3. Mục đớch nghiờn cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiờn
3.1.4. Trạng thỏi húa già
Đề tài tiến hành húa già mẫu hợp kim trong khoảng thời gian 2h ở cỏc khoảng nhiệt độ 2500C ; 3000C ; 3500C ; 4000C ; 4500C ; 5000C . Kết quả nhƣ sau:
Hỡnh 3.5: Tổ chức sau húa già hợp kim Cu-9Ni-3Sn
Kớch thƣớc hạt sau húa già so với trạng thỏi tụi cú sự giảm rừ rệt (khoảng 70 – 80μm). Hạt đồng đều hơn. Kớch thƣớc hạt giảm đƣợc giải thớch là do cú sự tiết pha và phõn húa dẫn đến sự chia tỏch của hạt khiến cho kớch thƣớc hạt giảm đi.
Tổ chức cỏc song tinh sau tụi vẫn tồn tại. Trờn ảnh tổ chức khi húa già ở 3500C thấy ú xuất hiện những mảng màu xỏm nằm trong một số hạt, điều này cú thể đƣợc lý giải là cú thể bắt đầu sự tiết pha .
+ Kết quả thử nghiệm cơ tớnh mỏu sau tụi và húa già * Ảnh hƣởng của nhiệt độ húa già
Bảng 3.1: Giỏ trị độ cứng đo đƣợc của hợp kim Cu-9Ni-3Sn khi húa già ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau
Nhiệt độ húa già 0C
Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Trung bỡnh
HV HV HV HV
250 100 114 117 110.3 300 134 127 130 130.3 350 156 154 143 151 400 127 121 131 126.3 450 108 121 89.7 106.2 500 110 117 114 113.6
Hỡnh 3.6: Sự biến đổi độ cứng HV khi húa già ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau
Nhận xột : Độ cứng sau húa già của hợp kim ở cỏc nhiệt độ 2500
C và 4500C cơ bản giống nhau và về cơ bản gần với độ cứng sau đỳc và tụi khoảng 100HB. Độ cứng đạt cao nhất ở khoảng nhiệt độ 3500C. Theo chiều tăng nhiệt độ xử lý độ cứng tăng và khi qua khoảng 3500
độ cứng giảm dần.
Cú thể giải thớch sự biến đổi độ cứng này nhƣ sau: Theo tớnh toỏn nhiệt động học, hợp kim Cu-Ni-Sn với hàm Sn khoảng 3% là hợp kim cú hàm lƣợng thiếc nhỏ nhất cú thể xảy ra phõn hủy spinodal. Tổ chức sau tụi là một pha α.. Khi nhiệt độ tăng cỏc nguyờn tử thiếc khuếch tỏn tạo điều kiện cho sự phõn hủy spinodal xảy ra,
nhƣ vẫn gọi, đú là quỏ trỡnh húa già. Qỳa trỡnh húa già tạo tổ chức spinodal làm tăng độ bền và độ cứng cho hợp kim. Nhiệt độ càng tăng, vựng spinodal càng nhiều, độ cứng tăng. Ở nhiệt độ 3500C cỏc nguyờn tử Sn cú điều kiện khếch tỏn mạnh nhất, chuyển biến spinodal xảy ra mạnh nhất và lƣợng nguyờn tử Sn chƣa đủ để tạo pha mới. Ở nhiệt độ thấp hợp điều kiện cho khuyếch tan chƣa đủ. Ở nhiệt độ cao hơn lại cú xu hƣớng cỏc kim loại hũa tan vào nhau hoặc tạo pha, khụng cú tỏc dụng tăng bền cho hợp kim.
* Ảnh hƣởng của thời gian húa già
Để khảo sỏt sự thay đổi độ cứng cũng là sự biến đổi về độ bền của hợp kim Cu-9Ni-3Sn theo thời gian xử lý để từ đú tỡm ra khoảng thời gian xử lý nhiệt phự hợp cho hợp kim, đề tài tiến hành húa già mẫu hợp kim tại 3500C trong cỏc khoảng thời gian 0,5giờ ; 1 giờ; 1,5 giờ; 2giờ, 2,5giờ ; 3 giờ ; 3,5 giờ và 4 giờ, kết quả độ cứng thu đƣợc nhƣ sau.
Bảng 3.2: Giỏ trị độ cứng đo đƣợc của hợp kim Cu-9Ni-3Sn khi húa già theo thời gian khỏc nhau
Thời gian húa già h
Lần đo 1 HV Lần đo 2 HV Lần đo 3 HV Trung bỡnh HV 0,5 91 97.9 102 97 1 137 119.1 109 122 1,5 127 125 125 126 2 123 118 113 118 2,5 128 123 127 126 3 163 167 123 151
3,5 126 124 118 123
4 127 120 132 126
Hỡnh 3.7: Sự biến đổi độ cứng HV khi húa già theo thời gian khỏc nhau
Nhận xột : Độ cứng tăng khi tăng thời gian húa già. Tới giới hạn thi hầu nhƣ
khụng tăng và cú xu hƣớng giảm.Trong khoảng thời gian 1,5h tới 3,5h hợp kim Cu- 9Ni-3Sn biến đổi độ cứng hầu nhƣ khụng đang kể. Nhƣ vậy thời gian xử lý tăng bền cho hợp kim trong khoảng 1,5-2h là hợp lý.