TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT BỊ CNVL CƠ KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÍ SVTH :Hồ Duy Anh MSSV :1610043 GV LÝ THUYẾT :Nguyễn Hải Đăng NHÓM HỌC LÝ THUYẾT :L01B NHÓM THỰC HÀNH :L02 TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT BỊ CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI SVTH :Hồ Duy Anh MSSV :1610043 GV LÝ THUYẾT :Nguyễn Hải Đăng NHÓM HỌC LÝ THUYẾT : L01B NGÀY THỰC HÀNH : Buổi chiều ngày 6 tháng 4 NHÓM THỰC HÀNH : L02 TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 BÀI 1. ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM Nắm vững nguyên lí đo độ cứng theo các phương pháp Brinell, Rockwell và Vicker. Làm quen và biết cách sử dụng các máy đo độ cứng thông dụng TÓM TẮT LÝ THUYẾT (Viết ngắn gọn không quá 2 trang word) 2.1 Đặc điểm và các phương pháp đo độ cứng Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của kim loại, dưới tác dụng của tải trọng thông qua mũi đâm. Độ cứng là một đặc trưng cơ tính quan trọng của vật liệu. Nó có thể dễ dàng đo được thông qua các thiết bị đo mà không cần phải phá hủy mẫu Tùy theo tác dụng của mũi đâm lên bề mặt mẫu, mà người ta chia ra làm nhiều phương pháp đo độ cứng khác nhau: Phương pháp đâm: dùng 1 tải trọng xác định đặt lên mũi đâm (hình côn, hình tháp, hình cầu..) có độ cứng rất cao (kim cương, hợp kim cứng, thép tôi..) để mũi đâm tác dụng lên bề mặt mẫu, gây ra biến dạng tại vị trí đâm. Sau đó, căn cứ cào diện tích hoặc chiều sâu vết lõm ứng với tải trọng tác dụng mà tính ra số đo của độ cứng. Phương pháp này được dùng phổ biến nhất. Phương pháp nảy lại: dùng để đo độ biến dạng đàn hồi bằng cách thả viên bi từ độ cao xác định lên bề mặt vật liệu. Sau đó, căn cứ vào chiều cao trước và sau khi thả bi mà tính ra số đo độ cứng. Phương pháp đo độ xước: là phương pháp đo khả năng chống lại phá hoại bề mặt của vật liệu. Nội dung của phương pháp này là vừa ấn mũi kim cương lên bề mặt mẫu, vừa kéo cho mũi kim cương chuyển động với tốc độ xác định, để tạo thành vết xước. Căn cứ vào lực ấn, chiều sâu, chiều rộng vết xước mà tính ra số đo độ cứng. Dưới đây giới thiệu các phương pháp đo độ cứng thông dụng theo phương pháp đâm: Phương pháp Brinell: +Nguyên lý của phương pháp này là ấn một viên bi bằng thép đã được 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 PS 0,1(N mm2 ) +Điều kiện để đo độ cứng Brinell: Chiều dày mẫu thí nghiệm không được nhỏ hơn 10 lần chiều sâu vết lõm,. Bề mặt mẫu thử phải sạch, phẳng, không có khuyết tật. Nếu bề mặt cong phải gia công cho vị trí cầnđo thành mặt phẳng. Chiều rộng, dài của vùng cần đo phải lớn hơn 2D. Khoảng cách giữa hai vết đo cũng phải lớn hơn 2D. Chỉ cho phép đo các vật liệu có độ cứng nhỏ hơn 450HB để tránh biến dạng cho viên bi. Lúc này độ cứng viên bi theo thang Vicker không được bé hơn 850HV. Thời gian tác động tải trọng cũng có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo. Thông thường thời gian này có thể tra trong các bảng (xem bảng 1.) Phương pháp Rockwell: +Tùy theo dạng mũi đâm và tải trọng ta chia ra các thang sau đây: 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 ∅1,588mm, tải trọng 1000N – HRB +Phương pháp đo Rockwell cho phép đo các mẫu có độ cứng cao hơn 450HB, hoặc các mẫu mỏng, nhỏ hơn1,2mm. Nó cho phép thay đổi tải trọng trong một pham 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. Ngoàira thời gian đo rất nhanh (từ 6 – 10 giây). Phương pháp Vicker: +Phương pháp Vicker về nguyên lý đo giống như phương pháp Brinell, nhưng thay mũi bi bằng mũi kim cương hình tháp, có góc giữa hai mặt bên là 1360. Tải trọng sử dụng P = 50 ÷ 1500N, phụ thuộc vào chiều dày mẫu đo. Đo theo phương pháp Vicker có thể áp dụng cho các chi tiết rất cứng hoặc mềm, và số đo độ cứng không phụ thuộc vào tải trọng +Phương pháp đo Vicker thường dùng đo độ cứng các vật mỏng, các lớp thấm… + Công thức: HV PS=(2Psin(α2))d2 =1,854 Pd2 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Nhận phôi và chuẩn bị. Tiến hành mài nhẵn mặt cần đo độ cứng và mài sơ mặt còn lại. Thực hành trên máy đo Tiến hành đo HRA trên máy đo (số 1) 3 lần và lấy giá trị trung bình. Lấy giá trị trung bình so sánh với 60. Nếu: •HRA > 60 thì tạm gọi là vật cứng, sau đó tiến hành đo HRC 3 lần và chuyển qua đo HV 3 lần. •HRA < 60 thì tạm gọi là vật mềm, sau đó tiến hành đo HRB 3 lần và chuyển qua đo HB 3 lần. Lấy giá trị HRA trung bình làm chuẩn, tra bảng để có giá trị HV lý thuyết hoặc HB lý thuyết. Tính toán giá trị của HV hoặc HB theo công thức trên lý thuyết dựa vào giá trị đường kính vừa đo được. So sánh giữa giá trị đo và giá trị lý thuyết sai lệch bao nhiêu và nêu lý do sai lệch trong bài báo cáo. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC Phương pháp đo của nhóm là HRC, HV ( giá trị trung bình của HRA >60) BẢNG 1. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC LẦN 1 LẦN 2 LẦN 3 TRUNG BÌNH HRA 64 65,5 66 64,8 HRC 30,5 30 31 30,5 HV ĐƯỜNG CHÉO LỖ 1 LỖ 2 LỖ 3 D1 918 902 921 913,67 D2 926 898 926 916,67 XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO Kích thước thực tế đo được bằng kính hiển vi ( với sai số là 0,86): Lỗ 1 (D1) ̅=(D_11+D_12)2×0,86=(918+926)2×0,86=792,92μm=0,79292 mm Lỗ 2 (D2) ̅=(D_21+D_22)2×0,86=(902+898)2×0,86=774μm=0,774 mm Lỗ 3 (D3) ̅=(D_31+D_32)2×0,86=(921+926)2×0,86=794,21μm=0,79421 mm Tải trọng P trong máy đo độ cứng HV: P=9809,81=99,898 kg Tra bảng: (Có minh chứng ảnh chụp bảng tra) (HRA) ̅=64,8 (kg〖mm〗2 ) Theo bảng tra∶ Tức là : HV HRC HA 300 29,8 65,2 290 28,4 64,6 Từ đó →〖HRC〗_LT=(64,864,6)(65,264,6) (29,828,4)+28,4=28,87(kg〖mm〗2 ) →〖HV〗_LT=(64,864,6)(65,264,6) (300290)+290=293,33(kg〖mm〗2 ) Tính toán HRC Tính phần trăm sai số giữa thực tế và lý thuyết: Ta có : (HRC) ̅=30,5 (kg〖mm〗2 ) Sai số giữa thực tế và lý thuyết : δ=| (HRC) ̅〖HRC〗_LT |〖HRC〗_LT 100=(30,528,87)28,87 100=5,65 % Tính toán HV Lỗ 1 →HV_1=1,854 P〖D_1〗2 =1,854 99,898〖0,79292〗2 =294,58 (kg〖mm〗2 ) Lỗ 2 →HV_2=1,854 P〖D_1〗2 =1,854 99,898〖0,774〗2 =309,16 (kg〖mm〗2 ) Lỗ 3 →HV_3=1,854 P〖D_1〗2 =1,854 99,898〖0,79421〗2 =293,63 (kg〖mm〗2 ) (HV) ̅_ =(HV_1+HV_2+HV_3)3=(294,58+309,16+293,63)3=299,12(kg〖mm〗2 ) Tính phần trăm sai số giữa thực tế và lý thuyết: Ta có : (HV) ̅_ =299,12(kg〖mm〗2 ) Sai số giữa thực tế và lý thuyết : δ=| (HV) ̅〖HV〗_LT |〖HV〗_LT 100=|299,12299,33|299,33 100=0,07 % NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN Giữa giá trị độ cứng theo tính toán đo được và giá trị độ cứng trên lý thuyết có sự khác nhau (mặc dù sai số trong khoảng cho phép). Bởi vì một trong những nguyên nhân sau: +Sai số của dụng cụ đo (sai số của máy đo độ cứng, kính hiển vi...) +Thao tác chưa đúng của sinh viên trong quá trình thực hành (cách đọc giá trị độ cứng chưa đúng, đọc sai giá trị, đo độ cứng trên các điểm cách xa nhau, đo độ cứng trên các điểm cũ đã được xác định từ các lớp khác, di chuyển cần lực trong máy đo độ cứng HV, HB một cách nhanh chóng gây nên sai sô lớn,..) + Bề mặt phôi không được phẳng hoàn toàn, phôi chưa được kẹp cứng,...... TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT BỊ CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO XEM CẤU TRÚC TẾ VI SVTH :Hồ Duy Anh MSSV :1610043 GV LÝ THUYẾT :Nguyễn Hải Đăng NHÓM HỌC LÝ THUYẾT :L01B NGÀY THỰC HÀNH : Buổi Chiều 20 tháng 4 NHÓM THỰC HÀNH : L02 TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 BÀI 2. XEM CẤU TRÚC TẾ VI MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM Phương pháp làm mẫu để nghiên cứu tổ chức tế vi gồm các khâu: chọn mẫu, cắt mẫu, mài, đánh bóng và tẩm thực. Tầm quan trọng của công tác chuẩn bị mẫu và ảnh hưởng của nó đến kết quả nghiên cứu. Làm quen với những vật liệu và thiết bị cần thiết cho công việc làm mẫu. TÓM TẮT LÝ THUYẾT Chọn và cắt mẫu: Tùy theo nhiệm vụ nghiên cứu và thí nghiệm mà chúng ta chọn mẫu. Yêu cầu mẫu phải đặc trưng cho vật cần nghiên cứu. Khi cắt mẫu, có thể dùng các máy cắt kim loại như tiện, phay… hoặc cưa máy, cưa tay… Các mẫu quá cứng, có thể dùng đá mài để cắt. Mẫu có dạng hình trụ với kích thước Ф 10 ÷ 15mm, chiều cao h= 15 ÷20mm, hoặc hình hộp có kích thước 10x10x10mm và 15x15x15mm. b. Mài thô Mẫu sau khi cắt được màithô trên đá mài hoặc giấy nhám từ thô đến mịn. Các giấynhám thường được đánh số từ nhỏ đến lớn. Số càng lớn thì độ hạt của giấy càng mịn. Khi mài tiến hành theo 1 chiều. Yêu cầu là tạo trên bề mặt tương đối phẳng, có các vết xước song song và đều nhau. Sau đó, ta quay mẫu đi 900 và mài tiếp, cho đến khi tạo ra bề mặt phẳng mới, hệ xước mới xóa hết các vết của hệ xước cũ. Mỗi loại giấy nhám, ta mài nhu thế 35 lần, và lặp lại ở các số giấy nhám mịn hơn, cứ như vậy, cho đến tờ giấy nhám mịn nhất. c. Đánh bóng Để đánh bóng mẫu, người ta tiến hành trên máy đánh bóng. Cũng tương tự như ở máy mài thô, thay vì dán tờ giấy nhám lên đĩa, người ta gắn một miếng dạ hay nỉ lên trên, khi đánh bóng, người ta phải cho dung dịch mài nhỏ liên tục lên miếng nỉ. Với các vật liệu mềm như kim loại màu, nên dùng các loại dung dịch mịn. Để tránh bị oxy hóa khi đánh bóng, người ta pha vào dung dịch các chất thụ động hóa như NaNO2, KNO2. Đánh bóng kéo dài cho dến khi bề mặt không còn vết xước nào. Không nên đánh bóng quá lâu, dễ làm tróc các pha quá cứng hoặc quá mềm. Sau khi đánh bóng, đem rửa sạch và sấy khô. Nếu quan sát trên kính hiển vi thấy vẫn còn nhiều vết xước, thì phải đánh bóng lại. Muốn nghiên cứu nền kim loại, phải tẩm mực mẫu. Tẩm thực là quá trình ăn mòn bề mặt mẫu bằng các dung dịch hóa học thích hợp, gọi là dung dịch tẩm thực. Khi tẩm thực, biên giới các pha, các vùng tổ chức sẽ bị ăn mòn, nhưng với những tốc độ khác nhau. Sau khi tẩm thực bề mặt mẫu sẽ lồi, lõm tương ứng với cácpha và tổ chức. Do đó, có thể nhận biết được hình dáng, kích thước và sự phân bố của các pha d. Tẩm thực Khi tẩm thực, có thể nhúng bề mặt mẫu vào dung dịch, hoặc lấy que tre, đục thủy tinh có quấn bông ở đầu rồi nhúng vào dung dịch tẩm thực và bôi đều lên bề mặt mẫu. Thời gian tẩm thực tùy thuộc vào tổ chức và trạng thái của vật liệu, có thể từ vài giây cho đến vài giờ. Cũng có thể tẩm thực dựa vào kinh nghiệm. Sau khi bôi dung dịch tẩm thực, bề mặt mẫu sẽ ngả từ màu sáng sang màu xám thì ta có thể kết thúc tẩm thực. Để lâu quá, mẫu sẽ có màu đen và không quan sát được. Tẩm thực xong, phải dùng bông nõn rửa sạch bề mặt ở vòi nước chảy, sau đó rửa lại bằng cồn và đem sấy khô. Nếu quan sát sau tẩm thực, ta thấy các đường biên giới nhỏ, đứt đoạn là tẩm thực chưa đủ thời gian, phải đem tẩm thực lại. Ngược lại, các đường biên giới quá to, đậm, độ tương phản bề mặt kém, đó là do thời gian tẩm thực quá dài, hoặc nồng độ dung dịch cao. Ta phải đem đánh bóng và tẩm thực lại. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Nhận mẫu Tiến hành mài mẫu với các mẫu giấy nhám từ thô tinh tới tinh ( từ P600, P800,P1000,P12000) +Quy trình mài mẫu: Đặt giấy nhám lên bề mặt phẳng, sạch. Dùng tay cầm mẫu di chuyển dọc theo giấy nhám lên xuống 5 lần. Dùng tay cầm mẫu di chuyển ngang theo giấy qua lại xuống 5 lần. Lặp lại chu trình trên cho giấy P400, P600, P800, P1000 và P1200( ứng với mỗi mẫu giấy thì có thười gian mài khác nhau từ 4 đến 12 phút) Đánh bóng bằng máy đánh bóng: +Thao tác đánh bóng: Di chuyển mẫu theo hình tam giác hoặc xoay mẫu tại chỗ. +Sau khi đánh bóng xong dùng cồn rửa sạch mặt đánh bóng sau đó dùng bông lau khô rồi sấy khô bằng máy sấy. Xem dưới kính hiển vi rồi lưu hình ảnh lần 1 Tẩm thực bằng dung dịch axit. Xem dưới kính hiển vi rồi lưu hình ảnh lần 2 HÌNH ẢNH TRƯỚC VÀ SAU TẨM THỰC Mẫu trước khi tẩm thực: Mẫu sau khi tẩm thực: NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN Dựa trên tổ chức tế vi của mẫu được nhận (ảnh mẫu sau khi tẩm thực) Ta có thể đưa ra nhận xét như sau: +Mẫu là thép trước cùng tích với tỉ lệ cacbon vào khoảng 0.45% + Đối với mẫu trên thì tổ chức Peclit (đen) chiếm ưu thế hơn tổ chức Ferit ( trắng ) Kết luận: +Đối với thép thì ứng với mỗi thành phần Cacbon khác nhau thì sau khi tẩm thực thì sẽ có lượng Ferit ( trắng) và peclit ( đen) với tỉ lệ khác nhau. +Với thép có tỉ lệ cacbon thấp( như 0,2%) thì sau khi tẩm thực, quan sát bằng kính hiển vi cho ta thấy được tổ chức Ferit ( vùng trắng ) chiếm ưu thể hơn tổ chức Peclit (vùng đen). Ngược lại với thép có tỉ lệ cacbon cao hơn (như 0,45%) thì tổ chức Peclit bắt đầu xuất hiện nhiều hơn . TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT BỊ CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO TÔI VÀ RAM THÉP SVTH :Hồ Duy Anh MSSV :1610043 GV LÝ THUYẾT :Nguyễn Hải Đăng NHÓM HỌC LÝ THUYẾT :L01B NGÀY THỰC HÀNH : Buổi chiều ngày 13 tháng 4 NHÓM THỰC HÀNH : L02 TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 BÀI 3. TÔI VÀ RAM THÉP MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM Nắm được quá trình tôi thép: cách chọn nhiệt độ tôi, thời gian nung và môi trường làm nguội. Xác định được mối quan hệ của tốc độ làm nguội tức môi trường làm nguội đến độ cứng của thép. Biết cách thực hiện nguyên công ram, chọn chế độ ram thép cacbon (nhiệt độ và thời gian). Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến độ cứng. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 2.1 Tôi Tôi 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 trường thích hợp. Mục đích của tôi nhằm nhận được độ cứng và độ chịu mài mòn cao của thép. Cách chọn nhiệt độ tôi Nhiệt độ tôi có ảnh hưởng trực tiếp đến cơ tính của thép sau khi tôi. Đối với thép cacbon, có thể dựa vào giản đồ trạng thái sắt cacbon để chọn nhiệt độ tôi. Đối với thép cùng tích và thước cùng tích (%C≤ 0.8%) Ta chọn nhiệt độ tôi cao hơn AC3, tức nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn ôstenit. Cách này gọi là tôi hoàn toàn. T0tôi= AC3 + (30 50)0C Đối với thép sau cùng tích (%C > 0,8%), nhiệt độ tôi cao hơn AC1, nhưng thấp hơn ACcm, tức nung lên trạng thái không hoàn toàn ôstenit. Tổ chức nung để tôi là γ + XeII. Đây là phương pháp tôi không hoàn toàn. Nhiệt độ tôi được chọn: t0tôi = AC1+ ( 30 + 50)0C Thời gian nung nóng Bao gồm thời gian nung đến nhiệt độ tôi và thời gian giữ để hoàn tất các chuyển biến và đồng đều nhiệt độ trên toàn bộ chi tiết. Thời gian nung có thể chọn theo các định mức kinh nghiệm tra trong các sổ tay nhiệt luyện, với các hệ số hiệu chỉnh về hình dáng chi tiết, cách sắp xếp và môi trường nung. Cũng có thể tính thời gian nung theo các công chức về truyền nhiệt. Chọn môi trường tôi Phải bảo đảm nhận được mactenxit sau khi tôi, nghĩa là khả năng làm nguội của môi trường phải bằng hoặc lớn hơn tốc độ nguội tới hạn Các môi trường tôi thường dùng là nước, dung dịch muối, xút, dầu khoáng và polyme 2.2 Ram Ram là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi có tổ chức mactenxit quá bão hòa và ôstenit dư chuyển thành các tổ chức ổn định hơn phù hợp với yêu cầu đặt ra. Ram còn làm giảm hoặc khử hoàn toàn ứng suất, cũng như tăng độ dẻo dai cho chi tiết sau tôi. Khi ram thép cabon, xảy ra sự chuyển biến của mactenxit tôi thành mactenxit ram, nghĩa là cacbon quá bão hòa được tiết ra khỏi mạng dưới dạng cacbit ε, độ chính phương ca giảm dần và cacbit ε chuyển dần thành xementit Fe3C, con ôstenit dư lại phân hủy thành mactenxit ram. Các quá trình trên phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ram. Phụ thuộc vào nhiệt độ ram, người ta chia làm 3 loại ram: Ram thấp (150 ÷2500C) Tổ chức nhận được là mactenxit ram, độ cứng hầu như không thay đổi, ứng suất giảm chút ít, chi tiết có độ cứng và chịu mòn cao. Ram trung bình (300÷4500C) Tổ chức nhận được là trustit ram. Độ cứng còn khá cao (40 45HRC), ứng suất giảm mạnh, độ dẻo dai tăng, giới hạn đàn hồi đạt giá trị lớn nhất. Ram cao (500÷6500C) Giòn ram Giòn ram là hiện tượng độ dai va đập của chi tiết sau khi ram rất thấp (thấp hơn khi ram ở nhiệt độ thấp hơn). Có hai loại giòn ram, giòn ram loại một xảy ra ở nhiệt độ 250÷3500C, bản chất quá trình này chưa được tìm ra, nên hạn chế không ram chi tiết ở vùng nhiệt độ này. Giòn ram loại hai xảy ra ở nhiệt độ 500÷6000C đối với một số hợp kim có chứa Cr, Mn, CrNi, CrMn… giòn ram loại hai có thể khắc phục bằng cách làm nguội nhanh chi tiết sau khi ram, để chống giòn ram loại hai có thể khắc phục bằng cách hợp kim W, hoặc Mo với lượng 1% và 0,3%. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Tôi Chọn 20 mẫu thép C45 đem mài nhẵn 1 mặt và mặt còn lại mài bằng để đo độ cứng. Chọn 15 mẫu có độ cứng gần nhau nhất trong 20 mẫu thép trên Đem 3 mẫu bất kỳ trong 15 mẫu đi đo độ cứng HRA. Cài đặt lò nung ở 7800C Đợi nhiệt độ lò đạt 7800C bỏ 15 mẫu thép C45 vào lò. Đợi sau 30 phút lấy mẫu ra khỏi lò: • 3 mẫu bỏ vào xô nước muối • 3 mẫu bỏ vào xô dầu. • 3 mẫu để ngoài không khí. • 3 mẫu bỏ vào xô nước. • 3 mẫu còn lại để nguội cùng lò Lấy các mẫu đem mài xơ bộ để loại lớp oxit bám trên mặt của mẫu rồi đem đi đo độ cứng HRA. 2. Ram Thiết lập nhiệt độ lò ở 5500C Khi nhiệt độ lò đạt ở 5500C thì lấy 3 mẫu làm nguội trong nước bỏ vào lò. Đợi 30 phút rồi lấy mẫu ra làm nguội ngoài không khí sau đó đi mài lớp oxit rồi đem đo độ cứng HRA. Thiết lập lò ở 2500C Khi nhiệt độ lò đạt 2500C thì lấy 3 mẫu làm nguội trong nước muối bỏ vào lò. Đợi 30 phút rồi lấy mẫu ra làm nguội trong nước sau đó đi mài lớp oxit rồi đem đi đo độ cứng HRA. CÁC SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC (sv tự kẻ bảng thể hiện) Độ cứng của mẫu trước khi tôi (Đo HRA): Lần đo Mẫu 1 2 3 TB 1 59 58 60 59 2 59 59 59 59 3 59 59,5 58,5 59 TB 59 Độ cứng của mẫu khi làm nguội ở các môi trường khác nhau: Môi Tốc Độ cứng HRA trường độ TB 3 MẪU Thép C45 làm nguội Mẫu 1 TB Mẫu 2 TB Mẫu 3 TB nguội 0Cs Cùng 56 56 56,5 57 57 57 56,5 57,5 57 56,17 57 57 56,72 lò Không 59 59 58 58 58 58,5 59,5 60 60 30 58,67 58,17 59,83 58,89 khí Dầu 150 70 71,5 70 70,5 69 70 72,5 70,5 69,5 69 68 68,83 69,64 Nước 600 79 79 81 79,67 79 80 81 80 79 82 81,5 80,83 80,16 Nước 81 81 82 79 80 79 78 79 78 1100 81,33 79,33 78,33 79,66 muối Độ cứng mẫu sau khi ram Nhiệt Độ cứng HRA Độ TB 3 MẪU Thép C45 ram Mẫu 1 TB Mẫu 2 TB Mẫu 3 TB Ram thấp(tôi môi trường muối) 80 78 78 78,67 78 78 79 78,67 75 76 76 75,67 77,67 Ram cao(tôi môi trường nước) 68 68 68,5 68,17 69 68 68 68,33 67 66 67 66,67 67,72 MỐI QUAN HỆ Mối quan hệ trước và sau khi tôi Tổ chức nhận được sau khi tôi là mactenxit. Kết quả sau khi tôi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong thí nghiệm này ta xét đến các yếu tố cơ bản trong đó có bản chất của thép (thành phần cacbon) +Thép có thể có độ cứng cao hơn ban đầu hoặc thấp hơn tùy thuộc vào lượng cacbon có trong thép ( nếu lượng cacbon quá thấp thì sau khi tôi thì độ cứng của thép sẽ giảm vì tôi sẽ làm thất thoát cacbon…….) Mối quan hệ giữa độ cứng và tốc độ nguội Đồ thị quan hệ tốc độ nguội và độ cứng sau tôi: Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Với cùng nhiệt độ nung (7500C) và nung trong 30’, khi ta làm nguội ở các môi trường khác nhau thì độ cứng của mẫu khác nhau, tăng hoặc giảm. + Đối với làm nguội trong môi trường cùng lò, độ cứng của vật mẫu giảm (từ 59 còn 56,72) + Đối với làm nguội trong môi trường không khí, độ cứng của mẫu thay đổi không đáng kể (từ 59 còn 58,89) + Đối với các môi trường còn lại, độ cứng của mẫu tang theo thứ tự tăng dần là: dầu, nước muối và nước. + Khi làm nguội trong môi trường nước và nước muối, độ cứng của hai mẫu này xấp xỉ bằng nhau (80,16 và 79,16). Do đó trong thực tế, người ta dung phương pháp làm nguội trong nước để thu được tổ chức cần thiết thay vì làm nguội trong nước muối, mặc dù làm nguội trong nước muối có tốc độ làm nguội nhanh, gần gấp đôi tốc độ làm nguội trong nước. Trong quá trình làm nguội nhanh (trong nước, nước muối) với tốc độ cao hơn tốc độ tới hạn vth : ostenit sẽ chuyển biến thành mactenxit. Trong quá trình làm nguội vừa ( trong dầu khoáng) với tốc độ nguội khoảng 1500Cs. Pha ostenit sẽ chuyển biến thành bainit. Trong quá trình làm nguội đủ chậm (cùng lò, không khí), ostenit sẽ chuyển biến lại thành peclit. Mối quan hệ độ cứng sau khi ram Đồ thị quan hệ tốc độ nguội và độ cứng sau tôi: Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Sau khi tôi, thép có tổ chức maxtenxit tôi và ostenit dư (từ quá trình làm nguội trong nước và trong nước muối). Cả hai pha này đều không ổn định ở nhiệt độ thường. Đối với ram cao, maxtenxit tôi phân hủy hoàn toàn thành Ferit và xemantit. Phụ thuộc vào kích thước của phân tử xementit mà ta có được trustit hoặc xocbit ram có độ cứng, độ bền thấp hơn mactenxit, nhưng độ dẻo dai lại cao hơn. Đối với ram thấp, ostenit dư sẽ bị phân hủy, sản phẩm tạo thành giống sản phẩm của chuyển biến trung gian bainit. Bởi vậy: với ram cao ta thu được mẫu có tính dẻo dai(độ cứng từ 80,16 xuống còn 67,72), còn với ram thấp, ta thu được mẫu có tính cứng của mactenxit tôi với ostenit đã bị khử hết, làm tăng tính ổn định(độ cứng từ 79,66 xuống còn 77,67 ; chỉ thay đổi một lượng nhỏ). NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN Kết quả sau khi tôi phụ thuộc vào yếu tố mối trường tôi: + Đối với làm nguội trong môi trường cùng lò, độ cứng của vật mẫu giảm + Đối với làm nguội trong môi trường không khí, độ cứng của mẫu thay đổi không đáng kể + Đối với các môi trường còn lại, độ cứng của mẫu tang theo thứ tự tăng dần là: dầu, nước muối và nước. Kết quả sau khi ram phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ + Với ram cao ta thu được mẫu có tính dẻo dai + Với ram thấp, ta thu được mẫu có tính cứng của mactenxit tôi với ostenit đã bị khử hết, làm tăng tính ổn định
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÍ SVTH :Hồ Duy Anh MSSV :1610043 GV LÝ THUYẾT :Nguyễn Hải Đăng NHÓM HỌC LÝ :L01-B THUYẾT NHÓM THỰC HÀNH :L02 TP HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI SVTH MSSV GV LÝ THUYẾT NHÓM HỌC LÝ THUYẾT :Hồ Duy Anh :1610043 :Nguyễn Hải Đăng : L01-B NGÀY THỰC HÀNH : Buổi chiều ngày tháng NHÓM THỰC HÀNH : L02 TP HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ BÀI ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM -Nắm vững nguyên lí đo độ cứng theo phương pháp Brinell, Rockwell Vicker -Làm quen biết cách sử dụng máy đo độ cứng thông dụng TĨM TẮT LÝ THUYẾT (Viết ngắn gọn khơng q trang word) 2.1 Đặc điểm phương pháp đo độ cứng -Độ cứng khả chống lại biến dạng dẻo cục kim loại, tác dụng tải trọng thông qua mũi đâm -Độ cứng đặc trưng tính quan trọng vật liệu Nó dễ dàng đo thơng qua thiết bị đo mà không cần phải phá hủy mẫu Tùy theo tác dụng mũi đâm lên bề mặt mẫu, mà người ta chia làm nhiều phương pháp đo độ cứng khác nhau: - Phương pháp đâm: dùng tải trọng xác định đặt lên mũi đâm (hình cơn, hình tháp, hình cầu ) có độ cứng cao (kim cương, hợp kim cứng, thép ) để mũi đâm tác dụng lên bề mặt mẫu, gây biến dạng vị trí đâm Sau đó, cào diện tích chiều sâu vết lõm ứng với tải trọng tác dụng mà tính số đo độ cứng Phương pháp dùng phổ biến - Phương pháp nảy lại: dùng để đo độ biến dạng đàn hồi cách thả viên bi từ độ cao xác định lên bề mặt vật liệu Sau đó, vào chiều cao trước sau thả bi mà tính số đo độ cứng - Phương pháp đo độ xước: phương pháp đo khả chống lại phá hoại bề mặt vật liệu Nội dung phương pháp vừa ấn mũi kim cương lên bề mặt mẫu, vừa kéo cho mũi kim cương chuyển động với tốc độ xác định, để tạo thành vết xước Căn vào lực ấn, chiều sâu, chiều rộng vết xước mà tính số đo độ cứng SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Dưới giới thiệu phương pháp đo độ cứng thông dụng theo phương pháp đâm: -Phương pháp Brinell: +Nguyên lý phương pháp ấn viên bi thép cứng, lên bề mặt mẫu, tác dụng tải trọng, bề mặt mẫu có vết lõm hình chỏm cầu Nếu gọi tải trọng tác động P(N), diện tích vết lõm S(mm2), số đo Brinell tính biểu thức: HB 0,1(N / mm2 ) +Điều kiện để đo độ cứng Brinell: - Chiều dày mẫu thí nghiệm khơng nhỏ 10 lần chiều sâu vết lõm, - Bề mặt mẫu thử phải sạch, phẳng, khơng có khuyết tật Nếu bề mặt cong phải gia cơng cho vị trí cầnđo thành mặt phẳng Chiều rộng, dài vùng cần đo phải lớn 2D Khoảng cách hai vết đo phải lớn 2D - Chỉ cho phép đo vật liệu có độ cứng nhỏ 450HB để tránh biến dạng cho viên bi Lúc độ cứng viên bi theo thang Vicker không bé 850HV - Thời gian tác động tải trọng có ảnh hưởng đáng kể đến kết đo Thơng thường thời gian tra bảng (xem bảng 1.) -Phương pháp Rockwell: +Tùy theo dạng mũi đâm tải trọng ta chia thang sau đây: - 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 ∅1,588mm, tải trọng 1000N – HRB +Phương pháp đo Rockwell cho phép đo mẫu có độ cứng cao 450HB, mẫu mỏng, nhỏ hơn1,2mm Nó cho phép thay đổi tải trọng pham vi rộng mà không làm thay đổi giá trị đo độ cứng, bảo đảm qui luật đồng dạng mũi đâm Ngoàira thời gian đo nhanh (từ – 10 giây) -Phương pháp Vicker: SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ +Phương pháp Vicker nguyên lý đo giống phương pháp Brinell, thay mũi bi mũi kim cương hình tháp, có góc hai mặt bên 1360 Tải trọng sử dụng P = 50 ÷ 1500N, phụ thuộc vào chiều dày mẫu đo Đo theo phương pháp Vicker áp dụng cho chi tiết cứng mềm, số đo độ cứng không phụ thuộc vào tải trọng +Phương pháp đo Vicker thường dùng đo độ cứng vật mỏng, lớp thấm… + Công thức: HV NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Nhận phơi chuẩn bị - Tiến hành mài nhẵn mặt cần đo độ cứng mài sơ mặt lại Thực hành máy đo - Tiến hành đo HRA máy đo (số 1) lần lấy giá trị trung bình - Lấy giá trị trung bình so sánh với 60 Nếu: HRA > 60 tạm gọi vật cứng, sau tiến hành đo HRC lần chuyển qua đo HV lần HRA < 60 tạm gọi vật mềm, sau tiến hành đo HRB lần chuyển qua đo HB lần - Lấy giá trị HRA trung bình làm chuẩn, tra bảng để có giá trị HV lý thuyết HB lý thuyết -Tính tốn giá trị HV HB theo công thức lý thuyết dựa vào giá trị đường kính vừa đo - So sánh giá trị đo giá trị lý thuyết sai lệch nêu lý sai lệch báo cáo SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC Phương pháp đo nhóm HRC, HV ( giá trị trung bình HRA >60) SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ BẢNG SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC LẦN LẦN LẦN 64 65,5 66 TRUNG BÌNH 64,8 30,5 30 31 30,5 LỖ LỖ LỖ 918 902 921 913,67 D2 926 XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO 898 926 916,67 HRA HV HRC ĐƯỜNG CHÉO D1 Kích thước thực tế đo kính hiển vi ( với sai số 0,86): -Lỗ -Lỗ -Lỗ Tải trọng P máy đo độ cứng HV: Tra bảng: (Có minh chứng - ảnh chụp bảng tra) SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Tức : HV 300 290 HRC 29,8 28,4 HA 65,2 64,6 Từ Tính tốn HRC Tính phần trăm sai số thực tế lý thuyết: Ta có : Sai số thực tế lý thuyết : Tính tốn HV Tính phần trăm sai số thực tế lý thuyết: Ta có : Sai số thực tế lý thuyết : NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN -Giữa giá trị độ cứng theo tính tốn đo giá trị độ cứng lý thuyết có khác (mặc dù sai số khoảng cho phép) Bởi nguyên nhân sau: SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ +Sai số dụng cụ đo (sai số máy đo độ cứng, kính hiển vi ) +Thao tác chưa sinh viên trình thực hành (cách đọc giá trị độ cứng chưa đúng, đọc sai giá trị, đo độ cứng điểm cách xa nhau, đo độ cứng điểm cũ xác định từ lớp khác, di chuyển cần lực máy đo độ cứng HV, HB cách nhanh chóng gây nên sai sô lớn, ) + Bề mặt phôi không phẳng hồn tồn, phơi chưa kẹp cứng, SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO XEM CẤU TRÚC TẾ VI SVTH MSSV GV LÝ THUYẾT NHÓM HỌC LÝ THUYẾT NGÀY THỰC HÀNH NHÓM THỰC HÀNH :Hồ Duy Anh :1610043 :Nguyễn Hải Đăng :L01-B : Buổi Chiều 20 tháng : L02 TP HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 SV: 10 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ - Ta đưa nhận xét sau: +Mẫu thép trước tích với tỉ lệ cacbon vào khoảng 0.45% + Đối với mẫu tổ chức Peclit (đen) chiếm ưu tổ chức Ferit ( trắng ) - Kết luận: +Đối với thép ứng với thành phần Cacbon khác sau tẩm thực có lượng Ferit ( trắng) peclit ( đen) với tỉ lệ khác +Với thép có tỉ lệ cacbon thấp( 0,2%) sau tẩm thực, quan sát kính hiển vi cho ta thấy tổ chức Ferit ( vùng trắng ) chiếm ưu thể tổ chức Peclit (vùng đen) Ngược lại với thép có tỉ lệ cacbon cao (như 0,45%) tổ chức Peclit bắt đầu xuất nhiều SV: 15 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO TƠI VÀ RAM THÉP SVTH :Hồ Duy Anh MSSV :1610043 GV LÝ THUYẾT :Nguyễn Hải Đăng NHÓM HỌC LÝ THUYẾT :L01-B : Buổi chiều ngày 13 tháng : L02 NGÀY THỰC HÀNH NHÓM THỰC HÀNH TP HCM, THÁNG 04 NĂM 2018 SV: 16 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ BÀI TÔI VÀ RAM THÉP 12 MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM -Nắm q trình tơi thép: cách chọn nhiệt độ tôi, thời gian nung môi trường làm nguội -Xác định mối quan hệ tốc độ làm nguội tức môi trường làm nguội đến độ cứng thép -Biết cách thực nguyên công ram, chọn chế độ ram thép cacbon (nhiệt độ thời gian) -Xác định ảnh hưởng nhiệt độ ram đến độ cứng 13 .T ĨM TẮT LÝ THUYẾT 2.1 Tơi -Tơi ngun cơng nhiệt luyện thơng dụng gồm nung nóng thép lên nhiệt độ xác định, giữ nhiệt độ thời gian cần thiết làm nguội nhanh mơi trường thích hợp Mục đích tơi nhằm nhận độ cứng độ chịu mài mòn cao thép Cách chọn nhiệt độ -Nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp đến tính thép sau tơi Đối với thép cacbon, dựa vào giản đồ trạng thái sắt cacbon để chọn nhiệt độ tơi -Đối với thép tích thước tích (%C≤ 0.8%) Ta chọn nhiệt độ tơi cao AC3, tức nung nóng thép đến trạng thái hồn tồn ôstenit Cách gọi hoàn toàn -T0tôi= AC3 + (30 - 50)0C -Đối với thép sau tích (%C > 0,8%), nhiệt độ cao AC1, thấp ACcm, tức nung lên trạng thái khơng hồn tồn ơstenit Tổ chức nung để tơi γ + XeII Đây phương pháp tơi khơng hồn tồn Nhiệt độ chọn: t0tôi = AC1+ ( 30 + 50)0C Thời gian nung nóng - Bao gồm thời gian nung đến nhiệt độ thời gian giữ để hoàn tất chuyển biến đồng nhiệt độ tồn chi tiết Thời gian nung chọn theo định mức kinh nghiệm tra sổ tay nhiệt luyện, với hệ số hiệu chỉnh hình dáng chi tiết, cách xếp mơi trường nung Cũng tính thời gian nung theo công chức truyền nhiệt Chọn môi trường - Phải bảo đảm nhận mactenxit sau tôi, nghĩa khả làm nguội môi trường phải lớn tốc độ nguội tới hạn SV: 17 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ - Các môi trường thường dùng nước, dung dịch muối, xút, dầu khoáng polyme 2.2 Ram -Ram phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép tơi có tổ chức mactenxit q bão hịa ơstenit dư chuyển thành tổ chức ổn định phù hợp với yêu cầu đặt Ram làm giảm khử hoàn toàn ứng suất, tăng độ dẻo dai cho chi tiết sau - Khi ram thép cabon, xảy chuyển biến mactenxit thành mactenxit ram, nghĩa cacbon bão hòa tiết khỏi mạng dạng cacbit ε, độ phương c/a giảm dần cacbit ε chuyển dần thành xementit Fe3C, ôstenit dư lại phân hủy thành mactenxit ram - Các trình phụ thuộc vào nhiệt độ thời gian ram Phụ thuộc vào nhiệt độ ram, người ta chia làm loại ram: Ram thấp (150 ÷2500C) Tổ chức nhận mactenxit ram, độ cứng không thay đổi, ứng suất giảm chút ít, chi tiết có độ cứng chịu mịn cao Ram trung bình (300÷4500C) Tổ chức nhận trustit ram Độ cứng cao (40 - 45HRC), ứng suất giảm mạnh, độ dẻo dai tăng, giới hạn đàn hồi đạt giá trị lớn Ram cao (500÷6500C) Giịn ram Giòn ram tượng độ dai va đập chi tiết sau ram thấp (thấp ram nhiệt độ thấp hơn) Có hai loại giòn ram, giòn ram loại xảy nhiệt độ 250÷3500C, chất q trình chưa tìm ra, nên hạn chế không ram chi tiết vùng nhiệt độ Giòn ram loại hai xảy nhiệt độ 500÷6000C số hợp kim có chứa Cr, Mn, Cr-Ni, Cr-Mn… giịn ram loại hai khắc phục cách làm nguội nhanh chi tiết sau ram, để chống giịn ram loại hai khắc phục cách hợp kim W, Mo với lượng 1% 0,3% 14 .N ỘI DUNG THÍ NGHIỆM Tôi Chọn 20 mẫu thép C45 đem mài nhẵn mặt mặt lại mài để đo độ cứng SV: 18 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Chọn 15 mẫu có độ cứng gần 20 mẫu thép Đem mẫu 15 mẫu đo độ cứng HRA Cài đặt lò nung 7800C Đợi nhiệt độ lò đạt 7800C bỏ 15 mẫu thép C45 vào lò Đợi sau 30 phút lấy mẫu khỏi lò: mẫu bỏ vào xô nước muối mẫu bỏ vào xô dầu mẫu để ngồi khơng khí mẫu bỏ vào xơ nước mẫu cịn lại để nguội lò - Lấy mẫu đem mài xơ để loại lớp oxit bám mặt mẫu đem đo độ cứng HRA Ram - Thiết lập nhiệt độ lò 5500C - Khi nhiệt độ lị đạt 5500C lấy mẫu làm nguội nước bỏ vào lò - Đợi 30 phút lấy mẫu làm nguội ngồi khơng khí sau mài lớp oxit đem đo độ cứng HRA - Thiết lập lò 2500C - Khi nhiệt độ lị đạt 2500C lấy mẫu làm nguội nước muối bỏ vào lò - Đợi 30 phút lấy mẫu làm nguội nước sau mài lớp oxit đem đo độ cứng HRA 15 .C ÁC SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC (sv tự kẻ bảng thể hiện) -Độ cứng mẫu trước (Đo HRA): Lần đo TB 59 58 60 59 59 59 59 59 Mẫu SV: 19 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ 59 59,5 58,5 59 TB 59 -Độ cứng mẫu làm nguội môi trường khác nhau: Môi Tốc Độ cứng HRA trường độ Thép C45 TB làm nguội TB Mẫu nguội TB Mẫu TB MẪU Mẫu C/s Cùng 56 56 56,5 56,17 57 57 30 59 59 150 70 600 79 57 57 56,5 57,5 57 57 56,72 lị Khơng 58 58,67 58 58 58,5 58,17 59,5 60 60 59,83 58,89 71,5 70 70,5 69 70 72,5 69 68 68,83 69,64 79,67 79 80 81,5 80,83 80,16 khí 70,5 69,5 Dầu 79 81 81 80 79 82 Nước SV: 20 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Nước 1100 81 81 82 81,33 79 80 79 79,33 78 79 78 78,33 79,66 muối -Độ cứng mẫu sau ram Nhiệt Độ Độ cứng HRA Thép C45 ram TB Mẫu Ram thấp(tôi môi trường muối) Ram cao(tôi môi trường nước) SV: 80 68 TB Mẫu 78 78 68 68,5 78,67 68,17 78 69 TB MẪU TB Mẫu 78 79 68 68 78,67 68,33 75 67 76 66 76 67 75,67 66,67 21 77,67 67,72 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ 16 .M ỐI QUAN HỆ a Mối quan hệ trước sau - Tổ chức nhận sau mactenxit Kết sau phụ thuộc vào nhiều yếu tố, thí nghiệm ta xét đến yếu tố có chất thép (thành phần cacbon) +Thép có độ cứng cao ban đầu thấp tùy thuộc vào lượng cacbon có thép ( lượng cacbon q thấp sau tơi độ cứng thép giảm tơi làm thất cacbon…….) b Mối quan hệ độ cứng tốc độ nguội -Đồ thị quan hệ tốc độ nguội độ cứng sau tôi: Mẫu Mẫu SV: 22 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Mẫu -Với nhiệt độ nung (7500C) nung 30’, ta làm nguội môi trường khác độ cứng mẫu khác nhau, tăng giảm + Đối với làm nguội môi trường lị, độ cứng SV: 23 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ vật mẫu giảm (từ 59 56,72) + Đối với làm nguội mơi trường khơng khí, độ cứng mẫu thay đổi khơng đáng kể (từ 59 cịn 58,89) + Đối với mơi trường cịn lại, độ cứng mẫu tang theo thứ tự tăng dần là: dầu, nước muối nước + Khi làm nguội môi trường nước nước muối, độ cứng hai mẫu xấp xỉ (80,16 79,16) Do thực tế, người ta dung phương pháp làm nguội nước để thu tổ chức cần thiết thay làm nguội nước muối, làm nguội nước muối có tốc độ làm nguội nhanh, gần gấp đơi tốc độ làm nguội nước - Trong trình làm nguội nhanh (trong nước, nước muối) với tốc độ cao tốc độ tới hạn vth : ostenit chuyển biến thành mactenxit - Trong trình làm nguội vừa ( dầu khoáng) với tốc độ nguội khoảng 1500C/s Pha ostenit chuyển biến thành bainit - Trong trình làm nguội đủ chậm (cùng lị, khơng khí), ostenit chuyển biến lại thành peclit c Mối quan hệ độ cứng sau ram -Đồ thị quan hệ tốc độ nguội độ cứng sau tôi: Mẫu Mẫu SV: 24 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Mẫu -Sau tơi, thép có tổ chức maxtenxit tơi ostenit dư (từ q trình làm nguội SV: 25 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ nước nước muối) Cả hai pha không ổn định nhiệt độ thường - Đối với ram cao, maxtenxit phân hủy hoàn toàn thành Ferit xemantit Phụ thuộc vào kích thước phân tử xementit mà ta có trustit xocbit ram có độ cứng, độ bền thấp mactenxit, độ dẻo dai lại cao - Đối với ram thấp, ostenit dư bị phân hủy, sản phẩm tạo thành giống sản phẩm chuyển biến trung gian bainit Bởi vậy: với ram cao ta thu mẫu có tính dẻo dai(độ cứng từ 80,16 xuống 67,72), với ram thấp, ta thu mẫu có tính cứng mactenxit tơi với ostenit bị khử hết, làm tăng tính ổn định(độ cứng từ 79,66 xuống 77,67 ; thay đổi lượng nhỏ) 17 .N HẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN -Kết sau phụ thuộc vào yếu tố mối trường tôi: + Đối với làm nguội môi trường lò, độ cứng vật mẫu giảm + Đối với làm nguội mơi trường khơng khí, độ cứng mẫu thay đổi không đáng kể + Đối với mơi trường cịn lại, độ cứng mẫu tang theo thứ tự tăng dần là: dầu, nước muối nước -Kết sau ram phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ + Với ram cao ta thu mẫu có tính dẻo dai + Với ram thấp, ta thu mẫu có tính cứng mactenxit tơi với ostenit bị khử hết, làm tăng tính ổn định SV: 26 ... tra) SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ Tức : HV 300 290 HRC 29,8 28,4 HA 65,2 64,6 Từ Tính tốn HRC Tính phần trăm sai số thực tế lý thuyết:...BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI SVTH MSSV GV LÝ THUYẾT NHÓM HỌC LÝ THUYẾT... cứng, SV: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO XEM CẤU TRÚC TẾ VI SVTH MSSV GV LÝ THUYẾT NHÓM HỌC LÝ THUYẾT