xuõn Chỏnh, Lờ Vn Ngha (1976), Kim loi hc vt lý- Tp 2, NXB Khoa hc v K thut Lý Quc Cng (2002), Lun thc s khoa hc, HBK H Ni Lờ Cụng Dng (ch biờn), Nghiờm Hựng, Nguyn Vn Chi, Nguyn Trng Bo, Minh Nghip (1986), Kim loi hc, i hc Bỏch khoa H Ni Lờ Cụng Dng (2000), Vt liu hc, NXB Khoa hc K thut Nguyn Th Minh Phng, T Vn Tht (2000), Cụng ngh nhit luyn, NXB Giỏo dc A A Smcụv (1973), Sỏch tra cu v nhit luyn, Nxb Khoa hc v K thut Hong Tựng (1993), Phc hi v bo v b mt bng phun ph, HBK H Ni PGS.TS Hong Tựng (2002), Cụng ngh phun ph v ng dng, NXB Khoa Hc K Khut, H Ni 10 Nguyn Vn T (1999) X lý b mt, NXB Khoa hc k thut 11 Nguyn Vn T (2002), n mũn v bo v vt liu, NXB Khoa hc k thut, H Ni Ti liu ting nc ngoi 12 Annual book of ASTM standard section volume 03.02 13 Ashary, Nickel-Chromium corrosion coating and process for producing it United States Patent, Patent No.: 5,089,223; Sep,19,1995etal., No 2, 7-11 (1971) 14 N.Ashgriz (2011), Handbook of Atomization and Sprays-Theory and Applications Nxb.Springer 15 ASM Handbook Committee (1991), Volume 4: Heat Treating 16 H K D H Bhadeshia, Master of Philosophy, Materials Modelling, Course MP6, Kinetics and Microstructure Modelling, Materials Science & Metallurgy 17 Catalog: OSU - Hessler 300A; DLR (c) 100 18 Ly Quoc Cuong, Le Thu Quy, Phung Thi Tho Hang, Le Minh Ngoc, Influence of heat treatment at 550-600oC to the structure of thermal spray duplex coating system of Aluminnum-Nikel Chromium alloy on carbon steel, Vietnam Journal of Chemistry, Aug, 24, 2012 19 David Pye (2003), Practical Nitriding and Ferritic Nitrocarburizing, ASM International 20 A A Gordonnaya, Yu B Malevskii, and L K Doroshenko (1980) Effect of Preliminary deformation on the interaction of iron with an aluminum coating Plenum Publishing Corporation 21 Hamada, Fe-Cr-Ni-Al ferritic Alloys United States Patent, Patent No.: 5,089,223; Feb,18,1992 22 Helmut Meher (2006), Diffusion studies in metals and intermetallic compounds, Institut fỹr Materialphysik, Universitọt Mỹnster 23 Jerome Darbellay, Drs D.Embury and H Zurob (2006) Gas nitriding: An industrial perspective, MES 701 Seminar Department of Materials Science and Engineering McMaster University 24 Kazou Ishikawa, Tsuguo Suzuki, Shogo Tobe, and Yoshiharu Kitamura, (2001) Resistance of Thermal-Sprayed Duplex Coating Composed of Aluminum and 80Ni-20Cr Alloy against Aqueous Corrosion, Journal of Thermal Spray Technology- Vol 10 25 I N Kidin (1971), "Structure and phase composition of aluminum coatings," Metal i Term Obrabotka 26 M Potesser, T Schoeberl, H Antrekowitsch and J Bruckner, 2006, The Characterization of the Intermetallic Fe-Al Layer of Steel-Aluminum Weldings, EPD Congress 27 http://www.crct.polymtl.ca/fact/documentation/BINARY/BINARY_Figs.htm 28 http://www.geocities.jp/ohba_lab_ob_page/Structure.html 101 ... 84 Nghiên cứu pha liên kim phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 87 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ ủ xử lý nhiệt đến cường độ mài mòn hệ số ma sát lớp phủ 91 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ ủ xử. .. hưởng chế độ xử lý nhiệt đến cường độ mài mòn lớp phủ .61 3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lý nhiệt đến độ bám dính lớp phủ 62 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64 Ảnh hưởng chế. .. bền, chịu nhiệt Từ kết nghiên cứu trước, nhận thấy khuếch tán tương hỗ lớp phủ xảy với tốc độ chậm nhiệt độ thấp, luận án tập trung Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ xử lí nhiệt miền nhiệt độ 500oC