zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Bài giảng Luyện kim vật lý: Chương 2 - ThS. Nguyễn Văn Đức

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Luyện kim vật lý: Chương 2 - Ảnh hưởng của nhiệt đến tổ chức và tính chất của kim loại" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo; Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo; Công thức Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov; Biến dạng nóng và biến dạng nguội. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Luyện kim vật lý: Chương 2 - ThS. Nguyễn Văn Đức

08/03/2020 Luyện kim vật lý Physical Metallurgy Giảng viên: GVC. ThS. Nguyễn Văn Đức TS. Hoàng Văn Vương. Viện: Khoa học và Kỹ thuật vật liệu Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 1 2. Ảnh hưởng của nhiệt đến tổ chức và tính chất của kim loại. HUST – MSE • 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo • 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo. • 2.3. Công thức Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov • 2.4. Biến dạng nóng và biến dạng nguội Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 2 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 3 1
08/03/2020 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE   Ứng suất chảy dẻo trên Ứng suất chảy dẻo dưới Hợp kim đa pha Đa tinh thể    Đơn tinh thể  Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 4 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE • Blocky RA: Austenit dư dạng khối (retained austenite) Thép TRIP • Film-like RA: Austenit dư dạng phiến (Transformation induced plasticity) • DCs: đám lệch (dislocation cells) (0,5-1)m • DDWs: tường lệch mật độ cao (dense dislocation walls) Ảnh TEM trước khi biến dạng (a), 5% (b), 10% (c), 15% (d), 20% (e) Hanoi University of Science and Technology JunLu, Materials 2018, 11,2285 www.hust.edu.vn 5 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE Thép TRIP (Transformation induced plasticity) (1). Dưới tác dụng ứng suất, pha austenit có mức biế n dạng lớn đến, tiếp đến bainit-ferit, và ferit biến dạng nhỏ nhất. - RA dạng khối ở biên hạt ferit kém ổn định so v ới dạng phiến ở giữa các tổ chức bainit-ferit. - Khi ứng suất tập trung ở biên hạt, RA dạng khố i chuyển biến mactenixt đầu tiên dẫn đến biến dạ ng dẻo ban đầu ở trong hạt ferit thô hình thành đám lệch. (2). Tăng mức độ biến dạng, đám lệch dịch chuyển ( trượt, leo) và tương tác, chồng lên nhau hình thà nh nên tường lệch. RA dạng phiến tiếp tục chuyể n biến. (3). Đám lệch và tường lệch tiếp tục đường hình thà nh khi biến dạng dẻo tăng lên. (4). Các hạt ferit thôi bị phân chia bởi tường lệch và đám lệch hình thành nên hạt ferit nhỏ mịn làm tă ng khả độ bền của thép. Hanoi University of Science and Technology JunLu, Materials 2018, 11,2285 www.hust.edu.vn 6 2
08/03/2020 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE Tổ chức  Các hạt có xu hướng dài ra theo phương biến dạng ε = 40-50%  các hạt sẽ bị phân nh ỏ và kéo dài tạo thớ ε = 70-90%  các hạt bị quay, các p hương mạng cùng chỉ số song song  tổ chức textua biến dạng Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 7 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE Tính chất  Hạt tinh thể bị kéo dài theo phương biến dạng : tính dị hướ ng  Ứng suất dư lớn do xô lệch mạng tinh thể (tăng mật độ lệch) Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 8 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE Tính chất: - Cơ tính thay đổi: độ bền, độ cứng tăng; độ dẻo, độ dai giảm. Điện trở tăng, khả năng chống ăn mòn giảm Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 9 3
08/03/2020 2.1. Tổ chức và tính chất kim loại sau biến dạng dẻo HUST – MSE Trạng thái kim loại sau biến dạng dẻo - Sau biến dạng dẻo hạt bị kéo dài thep phương biến dạng, có tổ chức thớ (biến dạng lớn có tổ chức textua) - Xô lệch mạng lớn, mật độ lệch cao - Tồn tại ứng suất dư trong  Kim loại bị hóa bền biến cứng (TT không cân bằng): b, ch, đh, HB tăng; , ak giảm Tại sao cần phải nung kim loại qua biến dạng dẻo - Để tiếp tục biến dạng dẻo - Để có thể gia công cắt gọt dễ dàng - Khử bỏ ứng suất tránh phá hủy giòn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 10 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE • Ba giai đoạn: 1. Hồi phục 2. Kết tinh lại 3. Lớn hạt (kết tinh lại lần 2) Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 11 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE Hồi phục Khuếch tán các nguyên tử đến vùng Lệch biên leo hình thành kéo và điền đầy bán mặt nguyên tử mặt trượt mới Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 12 4
08/03/2020 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE Kết tinh lại: nung ở nhiệt độ xác định T≥Tktl Quá trình hình thành các hạt mới theo cơ chế tạo mầm và phát triển mầm như kết tinh. • Mầm đồng thể (Homogeneous nucleation) Gtotal - Sự thay đổi tổng năng lượng tự do r - Bán kính mầm G - Năng lượng tự do thể tích  - Năng lượng tự do bề mặt riêng • d(G)/dr = 0 Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 13 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE Kết tinh lại: nung ở nhiệt độ xác định T≥Tktl Quá trình hình thành các hạt mới theo cơ chế tạo mầm và phát triển mầm như kết tinh. - Xuất hiện các mầm mới không chứa sai lệch do biến dạng, thường tại các vùng bị xô lệch mạnh nhất (mặt trượt, biên hạt); - Biến dạng dẻo mạnh, số lượng tâm mầm nhiều, hạt nhỏ mịn. Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 14 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE Sau kết tinh lại kim loại có tổ chức hạt đa cạnh, đẳng trục Kích thước hạt phụ thuộc: ε%, Tủ , τủ. Độ dẻo tăng, bền, cứng giảm (thải bền) Tktl = a.Tnc (0K), a= 0,2-0,3; 0,4; 0,5-0,8 Fe - 450oC, Cu - 270 oC, Al - 100oC, Pb, Zn, Sn < 25 oC. Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 15 5
08/03/2020 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE Biến dạng và ủ Vật liệu ban đầu, Vật liệu sau biến dạng, Ủ hồi phục mật độ lệch ít mật độ lệch nhiều Kết tinh lại hoàn toàn hạt mới nhỏ mịn Ủ tạo mầm và phát triển hạt mới Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 16 2.2. Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo HUST – MSE Lớn hạt: nung ở nhiệt độ xác định T≥Tktl2 Nhiệt độ cao, thời gian giữ nhiệt dài → quá trình sát nhập của các hạt theo cơ chế hạt lớn " nuốt " hạt bé; Sự phát triển hạt là quá trình tự nhiên vì làm giảm tổng biên giới hạt do đó làm giảm tổng năng lượng dự trữ; Kết tinh lại lần 2 làm xấu cơ tính nên phải tránh. 8s, 580 0C 15min, 580 0C 10min, 700 0C Thực nghiệm: d = f(t) d 2  d o2  Kt d: đường kính hạt K: hệ số phục vật liệu và nhiệt độ t: thời gian Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 17 2.3. Công thức Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov HUST – MSE Ảnh hưởng của nhiệt độ: Phương trình Johnson-Mehl-Avr ami-Kolmogorov • Với tốc độ sinh mầm: N • Tốc độ phát triển mầm: G • Mầm có đường kính, d với thể tích riêng phần f • Thời gian sinh mầm: t0 r  G (t  t 0 ) • Ở giai đoạn đầu khi mầm hình thàmh ít 4  t   f  N G 3  (t  t 0 ) 3 dt  N G 3t 4 3 0 3 • Ở giai đoạn sau mầm hình thàmh nhiều   f  1  exp(  N G 3t 4 )  1  exp(  Kt n ) 3 • K phụ thuộc N và G, 3  n  4 Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 18 6
08/03/2020 2.3. Công thức Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov HUST – MSE Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 19 2.4. Biến dạng nóng và biến dạng nguội HUST – MSE Biến dạng nguội: T < Tktl + Không có quá trình kết tinh lại + Hóa bền Ưu điểm: - Chính xác tốt hơn - Chất lượng bề mặt hoàn thiện tốt hơn - Tăng bền khi biến dạng - Chí phí thấp hơn Nhược điểm: - Yêu cầu lực lớn - Cần xử lý sạch bề mặt - Độ dẻo thấp và biến cứng biến dạng hạn c hế khối lượng và hình dạng tạo hình. Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 20 2.4. Biến dạng nóng và biến dạng nguội HUST – MSE Biến dạng nóng: T > Tktl [(0,7-0,75)Tnc] + Hóa bền do biến dạng + Kết tinh lại, mất xô lệch mạng gây ra thải bền, giảm độ cứng Ưu điểm: - Kim loại xít chặt, dẻo cao hơn, ít bị nứt, không bị biến cứ ng; - Năng suất cao,dùng lực ép nhỏ, gia công được phôi lớn; - Cải thiện độ hạt (pha giòn), đảm bảo cơ tính tổng hợp. Nhược điểm: - Khó khống chế nhiệt độ đồng đều trên phôi mỏng, lớn; - Khó khống chế chính xác hình dạng, kích thước chi tiết; - Chất lượng bề mặt không cao: vẩy oxyt, thoát cacbon. Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 21 7
08/03/2020 2.4. Biến dạng nóng và biến dạng nguội HUST – MSE Biến dạng nóng Biến dạng nguội - Trên nhiệt độ kết tinh lại - Dưới nhiệt độ kết tinh lại - Biến dạng lớn - Tăng bền nhưng giảm dẻo và chống mài mòn - Lực tác dụng nhỏ - Lực tác dụng lớn - Dễ oxi hóa bề mặt - Bề mặt tốt hơn, điều chỉnh kích thước chính xác hơn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 22 8

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.