[Luận văn]nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện đến tính chất của hợp kim bimetal thép 5crinimo thép c35

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Lê tiến dũng luận văn tHạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá -Nông lâm nghiệp Mã số: : 60. 52. 14 Ngời hớng dẫn khoa học: PGs. TS Hà Minh Hùng Hà nội -2007 Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học nông nghiệp I Nghiên cứu ảnh hởng của chế độ nhiệt luyện đến tính chất của hợp kim Bimetal thép 5CrNiMo - thép C35 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hế đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho công việc thực hiện luận văn này đ đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đ đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Lê Tiến Dũng Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ ii Lời cảm ơn . Với các kết quả thu nhận đợc trong luận văn này và kết quả học tập nghiên cứu suốt ba năm qua tại khoa Sau đại học, khoa Cơ điện, Bộ môn kỹ thuật Cơ khí và sửa chữa máy trờng Đại học Nông nghiệp I Hà nội, tôi xin trân trọng cám ơn các thầy cô giáo tại trờng Đại học Nông nghiệp I đ giúp chúng tôi hoàn thành khoá học. Tôi cũng xin trân trọng cám ơn cán bộ, nhân viên Trung tâm Gia công á p lực và Trung tâm Đào tạo và ứ ng dụng công nghệ cơ khí Tự động hoá - Viện Nghiên cứu Cơ khí đ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho việc học tập và Làm luận văn tốt nghiệp này; Cám ơn bộ môn Vật liệu học, công mghệ nhiệt luyện và sử lý bề mặt trờng Đại học Bách khoa Hà nội; Phòng Thí nghiệm trọng điểm Hàn và sử lý bề mặt quốc gia đ giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cám ơn thầy giáo hớng dẫn khoa học: PGS .TS Hà Minh Hùng Giám đốc trung tâm Trung tâm đào tạo và ứng dụng công nghệ cơ khí Tự động hoá - Viện Nghiên cứu Cơ khí, PGS .TS Đinh Bá Trụ, TS. Đào Quang Kế Phó trởng khoa Cơ Điện- trờng Đại học Nông nghiệp I đ đọc và đóng góp những ý kiến quý báu, bổ ích cho bản Luận văn này . Kính chúc toàn thể các thầy cô và gia đình luôn mạnh khoẻ, đạt nhiều thành đạt trong công tác và trong cuộc sống . Lê Tiến Dũng Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ iii Mục lục Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các hình Danh mục các bảng Mở đầu 1 Chơng 1 tổng quan 3 1.1 Khái quát công nghệ hàn nổ: 3 1.1.1 Công nghệ chế tạo băng bimetal bằng phơng pháp hàn nổ. 3 1.1.2 Tính chất hàn nổ trên các bề mặt cong 9 1.2.1.1 Hàn nổ các bề mặt cong của bán cầu đờng kính nhỏ: 9 1.1.2.2 Hàn nổ các bề mặt lồi hình trụ : 12 1.1.2.3 Bài toán nổ tóp ống để hàn với lõi thép ở giữa. 13 1. 2 Các khuyết tật khi hàn nổvà biện pháp hạn chế 16 1. 2.1 Phân loại các khuyết tật khi hàn nổ 16 1. 2.2 Sự phá huỷ tính liên tục mối hàn, khuyết tật không hàn và mép biên. 17 1. 2.3 Khuyết tật trong vùng liên kết hai lớp kim loại: 18 1. 2.4 Biến dạng của chi tiết hàn nổ. 19 1. 2.5 Các vết nứt thô đại và phá huỷ 20 1. 2.6 Khuyết tật h hỏng bề mặt tấm kim loại hàn 20 1.3. Các phơng pháp đánh giá tính chất của Bimetal. 21 1.3.1. Kiểm tra không phá huỷ. 21 1.3.2 Kiểm tra phá huỷ. 22 1.3.2.1 Đánh giá tính chất bimetal theo độ bền cục bộ. 22 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ iv 1.3.2.2 Đánh giá tính chất bimetal theo độ bền tổng hợp 24 1.3.2.3 Nghiên cứu cấu trúc tế vi vật liệu bimetal thép thép hợp kim 26 1.4 Thép chế tạo khuôn dập 29 1.4.1 Thép chế tạo khuôn dập nguội. 29 1.4.1.1 Thép khuôn dập nguội Cácbon và hợp kim thấp. 30 1.4.1.2 Thép khuôn dập nguội hợp kim cao 31 1.4.2 Thép chế tạo khuôn dập nóng: 35 1.4.2.1 Yêu cầu về tính năng đối với thép chế tạo khuôn dập nóng: 35 1.4.1.2 - Thép làm khuôn rèn, búa rèn. 35 1.4.2.3 Thép làm khuôn ép nóng và đúc ép. 38 1.4.3 Đặc điển nhiệt luyện các loại thép chế tạo khuôn dập 39 Kết luận chơng 1 42 Chơng 2 Đối tợng nghiên cứu, vật liệu,thiết bị thí nghiệm và phơng pháp nghiên cứu 43 2.1 Đối tợng nghiên cứu 43 2.2 Thiết bị thí nghiệm 44 2.3 Phơng pháp nghiên cứu 46 2.3.1 Quy tắc chung: 46 2.3.2 Quá trình thực nghiệm 46 Kết luận chơng 2 48 Chơng 3 Kết quả thí nghiệm 50 3. 1 Độ cứng tế vi vùng biên giới hai loại thép. 57 3.2 Các ảnh tổ chức tế vi của hợp kim bimetal thép 5CrNiMo-C35. 62 3. 3 Biện luận khoa học các kết quả thu đợc. 69 Kết luận chơng 3 72 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ------------------------------ v KÕt luËn chung cho toµn bé luËn ¸n 72 Tµi liÖu tham kh¶o 74 Phô lôc 77 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ vi Danh mục các hình vẽ T rang 1-1 Cấu trúc tế vi vùng liên kết hàn thân bình chịu áp lực từ bimetal chế tạo theo các phơng pháp khác nhau 3 1-2 Sơ đồ nổ dới góc nghiêng và nổ song song 5 1-3 Cấu trúc tế vi vùng liên kết hai lớp kim loại của băng bimêtal đợc chế tạo bằng phơng pháp hàn nổ. 6 1-4 Sơ đồ công nghệ tạo bimetal bằng phơng pháp hàn nổ 9 1-5 Sơ đồ tính toán phơng án hàn ốp bề mặt hình cầu từ phía trong . 11 1-6 Sự lan truyền sóng nổ trên bề mặt trụ. 13 1-7 Sơ đồ hàn nổ tóp ống để hàn với lõi thép ở giữa. 14 1-8 Vết nứt kiểu cây thông 18 1-9 Sơ đồ xác định tính chất cục bộ của bimetal: 23 1-10 Mẫu thử đánh giá độ bền bám đính hai lớp kim loại kéo trợt 24 1-11 Sơ đồ xác định tính chất tổng hợp của bimetal: 25 1-12 Quan hệ giữa nhiệt độ tôi và biến dạng khi tôi của thép Cr12 33 1-13 Quy trình nhiệt luyện thép 5CrNiMo 37 2-1 ảnh lò thí nghiệm Koller để nung thí nghiệm 44 2-2 ả nh tác giả sử dụng kính hiển vi kim tơng AXIOVET 25 45 2-3 Chọn vị trí khảo sát tổ chức tế vi của mẫu và đo độ cứng tế vi 47 3-1 ả nh một số mẫu sau khi hàn nổ đợc đem đi cắt thành mẫu. 51 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ vii 3-2 ả nh c ác mẫu thép dùng để thăm dò công nghệ nhiệt luyện 52 3-3 ảnh năm trong số mời hai mẫu đợc nhiệt luyện sau khí đ điều chỉnh công nghê. 52 3-4 ả nh tổ chức tế vi của vùng liên kết giữa hai loại thép sau khí nổ. (Mẫu 11) 53 3-5 ả nh tổ chức tế vi vùng liên kết của (mẫu 30) sau khi hàn nổ 54 3-6 ả nh vùng liên kết mẫu 22 sau khi hàn nổ 55 3-7 Tổ chứ tế vi của thép C35 (x500) trớc khi nhiệt luyện trong mẫu hàn nổ (vùng phiá trong) 56 3-8 Tổ chức tế vi của thép 5CrNiMo (x500) trớc khi nhiệt luyện (vùng phía ngoài) 56 3-9 Độ cứng tại vùng biên giới mẫu 12 58 3-10 Độ cứng tại vùng biên giới mẫu 22 59 3-11 Độ cứng tại vùng biên giới mẫu 30 60 3-12 Độ cứng tại vùng biên giới mẫu 31 61 3-13 ả nh tổ chức tế vi của vùng biên giới hai lớp (mẫu 32) có vết đo độ cứng Víchke 62 3-14 ả nh chụp cấu trúc tế vi ở vùng biên giới Bimetal thép 5CrNiMo thép C35 (x 100, mẫu số 11). Chế độ nhiệt luyện bao gồm: Tôi 800 o C; ram 1h ở 480 o C 63 3-15 ảnh chụp cấu trúc tế vi ở vùng biên giới Bimetal thép 5CrNiMo thép C35 (x500 ,mẫu số 11). Chế độ nhiệt luyện bao gồm: tôi 800 0 C ram 1h ở 480 o C 63 3-16 ả nh chụp cấu trúc tế vi ở vùng biên giới Bimetal thép 5CrNiMo thép C35 (x200, mẫu số 12). Chế độ nhiệt luyện bao gồm: 64 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ------------------------------ viii thÐp C35 (x200, mÉu sè 12). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm: t«i - 800 o C; ram 1h ë 530 o C 3-17 ¶ nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp C35 Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x 500, mÉu sè 12). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm: t«i - 800 o C; ram 1h ë 530 o C. 64 3-18 ¶ nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng biªn giíi Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x200, mÉu sè 13). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm: t«i - 800 o C; ram 30’ ë 580 o C 65 3-19 ¶ nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp biªn giíi Bimetal thÐp 5CrNiMo– thÐp C35 (x 500, mÉu sè 22). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm: t«i - 830 o C; ram 1h ë 530 o C 65 3-20 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp 5CrNiMo Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x 500, mÉu sè 22). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm : t«i - 830 o C; ram 1h ë 530 o C 66 3-21 ¶ nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp C35 Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x 500, mÉu sè 30). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm : t«i -860 o C; ram 2h ë nhiÖt ®é 530 o C 66 3-22 ¶ nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp biªn giíi Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x 200, mÉu sè 32). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm : t«i - 860 o C; ram 1h ë 530 o C 66 3-23 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp 5CrNiMo, Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x500, mÉu sè 32). ChÕ ®é nhiÖt luyÖn bao gåm: t«i - 860 o C; ram 1h ë 530 o C 66 3-24 ¶nh chôp cÊu tróc tÕ vi ë vïng thÐp biªn giíi Bimetal thÐp 5CrNiMo – thÐp C35 (x500, mÉu sè 33). ChÕ ®é nhiÖt 67 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc k thut ------------------------------ ix 5CrNiMo thép C35 (x500, mẫu số 33). Chế độ nhiệt luyện bao gồm: tôi - 860 o C; ram 1h ở 580 o C 3-25 ả nh chụp cấu trúc tế vi ở vùng thép biên giới Bimetal thép 5CrNiMo thép C35 (x500, mẫu số 30). Chế độ nhiệt luyện bao gồm: tôi - 860 o C; ram 2h ở 580 o C 68 3-26 ả nh chụp cấu trúc tế vi ở vùng thép 5CrNiMo Bimetal thép 5CrNiMo thép C35 (x 500, mẫu số 33). Chế độ nhiệt luyện bao gồm: tôi - 860 o C; ram 1h ở 580 o C. 69 3-27 ả nh lới Cácbit đ bắt đầu hình thành sau khi tôi ở 860 o C; ram 2 giờ ở 530 o C 71 . tuổi thọ làm việc. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu ảnh hởng của chế độ nhiệt luyện đến tính chất của hợp kim Bimetal thép C35- thép Trng i hc Nụng nghip. Trờng Đại học nông nghiệp I Nghiên cứu ảnh hởng của chế độ nhiệt luyện đến tính chất của hợp kim Bimetal thép 5CrNiMo - thép C35 Trng i hc Nụng nghip H Ni