Bài tập trắc nghiệm môn vật liệu kỹ thuật năm 2024

1.902 lượt xem 459 download

DownloadVui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung Text: Đáp án đề cương môn học: Vật liệu học kỹ thuật

1. đề cương môn học: Vật liệu học kỹ thuật
2. Đáp án đề cương môn học: Vật liệu học kỹ thuật Câu 1 : Thế nào là mạng tinh thể? Trình bày câu truc tinh thể điển hình của chât răn có liên kêt ́ ́ ́́ ́ ̣ ̣ ́ kim loai (kim loai nguyên chât)? ( 4đ) Trả lời: a/ Mạng tinh thể: được hiểu là 1 mô hình không gian mô tả quy luật hình học sắp xếp các chất điểm ở thể rắn trong vật tinh thể. Hiểu theo cách khác, trong 1 đơn vị tinh thể xét ở trạng thái rắn, các nguyên tử (chất điểm) phân bố theo một quy luật hình học nhất định. Tùy thuộc vào các loại vật liệu và điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, mỗi đơn vị tinh thể đặc trưng cho loại vật liệu đó có các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự riêng dưới dạng hình học xác định. b/cấu trúc điển hình của kim loại nguyên chất: Lập phương tâm khối A2: ô cơ sở là hình lập phương cạnh bằng a,các nguyên tử(ion) nằm ở các đỉnh và các trung tâm khối. nv= 8 đỉnh.1/8+ 1 giữa= 2 nguyên tử dng tử = số sắp xếp là 8 . mật độ thể tích 68% có 2 loại lỗ hổng: + loại 4 mặt: có kích thước 0.291 dng tử nằm ở ¼ trên cạnh nối điểm giữa các cạnh đối diện của các mặt bên. + loại 8 mặt: có kích thước 0.154 dng tử nằm ở tâm các mặt bên và giữa các cạnh a. Mạng A2 có nhiều lỗ hổng nhưng kích thước các lỗ hổng nhỏ Các kim loại điển hình Feα ; crom ; molipden ; vonfram Lập phương tâm mặt A1: khác với mạng A2, thay vì nguyên tử nằm ở tâm khối thì nằm ở tâm các mặt bên. nv= 8 đỉnh.1/8+ 6 mặt. 1/2= 4 nguyên tử dng tử = số sắp xếp là 12. Mật độ thể tích 74% có 2 loại lỗ hổng: + loại 4 mặt: có kích thước 0.225 dng tử nằm ở ¼ đường chéo khối tính từ đỉnh + loại 8 mặt: có kích thước 0.414 dng tử nằm ở trung tâm khối và giữa các cạnh Mạng A1 có ít lỗ hổng hơn nhưng kích thước lớn hơn. Chính điều này là yếu tố quyết định cho sự hòa tan dưới dạng xen kẽ. Các kim loại điển hình: Feγ ; niken ; đồng ; nhôm ; chì ; bạc ; vàng; … Lập phương diện tâm A3: ô cơ sở là khối lăng trụ lục giác, các nguyên tử nằm trên 12 đỉnh, tâm của 2 mặt đáy và tâm của 3 khối lăng trụ tam giác. nv = 12. 1/6 + 2. ½ +3 = 6 nguyên tử Chiều cao c của ô phụ thuộc vào cạnh a của lục giác đáy mà luôn bằng hay 1,633. trong thực tế luôn thay đổi; quy ước + 1.57<
3. nằm ngoài thì coi là không xếp chặt + Mạng A3 cũng có lỗ hổng 4 mặt và 8 mặt. Các kim loại điển hình: Tiα ; magie ; kẽm,… Có hình vẽ Câu 2.Trình bày hiêu biêt cua minh về sai lêch mang tinh thê? Cho ví du? ̉ ́̉ ̀ ̣ ̣ ̉ ̣ Trả lời: Trong thực tế không phải 100% nguyên tử đều nằm đúng vị trí quy định, gây nên sai lệch được gọi là sai lệch mạng tinh thể hay khuyết tật mạng. Tuy số nguyên tử nằm lệch vị trí quy định chiếm tỉ lệ rất thấp song có ảnh hưởng lớn đến cơ tính: Khả năng biến dạng dẻo… Sai lệch mạng chia thành: Điểm, đường và mặt. Sai lệch điểm: Kích thước rất nhỏ theo cả 3 chiều trong không gian bao gồm: Nút trống: Những vị trí thiếu nguyên tử do dao động nhiệt gây ra. Nguyên tử xem kẽ: Chất điểm nhảy khỏi vị trí cân bằng, và nằm ở vị trí nào đó trong mạng tạo nên xen kẽ hay còn gọi là sai chỗ. Nguyên tử lạ thay thế: Trong mạng tinh thể luôn có lẫn nguyên tử khác thường gọi là tạp chất. Do kích thước của kim loại nền và nguyên tử tạp chất khác nhau nên có sự sô lệch cục bộ quanh vị trí của nó, tạo nên khuyết tật điểm. Nguyên tử lạ xen kẽ: Những nguyên tử lạ nằm ở vị trí nào đó trong mạng tạo nên xen kẽ. Sai lệch đường – lệch: Là dạng khuyết tật có kích thước phát triển dài theo một hướng nhất định, bao gồm: Lệch biên Lệch xoắn Lệch hỗn hợp Có ảnh hưởng đến biến dạng của kim loại. Sai lệch mặt – lệch: Là loại khuyết tật có kích thước phát triển theo 2 chiều, bao gồm: Biên giới hạt Biên giới pha Khuyết tật xếp và xong tinh Ví dụ: Khuyết tật khi đúc, nứt…. Tim thêm ví dụ Câu 3: Điều kiện xảy ra kết tinh,lấy ví dụ?
4. Ví dụ giữ austenit quá nguội ở sát A1 T≈700oC,∆T nhỏ≈25oC tạo thành Peclit(tấm) T≈650 oC,∆T≈75 oC tạo thành Xoocbit tôi Câu 4: Trình bày hiêu biêt về sự hinh thanh hat? Cac phương phap tao hat nhỏ khi đuc và ̉ ́ ̀ ̀ ̣ ́ ̣́ ̣ ́ ứng dung trong thực tê? Cho ví du? ̣ ́ ̣ Trả lời: 1, Sự hình thành hạt: Tiến trình kết tinh: từ mỗi mầm tạo nên một hạt, các hạt phát triển trước to hơn, phát triển sau nhỏ hơn → kích thước hạt chênh lệch ít do các mầm định hướng ngẫu nhiên → hạt không đồng hướng → vùng biên hạt với mạng tinh thể bị xô lệch. Hình dạng hạt: phụ thuộc vào phương thức lam nguội: + Nguội đều theo mọi phương → hạt có dạng đa cạnh hoặc cầu. + Nguội nhanh theo 2 phương (tức 1 mặt) → hạt có dạng tấm, lá, phiến như grafit trong gang xám. + Nguội nhanh theo một phương nào đó, hạt có dạng đũa, cột hoạc hình trụ. 2, Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc: Hạt nhỏ → cơ tính cao hơn → tìm cách tạo hạt nhỏ. tăng tốc độ nguội: khi tăng tốc độ quá nguội ∆T o , tốc độ sinh mầm n và tốc độ phát triển dài của mầm v đều tăng. Biến tính: Tạo mầm ngoại lai: 2 loại: Kim loại có cùng kiểu mạng hoặc gần giống nhau: FeSi, FeSiCa(gang), Ti ( thép). Cho chất tạo oxit, nitric: Al2O3, AlN khi đúc thép Hấp thụ: Na cho Silumin (AlSi) Cầu hóa grafit: Mg, Ce, Đh Tác động vật lý: Rung, siêu âm → bẻ gãy tinh thể → hạt nhỏ. Đúc ly tâm → hạt nhỏ. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 5:Trình bày cấu tạo tinh thể của thỏi đúc? các khuyêt tât khi đuc, nguyên nhân và cac khăc ̣́ ́ ́ ́ phuc? Cho ví du? ̣ ̣ TL: Đặc điểm tổ chức kim loại của thỏi đúc: Thỏi đúc có 3 lớp 1) Lớp vỏ : Gồm những hạt đẳng trục kích thước nhỏ. Lớp vỏ tiếp xúc với thành khuôn nguội nên toả nhiệt nhanh, ΔT lớn. Mặt khác có điều kiện tạo mầm kí sinh. Kết quả là tạo thành các hạt nhỏ đẳng trục. 2) Lớp 2 : Gồm những hạt tinh thể dài, xếp song song nhau gọi là lớp tinh thể hình trụ. Vỏ khuôn đã nóng lại có áo kim loại nóng nên tốc độ nguội chậm hơn, …Nhỏ hơn. Phương toả nhiệt
5. vuông góc với thành khuôn. Tinh thể phát triển theo phương vuông góc với thành khuôn tạo thành dạng trụ dài vuông góc thành khuôn. 3)Lớplõi : Gồm những hạt đẳng trục, độ hạt lớn. Lúc này toàn bộ khuôn đã nóng. Phần kim loại còn lại toả nhiệt hầu như theo các phương là như nhau.Kim loại lỏng nguội đều và chậm. ΔT rất nhỏ,hạt lớn. Tuy nhiên, cấu tạo hạt của 3 lớp có sự khác nhau nhất định giữa kim loại nguyên chất và hợp kim Các khuyết tật khi đúc: xãy ra rỗ, nứt, nhót… Nguyên nhân: Nứt do xâm thực hydrô theo hướng ứng suất việc quản lý nhiệt độ kim loại hoặc không đủ thiết bị đo để quản lý nhiệt độ trước khi rót. Cách khắc phục : Nếu vết nứt, rỗ nhỏ có thể hàn , đắp keo. Khắc phục khuyết tật cho khuôn đúc Khuôn trước khi đúc phải đốt cho thật kỹ để giảm tối đa lượng khí Hydro còn sót lại trong thành khuôn Triệt để áp dụng nguyên tắc bình thông nhau để đẩy sạch không khí trong lòng khuôn Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 6:các giai đoạn chuyển biến khi nung nóng kim loại đã qua biến dạng dẻo?cho ví dụ? (trang 43 tài liệu VLKT) Trả lời:có 2 giai đoạn chính: 1.Giai đoạn hồi phục:ở nhiệt độ thấp(40÷ 50%,thời gian giữ nhiệt là 1h,độ biến dạng càng lớn,thời gian ủ nhiệt càng dài,hệ số a càng nhỏ. Vd:Fe(Tc=1539°C)-450°C;Cu(Tc=1083°C)-270°C,… Tổ chức tế vi và độ hạt:hạt mới đa cạnh,đẳng trục độ hạt phụ thuộc +mức độ biến dạng:biến dạng nho 2÷ 8% hạt tạo thành rất lớn gọi là biến dạng tới hạn(thường phải tránh) +Nhiệt độ ủ:càng caohạt càng to. +Thời gian giữ nhiệt:càng dàihạt càng lớn.
6. b.Kết tinh lại lần 2:nhiệt độ cao,thời gian giữ nhiệt dàisát nhập của các hạt “nuốt” hạt bé làm hạt to lên thêm.Xấu cơ tínhphải tránh. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 7: Biến dạng nóng (khái niệm, các quá trình xảy ra, đặc điểm)? Cho ví dụ minh họa? Khái niệm: Biến dạng nóng là biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của nó. Các quá trình xảy ra: Hai quá trình đối lập nhau xảy ra đồng thời: - Biển dạng dẻo làm xô lệch mạng tạo nên hóa bền,biến cứng, - Kết tinh lại làm mất xô lệch mạng gây ra thải bền,giảm độ cứng. Nếu hiệu ứng thải bền > hóa bền hoặc kết thúc biến dạng ở nhiệt độ dẫn tới mềm Ngược lại :đủ kết tinh lại tiếp theo bằng cách vùi vào cát hay vôi bột. Các đặc điểm Ưu điểm: Kim lại xếp chặt, dẻo cao hơn, ít khi bị nứt, năng suất cao, gia công được các phôi lớn, tiết kiệm năng lượng. Nhược điểm: Khó đồng đều,tổ chức và cơ tính, kém chính xác hình dạng, kính thước, oxy hóa,... Chất lượng bề mặt không cao: vẩy oxyt, thoát cacbon. Ví dụ minh họa: Tạo phôi chế tạo trục khủy u bằng dập nóng thì tốt hơn cắt từ thỏi thép nguyên. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 8: Trình bày các đặc tính của dung dich rắn. So sánh dd rắn xen kẽ và đ rắn thay thế. Các đặc tính của dung dịch rắn: Về mặt cấu trúc dung dịch rắn của hợp kim có kiểu mạng tinh thể vẫn là kiểu mạng của kim loại dung môi. Đặc tính cơ bản này quyết định các đặc trưng cơ lý hóa tính của dung dịch rắn, về cơ bản vẫn giữ được các tính chất cơ bản của kim loại chủ hay nền. Như vậy dung dịch rắn trong hợp kim có các đặc tính cụ thể như sau: Liên kết vẫn là liên kết kim loại, do vậy dung dịch rắn vẫn giữ được tính dẻo giống như kim loại nguyên chất Thành phần hoá học thay đổi theo phạm vi nhất định mà không làm thay đổi kiểu mạng. Tính chất biến đổi nhiều: Độ dẻo, độ dai, hệ số nhiệt độ điện trở giảm, điện trở độ bền, độ cứng tăng lên. Do các đặc tính trên nên dung dịch rắn là cơ sở của hợp kim kết cấu dùng trong cơ khí. Trong hợp kim này pha cơ bản là dung dịch rắn, nó chiếm xấp xỉ đến 90% có trường hợp đến 100%. Dung dịch rắn thay thế Ở các dung dịch rắn thay thế, các nguyên tử của chất tan thông thường được phân bố thống kê trong mạng dung môi. Mạng không gian xung quanh nguyên tử chất tan xuất hiện những sai lệch cục bộ. Những sai lệch này dẫn tới sự thay đổi tính chất và sự thay đổi thông số mạng trung bình. Sự hình thành các dung dịch rắn luôn luôn kèm theo việc tăng điện trở và
7. giảm hệ số nhiệt điện trở. Các kim loại ở dạng dung dịch rắn thường kém dẻo, luôn luôn cứng hơn và bền hơn so với các kim loại nguyên chất. Dung dịch rắn xen kẽ Trong kim loại, các dung dịch rắn loại này xuất hiện khi hợp kim hóa các kim loại chuyển tiếp bằng các á kim có bán kính nguyên tử nhỏ như H, N, C, B. Những xô lệch mạng xuất hiện khi tạo thành dung dịch rắn xen kẽ vượt quá những xô lệch mạng khi tạo thành dung dịch rắn thay thế, do vậy các tính chất cũng thay đổi mạnh hơn. Theo mức độ tăng nồng độ của nguyên tố hòa tan trong dung dịch rắn mà điện trở, lực kháng từ, độ cứng và độ bền tăng, nhưng độ dẻo và độ dai giảm đi rõ rệt. Câu 9: Quan hệ giữa dạng giản đồ pha và tính chất của hợp kim? Cho ví dụ minh họa? Trả lời: Quan hệ giữa dạng giản đồ pha và tính chất của hợp kim -Hợp kim có tổ chức 1 pha thì tính chất của hợp kim là tính chất của pha đó -Hợp kim có tổ chức bao gồm hổn hợp của nhiều pha thì tính chất của hợp kim là sự tổng hợp hay kết hợp tính chất của các pha thành phần ( không phải là cộng đơn thuần) gòm các trường hợp: +hợp kim là dung dịch rắn + các pha trung gian +quan hệ tính chất- nồng độ thông thường xác định bằng thực nghiệm Quan hệ tuyến tính chỉ đúng khi cùng cở hạt và pha phân bố đều đặn Quan hệ phi tuyến : trong trường hợp hạt nhỏ đi hoặc to lên, tính chất đạt được sẽ thay đổi tùy theo từng trường hợp : hạt nhỏ đi thì độ dai tăng = bền Ví dụ: xét hợp kim của Sắt và Carbon gồm có tổ chức 1 pha (Ferit, Austenit, Xementit) và tổ chức 2 pha ( Peclit, Ledeburit) tính chất của hợp kim Sắt và Carbon chính là bao gồm các tổ chức 1 pha và 2 pha của nó ứng với mỗi pha thì nó có 1 trạng thái nhất định Cần bổ sung về nội dung Câu 10: Cac tổ môt pha có trong gian đồ trang thai Fe-C ́ ̣ ̉ ̣ ́ Có 3 tổ chức môt pha có trong gian đồ :Ferit ,Austenit,Xementit. ̣ ̉ Ferit: ký hiêu(Fe α ):là pha tôn tai ở nhiêt độ thường,do chứa cacbon không đáng kể nên cơ tính ̣ ̣̀ ̣ của Ferit chính là của sắt nguyên chất: dẻo, dai mềm và kém bền. Tổ chức tế vi của Ferit trình bày ở hình sau có dạng hạt sáng, đa cạnh. Austenit: Ký hiệu là γ ,nó chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao hơn 727oC, austenit có vai trò quyết định trong biến dạng nóng và nhiệt luyện.Với tính dẻo cao và rất mềm ở nhiệt độ cao nên biến dạng nóng thép bao giờ cũng được thực hiện ở trạng thái austenit đồng nhất ( thường trên dưới 1000oC). Vì thế có thể tiến hành biến dạng nóng mọi hợp kim Fe-C với C
8. + Xementit thứ nhất :được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong hợp kim lỏng, chỉ có ở hợp kim có > 4,3%. Do tạo thành ở nhiệt độ cao nên xementit thứ nhất có dạng thẳng, thô to đôi khi có thể thấy được bằng mắt thường. + Xementit thứ hai: được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong austenit, thường thấy rất rõ ở hợp kim có >0,8%C đến 2,14%C. Do tạo thành ở nhiệt độ tương đối cao >727oC, nên xementit thứ hai làm giảm mạnh tính dẻo và dai của hợp kim. + Xementit thứ ba: Được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong ferit, với số lượng tỷ lệ rất nhỏ nên thường được bỏ qua. + Xementit cung tinh: được tao thanh do chuyên biên cung tinh peclit. ̀ ́ ̣ ̀ ̉ ́ ̀ ́ Hình vẽ giản đồ Câu 11: Vẽ giản đồ trạng thái Fe – C (giáo trình VLKT trang 58). Các tổ chức hai pha : + Peclit Là hỗn hợp cùng tích của F và Xê tạo thành từ phản ứng cùng tích. Trong P có 88% F và 12% Xê phân bố đều Peclit tấm : F và Xê đều ở dạng tấm nằm xen kẻ nhau. Peclit hạt : Xê thu gọn lại thành dạng hạt nằm phân bố đều trên nền F, peclit hạt có độ bền, độ cứng thấp, độ dẻo , độ dai cao hơn đôi chút. + Lêđêburit Là hỗn hợp của peclit tấm trên nền xementit sáng. Lêđêburit cứng và giòn vì tỷ lệ Xê cao và chỉ có trong gang trắng. Hình vẽ giàn đồ Câu 12: Tại sao khi hàm lượng cacbon tăng lên độ cứng của thép lại tăng lên? Trả lời: Ảnh hưởng của hàm lượng cacbon đến cơ tính và công nghệ nhiệt luyện:Từ giản đồ pha Fe- C ta thấy khi hàm lượng cacbon tăng lên tỷ lệ Xêmentitlà pha giòn trong tổ chức cũng tăng lên tương ứng (cứ thêm 0,10%C sẽ tăng thêm 1,50% xêmentit ) do đó làm thay đổi tổ chức tế vi ở trạng thái cân bằng ( ủ). Tức là hàm lượng cacbon càng cao thép càng cứng, càng kém dẻo dai vàcàng giòn. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 13:Nhiệt luyện là gì? Quá trình nhiệt luyện được đặc trưng bởi những thông số nào?Ảnh hưởng của chúng đến quá trình nhiệt luyện như thế nào?Cho ví dụ? Trả lời: _ Nhiệt luyện là quá trình nung nóng kim loại đến nhiệt độ cần thiết,giữ nhiệt trong thời gian nhất định rồi làm nguội trong môi trường thích hợp. _ Những thông số đặc trưng cho quá trình nhiệt luyện:nhiệt độ nung nóng(Tn);thời gian giữ nhiệt(Tgn) và tốc độ làm nguội(Vng).
9. _ Những thông số này ảnh hưởng đến sự thay đổi tổ chức tế vi,độ bền,độ cứng,độ dẻo,độ dai,độ công vênh,biến dạng của kim loại. _ Ví dụ: Nhiệt độ tôi càng cao thì độ cứng kim loại càng cao. (thép C45 tôi ở t =740 C -21.8HRC ở t =900 C -25HRC). Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 14: Chuyển biến của Austenit khi làm nguội nhanh - chuyển biến Mactenxit (khi tôi)? Trả lời: Khi làm nguội nhanh chuyển biến từ Feγ sang Feα, mà không có sự khuyếch tán cacbon. Là chuyển biến từ Austenit thành Mactenxit. Xảy ra ở nhiệt độ 250oCtrở xuống. Tốc độ nguội nhỏ nhất để chuyển biến này xảy ra gọi là tốc độ tới hạn Vth (tốc độ nguội tới hạn). Bổ sung nội dung Câu 15:Trình bày bản chất và cấu trúc của mactenxit? Trả lời: Bản chất và cấu trúc của mactenxit: A - Định nghĩa : Mactenxit là dung dịch rắn xen kẽ quá bão hòa của cacbon trong Fe có nồng độ cacbon bằng nồng độ của austenit ban đầu. Khi làm nguội rất nhanh cacbon trong austenit không kịp khuếch tán để tạo thành xêmentit. Lúc đạt nhiệt độ tương đối thấp chỉ có sự chuyển mạng từ Fe sang Fe. Lượng cacbon trong hai tổ chức này bằng nhau. B – Cấu trúc của mactenxit : - Mactenxit có kiểu mạng chính phương tâm khối với hai thong số mạng là a và c. Tỷ số c/a gọi là độ chính phương. Thông thường tỷ số c/a = 1,001 – 1,06. Mactenxit có dạng hình kim, một đầu nhọn, các kim này tạo với nhau góc 1200 hay 600 . Các nguyên tử cacbon chui vào các lỗ hổng trong mạng của Fe . C – Các tính chất của mactenxit : Do hàm lượng cacbon quá bão hòa nên gây ra xô lệch mạng lớn, do vậy độ cứng cao và tính chống mài mòn lớn. Hàm lượng cacbon càng lớn độ cứng càng cao Mactenxit có tính dòn cao phụ thuộc vào kích thước hạt của nó và ứng suất bên trong. Hạt càng nhỏ, ứng suất càng thấp tính dòn càng thấp. Câu 16:Ram là gì? trình bày chuyển biến khi nung nóng thép đã tôi (khi ram)? Trả lời: - Ram là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi có tổ chúc Mactenxit quá bão hòa và Ôstenit dư chuyển thành các tổ chức ổn định hơn phù hợp với yêu cầu đặt ra. - Chuyên biên khi ram: Noi chung cac nguyên tố hợp kim hoà tan trong mactenxit đêu can trở ̉ ́ ́ ́ ̀ ̉ sự phân hoa cua cac pha nay khi ram hay noi cụ thê là lam tăng cac nhiêt độ chuyên biên khi ́ ̉ ́ ̀ ́ ̀ ́ ̣ ̉ ́
10. ram. Nhờ vây dân đên cac hiêu ứng như sau: ̣ ̃ ́ ́ ̣ + Năng cao tinh chiu nhiêt độ cao, tinh bên nong, tinh cứng nong. ́ ̣ ̣ ́ ̀ ́ ́ ́ + Do khuyêch tan khó khăn cacbit tao thanh rât phân tan và nhỏ min, lam tăng tinh cứng và tinh ́ ́ ̣ ̀ ́ ́ ̀ ́ ́ chông mai mon, được goi là hoá cung phân tan. Sự tăng cứng khi ram thep hợp kim ở nhiêt độ ́ ̀ ̀ ̣ ́ ́ ́ ̣ thich hợp lam cho austenit dư -> mactenxit và cacbit tiêt ra ở dang phân tan, nhỏ min được goi ́ ̀ ́ ̣ ́ ̣ là độ cung thư hai. ́ + Cung ram hay lam viêc ở môt nhiêt đô, thep hợp kim bao giờ cững có độ cứng, độ bên cao ̀ ̀ ̣ ̣ ̣ ̣ ́ hơn. Điêu nay cung có nghia để cung đat độ cưng độ bên như nhau, phai ram thep hợp kim ở ̀ ̀ ̃ ̃ ̀ ̣ ̀ ̉ ́ nhiêt độ bao hơn nên khử bỏ được ứng suất bên trong nhiêu hơn vì thế thep có thể đam bao độ ̣ ̀ ́ ̉ ̉ ́ dai tôt. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 17: Trinh bay cac phương phap ram thep cacbon? Ứng dung trong thực tê? Cho ví dụ cụ ̀ ̀ ́ ́ ́ ̣ ́ ̉ thê? Ram là một phương pháp nhiệt luyện các kim loại và hợp kim gồm nung nóng chi tiết đã tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn (Ac1), sau đó giữ nhiệt một thời gian cần thiết để mactenxit và austenit dư phân hoá thành các tổ chức thích hợp rồi làm nguội. Ram được phân thành 3 loại: Ram thấp, Ram trung bình và Ram cao. Ram thấp là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đã tôi trong khoảng 150 đến 250 độ C tổ chức đạt được là mactenxit ram. Khi Ram thấp hầu như độ cứng không thay đổi (có thay đổi thì rất ít: từ 1-3 HRC).Ứng dụng: áp dụng cho cac loại dao cắt,dao dập chi tiết sau khi thấm cacbon…. Ram trung bình là phương pháp nung nóng thép đã tôi trong khoảng 300-450 độ C, tổ chức đạt được là trustit ram. Khi ram trung bình độ cứng của thép tôi tuy có giảm nhưng vẫn còn khá cao, khoảng 40-45 HRC, ứng suất bên trong giảm mạnh, giới hạn đàn hồi đạt được giá trị cao nhất, độ dẻo, độ dai tăng lên.Ứng dụng: áp dụng cho các chi tiết như lò xo,nhíp khuân rèn,khuân dập nóng,…cần độ cứng tương đối cao và độ đàn hồi tốt Ram cao là phương pháp nung nóng thép đã tôi trong khoảng 500-650 độ C, tổ chức đạt được là xoocbit ram. Khi ram cao độ cứng của thép tôi giảm mạnh, đạt khoảng 15-25 HRC, ứng suất trong bị khử bỏ, độ bền giảm đi còn độ dẻo, độ dai tăng lên mạnh Ứng dung: áp dụng cho các chi tiết chịu tải trọng động và tính lớn như thanh truyền,bánh răng trục… Ram màu và tự ram -khi nung nóng ở nhiệt độ thấp 200-300 độ C , trên bề mặt thép xuất hiện lớp oxit mỏng có màu đặc trưng: +Màu vàng: 220-240 độ C +Màu nâu: 255-265 độ C +Màu tím: 285-295 độ C +Màu xanh:310-330 độ C Ảnh hưởng của thời gian ram: thời gian giư nhiệt cũng ảnh hưởng tới chuyển biến khi ram và có tác dụng như tăng nhiệt độ Ví dụ cụ thể: ram búa ở chế độ ram thấp………
11. Câu 18: Trình bày định nghĩa,mục đích, phương pháp tôi thép? ứng dụng trong thực tế, cho ví dụ? Trả lời: Tôi thép là nguyên công nhiệt luyện rất thông dụng gồm nung nóng thép lên nhiệt độ xác định, giữ ở nhiệt độ đó một thời gian cần thiết và làm nguội nhanh trong môi trương thích hợp. - Mục đích: Nhằm nhận được độ cứng và độ mài mòn cao của thép. %C < 0.35%-400C tốc độ nguội giảm, khi To nước = 50oC, tốc độ nguội thép chậm hơn cả trong dầu mà không làm giảm khả năng bị biến dạng và nứt (do không làm giảm tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp) phải lưu ý tránh: bằng cách cấp nước lạnh mới vào và thải lớp nước nóng ở bề mặt đi. Nước (lạnh) là môi trường tôi cho thép cacbon (là loại có Vth lớn, 400 – 800oC/s), song không thích hợp cho chi tiết có hình dạng phức tạp. Nước được hòa tan 10% các muối (NaCl hoặc NaCO3) hay (NaOH): nguội rất nhanh ở nhiệt độ cao song không tăng khả năng gây nứt (vì hầu như không tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp) so với nước, được dùng để tôi thép dụng cụ cacbon (cần độ cứng cao). Dầu: làm nguội chậm thép ở cả 2 khoảng nhiệt độ do đó ít gây biến dạng, nứt nhưng khả năng tôi cứng lại kém.Dầu nóng, 60 – 80oC có khả năng tôi tốt hơn vì có độ loãng (linh động) tốt không bám nhiều vào bề mặt thép sau khi tôi. Nhược điểm dễ bốc cháy, phải có hệ thống xoắn có nước lưu thông làm nguội dầu, bốc mùi gây ô nhiễm hại sức khỏe. Tôi trong một môi trường rất phổ biến do dễ áp dụng cơ khí hóa tự động hóa, giảm nhẹ điều kiện lao động nặng nhọc. 2. Tôi trong 2 môi trường:
12. Tận dụng được ưu điểm của cả nước lẫn dầu: nước, nước pha muối, xút qua dầu( hay không khí) cho đến khi nguội hẳn. Như vậy vừa đảm bảo độ cứng cho thép vừa ít gây biến dạng, nứt. Nhược điểm: khó, đòi hỏi kinh nghiệm, khó cơ khí hóa chỉ áp dụng cho tôi đơn chiếc thép C cao. 3. Tôi phân cấp: Ưu điểm: khắc phục được khó khăn về xác định thời điểm chuyển môi trường. Đạt độ cứng cao song có ứng suất bên trong nhỏ, độ biến dạng thấp nhất thậm chí có thể sửa, nắn sau khi giữ đẳng nhiệt khi thép ở trạng thái gamma quá nguội vẫn còn dẻo. Nhược điểm: năng suất thấp chỉ áp dụng cho thép có Vth nhỏ và với tiết diện nhỏ như mũi khoan, dao phay… 4. Tôi đẳng nhiệt: Khác với tôi phân cấp ở chỗ giữ đẳng nhiệt lâu hơn cũng trong môi trường lỏng. F – Xê nhỏ mịn có độ cứng tương đối cao độ dẻo dai tốt, tùy theo nhiệt độ giữ đẳng nhiệt sẽ được các tổ chức khác nhau. Không phải ram.Có mọi ưu nhược điểm của tôi phân cấp nhưng độ cứng thấp hơn độ dai cao hơn năng suất thấp. 5. Gia công lạnh: Ap dụng cho thép dụng cụ hợp kim %C cao và được hợp kim hóa. 6. Tôi tự ram: Là cách tôi với làm nguội không triệt để nhằm lợi dụng nhiệt của lõi hay các phần khác truyền đến nung nóng tức ram ngay phần vừa được tôi: đục, chạm, tôi cảm ứng bằng máy, trục dài… Hơi dài…. Câu 19: Trinh bay đinh nghia, muc đich và cac phương phap tôi thep? Ứng dung trong thực tê, ̀ ̀ ̣ ̃ ̣́ ́ ́ ́ ̣ ́ cho ví du? ̣ Trả lời: * Định nghĩa: là phương pháp nung thép lên cao quá nhiệt tới hạn A1 để đạt được pha γ ,giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh để tạo thành Mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao. *Mục đích: -Tôi làm tăng độ bền, tăng khả năng chịu tải của chi tiết. Áp dụng cho mọi loại thép có %C = 0,15 – 0,65 -Làm tăng độ cứng: tăng khả năng chống mài mòn của chi tiết. Áp dụng cho thép có %C khác nhau. *Các phương pháp tôi thép : +Tôi trong một môi trường:là phương pháp sau khi nung đến nhiệt độ tôi và làm nguội trong một môi trường -Các môi trường nguội như: dung dịch, nước, nước với dầu, dầu nhớt, không khí. -Nguyên tắc: Vnguội (môi trường nguội)=Vth +(30-50)oC. -Ưu: đơn giản, dễ thực hiện. -khuyết: do nguội nhanh trong vùng chuyển biến Mactenxit, ứng suất sinh ra lớn tăng nguy cơ phá hủy.
13. -Áp dụng cho các chi tiết có hình dáng đơn giản làm bằng thép hợp kim và thép cacbon co %C thấp và trung bình +Tôi trong một hai trường -Môi trường 1 có Vng>Vth và môi trường 2 có Vng càng chậm càng tốt -Đầu tiên cho nguội ở mội trường 1, tới gần nhiệt độ chuyển biến M thì chuyển sang mội trường (2) nguội tới nhiệt độ thường. -Ưu: khắc phục được nhược điểm của phương pháp tôi trong một môi trường và ít xảy ra cong vênh hoặc nứt và giảm được ứng suất nhiệt -Khuyết: khó xác định được nhiệt độ tại tA để chuyển từ môi trường (1) sang môi trường (2) và khó xác định được thời điểm chuyển chi tiết sang môi trường thứ hai .Đòi hỏi có kinh nghiệm, khó cơ khí hóa, tự động hóa. -Áp dụng cho thép cacbon cao và năng suất thấp - Kết hợp hai môi trường tôi như nước với dầu hay ,nước pha muối và dầu…. +Tôi phân cấp: -Môi trường tôi là muối nóng chảy -Cho độ cưng cao ,ứng suất dư nhỏ ,ít bị biến dạng,năng suất thấp ,áp dụng cho thép có Vth nhỏ +Tôi đẳng nhiệt: -Môi trường tôi là muối nỏng chảy -Thời giản giử nhiệt lâu -Sau tôi không phải ram ,năng suất thấp +Gia công lạnh: -Là phương pháp làm nguội chi tiết sau khi tôi xuống dưới oC (-70 oC) -Làm tăng độ cứng của thép cacbon cao tăng tính chống mài mòi -Được áp dụng cho thép dụng cụ hợp kim ,%C cao và được hợp kim hóa. +Tôi tự ram: Là phương pháp tôi không triệt để,sử dụng nhiệt của phần lõi để ram +Tôi bộ phận: : là phương pháp tôi phần làm việc của chi tiết,gồm 2 cách:nung nóng bộ phận cần tôi ,rồi làm nguội toàn bộ hay bộ phận và nung nóng toàn bộ rồi làm nguội bộ phận áp dụng cho các dụng cụ :đục ,búa *Ứng dụng trong thực tế:Trong thực tế người ta thường dụng phương pháp tôi để tôi các chi tiết máy móc cơ khí,dụng cụ ,chi tiết làm việc đồi hỏi cơ tính cao nhằm lằm tăng tính chịu tải ,chịu mài mòi và đạt được độ cứng cao góp phần tăng tuổi thọ của chi tiết.Ví dụ như để tọa ra một loại dao sắc bắn mà ít bị mòn và biến dạng thì bắt buộc người chế tạo ra nó phải sử dụng phương pháp tôi để đam bảo chất lượng sản phẩm,tôi dao người ta thương sử dụng phương pháp tôi trong một môi trường(dầu hoặc nước..). Câu 20:Trình bày hiểu biết về phương pháp tôi thể tích ? Các môi trường tôi và ứng dụng trong thực tế cho ví dụ minh họa ? TL: 1.Phương pháp tôi thể tích. - là phương pháp làm nguội các sản phẩm nhiệt luyện trong môi trường chất Chất lỏng .Với các loại môi trường thích hợp khác nhau. * Tôi trong một môi trường và các môi trường tôi thường dùng:
14. - Yêu cầu chọn môi trường tôi: Về khả năng làm nguội thép, môi trường tôi phải thỏa yêu cầu sau: 1-/ Làm nguội nhanh thép ở trong khoảng Austenit . Muốn vậy môi trường tôi làm nguội thép với tốc độ lớn hơn tốc độ môi trường tới hạn . Khi này thì được tổ chức Mactenxit, thép trở nên cứng. Đây là điều kiện đối với mọi trường tôi. Các môi trường tôi thường dùng: 1 .Nước là môi trường tôi dễ kiếm nhất, an toàn và thường dùng, nó là môi trường tôi mạnh. a . Nước lạnh làm nguội thép khá nhanh ở cả hai khoảng nhiệt độ do vậy bảo đảm độ cứng cao khi tôi nhưng cũng dễ gây ra nứt, biến dạng. -Nước nóng (>40oC) làm giảm mạnh tốc độ nguội ở nhiệt độ cao (từ 600 giảm xuống còn 100oC/s) nên làm giảm khả năng tôi cứng, mà không giảm khả năng bị biến dạng và nứt (do không giảm tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp). Vì vậy phải luôn luôn cung cấp nước lạnh vào bể tôi trong lúc tôi. Nước lạnh là môi trường tôi cho thép Cacbon (nó có vận tốc tới hạn lớn), song không - thích hợp cho chi tiết có hình dạng phức tạp. - Chú ý : Khi hòa tan vào nước một lượng 10% các muối NaCL, Na2CO3, NaOH, khả năng tôi cứng của thép tăng lên (do tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ cao) song không tăng khả năng nứt (vì không tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp) so với nước. Dung dịch này được dùng để tôi thép Cacbon có vận tốc tới hạn lớn. b .Dầu là môi trường tôi phổ biến, có các tính chất hầu như ngược lại với nước. Dầu làm nguội chậm thép ở cả hai khoảng nhiệt độ do đó tuy có ít gây nứt, biến dạng - nhưng khả năng tôi lại kém. - Dầu nóng và dầu nguội có khả năng tôi giống nhau,nên người ta thường tôi trong dầu nóng 60 - 80oC để có tính loãng (linh động) tốt. - Song nhược điểm của dầu là khi quá nóng (> 150oC) sẽ bị bốc cháy, nên trong bể tôi dầu thường có ống xoắn nước làm nguội. Dầu là môi trường tôi cho thép hợp kim (nó có vận tốc tới hạn nhỏ), các chi tiết có - hình dạng phức tạp, thép, thép Cacbon mỏng . *. Tôi trong hai môi trường. - Cách tôi này lợi dụng được cả hai ưu điểm của nước và dầu. + Đầu tiên thép tôi được làm nguội nhanh trong môi trường tôi mạnh: nước, nước pha muối, sút đến khi sắp xảy ra chuyển biến Mactenxit (300 - 400oC). + Sau đó chuyển sang làm nguội chậm trong môi trường tôi yếu: dầu hay không khí cho dến khi nguội hẳn. + Như vậy vừa bảo đảm cho thép cứng, vừa ít gây biến dạng và nứt. - Nhược điểm về mặt công nghệ của cách tôi này là khó xác định thời điểm chuyển môi trường: + nếu quá sớm(khi nhiệt độ của thép còn cao) không thể đạt độ cứng cao do có chuyển biến thành hỗn hợp Ferit + Xêmentit vì làm nguội chậm tiếp theo. + nếu quá muộn chuyển biến Mactenxit xảy ra ngay trong môi trường tôi mạnh dễ gây nứt, biến dạng. +Thường xác định theo kinh nghiệm .
15. * Tôi phân cấp : - Cách tôi này khắc phục được khó khăn về xác định thời gian chuyển môi trường ở cách tôi trên. + Đầu tiên thép tôi được nhúng vào môi trường lỏng nóng chảy có nhiệt độ cao hơn khoảng 50 - 100oC, thép bị nguội đến nhiệt độ này và giữ nhiệt để đồng đều nhiệt độ trên tiết diện (thường kéo dài 3 -5 ph). + sau đó nhấc ra làm nguội ngoài không khí để chuyển biến Mactenxit. - Ưu điểm của cách tôi này là vẫn đạt độ cứng cao song gây ra ứng suất bên trong rất nhỏ, độ biến dạng là thấp nhất . - Hạn chế của tôi phân cấp là chỉ áp dụng được cho các thép có vận tốc tới hạn nhỏ (thép hợp kim cao như thép gió) và với tiết diện mỏng như mũi khoan, lưỡi phay. Ba cách tôi kể trên đều đạt được tổ chức Mactenxit . * Tôi đẳng nhiệt - Nó chỉ khác tôi phân cấp ở chỗ giữ nhiệt thật lâu (hàng giờ) . + Sau khi tôi đẳng nhiệt không phải ram. Tôi đẳng nhiệt có mọi ưu nhược điểm của tôi phân cấp, chỉ khác là có độ cứng thấp hơn và độ dai cao hơn. Do năng suất thấp, trong thực tế ít áp dụng cách tôi này. - Ví dụ: Một số dụng cụ có yêu cầu về độ biến dạng cho phép thấp và không yêu cầu độ cứng cao, và gang cần có áp dụng cách tôi này. * Gia công lạnh: - Đối với nhiều thép dụng cụ hợp kim do lượng Cacbon và hợp kim cao, nên khi làm nguội đến nhiệt độ thường vẫn còn nhiều Austenit dư , làm cho độ cứng đạt được bị hạn chế. - Để đạt độ cứng cao nhất, người ta có thể đem thép tôi tiếp tục làm nguội (lạnh) đến nhiệt độ âm (-50 hay -70oC) để Austenit tiếp tục chuyển biến thành Mactenxit. Quá trình đó gọi là gia công lạnh. Ví dụ: Người ta áp dụng gia công lạnh cho các chi tiết máy, dụng cụ cần độ cứng thật cao như vòng bi, vòi phun cao áp, dao cắt kim loại. * Tôi tự ram: Là cách tôi với làm nguội không triệt để, chỉ trong thời gian ngắn từ vài đến vài chục giây để sau đó nhiệt của lõi hay của các phần khác truyền đến, nung nóng, tức tiến hành ram ngay phần vừa được tôi. Sau đó không phải đưa đi ram tiếp. Ví dụ :Tôi tự ram được ứng dụng rộng rãi khi tôi cảm ứng các chi tiết lớn(băng máy, trục dài...), tôi đục. Hơi dài và thiếu chuẩn bị… Câu 21: Trình bày những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tôi tới hạn và độ thấm tôi? Trả lời: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ TỚI HẠN Thành phần hợp kim của γ _ Austenit càng giàu các nguyên tố hợp kim thì đường “C” càng dịch sang phải,Vth càng nhỏ. _ Thép 2-3% nguyên tố hợp kim có Vth≈100ºC/s.
16. _ Thép 5-7% nguyên tố hợp kim có Vth≈25ºC/s. Sự đồng nhất của γ _ Austenit càng đồng nhất càng dễ biến thành Mactenxit (vùng giàu C biến thành Xê , vùng nghèo C biến thành F) Kích thước hạt γ _ Hạt Austenit càng lớn, biên giới hạt càng ít,càng khó chuyển biến thanh hỗn hợp F-Xê , làm giảm Vth. Các phần tử rắn chưa tan hết vào γ _ Thúc đẩy chuyển biến thành hỗn hợp F-Xê ,làm tăng Vth. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ THẤM TÔI Vth: càng nhỏ, độ thấm tôi càng cao Tốc độ làm nguội: cang nhanh làm tăng δ nhưng dễ gây nứt va biến dạng. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 22: Trinh bay hiêu biêt về hoa bên bề măt băng phương phap tôi bề măt nhờ nung nong ̀ ̀ ̉ ́ ́ ̀ ̣̀ ́ ̣ ́ băng cam ứng điên? Ứng dung trong thực tê, cho ví du? ̀ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ Trả Lời 1)Định nghĩa: là quá trình nung nóng hợp kim hoặc kim loại dựa trên nguyên lí cảm ứng điện từ. Nung cảm ứng thường được thực hiện bởi các lò nung tần số. 2) Nguyên lí : Khi đặt chi tiết trong một từ trường của dòng xoay chiều với tần số f thì trên bề mặt chi tiết sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng (dòng fuco ). Dòng điện cảm ứng này nung nóng nhanh chi tiết đến nhiệt độ tôi theo hiệu ứng Jun-Lenxo. Chiều sâu phân bố dòng điện ( chiều dày lớp nung nóng): δ=5030*ρ/(μf). Trong đó : ρ là điện trở suất, Ώ.cm. μ là độ từ thấm, gaus/ơcstec. f là tần số dòng điện. 3) Chọn tần số và thiết bị Tần số quyết định chiều chiều dày lớp nung nóng do vậy quyết định chiều sâu lớp tôi cứng. Đối với các chi tiết có lớp tôi day (4-5 mm) người ta dùng máy phát điện tần số cao với tần số từ 2500 đến 8000 Hz, công suất lớn hơn100kW. Với chi tiết nhỏ cần lớp tôi mỏng (1-2 mm) người ta dùng điện có tần số cao 66.000 đến 250.000 Hz có công suất khoản 50-60kW. Thực tế Việt Nam thường dùng thiết bị phát dòng cao tần . Với các chi tiết lớn cần chiều sâu tôi dày thì tăng thời gian dữ nhiệt tương ứng. 4) Cấu tạo vòng cảm ứng: Vòng cảm ứng làm bằng ống đồng có cấu tạo phù hợp với bề mặt chi tiết cần tôi, bên trong có nước làm nguội, khoản cách giữa vòng cảm với bề mặt chi tiết 1.5-5 mm khe hở càng nhỏ càng đỡ tốn công suất nung nóng. 5) Các phương pháp tôi cảm ứng Nung toàn bộ và làm nguội toàn bộ chi tiết cần tôi nếu công suất của lò cho phép. Chỉ áp dụng cho chi tiết nhỏ không áp dụng chi tiết lớn. Nung liên tục và làm nguội liên tục áp dụng được chi tiết có chiều dài lớn. Vòng cảm ứng có cấu tạo đủ nung nóng phần nhỏ diện tích của vật tôi, đi kề vòng cảm ứng là vòng phun nước
17. làm nguội, thiết bị này chuyển động trên suốt chiều dài chi tiêt và tôi hoàn toàn bề m ặt của nó. 6) Cơ tính của vật liệu sau khi tôi bằng cảm điện từ. Nhiệt độ chuyển biến pha từ Ac1, Ac3 nâng cao hơn do vậy nhiệt độ tôi phải lấy cao hơn so với tôi thể tích thông thường là 1000-2000oC. Độ quá nhiệt cao nên tốc độ chuyển biến pha khi nung rất nhanh, thời gian chuyển ngắn hạt nhỏ mịn nên sau khi tôi hạt Mactenxit nhỏ mịn. Sau khi tôi cảm ứng tiến hành ram thấp, bề mặt thép có độ cứng từ 50 đến 58 HRC chống mài mon khá tốt. Trong lõi có độ cứng 30 đến 40 HRC có giới hạn chảy và dai cao. Sau khi tôi cảm ứng thì bề mặt suất hiện ứng suất nén dư 800MPa. 7) Ưu nhược điểm. Ưu điểm: Có năng suất cao vì nung nhanh và chỉ nung một lớp mỏng ở bề mặt chi tiết. Chất lượng rất tốt: độ cứng tôi bề mặt cao hơn tôi thể tích 1 đến 2 HRC, ít bị oxy hóa và thoát cacbon, ít bị biến dạng hơn Dể tự động hóa và điều kiện lao động tốt hơn. Nhược điểm: Chi phí chế tạo vòng cảm ứng cao. Không phù hợp với sản xuất đơn chiếc. Khó chế tạo vòng cảm ứng khi chi tiết tôi có hình dạng phức tạp. 8) Ứng dụng trong thực tế và cho ví dụ: Do vật liệu chịu được ma sát mài mòn, vừa chịu tải trọng tĩnh, va đập cao rất thích hợp đối với bánh răng , hoặc chốt trục khuỷu, dùng tôi các dụng cụ cơ khí chịu được mài mòn cao như mũi khoan, dũa.v.v.v. Tôi những bộ phận máy với những chi tiết nhỏ, độ dày lớp tôi trên bề mặt vật liệu 1.2mm. đường kính vật liệu nhỏ, tôi luyện những dây có đường kính nhỏ, tôi luyện mặt trong của những lỗ khoan, lỗ doa. Những thành phần kim loại trong vật liệu như: Sắt/đồng, nhôm, thép hàn, thành phần than cacbua,.. Tôi luyện những răng cưa của lưỡi của hợp kim cứng,Những phụ kiện trong lĩnh vực chế tạo kínhNhững dụng cụ chế tác kim hoàn, đồng hồ,... Công nghiệp điện từ (dây có độ dày rất nhỏ, những tiếp điểm nhỏ và những phụ kiện Hàn dao. Câu 23:Hóa nhiệt luyện là gì? So sánh ưu nhược điểm của hai phương pháp thấm cacbon ở thể rắn và ở thể khí? Trả lời: Hóa nhiệt luyện là phương pháp hóa bền bề mặt có hiệu quả hơn tôi cảm ứng song có năng suất thấp hơn, được dùng rộng rãi trong sản xuất Định nghĩa: Khác với nhiệt luyện làm biến đổi tổ chức và tính chất, không làm thay đổi thành phần hóa học, hóa nhiệt luyện là phương pháp nhiệt làm bão hòa (khuếch tán) vào bề mặt của thép một hay nhiều nguyên tố để làm thay đổi thành phần hóa học do đó làm biến đổi tổ chức và tính chất của lớp bề mặt theo mục đích đã định.
18. So sánh ưu nhược điểm của hai phương pháp thấm cacbon ở thể rắn và ở thể khí: Giống nhau:Điều tôi thép thông qua pha khí Khác nhau: thấm cacbon ở thể rắn thấm cacbon ở thể khí Chất thấm này chủ yếu là than gỗ (hay mùn dùng trực tiếp các khí thấm như CO hoặc cưa) -80 - 95% và lượng nhỏ các muối CH4 để thấm cacbônat (Na2CO3, BaCO3...) Khí CO phải hơn 95% CO hoặc CH4 trong hỗn hợp chỉ cần 3-5% Trải qua nhiều quá trình Đơn giản nhanh chóng chỉ qua quá trình Than gỗ (mùn cưa) cháy trong điều CH4-> 2H2 + Cng. tử kiện thiếu oxy sẽ tạo nên ôxyt cacbon: Năng suất cao, thời gian thấm tương đối 2C + O2 > 2CO Khí CO khi gặp bề mặt thép lại bị ngắn. Chất lượng tốt, bảo đảm nồng độ C qui định phân tích trong lớp thấm. 2CO > CO2 + Cnguyên tử Cacbon nguyên tử vừa mới tạo thành bị hấp thụ và khuếch tán vào thép ở dạng Dễ cơ khí hóa, điều kiện lao động tốt. dung dịch rắn Austenit với nông độ cacbon cao dần: Cnguyên tử + Fe > Fe (C)0,1>0,8÷ 1,2%C Các muối bị phân hóa và xúc tác như sau: BaCO3 > BaO + CO2 CO2 + Cthan > 2CO bề mặt thép 2CO -> CO2 + Cng. tử Thời gian dài (do tốn công và nhiệt nung nóng cả hộp than),. Nồng độ Cacbon ở bề mặt thường đạt tới 1,2-1,3%C (ứng với giới hạn bão hòa, đường SE ở 900oC), có lưới Cacbit (Xêmentit II) làm xấu chất lượng. Điều kiện lao động xấu (bụi than), khó cơ khí hóa. Câu 24: Trinh bay hiêu biêt về cơ – nhiêt luyên thep? Cac phương phap cơ – nhiêt luyên và ứng ̀ ̀ ̉ ́ ̣ ̣ ́ ́ ́ ̣ ̣ dung trong thực tê, cho ví du? ̣ ́ ̣ Trả lời: a/ Bản chất: Cơ nhiệt luyện là quá trình tiến hành hai cơ chế hóa bền cùng một lúc: biến dạng dẻo Austenit rồi tôi ngay tiếp theo trong một quá trình công nghệ duy nhất. Kết quả là được Mactenxit nhỏ mịn với độ xô lệch mạng cao, nhờ đó đạt được sự kết hợp rất cao giữa
19. độ bền, độ dẻo và độ dai mà chưa có phương pháp hóa bền nào sánh kịp. Sau cơ nhiệt luyện, thép được ram thấp ở 100-200oC. So với nhiệt luyện tôi + ram thấp, cơ nhiệt luyện cho độ bền cao hơn 200-500 N/mm2 (khoảng 10-20%) còn độ dẻo,dai -50-100%(tức gấp rưỡi - đôi). Theo nhiệt độ tiến hành biến dạng dẻo và tôi chia ra loại nhiệt độ cao và thấp. b/ Cơ nhiệt luyện nhiệt độ cao: Biến dạng dẻo thép ở nhiệt độ cao hơn AC3 rồi tôi ngay tiếp theo để cho sự kết tinh lại Austenit không kịp xảy ra tuy không tránh được hoàn toàn. * Đặc điểm: Có thể áp dụng cho mọi thép kể cả thép Cacbon. - Dễ tiến hành vì ở nhiệt độ cao Austenit dẻo và ổn định, không cân lực ép lớn vì chỉ cần độ biến dạng  » 20-30%. Hình 36: Quá trình cơ nhiệt luyện. - Độ bền khá cao(tuy không tránh khỏi kết tinh lại bộ phận), độ dẻo, độ dai cao  =2200-2400N/mm2, =6-8%, ak=300KJ/m2. b c/ Cơ nhiệt luyện nhiệt độ thấp: Sau khi Austenit hóa ở trên AC3, làm nguội thép xuống 400-600oC là vùng Austenit quá nguội có tính ổn định tương đối cao và thấp hơn nhiệt độ kết tinh lại, rồi biến dạng dẻo và tôi ngay. - Chỉ áp dụng được cho thép hợp kim là loại có tính ổn định của Austenit quá nguội rất cao. - Khó tiến hành hơn vì đòi hỏi độ biến dạng lớn(=50-90%) mà ở nhiệt độ thấp(400- 600 C) Austenit kém dẻo do vây phải cần máy cán lớn, yêu cầu cần phôi thép phải có tiết o diện nhỏ để kịp nguội nhanh đến 400-600oC. - Đạt được độ bền rất cao do không thể xảy ra kết tinh lại bộ phận, song độ dẻo, độ dai thấp hơn: b=2600-2800N/mm2: =3%; ak=200KJ/m2. Đáng chú ý là cơ tính cao của cơ nhiệt luyện vẫn còn giữ lại (di truyền) được khi tôi tiếp theo. Câu 25. Trình bày các khuyết tật xảy ra khi nhiệt luyện thép, nguyên nhân và cách khắc phục? Trả lời: 1. Biến dạng và nứt a, Nguyên nhân - Nguyên nhân: do ứng suất sinh ra khi làm nguội làm thép bị biến dạng, cong vênh, nứt. b, Khắc phục - Nung nóng và làm nguội với tốc độ hợp lý. - Nung nóng và làm nguội các trục dài: khi nung treo thẳng đứng để tránh cong, khi làm nguội phải nhúng thẳng đứng, phần dày xuống nước. - Nên dùng tôi phân cấp, hạ nhiệt trước khi tôi, các chi tiết mỏng phải tôi trong khuôn ép; - Các chi tiết bị biến dạng có thể đem nắn, ép nóng hoặc nguội. 2. Ôxy hoá và thoát cacbon a, Nguyên nhân
20. - Do trong môi trường nung có chứa các thành phần gây ôxy hoá Fe và C như: O2, CO2, hơi nước,… b, Khắc phục - Phải để đủ lượng dư để hớt bỏ đi hoặc đem thấm cacbon. 3. Độ cứng không đạt a, Độ cứng cao - Nguyên nhân: khi ủ và thường hoá thép hợp kim, do tốc độ nguội quá lớn. - Khắc phục: ủ lại b, Độ cứng thấp - Nguyên nhân: + Nhiệt độ tôi chưa đủ cao + Thời gian giữ nhiệt ngắn + Làm nguội không đủ nhanh. - Khắc phục: thoát cacbon bề mặt. 4. Tính giòn cao - Nguyên nhân: Do nhiệt độ tôi quá cao, hạt thép quá lớn. - Khắc phục: đem thường hoá rồi đem tôi lại, tăng biến dạng. Tim thêm ví dụ từ thực tế Câu 26 : Có mấy phương pháp đo độ cứng ? Trình bày các phương pháp đo độ cứng đó? trả lời:  Các phương pháp đo độ cứng: Phương pháp đâm. Phương pháp nảy lên. Phương pháp đo độ xước. Phương pháp đo độ cứng thông dụng theo phương pháp đâm. Gồm những phương pháp sau:  Phương pháp đo độ cứng Brinell Nguyên lý của phương pháp là một ấn một viên bi bằng thép đã tôi cứng, lên bề mặt mẫu, dưới tác dụng của tải trọng, trên bề mặt mẫu có vết lõm hình chỏm cầu. Nếu gọi tải trọng tác động là P(N), diện tích vết lõm là S(mm2), thì số đo Brinell được tính bằng biểu thức: HB = 0.1P/S (N / mm2) Điều kiện đo độ cứng Brinell: - Chiều dày mẫu thí nghiệm không nhỏ hơn 10 lần chiều sâu của vết lõm, xác định theo công thức: t ≥ (10.P) / (π.D.HB) (mm) t - chiều dài mẫu thử (mm) P - tải trọng tác dụng (kg)D - đường kính viên bi (mm) HB - độ cứng dự đoán. Bề mặt mẫu thử phải sạch, phẳng, không có khuyến tật. Nếu bề mặt là cong, phải gia coongcho vị trid cần đo thành mặt phẳng. Chiều rộng, dài của vùng cần đo phải lớn hơn 2D. Khoảng cách giữa 2 vết đo cũng phải lớn hơn 2D.

65 tài liệu

2408 lượt tải