Vật liệu học tôi phân cấp

Mục lục Lời mở đầu 1 Định nghĩa 2 Cách nhận biết thép 3 Phương pháp nhận biết thép 4 Đặc điểm hoa lửa 5 Chọn vật liệu 6 Nhiệt độ tôi 7 Tiến hành thí nghiệm 8 Kết luận và nguyên nhân...

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

KHOA ĐỘNG LỰC

Học phần: vật liệu học

Đề tài: Tôi phân cấp

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

KHOA ĐỘNG LỰC

Học phần: vật liệu học

Đề tài: Tôi phân cấp Giảng viên hướng dẫn: thầy Quỳnh Nhóm sinh viên thực hiện: Hà Anh Tú

Lê Văn Trọng Nguyễn Đức Trọng Nguyễn Hữu Minh Trí Nguyễn Minh Trí

Nhận xét của giáo viên

Mục lục

 Lời mở đầu

1) Định nghĩa

2) Cách nhận biết thép

3) Phương pháp nhận biết thép 4) Đặc điểm hoa lửa

5) Chọn vật liệu

6) Nhiệt độ tôi

7) Tiến hành thí nghiệm

8) Kết luận và nguyên nhân

Lời mở đầu

Tôi thép là nguyên công nhiệt luyện quan trọng nhất, quyết định chủ yếu đến cơ tính của vật phẩm

Nguyên công này thuộc loại nhiệt luyện kết thúc, thực hiện trên chi tiết gần thành phẩm nên bất cứ sai hỏng nào khi tôi cũng có thể gây thiệt hại lớn Vì vậy, hiểu biết về kỹ thuật tôi rất có ích cho công tác sản xuất

Tổng quan

Nguyên công tôi bao gồm việc nung nóng thép đến một nhiệt độ nhất định, giữ tại nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định (để làm đồng đều nhiệt độ và chuyển biến trên toàn khối vật liệu) rồi làm nguội nhanh trong một môi trường thích hợp

Nhiệt độ nung thép khi tôi là nhiệt độ trên Ac1 Theo giản đồ sắt - cacbon, ở trên

Ac1, tổ chức austenit sẽ xuất hiện Khi được làm nguội đủ nhanh, austenit sẽ chuyển biến thành mactenxit, một pha có độ cứng cao Chính mactenxit sẽ hóa bền cho thép sau tôi

Môi trường làm nguội khi tôi được chọn tùy theo loại thép Với thép C45 (TCVN),

có thể tôi trong nước hay dầu (nếu chi tiết nhỏ); thép 40Cr có thể tôi dầu Một số loại thép khác có thể được tôi trong dung dịch polymer hay không khí (để giảm ứng suất nhiệt)

Một số đặc điểm của quá trình tôi:

- Nhiệt độ tôi giống nhiệt độ ủ hay thường hóa

- Làm nguội nhanh nên ứng suất nhiệt lớn, chi tiết dễ bị cong, vênh, nứt,

- Tổ chức nhận được sau tôi có độ cứng cao và không ổn định

Mục đích của nguyên công tôi

Tôi nhằm mục đích tăng độ cứng (và do đó, tăng khả năng chống mài mòn) và độ bền cho thép (kết hợp với ram)

Nguyên công tôi chỉ áp dụng cho thép có hàm lượng cacbon cỡ 0,15 - 0,65%, vì khi hàm lượng cacbon quá thấp, mactenxit sau tôi sẽ có độ cứng thấp và hiệu quả tăng bền không đáng kể; ngược lại, khi hàm lượng cabon quá cao, thép sau tôi sẽ bị giòn

1) Định nghĩa :

- Tôi thép là phương pháp nhiệt luyện bao gồm nung nóng thép lên cao quá nhiệt độ tới hạn Ac1 để làm xuất hiện auxtenit, giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh thích hợp để biến nó thành mactenxit hay tổ chức không ổn đinh khác với đọ cứng cao

- Ưu điểm của cách tôi phân cấp là vẫn đạt được độ cứng cao nhưng ứng suất bên trong rất nhỏ, độ biến dạng thấp nhất, thậm chí có thể sửa nắn sau khi làm nguội phân cấp khi thép còn dẻo

2) Cách nhận biết thép :

Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổ chức tế, đây là phương pháp nghiên cứu tổ chức kim loại hiển vi Dựa vào mục đích nên thép phải có lượng cacbon từ trung bình trở lên, thường là ≥0,3-0,4%, với độ cứng sau khi tôi ≥ 50HRC Chọn thép làm supap xả loại thép mactenxit có ≈0,4%C, độ cứng sau khi nhiệt luyện

là 45-50HRC

3) Các phương pháp xác định thép :

3.1 Phương pháp thông thường (dùng đá mài):

Phương pháp này thường sử dụng máy mài bàn (VD: máy mài 2 đá) để tạo hoa

lửa, đôi khi cũng có thể sử dụng máy mài cầm tay

Đá mài phải quay với tốc độ tối thiểu là 23 m/s (vận tốc dài), thực tế nên điều chỉnh trong khoảng 38 ~ 48 m/s Đá mài nên sử dụng loại thô và cứng (loại oxit nhôm hoặc carborundum – SiC)

Chiều dài của hoa lửa phụ thuộc vào lực mài à 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 thường được dùng làm lực chuẩn

Để tránh ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời hoặc để điều chỉnh độ 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

Hướng của chùm tia lửa nên theo phương ngang hoặc hơi chếch lên trên Và vị trí quan sát nên ở phía sau hoặc bên phải của chùm tia

Để nhận biết chính xác hơn, nên có thêm mẫu chuẩn (đã phân tích chính xác thành phần hóa học) để làm mẫu đối chiếu

Các mẫu thử cần được làm sạch bề mặt, loại bỏ các lớp thấm (C, N), các lớp oxit và thoát carbon Có thể thực hiện bằng cách mài sâu

Khi kiểm tra, cần quan sát kỹ chùm hoa lửa từ gốc đến ngọn (theo hình 1) Đặc biệt cần chú ý vào một số đặc điểm sau

• Chùm tia lửa: màu sắc, số lượng, độ sáng, chiều dài các tia lửa

• Hoa lửa: màu sắc, số lượng, hình dạng, kích cỡ

• Trở lực mài: theo cảm giác ở tay khi mài mẫu

Chú ý: bề mặt đá mài phải vệ sinh thường xuyên để tránh bám vụn kim loại (dùng cà đá

3.2 Phương pháp dùng khí nén:

Phương pháp này nung mẫu kiểm đến khi nóng đỏ rồi thổi khí trực tiếp lên mẫu Khí nén sẽ cung cấp đủ lượng oxy cần thiết để làm cháy bề mặt mẫu và tạo ra hoa lửa

Phương pháp này tạo ra luồng hoa lửa có chiều dài lớn hơn à dễ quan sát hơn à độ chính xác cao hơn so với dùng đá mài.Do áp suất khí có độ ổn định cao nên việc so sánh, đối chiếu hoa lửa giữa các mẫu khác nhau trở nên dễ dàng hơn nhiều

3.3 Phương pháp kiểm tra tự động:

Bằng việc sử dụng các thiết bị quan sát và phân tích quang phổ, phương pháp này cho độ chính xác cao hơn rất nhiều lần so với quan sát bằng mắt và hoàn toàn không phụ thuộc kỹ năng cũng như kinh nghiệm của người kiểm tra

tính chất nhanh, dễ dàng và rẻ tiền Hơn nữa, phương pháp này không đòi hỏi phải chế tạo, gia công mẫu kiểm phức tạp; chỉ cần 1 mẩu vật liệu, thậm chí có thể dùng máy mài cầm tay để tạo hoa lửa

4) Đặc điểm cái loại hoa lửa

Tính chất chum tia lửa của thép C

Đặc điểm hoa lửa của thép C

Giản đồ đặc tính hoa lửa của thép C

5) Chọn vật liệu

- Dựa vào phương pháp xác đinh thép bằng đá mài thô chọn thép làm supap

xả (thuộc nhóm thép hợp kim đặc biệt) gồm thép mactenxit: có ≈0,4%C,

≈9% Cr, ≈2% Si như 40X9C2 (40Cr9Si2); 40X9C2M (40Cr9Si2Mo)

Tia lửa supap xả Tia lửa mẫu

6) Nhiệt độ tôi:

Thép 0,4%C Ac3 = 8200C, t0

tôi = 8500C ÷ 8700C

Trình tự

thực hiện

dẫn /lưu ý

Màu cam, tia lửa sáng, dài , số tia trung bình , hoa lửa đa nhánh nhỏ cánh nhỏ, số lượng trung bình

1 đo độ

cứng trước

khi tôi

124,5HB

125,5HB

125HB

Tiến hành 3 lần lấy độ cứng trunng bình của 3 lần 125HB

7) Tiến hành thí nghiệm

2 chuẩn

bị các

thiết bị và

vật liệu

1 lò

1 thâu nước

1 supap (vật liệu)

3 nung

vật liệu

Đưa vật liêu vào trong lò

có sẵn 1 lớp than đã được đốt cháy, tiếp theo ủ thêm 1 lớp than đá mới lên

Kiểm tra thử vật liệu đã đạt tới nhiệt độ tôi hay chưa

Nhiệt độ theo yêu cầu của phương pháp tôi

T0 tôi=850÷8

700C

4 làm

nguội

sau khi kiểm tra được nhiệt độ tiến hành đưa vào nước đá muối làm nguội

vật liệu trong thâu nước muối

Sau đó đưa ra làm nguội ngoài không khí

Vật liệu có nhiệt độ t=745-7900C

Làm nguội trong nước khoảng 25-30s

8) Kết luận và nguyên nhân:

- Thực hiện phương pháp không thành công Không đạt được kết quả như tài liệu

- Nguyên phân tại sao tôi phân cấp không được :

_ Tốc độ tôi không đủ

_ Nhiệt độ không đủ

_ Thời gian nung nóng không đủ