Các phương phát nghiên cứu về tổ chức và cơ tính của kim loại - NẮP HỐ GA | BÁN NAP HO GA | NẮP GA GANG | TẤM SÀN GRATING

Home »

Các phương phát nghiên cứu về tổ chức và cơ tính của kim loại

Thứ Tư, 12 tháng 12, 2018

I: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC
 

1. Phương pháp mặt gãy:
 

Là phương pháp quan sát kim loại ở chỗ gãy (mặt gãy) có thể phát hiện được các vết nứt lớn, lẫn xỷ … xác định được sơ bộ hạt lớn hay bé từ đó cho ta những đánh giá sơ bộ về mức hoàn thiện của tổ chức kim loại về chất lượng lim loại đó
 
 
VD: Mặt gãy thấy hạt lớn thì biết KL dòn, dễ gãy … Tuy nhiên PP này chỉ dùng để xđ sơ bộ không phát hiện được thành phần cấu tạo (khả năng phân giải mắt người < 0,15 mm)
 

2. Phương pháp tổ chức thô đại:
 

Là phương pháp dùng mắt thường hay kính lúp soi tổ chức của kim loại sau khi đã cưa, mài phẳng KL bằng giấy nhám có thể thấy rõ 1 số dạng hỏng bên trong của kim loại : Bọt khí, rỗ, nứt, các lẫn xỷ… Nếu dùng các hoá chất thích hợp (axít, muối) tẩm thực lên bề mặt mẫu thì có thể phát hiện được sự không đồng nhất của tổ chức kim loại Phương pháp này là phương pháp phân tích sơ bộ trước khi phân tích tổ chức tế vi.
 

3. Phương pháp tổ chức tế vi:( Tổ chức hiển vi)
 

Là phương pháp nghiên cứu các thành phần cấu tạo của kim loại và hợp kim ở dưới kính hiển vi, loại phổ biến là kính hiển vi quang học với độ phóng đại từ 50 – 2000 lần
Nguyên lý: Dùng AS ở nguồn sáng chiếu // lên mặt mẫu AS phản xạ lại từ đây đập vào mắt ta cho thấy hình dạng của tổ chức. Khi mẫu KL mới mài bóng sẽ chỉ thấy sáng do …. Khi qua tẩm thực do biên giới hạt có hoạt tính cao hơn nên bị ăn mòn lõm xuống nên AS phản xạ chệch đi – thấy tối … (hình vẽ)
 
Tính chất cơ khí của kim loại
 
Hình 12. Phản xạ AS từ mặt mẫu
a) Mặt chưa tẩm thực b) Mặt đã tẩm thực
 

4. Phương pháp phân tích bằng tia Rơngen
 

Tia Rơn gen Là các sóng điện tử với bước sóng rất ngắn r = 0,005 – 2.10-8 cm nên có năng lượng rất lớn có thể đâm xuyên qua vật thể. Căn cứ vào ảnh nhiễu xạ của các tia Rơngen bị phản chiếu từ các mặt tinh thể có thể biết được cách sắp xếp các nguyên tử trong mạng tinh thể và xác định được kích thước ( thông số mạng của nó )
 

II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VỀ CƠ TÍNH
 

1. Thử kéo: (độ bền)
 

Thử kéo là quá trình thử quan trọng để xác định cơ tính của kim loại. Khi thử kéo
ta có thể xác định được độ bền, độ đàn hồi, độ dẻo của kim loại.
Quá trình phá hỏng kim loại được biểu diễn bởi đồ thị kéo
 
Tính chất cơ khí của kim loại 1

Để xác định được giá trị độ kéo của vật liệu kim loại, trước tiên phải chế tạo mẫu của vật liệu đó. Mẫu thí nghiệm được chế tạo theo tiêu chuẩn của từng nước. Mẫu thử tiết diện tròn và chữ nhật được dùng ở Việt nam. Sau đó mẫu kẹp trên máy kéo (hoặc máy kéo nén vạn năng) truyền động bằng có khí hoặc thủy lực theo nguyên lý sau:
Nhờ áp lực dầu thủy lực (được chỉ trên đồng hồ báo áp lực), pít tông A kéo mẫu B và đồng thời máy cũng vẽ được biểu đồ (hình 19). Khi kéo chiều dài mẫu tăng dần, tiết diện ngang mẫu giảm dần, đến điểm D mẫu bị thắt và cũng ứng với lực kéo lớn nhất, từ đấy trên máy không tăng, nhưng mẫu vẫn dài thêm đến điểm M thì mẫu bị đứtnhư vậy độ bền của vật liệu được xác định theo công thức:
 
ĩ = P/ F0 (N/mm2).
Trong đó: P: lực kéo lớn nhất ứng với lúc mẫu bị thắt (N).
F0: diện tích tiết diện chỗ thắt (mm2).
ĩTL: giới hạn tỷ lệ; ĩDH: giới hạn đàn hồi; ĩCH: giới hạn chảy; ĩB: giới hạn
bền;
ĩd: giới hạn đứt.
 

2. Độ dẻo:
 

Là tập hợp của các chỉ tiêu cơ tính phản ánh độ biến dạng dư của vật liệu khi bị phá
huỷ. Nguời ta đánh giá bằng 2 chỉ tiêu cũng xđ trên mẫu thử độ bền
• Độ dãn dài tương đối : % = (L1-Lo)/Lo x 100% L1 – Chiều dài mẫu sau khi bị kéo đứt
• Độ thắt tỷ đối : % = (Fo – F1)/Fo x 100%
 

3. Thử độ cứng:
 

Kim loại và hợp kim khác nhau sẽ có độ cứng khác nhau như: kim loại màu và hợp kim màu, thép cacbon thấp… có độ cứng thấp; thép sau khi nhiệt luyện (tôi thép), hoặc thấm cacbon sẽ có độ cứng cao. Để đánh giá độ cứng chúng người ta tiến hành thử độ cứng.
Thử độ cứng hay đo độ cứng là so sánh độ cứng của vật đem thử với độ cứng của vật khác được coi là chuẩn.
 
Có nhiều phương pháp thử độ cứng như: thử độ cứng bằng phương pháp Brinen; phương pháp Rocoen; phương pháp Vicke; phương pháp đập trên viên bi;
 
a) Thử độ cứng bằng phương pháp Brinen:
 
Cách thử này bằng cách ấn mũi đâm bằng viên bi thép vào mẫu thử. Số đơn vị độ
cứng Brinen (viết tắt HB) tính bằng tỷ số giữa tải trọng P với diện tích bề mặt vết lõm.
HB = P/F
P là tải trọng tính bằng N. F là diện tích mặt chỏm cầu vết lõm có đường kính d. D là đường kính viên bi thép (D: 2,5; 5; 10 mm). Giá trị của P chọn theo vật liệu và giá trị đường kính D:
Thép cacbon thấp và gang: P = 30D2.
Đồng và hợp kim của đồng: P = 10D2.
Từ biểu thức trên ta thấy diện tích hình chỏm cầu được xác định như sau:
 
Tính chất cơ khí của kim loại 3
 
 
Điều kiện đánh giá bằng phương pháp Brinen:
Chiều dày vật liệu > 10h (h là chiều sâu vết lõm). Khỏang cách hai vết > 2D. tải
trọng phải êm. Nếu đường kính vết lõm là d thì phải thỏa mãn: 0,2D < d < 0,6D
 
b) Thử độ cứng bằng phương pháp Rocoen:
 
Độ cứng Rocoen được xác định bằng cách dùng tải trọng P ấn viên bi thép đã nhiệt luyện có đường kính 1,587mm tức là 1/16” (1” = 25,4mm) (thang đo B) của máy đo hoặc mũi kim cương nhọn có góc đỉnh 1200 (thang đo C hoặc A) để ấn lên bề mặt thử rồi đo độ lún xuống.
Trong khi thử, số độ cứng được ghi trực tiếp ngay bằng đồng hồ. Số đo độ cứng Rocoen được biểu thị bằng đơn vị quy ước.
Đơn vị đo HR (một đơn vị HR = 0,002mm).
Bảng chọn thang độ cứng Rocoen và Brinen.
 
Tính chất cơ khí của kim loại
 
Viên bi thép dùng để thử những vật liệu ít cứng, còn mũi kim cương dùng để thử
các vật liệu có độ cứng cao như thép đã nhiệt luyện.
Tải trọng tác dụng 2 lần:
Tải trọng sơ bộ P0 = 10kG, sau đó đến tải trọng chính P, đối với viên bi thép P = 100kG (xem bảng 1, thang B ở trên đồng hồ, màu đỏ), đối với mũi kim cương P = 150kG (xem bảng 1, thang C ở trên đồng hồ, màu đen) hoặc P = 60kG (xem thang A màu đen, bảng 1).
Phương pháp thử độ cứng Rocoen rất đơn giản về thao tác nhanh và ít để lại dấu
vết trên bề mặt vật thử nênthường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
 
c) Thử độ cứng bằng phương pháp Vicke:
 
Dùng mũi kim cương hình chóp, đáy vuông, góc giữa hai mặt đối xứng bằng 1360 ấn lên bề mặt của mẫu thử hoặc chi tiết với tải trọng P từ 5 – 120kG, thường P = 5; 10; 20; 30; 50; 100 và 120kG.
 
Độ cứng Vicke được ký hiệu bằn HV (kG/mm2):
 
HV   1,8544 P
d 2
 
(3.1)
 
Trong đó, P: tải trọng (kG); d: đường chéo của vết lõm (mm).
Phương pháp đo độ cứng Vicke có thể đo cho cả vật liệu mềm và vật liệu cứng có
lớp mỏng của bề mặt sau khi thấm than, thấm nitơ, nhiệt luyện.
 
d) Thử độ cứng bằng phương pháp đập trên viên bi:
 
Phương pháp thử độ cứng này được thực hiện bằng một dụng cụ đơn giản và cơ động. Nó thường dùng để xác định độ cứng trên các vật lớn mà ta không thể đặt lên máy thử độ cứng kiểu Brinen hoặc Rocoen. Để thử, ta dùng búa đập với lực bật kỳ lên đầu 1, đầu 1 nẳmtong thân 2, lực đập truyễnuống viên bi 5 có đường kính 10mm thông qua thanh ngang 3 dùng làm vật mẫu độ cứng. Sau khi đập búa, viên bi sẽ để lại vết lõm trên mặt thử 4, đồng thời cũng để lại vết lõm trên vật mẫu 5, mà độ cứng của vật mẫu đó ta biết trước theo đơn vị HB, dường kính vết lõm là khỏang 2 – 4mm. Vì tỉ số của độ cứng gần xấp xỉ bằng tỉ số bình phương đường kính của vết lõm, nên ta có thể tính được độ cứng HB của thử theo công thức theo công thức:
HB  .d 2
  m m 
vt 2
vt
Trong đó HBvt: độ cứng của vật thử theo đơn vị Brinen.
HBm: độ cứng của vật mẫu theo đơn vị Brinen (đãbiết trước).
d2m: đường kính vết lõm của vật mẫu (mm).
d2vt: đường kính vết lõm của vật thử.
 

4. Thử va đập:


Các chi tiết máy mặc dù đã có độ bền cao, có độ cứng cao, nhưng vẫn có thể bị phá hỏng do các lực va đập dù là lực đó không lớn lắm. Bởi vậy để xem xét các tính chất cơ học tòan diện, ngòai xét các tính năng của nó trong trạng thái tĩnh, ta còn phải xét đến tính năng của nó trong trạng thái tải trọng động. Tức là tải trọng va đập.
Độ dai va chạm:
ak = A/F , KGm/cm2
A. Công va đập tiêu hao ở chỗ mẫu bị vỡ, J=Nm
F. Diện tích cắt ngang ở chỗ mẫu bị vỡ
 

5. Thử công nghệ:
 

Tính công nghệ của vật liệu biểu thị khả năng gia công của vật liệu ứng với các
hình thức gia công khác nhau như: cắt gọt, hàn, rè dập, nấu chảy khi đúc.
Thường người ta thử công nghệ vật liệu bằng cách uốn cong, chồn ở trạng thái
nguội, gấp mép, dập sâu thép tấm và bằng cách xem tia lửa mài.
• Cách thử uốn cong: sử dụng kim loại dẻo.
• Cách thử chồn ở trạng thái nguội: được tiến hành cho các kim loại dùng làm
đinh tán rivê,…
• Cách thử gấp mép: được tiến hành cho các kim loại bằng thép tấm mỏng. Thường được tiến hành trong trạng thái nguội.
• Cách thử dập sâu thép tấm: dùng cho kim loại cần dập nguội và vuốt dài. Mẫu thử được dập sâu bằng chày và cối của máy thử.
• Cách thử theo tia lửa mài: dùng để xác định gần đúng thành phần kim loại. Thép càng có nhiều cacbon thì tia lửa mài càng có nhiều hoa lửa sáng chói. Thép có
• Wonfram thì tia lửa có màu đỏ, thép có chứa Crôm thì tia lửa có màu cam.
 
ST: Phan Đức Thuận
Tags: