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

Sinh viên thực hiện thực nghiệm tại phòng thí nghiệm cần chấp hành nội quy của phòng.. Không tự tiện sử dụng các trang thiết bị dụng cụ TN khi chưa được sự hướng dẫn hoặc đồng ý của giáo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC

(DÙNG CHO HỆ ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ – Ô TÔ)

Họ và tên SV: ……… Lớp - Khóa: 2020ME60410 – K15 01

GVHD: TS Phạm Văn Liệu

Hà Nội, 2020

NỘI QUY VÀ QUY CHẾ THÍ NGHIỆM

1 Sinh viên thực hiện thực nghiệm tại phòng thí nghiệm cần chấp hành nội quy của phòng

2 Không tự tiện sử dụng các trang thiết bị dụng cụ TN khi chưa được sự hướng dẫn hoặc đồng ý của giáo viên hướng dẫn

3 Hoàn toàn chịu trách nhiệm khi làm mất mát hoặc hư hỏng dụng cụ và các trang thiết bị trong phòng TN

4 Đầu ca TN lớp trưởng hoặc tổ trưởng gặp giáo viên nhận dụng cụ phục vụ ca TN Kết thúc ca lớp trưởng hoặc tổ trưởng có trách nhiệm thống kê và chịu trách nhiệm cùng các bạn vệ sinh dụng cụ sạch sẽ

5 Không tự tiện sử dụng các trang thiết bị dụng cụ vào việc riêng

6 Không được mang các dụng cụ đo và các thiết bị ra khỏi phòng TN

7 Trong quá trình TN phải nghiêm túc thực hiện đúng theo sự phân công của giáo viên hướng dẫn

8 Ra, vào phòng TN phải báo cáo xin phép giáo viên hướng dẫn

9 Không đi lại gây mất trật tự trong phòng TN

10 Không đem theo các 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 đúng nơi quy định

12 Quét dọn phòng TN sạch sẽ theo sự phân công của giáo viên hướng dẫn

Nếu vi phạm một trong các điều trên sinh viên sẽ bị xử lý theo quy định của bộ môn, khoa và nhà trường.

LỜI MỞ ĐẦU

Kiểm tra sản phẩm sau mỗi quá trình gia công, chế tạo là một nhiệm vụ quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng cho sản phẩm đó

Đối với người làm công nghệ gắn với quá trình sản xuất và gia công vật liệu kim loại, để đánh giá chất lượng cần phải kiểm tra tổ chức tế vi của kim loại và hợp kim đó Bởi lẽ, hình thái tổ chức tế vi bên trong có ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất cơ lý và tính công nghệ của vật liệu khi sử dụng

Phương pháp hiển vi là một trong những phương pháp thông dụng và hiệu quả, sử dụng để đánh giá tổ chức tế vi của các loại mẫu kim loại Nhiệm vụ của phương pháp này là cho thấy được chủng loại, độ lớn và số lượng của từng pha có trong ảnh tổ chức một cách trung thực và rõ nét

Phần thí nghiệm của học phần sẽ giúp sinh viên củng cố lý thuyết và nâng cao kỹ năng thực nghiệm khoa học nhằm đánh giá chất lượng của vật liệu kim loại Nội dung thực nghiệm được gắn với các mẫu gang và thép cacbon

Trong quá trình tthí nghiệm, việc sử dụng vật tư, thiết bị máy móc, hóa chất sinh viên cần tuân thủ theo nội quy và quy trình thực nghiệm nhằm đảm bảo an toàn và yêu cầu của cán bộ hướng dẫn

Kết thúc ca thí nghiệm, sinh viên cần hoàn thành mẫu báo cáo rồi nộp cho giảng viên để chấm điểm thành phần theo quy chế học chế tiến chỉ của nhà trường

Mục tiêu Thí nghiệm vật liệu học :

Xác định ảnh hưởng của tổ chức tế vi tới cơ tính kim loại và hợp kim (CĐR L1.1)

Nội dung thí nghiệm

gian Địa điểm

1 Bài 1: Phân tích và nhận dạng tổ chức tế vi mẫu kim

PTN VL 206-C8

2 Bài 2: Đo cỡ hạt và xác định định tính thành phần

cacbon cho thép cacbon theo phương pháp hiển vi 5 giờ

PTN VL 206-C8

3 Bài 3: Đo và đánh giá độ cứng của mẫu kim loại 5 giờ PTN VL

206-C8

Bài 1 PHÂN TÍCH VÀ NHẬN DẠNG TỔ CHỨC TẾ VI MẪU KIM

LOẠI: THÉP CACBON VÀ GANG 1.1 Mục tiêu:

- Nhận biết các pha và tổ chức trên ảnh tổ chức tế vi

- Xác định tỷ phần pha

1.2 Yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm

- Phần SV chuẩn bị ở nhà: Atlat tổ chức tế vi của gang và thép cacbon

- Trước khi thí nghiệm SV được phổ biến và hướng dẫn:

+ Các kiến thức về kỹ thuật vệ sinh và an toàn lao động + Nội quy, quy chế phòng thí nghiệm

+ Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị

- Vật tư và thiết bị chuẩn bị cho thí nghiệm:

+ Mẫu thép cacbon và gang xám + Giấy ráp loại: P320 (P400), P 600, P800, P1000, P1200 + Máy đánh bóng cơ 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 khô mẫu

B6: Chọn độ phóng đại trên kính hiển vi

B7: Quan sát ảnh tổ chức trên kính hiển vi

B8: Chụp và lưu ảnh vào máy tính

1.4 Nội dung viết báo cáo

1.4.1 Thép cacbon

- Mẫu thí nghiệm: Kích thước:

- Các loại giấy ráp sử dụng:

- Số lần mài:

- Bột đánh bóng: ……… Thời gian đánh bóng

- Dung dịch tẩm thực:

- Thời gian tẩm thực:

- Kính hiển vi quan học: ……… Độ phóng đại sử dụng:

a Ảnh tổ chức tế vi

nh t ch c tếế vi

100X

nh t ch c tếế vi

400X

b Số lượng, tên gọi, màu sắc, hình dạng và sự phân bố của các pha/ tổ chức

- Số lượng pha/ tổ chức: ………

- Tên gọi của pha: ……… Màu sắc (ở 100x): ………

- Hình dạng và sự phân bố của pha ……… :

………

- Tên gọi của tổ chức: ……… Màu sắc (ở 100x): ………

- Hình dạng và sự phân bố của tổ chức ……… (ghi tên tổ chức): ………

- Đặc điểm của tổ chức ……… (ghi tên tổ chức) ở độ phóng đại 400x: ………

1.4.2 Gang xám - Mẫu thí nghiệm: Kích thước: 

- Các loại giấy ráp sử dụng:

- Số lần mài: ….………

- Bột đánh bóng: ……… Thời gian đánh bóng: ………

- Dung dịch tẩm thực:

- Thời gian tẩm thực:

- Kính hiển vi quan học: ……… Độ phóng đại sử dụng:

a Ảnh tổ chức tế vi

nh t ch c tếế vi tr c t m th c

100X

b Hình dạng graphit và tổ chức nền của gang

- Hình dạng và sự phân bố của grafit:

………

………

- Kích thước của graphit: ……… , mm - Tổ chức nền của gang (có những pha và tổ chức nào) : ………

………

………

………

1.5 KẾT LUẬN a Thép - Tên gọi loại thép (theo giản đồ pha): ………

- Tên gọi và màu sắc của các pha ở độ phóng đại 100x: ………

………

- Tên gọi và màu sắc của các tổ chức ở độ phóng đại 100x: ………

………

- Đặc điểm phân bố của các pha trong tổ chức hỗn hợp cơ học (nếu có) ở 400x: ………

- Sự sắp xếp, phân bố giữa các pha và tổ chức trên ảnh tổ chức tế vi:

………

………

b Gang - Màu sắc của gang: ………

- Tên gọi của gang: ………

- Các pha và tổ chức có trong gang: ………

………

………

- Hình dạng của graphit: ………

………

………

- Kích thước của graphit: ………

………

………

Bài 2 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 của mẫu thép cacbon kết cấu

- Xác định thành phần cacbon theo tỷ phần pha;

- Xác định độ bền của thép cacbon theo cỡ hạt tinh thể

2.2 Yêu cầu và chuẩn bị thí nghiệm

- Phần SV chuẩn bị ở nhà: giản đồ pha Fe-C, bảng atlat cỡ hạt tinh thể theo tiêu chuẩn ASTM của thép cabon

- Trước khi thí nghiệm SV được phổ biến và hướng dẫn:

+ Các kiến thức về kỹ thuật vệ sinh và an toàn lao động + Nội quy, quy chế phòng thí nghiệm

+ Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị

- Mẫu, vật tư và thiết bị thí nghiệm:

+ Mẫu thép cacbon kết cấu + Giấy ráp loại: P320 (P400), P 600, P800, P1000, P1200 + Máy đánh bóng cơ học

+ Kính hiển vi quang học, độ phóng đại: 100, 400 + Bột sử dụng cho mục đích đánh bóng

+ Hóa chất tẩm thực + Bông 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 trên ảnh tổ chức

B5: Xác định cỡ hạt

B6: Kẻ 10 đến 20 đường thẳng song song, cách đều nhau trên ảnh tổ chức B7: Tính phần trăm cacbon của mẫu thép

B8: Kết luận

2.4 Nội dung viết báo cáo

2.4.1 Ảnh tổ chức tế vi mẫu thép cacbon

nh t ch c tếế vi

100X

nh t ch c tếế vi

500X

2.4.2 Xác định cỡ hạt theo phương pháp chụp ảnh (diện tích trung bình)

- Tên của Pha: ……… Màu sắc (100x): ………

- Tên của tổ chức: ……… Màu sắc (100x): ………

2.4.3 Cỡ hạt tinh thể

- Ảnh sử dụng để xác định cỡ hạt có độ phóng đại: M = lần

- Đường kính vòng tròn A dùng để xác định cỡ hạt: in

- Diện tích của vòng tròn A: in2

- Số hạt tinh thể bị vòng tròn A cắt ngang qua, N : 1 hạt

- Số hạt tinh thể bên trong, không bị vòng tròn A cắt ngang, N : 0

- Tổng số hạt tinh thể trong vùng diện tích A:

NM = N + 0,5.N = ……… ………, hạt0 1

- Số hạt tính cho 1 in ở độ phóng đại 100x:2

2

100 ( ) N

M

- Cỡ hạt tinh thể, G:

100

log 2

N

- Kích thước trung bình của một hạt, d :tb

………

2.4.4 Xác định thành phần pha và tổ chức

- Tỷ lệ phần trăm pha F (ferit): %F = ……… , %

- Tỷ lệ phần trăm của tổ chức P (peclit): %P = ………., %

- Thành phần cacbon trong thép:

0,1

12,5

2.4.5 Độ bền của mẫu thép:

70 0,74 /

2.5 KẾT LUẬN

a Tổ chức tế vi của thép

- Số lượng pha và tổ chức: ………

- Tên gọi, màu sắc của pha và tổ chức:

+ Pha: ……… + Tổ chức: ………

b Thành phần cacbon của thép: ………, %

c Cỡ hạt tinh thể của mẫu thép:

- Cỡ hạt theo tính toán: ………

- Cỡ hạt chọn theo bảng tiêu chuẩn ASTM: ………

e Giới hạn bền của thép: ………., MPa

Bài 3 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 và chuẩn bị thí nghiệm

- Phần SV chuẩn bị ở nhà: Bảng chuyển đổi độ cứng

- Trước khi thí nghiệm SV được phổ biến và hướng dẫn:

+ Các kiến thức về kỹ thuật vệ sinh và an toàn lao động + Nội quy, quy chế phòng thí nghiệm

+ Quy trình thí nghiệm + Cách thức vận hành trang thiết bị

- Mẫu, vật tư và 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 chỉ số trên bảng điện tử và ghi lại kết quả

3.4 Nội dung báo cáo thí nghiệm

- Tên thiết bị đo độ cứng: ………

- Các thang đo của thiết bị: ………

- Thang đo độ cứng sử dụng khi thí nghiệm: ………

- Sử dụng đầu thử:

+ Hình dạng đầu thử: ………

+ Vật liệu làm đầu thử: ………

+ Bán kính lượn hoặc đường kính: ………., mm

- Tác động tải trọng sơ bộ P: (N)

- Tác động tải trọng tổng: ……… , N

a Độ cứng

TT Mẫu

Hàm lượng cacbon theo tính toán, %

Kích thước graphit, mm

Độ cứng mẫu thử Độ cứng chuyển đổi

-b Độ bền

- Giới hạn chảy:

- Giới hạn bền:

+ Tính theo độ cứng HV:

+ Tính theo độ cứng HB:

Thép cacbon:

Gang xám:

+ Tính theo độ cứng HR:

+ Kết quả tính toán:

TT Mẫu Giới hạn chảy, MPa Giới hạn bền, MPa

(tính theo HV) (tính theo HR) (tính theo HV) (tính theo HB) Sai lệch, %

3.5 KẾT LUẬN

3.5.1 Độ cứng

TT Mẫu %C theo tính

toán

Chiều dài graphit, mm

Độ cứng tra theo %C, HRB

Độ cứng mẫu thử, HRB Sai số, %

-3.5.2 Độ bền

(theo tính toán)

σch, Mpa

(tra theo

%C)

Sai số, %

σb, Mpa

(tính toán theo:) σb, Mpa