BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC BÀI 1: CHUẨN BỊ MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM Ho Chi Minh University of Technology and Education ………… o0o………… BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC BÀI 1: CHUẨN BỊ MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM GVHD: ThS NGUYỄN THANH TÂN SVTH: CAO VĂN ĐỨC HIỀN MSSV: 19344030 TP.HCM Tháng 10, Năm 2020 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Điểm: …………………………… KÝ TÊN Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân BÀI 1: CHUẨN BỊ MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM I MỤC TIÊU MÔN HỌC - Đánh giá tầm quan trọng công tác chuẩn bị mẫu nghiên cứu - Chọn mẫu kim loại để nghiên cứu - Thực hành bước để chuẩn bị mẫu nghiên cứu: mài - đánh bóng - tẩm thực - Sử dụng thiết bị vật tư cho việc làm mẫu nghiên cứu - Chọn dung dịch tẩm thực thích hợp II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cấu tạo kim loại hợp kim Vật liệu kim loại thường có cấu tạo gồm nhiều đơn tinh thể liên kết chặt chẽ với nhau, gọi đa tinh thể.Đơn tinh thể coi tinh thể hoàn chỉnh, đa tinh thể gồm nhiều Hình 1.1 - Hạt biên giới hạt đơn tinh thể Từng đơn tinh thể đa tinh thể gọi hạt tinh thể, cấu trúc đa tinh thể cịn gọi cấu trúc (tổ chức) hạt.Các nguyên tử hạt tinh thể ln ln xếp cách có trật tự.Các nguyên tử biên giới hạt thường xếp không trật tự tác động hạt xung quanh.Hợp kim cấu tạo từ nhiều pha Các pha khác có tính chất đặc trưng khác (cơ tính, lý tính, hóa tính) Mục đích chuẩn bị mẫu để nghiên cứu, phân biệt rõ cấu trúc (tổ chức) hạt, biên giới hạt, pha… quan sát kính hiển vi kim loại Công việc gọi nghiên cứutổ chức tế vi.Đặc điểm phương pháp đo độ cứng: 2.2 Nghiên lý nghiên cứu tổ chức tế vi Quan sát hình ảnh phóng đại bề mặt mẫu chuẩn bị, thơng qua kính hiển vi Ban đầu, chiếu chùm tia sáng vng góc vào mặt mẫu mài bóng, chùm tia phản xạ tồn phần Vì vậy, mẫu có màu sáng quan sát kính hiển vi Sau sử dụng dung dịch thích hợp để ăn mịn mặt mẫu mài bóng, mẫu tạo pha có tính chất hóa học khác nên ăn mòn pha, hạt tinh thể biên giới hạt khác nhau, từ làm xuất độ mấp mơ khác Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Sự tương phản sáng tối pha, hạt biên giới hạt, làm rõ tổ chức tế vi kim loại – hợp kim 2.3 Chọn cắt mẫu - Chọn mẫu: Tùy theo yêu cầu nhiệm vụ nghiên cứu thí nghiệm mà ta chọn mẫu cho phù hợp - Máy cắt mẫu Hình 1.2 - Máy cắt mẫu Cắt mẫu: dựa vào mục đích quan sát mà ta cắt mẫu theo tiết diện ngang cắt theo dọc trục Kích thước mẫu: 10x10; 10x10 mm Với thép gang nhiệt luyện u cầu nhiệt độ vị trí cắt không 1000C a) Cắt theo tiết diện ngang b) Cắt theo tiết diện dọc Hình 1.3 - Các kiểu cắt mẫu Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân 2.4 Mài mẫu 2.4.1 Mài thô Mẫu mài máy mài đánh giấy nhám hạt thô cho hai mặt đối diện (AB) song song với nhau, sau vát mép Hình 1.4 - Máy mài Giấy nhám: Giấy nhám có số 180; 240; 320; 400; 600 v v…Con số số hạt mài cm2 Đầu tiên mài giấy nhám 180: Giấy nhám đặt mặt bàn phẳng (tấm kính), dùng tay nắm chặt mẫu, tì nhẹ mặt mẫu vào mặt giấy nhám vị trí 1, đẩy mẫu tới vị trí 2, nhấc mẫu lên khỏi bề mặt giấy nhám, đưa vị trí lặp lại động tác thực Hình 1.5 - Mài mẫu Sau mài 50÷70 lần, bề mặt mẫu cịn đường song song Sau quay mẫu 900, tiếp tục mài giấy nhám, khử hệ xước cũ tạo hệ xước Lặp lặp lại bước mài xoay từ 3-5 lần Quan sát mắt thường, thấy hệ xước sâu chuyển sang giấy nhám cỡ 240, sau 320 cuối cỡ 400 Chú ý: Khi chuyển từ giấy mài thô sang giấy mịn phải lau mẫu để tránh hạt mài thô bám mẫu chuyển sang giấy nhám mịn Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân 2.2.2 Mài bóng Sau hồn tất mài thơ, ta tạo bề mặt tương đối phẳng bề mặt tồn vết xước lớn→ đem rửa → đánh bóng để xóa vết xước bề mặt mẫu Mài bóng miếng hay vải nỉ kết hợp với số hỗn hợp đánh bóng Một số hỗn hợp dùng để đánh bóng mẫu Bảng 1.1 – Thành phần hỗn hợp đánh bóng thơng dụng Nếu sau mài bóng, quan sát kính hiển vi thấy cịn vết xước phải tiến hành mài bóng lại Sau mài bóng xong, phải rửa mẫu lại cho thật sấy khô mẫu 2.2.3 Tẩm thực Muốn nghiên cứu tổ chức tế vi cần phải tẩm thực mẫu Tẩm thực q trình ăn mịn bề mặt kim loại dung dịch hóa học thích hợp Dung dịch hóa học gọi dung dịch tẩm thực Một số dung dịch tẩm thực thông dụng: Bảng 1.2 - Dung dịch tẩm thực thông dụng Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Với thép cacbon ta sử dụng dung dịch 4% HNO3 cồn > 900, nhúng mẫu vào dung dịch giữ thời gian từ vài giây tới vài chục giây Hình 1.6 - Tẩm thực rửa mẫu Sau rửa bề mặt vòi nước chảy để tránh ăn mòn hóa học sâu vào bề mặt kim loại, cuối rửa lại cồn đem sấy khô Nếu quan sát kính hiển vi, ✓ Các đường biên giới hạn đứt đoạn tẩm thực chưa đủ thời gian, phải đem tẩm thực thêm ✓ Ngược lại, bề mặt mẫu có màu đen đậm, độ tương phản mẫu tẩm thực lâu, phải đem đánh bóng tẩm thực lại III CÁC BƯỚC THỰC HIỆN Tiến hành mài mẫu với mẫu giấy nhám từ thô tới tinh P180, P240, P320, P400 Cách mài mẫu: - Đặt giấy nhám lên bề mặt phẳng, - Dùng tay cầm mẫu di chuyển dọc theo giấy nhám lên xuống lần - Dùng tay cầm mẫu di chuyển ngang theo giấy qua lại xuống lần - Lặp lại chu trình 10 lần cho giấy P100, P180, P320, P600 P1000 Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC Hướng mài GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Mẫu cần mài Lưu ý: -Giấy mịn thao tác nhẹ nhàng -Mẫu đạt yêu cầu bề mặt sáng, phẳng, vết xước – vết xức Đánh bóng máy đánh bóng: Thao tác đánh bóng: Di chuyển mẫu theo hình tam giác xoay mẫu chỗ Sau đánh bóng xong dùng cồn rửa mặt đánh bóng sau dùng bơng lau khơ sấy khơ máy sấy Xem kính hiển vi lưu hình ảnh lần Lưu ảnh lần mẫu đánh bóng đạt Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân Trình tự thao tác : • Cắm điện, bật cơng tắc đèn, điều chỉnh ánh sáng phù hợp (không nên để đèn sáng q dễ đứt tim bóng đèn) • Chọn vật kính, thị kính; điều chỉnh dãn cách mắt • Đặt mẫu lên bàn mẫu, dùng núm điều chỉnh để mẫu vị trí trực diện với vật kính • Điều chỉnh thơ kết hợp với quan sát thị kính, ánh sáng thị kính sáng hẳn lên lúc nhìn thấy tổ chức tế vi, lúc cần điều chỉnh nhẹ nhàng chút để quan sát tổ chức tế vi mờ • Điều chỉnh tinh để nhìn rõ tổ chức tế vi Hình 1.7 – Kính hiển vi Tẩm thực dung dịch axit Lưu ảnh lần sau tẩm thực Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân QUY TRÌNH BÀI: “CHUẨN BỊ MẨU ĐỂ NGUYÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI” IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4.1 Mẫu trước tẩm thực Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang 10 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC GVHD: ThS Nguyễn Thanh Tân 4.2 Mẫu sau tẩm thực V NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ Dựa tổ chức tế vi mẫu nhận (ảnh mẫu sau tẩm thực), ta đưa kết kết sau: - Mẫu thép trước tích với tỉ lệ cacbon nhỏ 0,80%C - Tổ chức nhiệt độ thường: Ferrite + Pearlite - Theo tính tốn từ qui tắc đòn bẩy, lượng cacbon tng lên tỷ lệ phần Pearlite (màu tối) tổ chức tăng lên, cịn ferrite (phần sáng) giảm Nếu khơng chứa cacbon hay cacbon (0.02-0.05) tức màu sáng hồn tồn Với 0.1% C tỷ lệ phần tối 1/8, với 0.4% C tỷ lệ phần sáng 1/2 với 0.6% C 3/4, cuối với 0.8% tối hoàn toàn Cao Văn Đức Hiền - 19344030 Trang 11 ... (0.02-0.05) tức màu sáng hồn tồn Với 0 .1% C tỷ lệ phần tối 1/ 8, với 0.4% C tỷ lệ phần sáng 1/ 2 với 0.6% C 3/4, cuối với 0.8% tối hoàn toàn Cao Văn Đức Hiền - 19 344030 Trang 11 ... di chuyển ngang theo giấy qua lại xuống lần - Lặp lại chu trình 10 lần cho giấy P100, P180, P320, P600 P1000 Cao Văn Đức Hiền - 19 344030 Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC Hướng mài GVHD: ThS... cho phù hợp - Máy cắt mẫu Hình 1. 2 - Máy cắt mẫu Cắt mẫu: dựa vào mục đích quan sát mà ta cắt mẫu theo tiết diện ngang cắt theo dọc trục Kích thước mẫu: ? ?10 x10; ? ?10 x10 mm Với thép gang nhiệt luyện