BÁO cáo THÍ NGHIỆM vật LIỆU học (DÙNG CHO hệ đại học CHUYÊN NGÀNH cơ KHÍ – ô tô)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC (DÙNG CHO HỆ ĐẠI HỌC CHUN NGÀNH CƠ KHÍ – Ơ TƠ) Lê Trọng Sỹ Họ tên SV: …………………………………………………… Lớp - Khóa: 2020ME6041005 – K15 GVHD: Lê Thị Phương Thanh Hà Nội, 2021 NỘI QUY VÀ QUY CHẾ THÍ NGHIỆM Sinh viên thực thực nghiệm phịng thí nghiệm cần chấp hành nội quy phịng Khơng tự tiện sử dụng trang thiết bị dụng cụ TN chưa hướng dẫn đồng ý giáo viên hướng dẫn Hoàn toàn chịu trách nhiệm làm mát hư hỏng dụng cụ trang thiết bị phòng TN Đầu ca TN lớp trưởng tổ trưởng gặp giáo viên nhận dụng cụ phục vụ ca TN Kết thúc ca lớp trưởng tổ trưởng có trách nhiệm thống kê chịu trách nhiệm bạn vệ sinh dụng cụ Không tự tiện sử dụng trang thiết bị dụng cụ vào việc riêng Không mang dụng cụ đo thiết bị khỏi phịng TN Trong q trình TN phải nghiêm túc thực theo phân công giáo viên hướng dẫn Ra, vào phòng TN phải báo cáo xin phép giáo viên hướng dẫn Không lại gây trật tự phịng TN 10 Khơng đem theo chất cháy nổ, chất kích thích, vũ khí vào phòng học TN 11 Kết thúc ca TN vệ sinh dụng cụ, kiểm tra thiết bị cất nơi quy định 12 Quét dọn phòng TN theo phân công giáo viên hướng dẫn Nếu vi phạm điều sinh viên bị xử lý theo quy định môn, khoa nhà trường LỜI MỞ ĐẦU Kiểm tra sản phẩm sau q trình gia cơng, chế tạo nhiệm vụ quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng cho sản phẩm Đối với người làm cơng nghệ gắn với q trình sản xuất gia cơng vật liệu kim loại, để đánh giá chất lượng cần phải kiểm tra tổ chức tế vi kim loại hợp kim Bởi lẽ, hình thái tổ chức tế vi bên có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất lý tính cơng nghệ vật liệu sử dụng Phương pháp hiển vi phương pháp thông dụng hiệu quả, sử dụng để đánh giá tổ chức tế vi loại mẫu kim loại Nhiệm vụ phương pháp cho thấy chủng loại, độ lớn số lượng pha có ảnh tổ chức cách trung thực rõ nét Phần thí nghiệm học phần giúp sinh viên củng cố lý thuyết nâng cao kỹ thực nghiệm khoa học nhằm đánh giá chất lượng vật liệu kim loại Nội dung thực nghiệm gắn với mẫu gang thép cacbon Trong q trình tthí nghiệm, việc sử dụng vật tư, thiết bị máy móc, hóa chất sinh viên cần tuân thủ theo nội quy quy trình thực nghiệm nhằm đảm bảo an toàn yêu cầu cán hướng dẫn Kết thúc ca thí nghiệm, sinh viên cần hoàn thành mẫu báo cáo nộp cho giảng viên để chấm điểm thành phần theo quy chế học chế tiến nhà trường Mục tiêu: Thí nghiệm vật liệu học Xác định ảnh hưởng tổ chức tế vi tới tính kim loại hợp kim (CĐR L1.1) Nội dung thí nghiệm Thờ i TT Tên Địa điểm gia n Bài 1: Phân tích nhận dạng tổ chức tế vi PTN VL 206-C8 mẫu kim loại: thép gang Bài 2: Đo cỡ hạt xác định định tính thành PTN VL phần cacbon cho thép cacbon theo phương 206-C8 pháp hiển vi Bài 3: Đo đánh giá độ cứng mẫu kim PTN VL loại 206-C8 Bài PHÂN TÍCH VÀ NHẬN DẠNG TỔ CHỨC TẾ VI MẪU KIM LOẠI: THÉP CACBON VÀ GANG 1.1 Mục tiêu: - Nhận biết pha tổ chức ảnh tổ chức tế vi - Xác định tỷ phần pha 1.2 Yêu cầu chuẩn bị thí nghiệm - Phần SV chuẩn bị nhà: Atlat tổ chức tế vi gang thép cacbon - Trước thí nghiệm SV phổ biến hướng dẫn: + Các kiến thức kỹ thuật vệ sinh an toàn lao động + Nội quy, quy chế phịng thí nghiệm + Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị - Vật tư thiết bị chuẩn bị cho thí nghiệm: + Mẫu thép cacbon gang xám + Giấy ráp loại: P320 (P400), P 600, P800, P1000, P1200 + Máy đánh bóng học + Kính hiển vi quang học, độ phóng đại: 100, 400 + Bột oxit sử dụng cho mục đích đánh bóng bề mặt + Hóa chất tẩm thực + Bông thấm, cồn công nghiệp 95% + Máy sấy mẫu 1.3 Các bước tiến hành thí nghiệm B1: Chọn mẫu B2: Mài phẳng bề mặt mẫu B3: Đánh bóng bề mặt mẫu B4: Tẩm thực bề mặt mẫu B5: Sấy khơ mẫu B6: Chọn độ phóng đại kính hiển vi B7: Quan sát ảnh tổ chức kính hiển vi B8: Chụp lưu ảnh vào máy tính 1.4 Nội dung viết báo cáo 1.4.1 Thép cacbon - Mẫu thí nghiệm thép C45 Kích thước: Ø20×10 - Các loại giấy ráp sử dụng: P800, P1000, P1200 - Số lần mài: 10 lần - Bột đánh bóng: ……bột nhơm oxit…………………Thời gian đánh bóng : 45s - Dung dịch tẩm thực: dd HNO3 loãng 5% - Thời gian tẩm thực: 45s - Kính hiển vi quan học: ……JL2030A…….…… Độ phóng đại sử dụng:100× ;400× a Ảnh tổ chức tế vi Ảnh tổ chức tế vi Ảnh tổ chức tế vi 100X 400X b Số lượng, tên gọi, màu sắc, hình dạng phân bố pha/ tổ chức - Số lượng pha/ tổ chức: ferit peclit - Tên gọi pha: ferit xementit Màu sắc (ở 100x): ……trắng… … - Hình dạng phân bố pha : ferit hạt màu trắng, đa cạnh ; peclit hạt màu xám, đa cạnh - Tên gọi tổ chức:…peclit.………Màu sắc (ở 400x):……xám đen…………… - Hình dạng phân bố tổ chức ………peclit…………… (ghi tên tổ chức): ……tấm phiến, phân bố đều… ………………………………………………… - Đặc điểm tổ chức …peclit hạt……… (ghi tên tổ chức) độ phóng đại 400x: ……phân bố xen kẽ hạt ferit………………………………………………… 1.4.2 Gang xám - Mẫu thí nghiệm: GX 15-32 Kích thước: Ø30×10 - Các loại giấy ráp sử dụng: P800, P1000, P1200 Số lần mài: ….…10 lần………………………………………………………… - Bột đánh bóng: ……bột nhơm oxit…… Thời gian đánh bóng: … 45s……… - Dung dịch tẩm thực: dd HNO3 loãng 5% - Thời gian tẩm thực: 45s - Kính hiển vi quan học: ……JL2030A………… Độ phóng đại sử dụng:100×, 400× a Ảnh tổ chức tế vi b Hình dạng graphit tổ chức gang - Hình dạng phân bố grafit: ………………graphit có dạng sợi, tấm, phân bố dày đặc………………………… ……………………………………………………………………………………… - Kích thước graphit: ……………… 40,5………………………………… , mm - Tổ chức gang (có pha tổ chức nào) : ………………………… ……gang xám có cấu trúc tinh thể cacbon graphit dạng tấm, sợi, gang ferit peclit…………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 1.5 KẾT LUẬN a Thép - Tên gọi loại thép (theo giản đồ pha):………thép C- 45…………………………… - Tên gọi màu sắc pha độ phóng đại 100x: …-C ; màu xanh-trắng ……………………………………………………………………………………… - Tên gọi màu sắc tổ chức độ phóng đại 100x: feritpeclit ; xanh-trắng ………………………………………… …………………………………………… - Đặc điểm phân bố pha tổ chức hỗn hợp học (nếu có) 400x: …………… ln xen …………………………… kẽ, phân bố không đồng - Sự xếp, phân bố pha tổ chức ảnh tổ chức tế vi: ………cỡ hạt kích thước nhỏ tương đương phân bố không đồng bề mặt thép… …………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… b Gang - Màu sắc gang: ………………… xám………………………………………… - Tên gọi gang: …………………gang xám GX15- 32……………………… - Các pha tổ chức có gang: ………graphit tẩm màu sẫm nằm ferit………………………………………… ……………………………………… - Hình dạng graphit: ………dạng sợi, tấm, phân bố dày đặc………………………………………………………………………………… - Kích thước 40.5mm……………………………………… graphit: …………… Bài ĐO CỠ HẠT VÀ XÁC ĐỊNH ĐỊNH TÍNH THÀNH PHẦN CACBON CHO THÉP CACBON THEO PHƯƠNG PHÁP HIỂN VI 2.1 Mục tiêu: - Xác định cỡ hạt tinh thể mẫu thép cacbon kết cấu - Xác định thành phần cacbon theo tỷ phần pha; - Xác định độ bền thép cacbon theo cỡ hạt tinh thể 2.2 Yêu cầu chuẩn bị thí nghiệm - Phần SV chuẩn bị nhà: giản đồ pha Fe-C, bảng atlat cỡ hạt tinh thể theo tiêu chuẩn ASTM thép cabon - Trước thí nghiệm SV phổ biến hướng dẫn: + Các kiến thức kỹ thuật vệ sinh an toàn lao động + Nội quy, quy chế phịng thí nghiệm + Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị - Mẫu, vật tư thiết bị thí nghiệm: + Mẫu thép cacbon kết cấu + Giấy ráp loại: P320 (P400), P 600, P800, P1000, P1200 + Máy đánh bóng học + Kính hiển vi quang học, độ phóng đại: 100, 400 + Bột sử dụng cho mục đích đánh bóng + Hóa chất tẩm thực + Bơng thấm, cồn công nghiệp 95% + Máy sấy mẫu 2.3 Các bước tiến hành thí nghiệm B1: Chuẩn bị mẫu kim tương học B2: Quan sát, chụp ảnh tổ chức tế vi B3: In ảnh tổ chức B4: Vẽ vòng tròn A ảnh tổ chức B5: Xác định cỡ hạt B6: Kẻ 10 đến 20 đường thẳng song song, cách ảnh tổ chức B7: Tính phần trăm cacbon mẫu thép B8: Kết luận 2.4 Nội dung viết báo cáo 2.4.1 Ảnh tổ chức tế vi mẫu thép cacbon Ảnh tổ chức tế vi 100X 2.4.2 Xác định cỡ hạt theo phương pháp chụp ảnh (diện tích trung bình) - Tên Pha: ………ferit………………… Màu sắc (100x): …… trắng xám…… - Tên tổ chức: ……peclit……………… Màu sắc (100x): …………………… 2.4.3 Cỡ hạt tinh thể - Ảnh sử dụng để xác định cỡ hạt có độ phóng đại: M = 400 200, lần - Đường kính vịng trịn A dùng để xác định cỡ hạt: 2,362 in - Diện tích vịng trịn A: π.( )2 = π.(2 = 4.38 - Số hạt tinh thể bị vòng tròn A cắt ngang qua, N 1: in2 50 , hạt - Số hạt tinh thể bên trong, khơng bị vịng tròn A cắt ngang, N 0: 114 , hạt - Tổng số hạt tinh thể vùng diện tích A: NM = N0 + ……………………………, hạt 0,5.N1 = …114+50.0,5=139… - Số hạt tính cho in2 độ phóng đại 100x: - Cỡ hạt tinh thể, G: G=( log N100 + log ) log =≈10,119 - Kích thước trung bình hạt, dtb: ……………………………… ≈0,024……………………………………………… 2.4.4 Xác định thành phần pha tổ chức - Tỷ lệ phần trăm pha F (ferit): %F = .………62% ………………………… , % - Tỷ lệ phần trăm tổ chức P (peclit): %P = ……37% ………………………., % - Thành phần cacbon thép: 0,1 %C = ( ).% P 12,5 = ……0.296……………………………………………………… , % 2.4.5 Độ bền mẫu thép: σ b = 70 + 0, 74 / dtb = ……70.232…………… …, MPa 2.5 KẾT LUẬN a Tổ chức tế vi thép - Số lượng pha tổ chức: ………………2……………… - Tên gọi, màu sắc pha tổ chức: + Pha: ……………… ferit…………………………………………………… + Tổ chức: ………… peclit………………………………………………… b Thành phần cacbon ………………………………………………, % thép: c Cỡ hạt tinh thể mẫu thép: - Cỡ hạt theo tính toán: ……… ≈9.04……………………………………………… - Cỡ hạt chọn theo bảng tiêu chuẩn ASTM: …… 9…………………………… e Giới hạn bền ≈70.24……………………………………., MPa thép: ……… Bài ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ CỨNG CỦA MẪU KIM LOẠI 3.1 Mục tiêu: - Phương pháp thử độ cứng Rockwell - Thiết lập quan hệ: vật liệu – độ cứng – độ bền 3.2 Yêu cầu chuẩn bị thí nghiệm - Phần SV chuẩn bị nhà: Bảng chuyển đổi độ cứng - Trước thí nghiệm SV phổ biến hướng dẫn: + Các kiến thức kỹ thuật vệ sinh an tồn lao động + Nội quy, quy chế phịng thí nghiệm + Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị - Mẫu, vật tư thiết bị thí nghiệm: + Mẫu thép cacbon, gang xám + Thiết bị đo độ cứng 3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm B1: Chọn đế đặt mẫu B2: Lắp đầu thử B3: Đặt mẫu lên đế B4: Chọn tải trọng thử B5: Thiết lập chương trình thử độ cứng B6: Tiến thử độ cứng B7: Đọc số bảng điện tử ghi lại kết 3.4 Nội dung báo cáo thí nghiệm - Tên thiết bị đo độ cứng: JHR45C ( RockWell ) - Các thang đo thiết bị: HR15N, HR30N, HR45N, HR15T, HR30T, HR45T - Thang đo độ cứng sử dụng thí nghiệm: HR30T - Sử dụng đầu thử: + Hình dạng đầu thử: Bi thép + Vật liệu làm đầu thử: Thép dụng cụ + Bán kính lượn đường kính: R=1.5875 , mm - Tác động tải trọng sơ P: 3kg=29,4 ,N - Tác động tải trọng tổng: 30kg=294 ,N a Độ cứng Hàm lượng TT Mẫu cacbon theo tính tốn, % Kích thước graphit, mm Độ cứng mẫu thử Độ cứng chuyển đổi HR HV HB C45 0,45 2,19x10-11 23HRC 80,8 147HB TC2 0,42 2,21x10-11 22HRC 81,2 139 GX1 0,34 1,19x10-11 15HRC 163 200HB GX2 0,35 1,11x10-11 16HRC 170 198 b Độ bền - Giới hạn chảy: (σch = -90,7 + 2,876.HV ,Mpa) - Giới hạn bền: + Tính theo độ cứng HV: σb = -99,8 + 3,734.HV ,MPa + Tính theo độ cứng HB:  Thép cacbon: σb = 3,45.HB ,MPa  Gang xám: σb = 1,63.(HB-40) ,MPa + Tính theo độ cứng HR: σb = 6,7.(0,0006.HR3 – 0,1216.HR2 + 9,3502.HR – 191,89) ,MPa + Kết tính tốn: Giới hạn chảy, TT Giới hạn bền, MPa MPa Mẫu (tính theo HV) (tính theo (tính theo (tính theo Sai lệch, HR) HV) HB) % TC1 210 363 370 390 TC2 209 392 400 421 GX1 250 400 425 450 GX2 260 500 550 580 3.5 KẾT LUẬN 3.5.1 Độ cứng TT Mẫu %C theo tính Chiều dài toán graphit, mm Độ cứng tra Độ cứng theo %C, mẫu thử, HRB HRB Sai số, % TC1 0,45 2,19x10-11 23HRC 21HRC TC2 0,42 2,21x10-11 22 20 GX1 0,34 1,19x10-11 15 13 GX2 0,35 1,11x10-11 16 15 0,5 3.5.2 Độ bền TT Mẫu σch, Mpa σch, Mpa (theo tính (tra theo tốn) %C) σb, Mpa Sai số, % (tính tốn theo:) σb, Mpa (tra theo HR HV HB %C) Sai số, % TC1 210 215 0,24 363 370 390 380 1,5 TC2 209 210 0,05 392 400 421 410 1,4 GX1 250 240 0,4 400 425 450 435 2,3 GX2 260 250 0,4 500 550 580 540 0,6 ... nghiệm, sinh viên cần hoàn thành mẫu báo cáo nộp cho giảng viên để chấm điểm thành phần theo quy chế học chế tiến nhà trường Mục tiêu: Thí nghiệm vật liệu học Xác định ảnh hưởng tổ chức tế vi... độ cứng Rockwell - Thiết lập quan hệ: vật liệu – độ cứng – độ bền 3.2 Yêu cầu chuẩn bị thí nghiệm - Phần SV chuẩn bị nhà: Bảng chuyển đổi độ cứng - Trước thí nghiệm SV phổ biến hướng dẫn: + Các... phịng thí nghiệm + Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị - Mẫu, vật tư thiết bị thí nghiệm: + Mẫu thép cacbon, gang xám + Thiết bị đo độ cứng 3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm