CHƢƠNG 4 : TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
4.2. Kiểm định vật liệu của mẫu:
- Sau khi xác định và tìm hiểu các thơng số về kích thƣớc, hình dáng của mẫu thử ta tiến hành mua vật liệu và kiểm định thành phần, chất lƣợng để đảm bảo mẫu thực nghiệm đƣợc chế tạo từ vật liệu là C45.
- Có nhiều cách để kiểm tra, dƣới đây là một số cách dùng để kiểm tra sơ bộ mác thép:
Phân tích quang phổ.
Phân tích hóa học.
Phân tích tổ chức tế vi.
Phân tích tia lửa mài.
Các phƣơng pháp nêu trên đƣợc sắp xếp theo độ chính xác giảm dần, tức là phƣơng pháp phân tích quang phổ có độ chính xác cao nhất trong các phƣơng pháp nêu trên.
Trong đề tài này để kiểm tra mác thép C45 ta áp dụng hai phƣơng pháp: phƣơng pháp thứ nhất là kiểm tra sơ bộ mác thép bằng tia lửa mài sau đó áp dụng phƣơng pháp hai là kiểm tra thành phần hóa học bằng cách phân tích tổ chức tế vi để tăng độ tin cậy.
Kiểm tra mác thép C45 bằng cách nhận biết tia lửa mài.
Kiểm tra mác thép bằng hoa lửa là một phƣơng pháp sơ bộ để phân loại nhanh loại thép. Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện bằng cách quan sát đặc điểm về màu sắc, kích thƣớc và hình dáng hoa lửa sau đó đối chiếu với ảnh chuẩn hoặc với hoa lửa của mẫu chuẩn ta có thể xác định sơ bộ mác thép.
Cách tiến hành:
Phƣơng pháp này thƣờng sử dụng máy mài bàn ( VD: máy mài 2 đá ) để tạo hoa lửa, đơi khi cũng có thể sử dụng máy mài cầm tay .
Đá mài phải quay với tốc đô ̣ tối thiểu là 23 m/s (vâ ̣n tốc dài), thực tế nên điều chỉnh trong khoảng 38 ~ 48 m/s
Chiều dài của hoa lửa phụ thuô ̣c vào lực mài , là rất khó so sánh nếu nếu lực mài mẫu khác nhau . Trong thực tế , lực mài sao cho chùm tia lửa của thép 0.2% C có chiều dài khoảng 500mm thƣờng đƣợc dùng làm lực chuẩn.
Để tránh ảnh hƣởng của ánh sáng mặt trời hoặc để điều chỉnh đô ̣ sáng xung quanh, cần thiết phải sử dụng các loại màn che hoặc buồng tối . Khi mài , để mẫu tiếp xúc nhẹ với đá mài.
Hƣớng của chùm tia lửa nên theo phƣơng ngang hoặc hơi chếch lên trên . Và vị trí quan sát nên ở phía sau hoặc bên phải của chùm tia.
Để nhâ ̣n biết chính xác hơn , nên có thêm mẫu ch̉n (đã phân tích chính xác thành phần hóa học) để làm mẫu đối chiếu.
Các mẫu thử cần đƣợc làm sạch bề mặt, các lớp oxit và thốt cacbon ... Có thể thực hiê ̣n bằng cách mài sâu.
Khi kiểm tra, cần quan sát kỹ c hùm hoa lửa từ gốc đến ngọn . Đặc biê ̣t cần chú ý vào mô ̣t số đặc điểm sau:
o Chùm tia lửa: màu sắc, số lƣợng, đô ̣ sáng, chiều dài các tia lửa.
o Hoa lửa: màu sắc, sớ lƣợng, hình dạng, kích cỡ
o Trở lực mài: theo cảm giác ở tay khi mài mẫu .
Chú ý: bề mặt đá mài phải vê ̣ sinh thƣờng xuyên để tránh bám vụn kim loại . Dƣới đây là một số hình ảnh chuẩn về đặc điểm hoa lửa của một số loại thép thơng dụng:
Hình 4.2: Tia lửa mài của một số mác thép.
Theo đó thép có thành phần cacbon cao thì tia lửa sáng chói, ngắn và rộng. Ngƣợc lại, nếu thành phần cacbon thấp thì tia lửa dài và hẹp. Thép có chứa wolfram
thì tia lửa màu đỏ, thép chứa crơm tia lửa màu cam, thép có chứa hợp kim có tia lửa phức tạp.
Quan sát tổ chức tế vi của mẫu dƣới kính hiển vi sau khi mài thơ + đánh bóng và
tẩm thực.
Cách tiến hành:
- Chọn và cắt mẫu: Tùy theo yêu cầu và nhiệm vụ của nghiên cứu và thí nghiệm mà ta chọn mẫu cho phù hợp. Mẫu có kích thƣớc la ϕ20 ×12mm.
- Mài mẫu:
Mài thô: Mẫu đƣợc mài bằng giấy nhám hạt thô sao cho hai mặt đối diện song song với nhau, sau đó vát mép. Giấy nhám: Giấy nhám có các số 180; 240; 320; 400..v..v…Con số chỉ số hạt mài trên 1cm2. Đầu tiên mài trên giấy nhám 180: Giấy nhám đặt trên 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, đƣa về vị trí 1 và lặp lại động tác đã thực hiện. Tƣơng tự thực hiện việc mài mẫu trên bốn loại giấy nhám nêu trên.
Mài bóng: Sau khi hồn tất mài thơ, ta tạo đƣợc bề mặt tƣơng đối phẳng nhƣng bề mặt vẫn tồn tại các vết xƣớc khá lớn→ đem rửa sạch→ đánh bóng để xóa các vết xƣớc trên bề mặt mẫu. Mài bóng bằng miếng dạ hay vải nỉ kết hợp với một số hỗn hợp đánh bóng. Sau khi hồn tất việc mài bóng rửa mẫu lại cho thật sạch và lau khô. - Tẩm thực
+ Muốn nghiên cứu tổ chức tế vi cần phải tẩm thực mẫu. Tẩm thực là q trình ăn mịn bề mặt kim loại bằng các dung dịch hóa học thích hợp. Dung dịch hóa học đƣợc gọi là dung dịch tẩm thực. Một số dung dịch tẩm thực thông dụng: Ở đây ta sử dụng dung dịch 4% HNO3, nhúng mẫu vào dung dịch và giữ trong thời gian từ vài giây. Sau đó rửa sạch bề mặt ở vịi nƣớc chảy để tránh ăn mịn hóa học sâu vào bề mặt kim loại, cuối cùng rửa lại bằng cồn và đem sấy khơ.
Hình 4.3 : Tổ chức tế vi thép C45 nhận đƣợc dƣới kính hiển vi ( ×250 )