Giá trị ứng suất dư cho bề mặt lớp mạ crơm và nền thép ứng với các chiều dày 10 μm, 30 μm, 60 μm và 90 μm được thể hiện tại Bảng 5.14.
Thơng thường xác định ứng suất dùng phương pháp nhiễu xạ tia X cĩ độ chính xác cao nên sai số ứng suất ít được đề cập đến [21], [37], [38]. Tuy nhiên, việc xác định sai số sẽ giúp cĩ được kết quả chính xác hơn. Vì vậy, kết quả sai số tính ứng suất đã được xác định dựa trên cơng thức 4.31 (đề xuất ở chương 4) và được trình bày ở Bảng 5.14.
Bảng 5.14. Bảng tổng hợp giá trị ứng suất dư các mẫu.
STT Chiều dày lớp phủ (µm) Ứng suất bề mặt lớp crơm σφCr, (MPa) Ứng suất chi tiết nền thép σφFe, (MPa) 1 10 620±25 -66±15 2 30 431±29 -84±31 3 60 319±35 -68±32 4 90 228±47 -72±30 Nhận xét:
Kết quả đo ứng suất cho thấy, trong mạ crơm luơn tồn tại ứng suất dư kéo và vết nứt tế vi. Điều này được chứng minh là do hiện tượng thấm hydro trong quá
sin2ψ K hoảng c ách ng uyên tử d ( Å )
117
trình mạ do crơm hydrua sinh ra. Sau đĩ crơm hydrua tự phân hủy làm kết tủa crơm và co rút thể tích gây nên ứng suất dư kéo. Khi ứng suất dư kéo quá lớn và vượt qua giới hạn lực liên kết của các nguyên tử crơm thì lớp mạ crơm bị nứt. Một khi vết nứt xảy ra, ứng suất dư kéo lập tức bị giải tỏa và khơng gây ra nứt nữa. Kết luận này là hồn tồn phù hợp với các nghiên cứu [17, 18].
Để đánh giá được chính xác mật độ vết nứt tế vi của lớp mạ crơm chỉ cĩ thể thực hiện qua hai phương pháp xử lý ảnh. Phương pháp đánh giá mật độ vết nứt tế vi được xác định qua số lượng giao điểm của các đường kẻ ngang (horizontal lines) với các vết nứt dựa trên ảnh chụp từ kính hiển vi quang học được Nascimento đề xuất [15]. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là độ chính xác của kết quả đo tùy thuộc vào số lượng của đường kẻ ngang trên diện tích ảnh khảo sát. Phương pháp thứ hai được Vidal và các cộng sự [16] đề xuất thể hiện độ chính xác cao hơn với cách đánh giá mật độ vết nứt dựa trên số điểm ảnh (pixel) của ảnh chụp vết nứt và được xử lý bằng phần mềm Matlab với cơng cụ Image Processing Toolbox. Trong luận án, phương pháp này đã được sử dụng với phần mềm ImageJ, được phát triển bởi Viện Y tế Quốc gia Mỹ (National Institutes of Health), để xử lý ảnh.
Hình 5.15 thể hiện mật độ vết nứt tế vi của lớp mạ crơm ứng với các chiều dày 10/30/60/90 μm được khảo sát dưới kính hiển vi.
118
c) Chiều dày 60 μm d) Chiều dày 90 μm