Báo cáo thực tập vật liệu cơ khí

Tiêu luận này không chỉ là một bước khám phá về các loại vật liệu, tính chất và ứng dụng của chúng trong ngành cơ khí, mà còn là một cơ hội để chúng ta hiểu sâu hơn về quy trình sản xuất

GVHD: Tran Van Ding

BQ GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC NAM CA N THO KHOA CO KHÍ ĐỘNG LỰC

"¬ 0O0

NAM CAN THO UNIVERSITY

BAO CAO THUC TAP VAT LIEU CO KHI

SVTH: Trần Dũng Sỹ 220850 Nhóm: 10 Huỳnh Minh Tâm 226414 Ngành: Công nghệ kỹ thuật oto Nguyễn Nhật Tân 226443 Lớp: DH22OTO09 Nguyễn Quốc Thái 220908 Võ

Trường Thuật 224225 Nguyễn Thanh Trà 224724

Cần Thơ, 4/2023

LOI NOI DAU

Trong thời đại hiện đại với sự phát trên không ngừng của công nghệ

và ngành công nghiệp, vai trò của vật liệu cơ khí ngày càng trở nên quan trọng và khôn g thê phủ nhận Vật liệu cơ khí không chỉ là những chất liệu vật lý mà chúng ta thấy và chạm được hàng ngày, mà còn là nên tảng cho sự tiến bộ và phát triển của nền kỹ

thuật cơ khi

Tiêu luận này không chỉ là một bước khám phá về các loại vật liệu, tính chất và ứng dụng của chúng trong ngành cơ khí, mà còn là một

cơ hội để chúng ta hiểu sâu hơn về quy trình sản xuất và sử dụng

vật liệu cơ khí Thông qua việc thực hiện các thí nghiệm và phân

tích thực hành, chúng ta sẽ được trải nghiệm trực tiếp những nguyên

lý cơ bản và ứng dụng thực tế của vật liệu cơ khí trong các môi

trường sản xuất và công nghiệp

Trong cuộc hành trình này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các phương pháp

xử lý vật liệu, từ quá trình nung chảy, rèn đập cho đến gia công cơ khí hiện đại như ƠNC và 3D printing Chúng ta cũng sẽ thảo luận

về các tiêu chuẩn chất lượng và an toàn cần tuân thủ trong việc chọn

lựa và sử dụng vật liệu cơ khí

Cuối cùng, thông qua việc nghiên cứu và thảo luận, hy vọng rằng tiêu luận này sẽ đóng góp một phần nhỏ vào sự hiểu biết chung về vật liệu cơ khí và cung cấp những kiến thức hữu ích cho sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp cơ khí

Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ và động viên từ phía thầy cô và

các bạn trong quá trình thực hiện tiểu luận này

NHÓM 10

Feint Straw 200 390 Very Faint Yellow 210 410 Light Yellow 220 430 Pale Straw Yellow 230 445 Golden Yellow/Dark Straw 240 465 Dark Yellow Brown po HH 250 480 Brown Yellow/Purple 260 500 Brown Purple 270 520 Dark Purple 285 545 Full Blue 290 555

Very Dark Blue ano) 600 Greyish Blue 330 625 Dark Grey 427 800 Black Red/Red-grey 537 1000 Brown Red 600 1110 Blood Red 650 1200 Dark Cherry Red po 715 1320 Medium Cherry Red 770 1420 Full Cherry Red 815 1500 Bright Orange Red 843 1550 Light Red 875 1610 Orange Po 930 1705 Orange Yellow 990 1815 Dark yellow 1050 1920 Bright Yellow m 1093 2000 Light Yellow ma ậă<= 1100 2010 White 1200 2190 Beginning to sparkle 1400 2550 Melting N/A 1500 2730

Bang mau nhiét luyén Thép

LỜI NÓI ĐẦU: 2222221222122212211221122112112212121 0e 1

BẢNG MÀU NHIỆT LUYỆN THÉP -22zx+zzce2 2

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CÚA GV 5

CHƯƠNG TÔNG QUAN 2-2222 222122212222212.2 se 6

CHƯƠNG I:THƯỜNG HOÁ -cec 8

LD i iececcccccesccccccsessessusesssssssssssssccssssusessssutessseuseuusaasesesesssssssseuns Công dụng 8

CHƯƠNG Il: TOL THER oie cesseesssesssessessretsessressvesssesaneessess 9

QD eee Dinh nghia va muc dich 9

2.1.2 mục đích _9

2.2 Phương pháp chọn nhiệt độ tôi thép 10

2.2.1 _Đối với thép trước cùng tích 10

2.2.2 _Đối với thép sau cùng tích 10

2.2.4 Đối với thép hợp kim II

b các yếu tố ảnh hưởng c.ccc sctnnnEngHeHrưe 14

c ý nghĩa độ thấm tôi St E12 1x tren ng 14

2.4 Các phương pháp tôi thể tích và công dụng 15

2.4Í môi trường tÔI 22.22 1121 2 nh neo 15

a yêu cầu của môi trường tÔi sen hen 15

b các môi trường tôi thường dùng 16

2.42 Các phương pháp tôi thể tích và công dụng 17

a tôi trong một môi trường( đường a) 17

b tôi trong hai môi trường ( đường b) cc 17

c tôi phân cấp( đường c che 18

d tôi đăng nhiệt ( đường đ) c2 ch nH HH ngưe 19

© CÔI ẨỰ TT .22Q2Q2Q20 0n HH HT n HT Hy 19

2.5 Cơ nhiệt luyện thép c2 222212 HH re 20

2.5.1 khái niệm L2 2n SH HT TH HH HH HH rệt 20

2.5.2 cơ nhiệt luyện nhiệt độ cao che 29

2.53 cơ nhiệt luyện nhiệt độ thấp .cc sen ri 21

CHƯƠNG III: RAM THÉP 2222 2212221221221 EEerte 22

3.1.Định nghĩa và mục đích c2 chen 22

BALL định nghĩa L2 1 222112112 HH HH key 22

3.12 mục đích Q0 001201 n TT ng xu Hs chế 22

3.2 Các phương pháp ram à 2c cv set 22

3.2.1 ram thấp LH Enn HH ghe ie 22

3.22 ram trung bình c 22.22212112 222 xen 22

B23 TAM CAO Ăn HT TH TT TT HH HH ng kiệt 23

3.3 các dạng hỏng xảy ra khi nhiệt luyện 23

3.3.1 biên dang Và nỨT Ặ2 222222 1n nhớ 23

3.3.2 6 xy hoa va thoát cacbon cc c2 c se 24

33.3 độ cứng không đạt Ặ Q22 2n nhe 25

3.3.4 tính đòn CaO Q2 HT S TS ng 1 ky 26

Báo cáo quy trình tôi bằng phương pháp hàn 27

Báo cáo quy trình ram bằng máy nung cao tần 28

Tài liệu tham khảo c2 21H 12 11kg ch ng nh ky 28

CHUONG TONG QUAN

Tông quan môn học:

Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người, chúng ta đã sử dụng

rất nhiều loại vật liệu khác nhau, với tính năng sử dụng của chúng

cảng ngày cũng cao hơn Đầu tiên là thời kỳ đồ đá, sau đó tiến đến thời đại đỗ đồng, đồ sắt v.v Cho đến ngày nay là một loạt các vật liệu mới như: compostt, ceramit, polyme v v Các vật liệu này ( đặc biệt là kim loại và hợp ki m, cùng với các loại vật liệu mới) đã góp phần thúc đây sự phát triển của xã hội loài người một cách nhanh chóng Ngày nay, trong các lĩnh vực công nghiệp, quốc phòng, đời

sông đòi hỏi vật liệu sử dụng cần phải có rất nhiều tính chất khác

nhau Ví dụ: khi thì cần có tỉnh dẫn điện rất cao để dùng trong

nghành điện lực,lúc lại yêu cầu có độ cứng lớn để làm các loại dụng

cụ cắt gọt kim loại, khi lại cần có độ bền lớn để làm các cấu kiện xây

dựng, hoặc phải có tính đèo cao dé can, đập, kéo nguội, hay cần độ

bền cao nhưng khối lượng riêng nhỏ đề dùng trong công nghiệp hàng không Tất cả các yêu cầu này đều có thê được đáp ứng bởi vật Ì

iéu kim loại cũng như các loại vật liệu mới

Môn học này sẽ trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản của

các loại vật liệu chỉnh: tỉnh thẻ, các hợp kim, bản dan va ion cũng như kiến thức về xử lý nhiệt của chúng Mục đích của môn học

này giúp cho sinh viên hiểu rõ các loại vật liệu khác nhau dựa trên

mối quan hệ giữa cấu trúc (liên kết hóa học, kiêu mạng tỉnh thể)

và

cơ lý tỉnh, biết lựa chọn vật liệu phù hợp nhất đáp ứng nhu cầu sử

dụng sau này Yêu cầu của người kỹ sư các nghành cơ khí, ngoài khả năng hiểu biết về chuyên môn sâu của ngành học, còn phải nắm

được những tính chất cơ bản của các loại vật liệu để từ đó có thể sử

dụng một cách hợp lý nhằm nâng cao tuổi thọ của máy móc, công

trình, hạ giá thành sản phẩm Môn học này kế thừa kiến thức của

khá nhiều các lĩnh vực khác nhau: tính thể học, cơ lượng tử, vật lý tia rơn ghen, do đó, khối lượng kiến thức khá lớn và có nhiều mặt

6

Vì vậy, đòi hỏi người học phải nắm vữn g các kiến thức cơ bản về

vật liệu và thực hành nghiêm túc các thí nghiệm Khi nghiên cứu

môn học này phải nắm chắc mối quan hệ giữa thành phần hóa học,

cấu trúc và tính chất của vật liệu Bất kỳ sự thay đổi nào của thành

phần hóa học và cấu trúc sẽ dẫn tới sự biến đổi của tính chất vật

Quyền tiêu luận gồm 3 chương:

- Chương I viết về thường hoá, định nghĩa thường hoá, khái niệm

thường hoá, nhiệt độ thường hoá, công dụng của việc thường hoá, mục đích của thường hoá

- Chương II viết về các phương pháp tôi, định nghĩa tôi, mục đích của tôi thép phương pháp chọn nhiệt dộ tôi thép tốc độ tôi giới hạn

và độ thấm tôi, các phương pháp tôi thê tích và công dụng, khái niệm

cơ nhiệt luyện thép, cơ nhiệt luyện nhiệt độ cao, cơ nhiệt luyện ở

nhiệt độ thấp

- Chương III viết về phương pháp Ram, định nghĩa và mục đích của phương pháp ram thép, các phương pháp ram bao gồm: ram thấp, ram trung bình, ram cao, các dạng hỏng xảy ra khi nhiệt luyện thép

- Một số hình ảnh tôi thép:

CHUONG I: THU ONG HOA

- Thông thường sau khi giữ nhiệt xong lấy chỉ tiết ra và làm nguội

trên săn xư tổ chức nhận được khi thường hỏa tương tự như khi ủ,

nhưng độ cứng cao hơn máy ít và hạt nhỏ mịn hơn do tốc độ nguội

lớn hơn

Thường hoa = Ac3 hay Acem + (30 = 50°C)

12 Công dụng: Ộ Ộ

- Do tô chức nhận được gân với trạng thái cân băng nên thường

hỏa có công dụng tương tự như ủ, tuy nhiên nó cũng có một số

điểm khác:

s® Đạt được độ cứng thích hợp để gia công cắt cho thép các bon thấp 56.2% Với thép này nêu ủ độ cứng quá thấp phoi sẽ rất đèo khó gáy, khó cắt gọt

® Lâm nhỏ xementít chuân bị cho nhiệt luyện kết thúc Khi thường

hóa sẽ tạo ra tà chức peclít phân tán hay xoochit, trong đó kích

thước của xêmentit nhỏ mịn nên khi nung nóng nhận được austenIt

nhỏ mịn, Mục đích này thường áp dụng khi tôi

® Phá lưới xêmentit hai của thép sau cùng tích Trong thép sau cùng tích vẽ me min hai thường ở dạng lưới rất cứng và giòn Vì vậy, khi gia công cắt gọt khô nhận đưyw bề mặt nhẫn bóng cao Khi thường hóa do làm nguội nhanh hơn ủ nên xêment không kịp tiết ra ở đạng lưới nữa

CHƯƠNG II: TÔI THÉP

2 Tôi thép:

- Trong tất cả các nguyên công nhiệt luyện, tôi thép là phương pháp

quan trọng nhất vì nó tạo ra cho chi tiết độ bền độ cứng và tính chồng

mai mon cao nhat

- Tôi thép là phương pháp nhiệt luyện gồm có: nung nóng thép đến

nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn ( >Ac I ) làm xuất hiện tô chức

austenit, giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh lớn hơn tốc độ nguội tới hạn

để nhận được tổ chức không cân bằng có độ cứng cao

2.1.2 mục đích: , ,

- Nâng cao độ cứng và tính chông mài mòn cho chỉ tiết ( sau khi đã tiền hành ram), nâng cao độ bền và khả năng chịu tải cho chỉ tiết máy

22 Phwo ng phap chon nhiệt độ thé p:

221 Đối với thép trước cùng tích:

Trôi = Ac3 + (30 + 50°C)

- Với nhiệt độ tôi như trên, ta nhận được tổ chức ở nhiệt độ nung

nóng là austenit đồng nhất, sau khi tôi la mactenxit va austenit du

Do vậy độ cứng của thép đạt được giá trị cao nhất

- Nếu chọn nhiệt độ tôi thấp hon Ac 3, thi tại nhiệt độ nung ta nhận

được tô chức là austenit và phe rít vẫn còn, chưa hòa tan hết Do vậy,

sau khi tôi ta nhận được máctenxit + austenit + pherit Pherit la

một pha mềm làm cho độ cứng của thép bị giảm ổi và tạo ra các điểm mềm làm xâu cơ tỉnh của nó

222 Đối với thép sau cung tích:

Trôi = Ac1 + (30 + 50°C)

- Với nhiệt độ như trên, tại nhiệt độ nung tổ chức của thép là austenit

và một lượng xémentit hai Sau khi tôi, ta được máctenxIt + austenIt

du xémentit hai, trong do xémentit hai la pha có độ cứng cao làm tăng mạnh tính chống mài mòn cho thép

- Nếu nung cao hơn Ac cm tại nhiệt độ nung ta co austenit đồng nhất,

vì vậy sau khi tôi nhận được máctenxit +† austenit dư khá nhiều Như

vậy làm mất tính chồng mài môn cao của xemen(tit hai Mặt khác

khí nung cao như vậy dễ bị thoát các bon trên lớp bề mặt, lượng các bon hòa tan vào austenit quá lớn làm tăng thể tích riêng của

máctenxit do vậy sẽ tạo ra austenit dư nhiêu hơn làm xâu cơ tỉnh

223 Đối với thép cùng tích:

- Dùng công thức nào cũng được vì Ac |, Ac 3 và Accm trùng nhau

tại S trên giản đỗ pha Fe —C

224 Đối với thép hợp kim:

- Với thép kim loại thấp, nhiệt độ tôi không sai khác nhiều so với

thép cacbon, thông thường cao hơn từ 10 đến 20 °C ( trừ các trường hợp thép chứa mangan, niken)

10

cácbon, do vậy phải tra cứu trong các sô tay về nhiệt luyện

23 Tốc độ giới hạn và độ thấm tôi:

231! Tốc độ giới hạn:

q Định nghĩa:

- Tốc độ tôi tới hạn là tốc độ nguội nhỏ nhất cần thiết để nhận được

chuyên biển máctenxit khi tôi

- Ta có thê tỉnh gần đúng nhiệt độ này dựa vào giản đồ T-T-T theo

công thức sau:

AI-”

V†h ——””* ls

— tm

b- Các yếu tố ảnh hướng đến tốc độ tôi tới hạn :

- Mọi yếu tô làm tăng hay giảm tính ổn định của austenit quá nguội

đều ảnh hưởng tốc độ tôi tới hạn Gồm có các yếu tổ sau:

- Thành phần hợp kim của austenit: Đây là yếu tổ quan trọng nhất, austenit cảng giàu các nguyên tổ hợp kim ( trừ côban) đều làm giảm

tốc độ tôi tới hạn

%% - Sự đồng nhất của austenit: Austenit càng đồng nhất thì càng dễ biến thành máctenxit vì cùng là dung ¡ch rắn, nên làm giảm tốc độ tôi tới hạn Nếu austenit không đồng nhất thì tại vùng giàu cácbon dé tao ra xémentit hay cacbit, những vùng nghèo các bon

dễ biến thành pherit Ð ê nâng cao tính đồng nhất của austenit, ta nâng cao nhiệt độ nung để giúp cho sự hòa tan và làm đồng đều hóa các bon để dàng hơn

s%% - Các phần từ rắn chưa tan hết vào austenit sẽ thúc đây quá trình tạo ra pherit-vậy làm tăng tốc độ tôi tới hạn

s* - Kích thước hạt austenit càng lớn biên giới hạt cảng ítdo vậy khó tạo thành hỗn hợp pherit - các bít làm giảm tốc độ tôi tới hạn

ll

232 Độ thấm tôi:

a Dinh ng hia:

- Độ thấm tôi là chiều dày của lớp được tôi cứng có tổ chức mactenxit (trong thực tế là lớp có tô chức nửa mactenxít nghĩa là mactenxit va trostit)

- Xét một chi tiết có đạng hình trụ đường kính D, khi làm nguội

trong quá trình tôi tốc độ nguội ở bề mặt bao giờ cũng cao hơn trong lõi nên đường cong nguội có dạng một parabon Vi vậy, chỉ lớp

bề mặt với chiều dày ỗ có tốc độ nguội > Vjh mới có tổ chức máctenxit

tốc độ nguội trong lõi > V¿h thì toản bộ tiết diện chỉ tiết được tôi

và gọi là tôi thấu Nếu tốc độ nguội ở bề mặt đã nhỏ hơn W¿h thì chi

tiết không được tôi Mọi yếu tố làm giảm tốc độ tối tới hạn đều làm

12

13

- Tốc độ nguội càng tăng thì độ thâm tôi cũng tăng lên theo Tuy nhiên không dùng biện pháp này vì dễ gây nứt, biến đạng

c- ŸÝ nghĩa của độ thấm tôi:

- Thép có độ thấm tối càng cao được coi là cảng tốt, bởi vì lớp tôi

cứng dày sức chịu tải của chi tiết tăng lên khá nhiều Xác định độ

thấm tôi bằng phương pháp tôi đầu mút

Thí nghiệm tôi đầu mút

24 Các phương pháp tôi thế tích và công dụng :

2A4I Môi trưởng tôi:

-Môi trường làm nguội thép khi tôi gọi là môi trường tôi:

a- Yêu cầu của môi trường tôi:

- Phải có tốc độ làm nguội lớn hơn Vth của thép cần tôi và không làm nứt hay biên dang chi tiết Do đó tốc độ làm nguội của nó như sau:

%* Làm nguội nhanh thép trong khoảng austenit kém ổn định nhất ( khoảng 500 - 600 °C) để không kịp phân hóa thành hỗn hợp pherit — xémentit

“+ Lamnguéi chậm ngoài khoảng nhiệt độ trên để tránh ung suất nhiệt

và ứng suất tổ chức gây ra bién dang, nut vd Dac biệt là ở

14