bao cao ki thut ch to 1 trng di h

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO SINH VIÊN THỰC HIỆN MSSV GV LÝ THUYẾT GVHD THỰC HÀNH NHÓM HỌC LÝ THUYẾT NGÀY THỰC HÀNH : Nguyễn Văn Đông : 1510764 : Nguyễn Thanh Hải : Trần Ngọc Phước Thạnh : A03-C : T4 buổi chiều BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO TP HCM NĂM 2017 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO BÀI KIỂM TRA CƠ TÍNH VÀ TỔ CHỨC MỐI HÀN MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM Kiểm tra độ cứng xem tổ chức vùng chi tiết hàn để, xác định đặc tính học liên kết hàn để so sánh với tính kim loại TÓM TẮT LÝ THUYẾT Độ cứng Độ cứng khả chống lại biến dạng dẻo cục ngoại lực thông qua vật rắn tác dụng lên kim loại Độ bền kéo tăng theo độ cứng Độ cứng kim loại kim loại mối hàn phụ thuộc vào thành phần hóa học, q trình nóng chảy đơng đặc hàn, biến cứng, nhiệt luyện nhiều yếu tố khác Cần có giới hạn độ cứng vùng ảnh hưởng nhiệt mối hàn, vùng q cứng, khơng đủ dẻo điều kiện làm việc tính chống ăn mịn bị giảm Độ cứng vĩ mơ xác định lát mài thô đại nhờ đồng hồ đo độ cứng Rokwell, Brinel, Vicker Phép đo thực lát mài ngang liên kết hàn theo hai hướng vng góc: theo trục mối hàn dọc theo đường hàn song song với bề mặt Các kết trình bày dạng thay đổi độ cứng theo tiết diện Độ cứng vĩ mô dùng để đánh giá mức độ thấm liên kết hàn không đồng tính theo tiết diện Người ta đo độ cứng thành phần riêng cấu trúc vi mô Việc để bổ sung cho phân tích kim tương thiết lập kiểu thành phần cấu trúc Tổ chức vi mô Cấu trúc vi mô nghiên cứu lát mài đánh bóng tẩm thực với độ phóng đại 50 – 2000 lần Trên lát mài vi mô người ta xác định tổ chức vi mô mối hàn vùng lân cận (dạng mối tương quan thành phần cấu tạo; có mặt phân bố carbide, nitride, sulphide lẫn oxide; kích thước hạt) Các vết nứt rỗ vi mô thể lát mài Kiểm tra cấu trúc liên kết hàn Gồm có hai dạng là: Kiểm tra thơ kiểm tra tế vi +KIỂM TRA THÔ : tiến hành trực tiếp với mẫu thử kim loại mặt gãy chúng Các mẫu thử cắt từ liên kết hàn, mài bóng tẩy dung dịch axit nitric 25% dùng kính lúp mắt thường để phát khuyết tật liên kết hàn +KIỂM TRA CẤU TRÚC TẾ VI : tiến hành loại kính lúp có độ phóng đại lớn (100-500 lần), nhờ xác định dễ dàng xác chất lượng kim loại liên kết hàn BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO NỘI DUNG THÍ NGHIỆM -Nhận chi tiết cần kiểm tra mối hàn -Mài bóng bề mặt chi tiết cần kiểm tra: +Đặt chi tiết lên mặt phẳng +Lần lượt mài bề mặt chi tiết giấy nhám P100, P400, P800, P1000.(Lưu ý cần mài bóng vùng cần kiểm tra mối hànchính phơi) đến đạt độ bóng cần thiết ta đem chi tiết tẩm thực -Tẩm thực: dung dịch axit nitric 25% + Để bề mặt cần kiểm tra ngâm dung dịch axit khoảng 10s + Lấy chi tiết dùng cồn rửa sơ bề mặt +Lau khô bề mặt chi tiết mang đặt lên kính hiển vi (Khi ta quan sát thấy rõ vùng hàn chi tiết dạng chữ V) -Dùng kính hiển vi quan sát chụp lại cấu trúc phía bên ngồi biên, vùng biên vùng biên mối hàn -Sau đem chi tiết đo độ cứng máy rockwell: +Tiến hành đo độ cứng vùng mối hàn, vùng đo lần ghi kết vào bảng SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC Hình ảnh tổ chức tế vi Vùng biên BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO Vùng biên Vùng biên Số liệu độ cứng đo vùng:(HRA) Bên Ngoài Vùng Trung gian Bên Trong Đo lần Đo lần Đo lần 52 54 51.5 53 52.5 54 Trung bình(+1) 53 54.67 56 55 56 56.67 NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN -Độ cứng kim loại chỗ mối hàn bị tăng lên -cơ tính kim loại bị ảnh hưởng mối hàn -tổ chức tế vi kim loại vị trí hàn bị thay đổi => kim loại sau hàn bị thay đổi tính lẫn cấu trúc tế vi,vì cần nên xử lí nhiệt luyện kim loại sau hàn BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO -Lựa chọn hợp lý vật liệu hàn để điều chỉnh thành phần hóa học kim loại mối hàn mức độ cho phép điều chỉnh thành phần hóa học vùng gần viền nóng chảy,đảm bảo tính chất cần thiết chúng -Đảm bảo độ bền kim loại mối hàn tương đương với độ bền kim loại bản,đôi thấp chút để đat tính bền liên kết hàn.Điều quan trọng mối hàn chịu tải trọng làm việc điều kiện chu trình nhiệt thay đổi -Thay đổi hình dạng mối hàn,để giảm yếu tố tập trung ứng suất việc lựa chọn vật liệu hàn (nền tạo xỉ thuốc bọc que hàn,thuốc hàn ) hợp lý Tổ chức tế vi mối ghép hàn : -Vùng nằm biên :ở tổ chức kim loại có độ hạt nhỏ Vùng kim loại có độ bền độ dẻo cao -Vùng biên: Do tượng nhiệt nên hạt tịnh thể có kích thước lớn, độ dai va đập độ dẻo thấp, dễ nứt nóng nứt nguội Vùng vùng yếu liên kết hàn -Vùng bên biên: Kích thước hạt kim loại sau hàn mịn có tính cao BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO BÀI KIỂM TRA KHUYẾT TẬT VẬT ĐÚC MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM -Nhận biết khuyết tật vật đúc nguyên nhân gây khuyết tật TÓM TẮT LÝ THUYẾT Các dạng khuyết tật vật đúc -Nhóm 1: Sai hình dáng, kích thước trọng lượng +Thiết hụt: hình dạng kích thước vật đúc khơng đầy đủ +Bavia: phần thừa mà hình dáng khơng có vẽ +Vênh : thay đổi hình dáng kích thước kích thước đơng đặc ảnh hưởng áp suất bên khuôn hay mẫu bị vênh +Sứt: hình dáng kích thước vật đúc bị hỏng thao tác học dỡ khn, cắt đậu ngót -Nhóm 2: Khuyết tật bề mặt: +Cháy cát: mặt ngồi bị xù xì +Khớp: Khe rảnh chổ lõm xuyên thấu hay vật đúc có mép tròn +Vẩy: lớp oxit phủ bề mặt vật đúc +Xước: hư hỏng mặt ngồi qua trình di chuyển, tháo dỡ khn, -Nhóm : Nứt-là khuyết tật nguy hiểm vật đúc (Do kim lại bị kiềm hãm độ lún không lỗi kém) +Nứt nóng +Nứt nguội -Nhóm : Lỗ hỏng vật đúc: +Rỗ khí: lổ nhỏ nhẵn, có hình dáng, kích thước khác +Rỗ co: lổ nhỏ sần sùi bên vật đúc -Nhóm 5: Lẫn tạp chất : lẫn xỉ, lẫn cát, lẫn tạp chất phi kim -Nhóm 6: Sai tổ chức (do tốc độ nguội không hợp lý, không gây thiên tích tổ chức kim loại): sai kích cỡ hạt, biến trắng, thiên tích -Nhóm : Sai thành phần hóa học tính (do mẻ ngun liệu đưa vào tính tốn sai) BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Các bước tiến hành: *Rót khn nóng: -Nung khn lị nhiệt độ 550oC -Lấy khn khỏi lị -Rót kim loại nhơm nấu trước vào khn -Đợi đến nhơm đơng đặc hồn tồn ta tháo khn đem chi tiết kiểm tra khuyết tật *Rót khn nguội: -Đặt khn xuống sau rót kim loại nấu chảy vào khn -Đợi đến kim loại đơng đặc hồn tồn ta tháo khn -Làm nguội nhanh chi tiết sau đem kiểm tra khuyết tật TRÌNH BÀY KHUYẾT TẬT ĐÚC VẬT ĐÚC BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO Hình ảnh chi tiết rót khn nguội(Trái) nóng (phải) NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN -khn nóng tạo thành khuyết tật lõm co so với khn nguội -nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tính vật liệu 10 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO BÀI BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI I Cơ sở lý thuyết: Khái niệm biến dạng kim loại: Dưới tác dụng ngoại lực kim loại biến dạng theo giai đoạn nối tiếp nhau: • Biến dạng đàn hồi: biến dạng sau lực tác dụng, vật trở hình dáng ban đầu, quan hệ ứng suất biến dạng tuyến tính tuân theo định luật Hooke Trên đồ thị đoạn OP • Biến dạng dẻo: biến dạng sau lực tác dụnglực tác dụng khơng bị đi, tương ứng với giai đoạn chảy kim loại Biến dạng dẻo xảy ứng suất lực tác dụng lướn giới hạn đàn hồi Đó đoạn Pb • Biến dạng phá hủy: ứng suất lực tác dụng lớn độ bền kim loại kim loại bị phá hủy (điểm c) Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo biến dạng kim loại: Tính dẻo kim loại khả biến dạng dẻo kim loại tác dụng ngoại lực mà khơng bị phá hủy, tính dẻo kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố khác nhau: thành phần tổ chức kim loại, trạng thái ứng suất chính, ứng suất dư, nhiệt độ… a) Thành phần tổ chức kim loại: kim loại khác có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết ngun tử khác tính dẻo chúng khác Thông thường kim loại hợp kim có cấu trúc pha dẻo kim loại có cấu trúc nhiều pha b) Nhiệt độ: tính dẻo kim loại phụ thuộc lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả khuếch tán nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng c) Ứng suất dư: kim loại bi biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ vụn, xơ 11 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh d) Trạng thái ứng suất chính: qua thực nghiệm người ta thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao chịu ứng suất nén mặt, nén đường chịu ứng suất kéo Đàn hồi ngược: a) Vấn đề đàn hồi trình tạo hình: Khi tạo hình cho sản phẩm, mong muốn nhà sản xuất có hình dạng hình học thiết kế Nhưng hầu hết vật liệu trình tạo hình sản phẩm, khơng cịn tác dụng lực tạo hình, chi tiết tạo hình khơng có hình dáng mong muốn tượng đàn hồi xảy Theo thí nghiệm, góc uốn mong muốn chi tiết góc uốn tương ứng với bán kính uốn theo thiết kế Nhưng ngừng lực tác dụng, ảnh hưởng tượng đàn hồi, góc uốn mở rộng bán kính uốn tăng lên Do xác định tỉ số đàn hồi, vật liệu có độ cứng cao cho tỉ số đàn hồi – biến dạng dẻo cao thể hiện tượng đàn hồi lớn so với vật liệu có độ cứng thấp Hơn tỉ số bán kính uốn độ dày vật liệu ( R/t ) qua trình uốn lớn liên tục tập trung ứng suất nhiều q trình uốn từ từ Do đó, tỉ số R/t nhỏ tượng đàn hồi xuất Có bốn yếu tố ảnh hưởng đến tượng đàn hồi q trình tạo hình, sử dụng yếu tố để kiểm soát tượng đàn hồi: • • • • b) Vật liệu với mơ đun đàn hồi cao làm giảm tượng đàn hồi Tăng lực tạo hình tiếp xúc Vật liệu có độ uốn thấp sử dụng, độ bền vững chi tiết sản phẩm khơng cao, xem xét số bán kính uốn cần thiết Độ dày chi tiết tạo hình Nhưng điều cần thiết xác định chi tiết sử dụng nhằm vào mục đích gì, yêu cầu chi tiết sản phẩm cần mỏng, sử dụng chiều dày lớn không phù hợp nhiều trường hợp phải xem xét lại góc uốn tạo hình chi tiết Vấn đề đàn hồi sau q trình tạo hình: 12 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO Hiện tượng đàn hồi sau trình tạo hình tượng vật liệu sản phẩm tạo hình có xu hướng trở lại hình dạng ban đầu sau khơng cịn tác động lực tạo hình  Những ảnh hưởng tượng đàn hồi sản phẩm sau tạo hình: Gây sai lệch hình dáng hình học so với thiết kế ban đầu, chủ yếu sai lệch như: • Làm thay đổi góc uốn, bán kính uốn chi tiết sản phẩm • Làm cong thành bên chi tiết có tiết diện ngang dạng rãnh • Gây tượng vênh, xoắn, đặc biệt chi tiết có độ dài lớn Làm giảm chất lượng sàn phẩm sau tạo hình, tạo thành khuyết tật vết nhăn, nứt, đứt, gãy cấu trúc vật liệu  Các yếu tố ảnh hưởng đến tượng đàn hồi: • Tính chất học vật liệu tạo mơ đun đàn hồi, giới hạn chảy, giới hạn đàn hồi, độ giãn dài, tính đẳng hướng • Các thơng số hình học chiều dày phơi, bán kính uốn, góc uốn • Các lực tác động, cường độ ứng suất q trình tạo hình Ngồi cịn cịn có ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ áp suất,… điều kiện, quy trình kỹ thuật tạo hình khác  Bán kính uốn cho phép: 13 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO Khi uốn, bán kính uốn phía kiể sốt định Nếu q lớn vật uốn khơng có khả giữ trang thái sau chưa đến mức biến dạng dẻo Ngược lại nhỏ làm nứt vật liệu uốn Bán kính uốn nhỏ xác định theo thực nghiệm: Bán kính uốc lớn xác định: Trong đó: : giới hạn chảy vật liệu E: modun đàn hồi vật liệu T: độ dày vật liệu uốn  Tỉ số đàn hồi: Xét trình uốn kim loại, với s chiều dày α R, bán kính góc uốn mong muốn α' R’, bán kính góc uốn sau xảy tượng đàn hồi Tỉ số đàn hồi K tỉ số bán kính uốn mong muốn chia cho bán kính uốn cuối đạt chi tiết sau trình tạo hình K= R R' (1.1)  Rσ   Rσ  K ≈ +  ÷ − 3 ÷  E 't   E 't  (1.2) σ0 ứng suất uốn lớn để đạt bán kính uốn mong muốn E’ mơ đun đàn hồi trường hợp xác định E'= E − v2 (1.3) E mô đun đàn hồi vật liệu v hệ số Poison vật liệu Trong trường hợp độ dài cung uốn cuối không thay đổi nhiều so với độ dài cung uốn mong muốn, tỉ số đàn hồi xác định: K= α' α (1.4) II Thí nghiệm uốn vật liệu thép 45 :  Vật liệu thép 45 (tiêu chuẩn ASTM) dạng thanh: 14 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO Than Chiều h dày(mm) Nhỏ Lớn Bán cong (mm) 101 97 1,6 kính Góc biến dạng (độ) 70 71 Bán kính uốn R0 80 80 Tính chất vật lý: Hợp kim Khối Modul lượng đàn riêng hồi (g/cm ) (GPa) Hệ số giãn nở nhiệt TB (20-100°C (µm/m/°C) C45 7.85 210 11,5 Độ dãn dài tương đối (%) 16 : Tính chất học chủ yếu thép 45 (TCVN 1766-75) Hệ số Poison v = 0,31 Độ cứng HRC 23 Giới hạn bền (MPa) 610 Tính nhận xét kết quả: a) Trường hợp 1: R=101mm , Giới hạn chảy (MPa) 360 α =70 , t=1,6mm E’= = =232,3 Gpa  Rσ   Rσ  K ≈ +  ÷ − 3 ÷  E 't   E 't  =1+4()^3 -3() = 0,7694  R’= R/K =80/0,7694 =103mm  α’=Kα =0,7694.90=69,246 Bán kính uốn thực tế giảm 1,94% Góc uốn thực tế tăng 1,09% b) Trường hợp 2: : R=97mm , α =71 , t=2mm E’= = =232,3 Gpa 15 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CHẾ TẠO  Rσ   Rσ  K ≈ +  ÷ − 3 ÷  E 't   E 't  =1+4()^3 -3() = 0,815  R’= R/K =80/0,815 =98,16  α’=Kα =0,815.90=73,35 Bán kính uốn thực tế giảm 1,18% Góc uốn thực tế tăng 3,4% 16 ... THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CH? ?? TẠO TRƯỜNG ĐẠI H? ??C B? ?CH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT CH? ?? TẠO SINH VIÊN THỰC HIỆN MSSV GV LÝ THUYẾT GVHD THỰC H? ?NH NHÓM... lượng +Thiết h? ??t: h? ?nh dạng k? ?ch thước vật đúc khơng đầy đủ +Bavia: phần thừa mà h? ?nh dáng khơng có vẽ +Vênh : thay đổi h? ?nh dáng k? ?ch thước k? ?ch thước đơng đặc ảnh h? ?ởng áp suất bên khuôn hay mẫu... có h? ?nh dạng h? ?nh h? ??c thiết kế Nhưng h? ??u h? ??t vật liệu trình tạo h? ?nh sản phẩm, khơng cịn tác dụng lực tạo h? ?nh, chi tiết tạo h? ?nh khơng có h? ?nh dáng mong muốn tượng đàn h? ??i xảy Theo thí nghiệm,