i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong
luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong các công trình nghiên cứu nào.
Hà Nội, ngày tháng năm
TẬP THỂ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Nghiên cứu sinh
Phạm Thị Thủy
ii
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Phạm Quang và PGS.TS. Đào
Minh Ngừng là những người Thầy đã hướng dẫn và giúp tôi định hướng trong nghiên
cứu khoa học trong suốt thời gian thực hiện luận án.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể cán bộ bộ môn Kỹ thuật cơ khí,
Khoa Cơ Điện, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Lãnh đạo bộ môn và các đồng nghiệp đã
tạo điều kiện về mặt thời gian và trang thiết bị để tôi thực hiện trong suốt quá trình làm
luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chủ nhiệm đề tài cấp bộ B2016-BKA-26, TS. Đặng Thị
Hồng Huế, Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
đã hỗ trợ kinh phí và tài liệu cho các nội dung nghiên cứu thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô của Bộ môn Cơ học vật liệu và Cán
kim loại, Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
những kiến thức mà tôi được tiếp thu, tích lũy trong suốt thời gian học tập tại đây từ
khi là sinh viên đại học là nền tảng không thể thiếu để tôi có đủ khả năng tiếp thu,
trau dồi kiến thức mới phục vụ cho các nghiên cứu trong luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô của phòng Đào tạo Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội đã giúp đỡ và hướng dẫn tận tình cho tôi các mẫu giấy tờ văn bản trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án.
Để hoàn thành luận án này không thể không nhắc tới sự hỗ trợ và khuyến khích
về tinh thần của những người thân trong gia đình và bạn bè.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm
Nghiên cứu sinh
Phạm Thị Thủy
iii
MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ............................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................... xi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................... 1
2. Mục đích của luận án .............................................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 2
3.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 2
3.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 2
4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................ 2
5.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 2
5.2. Ý nghĩa thực tế .................................................................................................... 3
6. Kết quả đạt được và các đóng góp mới của luận án ............................................... 3
Chương 1 .................................................................................................................... 4
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG DẺO ......................................... 4
MÃNH LIỆT KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MAGIÊ .................................................... 4
1.1. Phương pháp biến dạng dẻo mãnh liệt ................................................................ 4
1.1.1. Kỹ thuật ép trong kênh gấp khúc ...................................................................... 5
1.1.2. Kỹ thuật xoắn áp lực cao .................................................................................. 7
1.1.3. Kỹ thuật cán dính .............................................................................................. 8
1.1.4. Kỹ thuật ép xoắn ............................................................................................... 9
1.1.5. Kỹ thuật gấp – duỗi chu kỳ ............................................................................. 10
1.1.6. Kỹ thuật ép cưỡng bức trong khuôn rãnh chu kỳ ........................................... 10
1.2. Magiê và hợp kim magiê ................................................................................... 14
1.2.1. Đặc điểm của magiê và hợp kim magiê ......................................................... 14
1.2.2. Khả năng biến dạng của hợp kim magiê AZ31 .............................................. 18
iv
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo của hợp kim AZ31 ....................... 19
1.2.3.1. Nhiệt độ biến dạng ....................................................................................... 20
1.2.3.2. Tốc độ biến dạng ......................................................................................... 20
1.2.3.3. Ảnh hưởng của kích thước hạt đến khả năng biến dạng dẻo ...................... 21
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến phá hủy và quá trình phân hạt vật liệu .................... 23
1.4. Kỹ thuật CGP đối với AZ31 dạng tấm .............................................................. 26
1.5. Kết luận chương 1 ............................................................................................. 27
Chương 2 .................................................................................................................. 29
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TẠO HÌNH ÉP CƯỠNG BỨC TRONG KHUÔN RÃNH
CHU KỲ ................................................................................................................... 29
2.1. Các thông số công nghệ của kỹ thuật ép cưỡng bức trong khuôn rãnh chu kỳ
(CGP) ........................................................................................................................ 29
2.2. Trạng thái ứng suất biến dạng của quá trình CGP............................................. 33
2.3. Xác định lực ép trong CGP................................................................................ 37
2.4. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng và nhiệt độ đến quá trình biến dạng ............. 39
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phân nhỏ hạt.............................................. 41
2.6. Kết luận chương 2 ............................................................................................. 45
Chương 3 .................................................................................................................. 47
MÔ PHỎNG SỐ QUÁ TRÌNH ÉP CƯỠNG BỨC TRONG KHUÔN RÃNH CHU
KỲ ............................................................................................................................ 47
3.1. Các điều kiện công nghệ CGP áp dụng cho mô phỏng số ................................ 47
3.2. Mô hình hình học của phôi và khuôn ................................................................ 47
3.3. Mô hình hành vi cơ nhiệt của vật liệu ............................................................... 48
3.4. Mô hình chia lưới phần tử hữu hạn và các điều kiện biên ................................ 55
3.5. Kết quả mô phỏng số quá trình biến dạng CGP ................................................ 56
3.5.1. Trạng thái ứng suất – biến dạng trong vùng dẻo ............................................ 58
3.5.2. Ứng suất thủy tĩnh và khả năng biến dạng của phôi ...................................... 68
3.5.3. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình CGP ............................................... 74
3.5.4. Lực biến dạng trong CGP ............................................................................... 76
v
3.6. Kết luận chương 3 ............................................................................................. 80
Chương 4 .................................................................................................................. 81
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ÉP CƯỠNG BỨC TRONG KHUÔN RÃNH
CHU KỲ ................................................................................................................... 81
4.1. Hệ thống thiết bị thực nghiệm, kiểm tra và phân tích ....................................... 81
4.2. Kỹ thuật chuẩn bị mẫu ....................................................................................... 83
4.3. Thiết kế chế tạo hệ thống khuôn và đồ gá ......................................................... 84
4.3.1. Điều kiện làm việc và vật liệu làm khuôn ...................................................... 84
4.3.2. Thiết kế chế tạo hệ thống khuôn và đồ gá ...................................................... 85
4.4. Quá trình thực nghiệm công nghệ CGP ............................................................ 87
4.4.1. Sơ đồ quá trình thực nghiệm .......................................................................... 87
4.4.2. Chuẩn bị và xử lý phôi ban đầu ...................................................................... 88
4.4.3. Lộ trình ép ...................................................................................................... 89
4.5. Kết quả thực nghiệm và bàn luận ...................................................................... 91
4.5.1. Kết quả nghiên cứu về công nghệ và thiết bị ................................................. 91
4.5.2. Sự biến đổi cơ tính hợp kim AZ31 sau CGP .................................................. 93
4.5.3. Sự biến đổi tổ chức cấu trúc AZ31 ................................................................. 96
4.6. Kết luận chương 4 ........................................................................................... 104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 107
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................. 114
Phụ lục ........................................................................................................................ 1
