tn vật liệu học xử lí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
2018 - 2019
--------Ω-------

BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM
VẬT LIỆU HỌC VÀ XỬ LÍ
Giáo viên hướng dẫn: ĐÀO DUY QUÍ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Huy
MSSV:
1711509


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ

BÀI BÁO CÁO
ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI

SVTH

: NGUYỄN ĐỨC HUY

MSSV

: 1711509

GV LÝ THUYẾT

: NGUYỄN THANH HẢI

NHÓM HỌC LÝ
THUYẾT
NGÀY THỰC HÀNH
NHÓM THỰC HÀNH

: L02-A
: Sáng – 4/7/2019
: Nhóm 1

TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2019


BÀI 1. ĐO ĐỘ CỨNG KIM LOẠI
1. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
- Nắm vững nguyên lý đo độ cứng theo các phương pháp Brinell,
Rockwell và Vicker.
- Làm quen và biết cách sử dụng các máy đo độ cứng thông dụng.
2. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Độ cứng là một đặc trưng cơ tính quan trọng của vật liệu, chống
lại biến dạng dẻo cục bộ của kim loại, có thể dễ dàng đo được
thông qua các thiết bị đo mà không cần phải phá hủy mẫu.
Phương pháp đo độ cứng có ưu điểm:
a) Từ giá trị độ cứng có thể suy ra độ bền của kim loại dẻo.
Từ giá trị độ cứng Brinell, ta có thể gián tiếp tính được độ bền.
b) Đo độ cứng đơn giản, thời gian ngắn (từ vài giây đến vài
phút). Mẫu thử không phải chuẩn bị đặc biệt. Không phá hủy mẫu
khi thử.

c) Có thể đo được chi tiết rất lớn hoặc rất nhỏ, rất dày hoặc
rất mỏng (các lớp mạ, thấm…)
Tùy theo tác dụng của mũi đâm lên bề mặt mẫu, mà người ta
chia ra làm nhiều phương pháp đo độ cứng khác nhau:
- Phương pháp đâm
- Phương pháp nảy lại
- Phương pháp đo độ xước
 Phương pháp đo độ cứng Brinell:
Ấn một viên bi bằng thép đã được 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

SV: Nguyễn Đức Huy


SV: Nguyễn Đức Huy


 Phương pháp đo Rockwell:
Ấn mũi đâm kim cương hoặc hợp kim cứng hình côn, có góc ở
đỉnh là 120o , hoặc viên bi thép có đường kính 1/16”, 1/8”, 1/4”,
1/2” lên bề mặt vật liệu. Số đo độ cứng Rockwell được xác định
bằng hiệu số chiều sâu khi tác
dụng tải
Po  100N và tải trọng chính P1 .
trọng sơ bộ

Theo dạng mũi đâm và tải trọng chia ra các thang:

Độ cứng Rockwell C – mũi kim cương, tải trọng 1500N –
HRC. Độ cứng Rockwell A – mũi kim cương, tải trọng
600N – HRA.
Độ cứng Rockwell B – mũi bi ∅1,588mm, tải trọng 1000N – HRB.
 Phương pháp đo Vicker:
Nguyên lý đo giống như phương pháp Brinell nhưng thay
mũi bi bằng mũi kim cương hình tháp có góc giữa hai mặt bên
là 136o . Tải trọng sử
dụng P  50 1500N phụ thuộc vào chiều dày mẫu đo. Phương pháp Vicker
áp dụng cho các chi tiết rất cứng hoặc mềm và số đo độ
cứng không phụ thuộc vào tải trọng

Tải trọng P (N hoặc kg) Diện tích vết lõm S (mm2 )
Để thuận tiện, người ta có thể tính S thông qua đường chéo d và   1

2P sin 
HV  P 
2  1,854 P
S
d2
d2


3. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
a. Nhận mẫu, mãi nhẵn mặt cần đo và mài sơ mặt còn lại
b. Đo HRA 3 lần rồi lấy giá trị trung bình:
- Đặt phôi lên Đế đặt phôi.
- Kiểm tra Núm đặt lực, Mũi đo phù hợp với chế độ đo
(HRA, HRB, HRC). Ở đây chế độ đo là HRA nên P là 60kg
và mũi đo kim cương hình côn.

Thang
đo
HRB
HRC
HRA

Loại mũi đâm
Bi thép
Kim cương
hình côn
Kim cương hình
côn

Tải
trọng
1000

Giới hạn
đo cho
phép
25-100

1500

20-67

600

70-85

- Quay Tay quay cùng chiều kim đồng hồ nâng lên sao cho
phôi chạm vào mũi đo. Tiếp tục quay lên thì Kim nhỏ bắt
đầu quay sao cho kim nhỏ quay sang điểm màu đỏ thì
ngừng lại. Xoay mặt đồng hồ xoa sao cho Kim lớn chỉ ngay
C-B
- Ấn nút Start vào chờ máy đo trong 10s (thời gian giữ lực).
Sau khi đồng hồ thời gian đếm về 0 và trở lại 10 sẽ phát ra
tiếng “Bíp”. Khi đó kim dài chỉ đâu đó là giá trị đo của
chế độ đang đo.
- Lưu ý, Vòng đen bên ngoài là giá trị của HRA, HRC
còn màu đỏ bên trong là HRB. Các giá trị làm tròn 0.5.
- Quay ngược Tay quay lại để lấy phôi và tiếp tục đo ở vị trí
khác cho đủ 3 lần đo. (các vị trí đo phải nằm gần nhau để
tránh sai số do phôi có độ cứng không đồng đều).


Máy đo HRA HRB HRC


c. So sánh HRA với 60:
- > 60  thì tạm gọi là vật cứng, sau đó tiến hành đo HRC
3 lần và chuyển qua đo HV 3 lần.
- < 60  thì tạm gọi là vật mềm, sau đó tiến hành đo HRB
3 lần và chuyển qua đo HB 3 lần.
d. Đo HB hoặc HV:
- Đặt phôi lên đế để phôi.
- Quay Tay quay cùng chiều kim đồng hồ để phôi đi lên
chạm vào mũi đo, tiếp tục quay sau cho cây thước trên
mặt hiển thị di chuyển đến cuối cây thước.
- Hạ nhẹ nhàng cần lực đến hết cần lực và chờ khoản

10s sau đó nâng cần lực lên nhẹ nhàng.
- Quay Tay quay ngược lại để lấy phôi ra. Lưu ý điểm vừa
đo, lấy viết đánh dấu lại vị trí lỗ vừa đo. Tương tự như vậy
đo 3 lần (3 mũi đo trên phôi).
- Đem 1 trong 3 lỗ đi đo bằng kính quang xác định chiều
dài đường chéo D đối với HV hoặc đường kính lõm D
đối với HB. 2 lỗ còn lại sẽ được đo trên kính hiển vi và
úp số liệu lên trang Web bộ môn, các nhóm lên lấy để

hoàn thiện số liệu bài thực hành.
Đo bằng kính quang học D1, D2 đo tương tự, xoay lỗ đo hoặc kính 900
e. So sánh số liệu với bảng tra, tính sai số, nhận xét kết quả thí nghiệm


4. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC.
- Tiến hành đo HRA 3 lần và lấy giá trị trung bình
- Lấy giá trị trung bình so sánh với 60. Nếu:
• > 60: thì tạm gọi là vật cứng, sau đó tiến
hành đo HRC 3 lần và chuyển qua đo
HV 3 lần.
• < 60: thì tạm gọi là vật mềm, sau đó tiến
hành đo HRB 3 lần và chuyển qua đo
HB 3 lần.
- Lấy giá trị HRA trung bình làm chuẩn, tra
bảng để có giá trị HV lý thuyết hoặc HB lý thuyết.
BẢNG 1. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC

HR
A
HRB/HRC

HV/H
B

ĐƯỜNG
CHÉO
D1
D2

LẦN
1
79,8

LẦN
2
82,8

LẦN
3
82,8

TRUNG
BÌNH
81,8

55,8

56,8

61,3

67,967

LỖ 1

LỖ 2

LỖ 3

547,
09
547,
51

517,
40
523,
54

527,
46
532,
11

530,65
534,39

5. XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO
Lấy giá trị HRA trung bình làm chuẩn, tra bảng để có giá trị HV
lý thuyết hoặc HB lý thuyết.
So sánh các giá trị đo và giá trị tra bảng sau đó tính sai số

Tra bảng:
HRA � HVlt  720


Tính toán HV
HRA

→ HRClt = 61,1

Tính phần trăm sai số giữa thực tế và
lý thuyết:
Sai số %=

HRClt  HRClt
61,1  57,967
100% 
100%  5,13%
HRClt
61,1

Tính toán HV/HB

Tính phần trăm sai số giữa thực tế và lý thuyết:
HVlt  HVtt
720  653, 7
100% 
100%  9, 21%
HV
720
lt

Sai số %=


6. NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN
Từ kết quả đo được ta có thể nhận thấy kết quả giữa tính toán
dựa theo HRA và phép đo trực tiếp HV có sai số, nhưng sai số
không đáng kể và chấp nhận được.
Nguyên nhân sai số có nhiều lý do như:
 Do thiết bị: thiết bị không chính xác, mũi đo mòn, mẻ, rơ,…
 Do người vận hành: trong quá trình đo bằng thước quang học là quá
trình dễ gây sai số nhất, bởi vì việc đo đạc dựa trên mắt nhìn. Ngoài
ra, trong quá trình vận hành máy đo HV, việc nâng cần, hạ cần không
đều tay, nhịp nhàng thì sẽ ảnh hưởng đến phép đo. Bề rộng lỗ đo có
thể thay đổi do gia tốc.
 Sai số trong quá trình tính toán


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ

BÀI BÁO CÁO
XEM CẤU TRÚC TẾ VI

SVTH

: NGUYỄN ĐỨC HUY

MSSV

: 1711509

GV LÝ THUYẾT

: NGUYỄN THANH
HẢI
: L02-A

NHÓM HỌC LÝ
THUYẾT
NGÀY THỰC HÀNH
NHÓM THỰC HÀNH

: Sáng - 12/4/2019
: Nhóm 1

TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2019


BÀI 2. XEM CẤU TRÚC TẾ VI
1. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
- Phương pháp làm mẫu để nghiên cứu tổ chức tế vi gồm các khâu: chọn mẫu,
cắt mẫu, mài, đánh bóng và tẩm thực.
- Tầm quan trọng của công tác chuẩn bị mẫu và ảnh hưởng của nó đến kết quả
nghiên cứu.
- Làm quen với những vật liệu và thiết bị cần thiết cho công việc làm mẫu.
- Chọn dung dịch tẩm thực cho thích hợp.
2. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Để nghiên cứu tổ chức tế vi của kim loại, người ta dùng một thiết bị quang

học đặc biệt gọi là kính hiển vi kim tương. Phương pháp dùng kính hiển vi
kim tương để đánh giá, phân tích tổ chức tế vi gọi là phương pháp phân tích
kim tương.
Kính hiển vi kim tương có độ phóng đại từ 80 đến 2000 lần.
Nhờ kính hiển vi, ta có thể quan sát được tổ chức của các pha, sự phân bố,
hình dáng và kích thước của chúng. Với gang, ta dễ dàng xác định hình dáng,
kích thước của graphit. Ngoài ra, ta còn có thể thấy được các khuyết tật của
vật liệu như: nứt tế vi, rỗ và các tạp chất.
a) Chọn và cắt mẫu
Tùy theo nhiệm vụ nghiên cứu và thí nghiệm mà chúng ta chọn mẫu. Yêu
cầu mẫu phải đặc trưng cho vật cần nghiên cứu.
Mẫu nên ủ để có thể thể hiện các pha tốt hơn.
Mẫu có dạng hình trụ với kích thước Ф 10 ÷ 15mm, chiều cao h= 15
÷20mm, hoặc hình hộp có kích thước 10 x 10 x 10mm và 15 x 15 x 15mm.
b) Mài mẫu
Mẫu sau khi cắt được mài thô trên đá mài hoặc giấy nhám từ thô đến mịn.
Các giấy nhám thường được đánh số từ nhỏ đến lớn. Số càng lớn thì độ
hạt của giấy càng mịn. Ví dụ: 80, 100, 150, 180…400 là các số thông dụng.
c) Đánh bóng
Để đánh bóng mẫu, người ta tiến hành trên máy đánh bóng. Cũng tương
tự như ở máy mài thô, người ta gắn một miếng dạ hay nỉ lên trên, khi đánh
bóng, người ta phải cho dung dịch mài nhỏ liên tục lên miếng nỉ.


Đánh bóng kéo dài cho dến khi bề mặt không còn vết xước nào. Không
nên đánh bóng quá lâu, dễ làm tróc các pha quá cứng hoặc quá mềm. Nếu
thấy trên kính hiển vi vẫn còn nhiều vết xước thì nên đánh bóng lại.
d) Đánh bóng bằng dung dịch
Nguyên tắc của đánh bóng điện phân là dùng phương pháp hòa tan anod
trong dung dịch điện phân dưới tác dụng của dòng điện một chiều.

Tùy theo chế độ điện, mà ta có thể đánh bóng và tẩm thực mẫu ngay trên
máy.
Đánh bóng điện phân có ưu điểm là rất bóng và không tạo ra lớp biến
dạng trên bề mặt mẫu, thời gian tương đối nhanh.
e) Tẩm thực
Mẫu sau khi đánh bóng, đem rửa sạch, thấm và sấy khô rồi quan sát trên
kính hiển vi. Ta có thể thấy trên mẫu có cá vết xước nhỏ do đánh bóng chưa
tốt, các vết nứt tế vi, rỗ khí, xỉ tạp chất, một số pha và tổ chức như cacbit,
graphit, chì…
Tẩm thực là quá trình ăn mòn bề mặt mẫu bằng các dung dịch háo học
thích hợp, gọi là dung dịch tẩm thực. Khi tẩm thực, biên giới các pha, các
vùng tổ chức sẽ bị ăn mòn, nhưng với những tốc độ khác nhau. Sau khi tẩm
thực bề mặt mẫu sẽ lồi, lõm tương ứng với các pha và tổ chức. Do đó, có thể
nhận biết được hình dáng, kích thước và sự phân bố của các pha.
3. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
- Đầu tiên nhận được mẫu và các loại giấy nhám 400, 600, 800, 1000 và
1200.
Ta lần lượt mài mẫu theo thứ tự giấy nhám từ thấp lên cao.
-Đầu tiên vơi giấy mài 400, ta giữ phôi sao cho bề mặt mẫu áp sát vào
giấy nhám và mài từ trên xuống theo 1 chiều. Liên tục mài như thế từ 3-4
phút cho mẫu có các vết xước dọc song song nhau.
-Tiếp theo, ta xoay mẫu 900 và tiến hành các bước trên. Mài đến khi nào
các vết xước cũ bị xóa đi và tạo thành các vết xước mới song song với nhau.
-Tiếp theo là giấy nhám 600, cũng thực hiện các bước như với giấy nhám
400 với thời gian 10 phút
-Tiếp theo là giấy nhám 800, cũng thực hiện các bước như với giấy nhám
400 với thời gian 15 phút


-Khi hoàn thành mài với 3 loại giấy nhám trên, ta tiến hành đánh bóng mẫu bằng giấy

nhám 1000 và 1200. Ta gắn giấy nhám 1000 và 1200 lên bàn quay, mở máy và mở
nước. Giữ chặt mẫu, áp mẫu xuống mặt giấy nhám, giữ ở đó khoảng 10 giây cho mỗi
loại giấy. Khi hoàn thành, ta lấy bông khô lau khô và sạch bề mặt
-Sau đó đem mẫu quan sát dưới kính hiển vi, nếu quan sát thấy ít vết xước nhỏ, các vết
nứt tế vi, rỗ khí, xỉ tạp chất, một số pha và tổ chức như cacbit, graphit, chì… thì đạt.
-Chụp và lưu hình sau đánh bóng: Họ và tên - MSSV
-Sau đó ta tiến hành tẩm thực, chọn vị trí có ít vết xước và quan sát trên kính hiển vi
sang nhất. Lấy bông tẩm HNO3 thoa đều lên mặt đánh bóng của mẫu, thoa đều
khoảng 30 giây. Lấy mẫu nhúng vào nước. Sau đó lấy bông tẩm cồn thoa đều lên mặt
và lau khô.
-Đem quan sát dưới kính hiển vi. Nếu các đường biên giới rõ rang, độ tương
phản tốt là đã hoàn thành quá trình tẩm thực
-Chụp và lưu ảnh sau tâm thực :họ và tên - MSSV
4. HÌNH ẢNH TRƯỚC VÀ SAU TẨM THỰC
TRƯỚC KHI TẨM THỰC


SAU KHI TẨM THỰC

5. NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN
Dựa trên tổ chức tế vi của mẫu được nhận(ảnh mẫu sau khi tẩm thực), ta có thể đưa
ra kết kết quả như sau:
Mẫu là thép trước cùng tích với tỉ lệ cacbon vào khoảng 0.6%
Theo tính toán từ qui tắc đòn bẩy, khi lượng cacbon tang lên thì tỷ lệ phần Peclit
(màu tối) trong tổ chức tăng lên, còn ferric (phần sáng) giảm đi. Nếu không chứa
cacbon hay quá ít cacbon (0.02-0.05) tức là màu sáng hoàn toàn. Với 0.1% C thì tỷ lệ


phần tối là 1/8, với 0.4% C thì tỷ lệ phần sáng là 1/2 và với 0.6% C là 3/4, cuối cùng với
0.8% là tối hoàn toàn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ

BÀI BÁO CÁO
TÔI VÀ RAM THÉP

SVTH

: NGUYỄN ĐỨC HUY

MSSV

: 1711509

GV LÝ THUYẾT

: NGUYỄN THANH HẢI

NHÓM HỌC LÝ THUYẾT

: L02-A

NGÀY THỰC HÀNH
NHÓM THỰC HÀNH

: Sáng-19/4/2019
: Nhóm 1

TP. HCM, THÁNG 04 NĂM 2019


BÀI 3. TÔI VÀ RAM THÉP
1. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
- Nắm được quá trình tôi thép: cách chọn nhiệt độ tôi, thời gian nung và môi
trường làm nguội.
- Xác định được mối quan hệ của tốc độ làm nguội tức môi trường làm nguội
đến độ cứng của thép.
- Biết cách thực hiện nguyên công ram, chọn chế độ ram thép cacbon (nhiệt
độ và thời gian).
- Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến độ cứng.
2. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
a. Tôi
- 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 trường thích hợp. Mục đích của tôi nhằm nhận được độ cứng
và độ chịu mài mòn cao của thép.
- Tổ chức nhận được sau khi tôi là mactenxit. Kết quả sau khi tôi phụ thuộc
vào nhiều yếu tố, sau đây ta xét mấy yếu tố cơ bản:
Cách chọn nhiệt độ tôi
- Nhiệt độ tôi có ảnh hưởng trực tiếp đến cơ tính của thép sau khi tôi. Đối
với thép cacbon, có thể dựa vào giản đồ trạng thái sắt cacbon để chọn
nhiệt độ tôi. Đối với thép cùng tích và thước cùng tích (%C≤ 0.8%)
- Ta chọn nhiệt độ tôi cao hơn AC3, tức nung nóng thép đến trạng thái
hoàn toàn ôstenit. Cách này gọi là tôi hoàn toàn.
- T°tôi= AC3 + (30 - 50) °C
- Trong khoảng 0,1-0,8%C điểm AC3 của thép giảm xuống. Ta có thể xác

định trực tiếp điểm AC3 của thép căn cứ vào giản đồ trạng thái sắt cacbon
hoặc tra cứu trong các sổ tay nhiệt luyện.
- Như ta đã biết, nhiệt độ tôi càng cao, thì hạt ôstenit nhận được khi nung
càng thô và sau khi tôi, ta nhận được các kim mactenxit thô, dài, vì vậy,
ta không nên nung cao quá AC3.
-

-

Còn nếu nung thấp hơn AC3, ta sẽ có tổ chức α + γ, khi làm nguội, chỉ có
γ→M, còn ferit vẫn giữ nguyên, và như vậy, ta không thể nhận được độ
cứng cao.
Đối với thép sau cùng tích (%C > 0,8%), nhiệt độ tôi cao hơn AC1, nhưng
thấp hơn ACcm, tức nung lên trạng thái không hoàn toàn ôstenit. Tổ chức
nung để tôi là γ + XeII. Đây là phương pháp tôi không hoàn toàn. Nhiệt
độ tôi được chọn:
t°ôi = AC1+ ( 30 + 50) °C.
Như vậy, tất cả các thép sau cùng tích đều có nhiệt độ tôi giống nhau,
khoảng 760 ÷780°C, không phụ thuộc vào thành phần cacbon. Sở dĩ ta
không nung lên cao quá Acm vì cacbon hòa tan nhiều, nhiệt độ tôi cao,


sau khi tôi, nhận được nhiều austenit dư, kim mactenxit lớn, ứng suất
nhiệt cao. Trong khi đó, nếu chỉ nung lên trạng thái γ + XeII, ta không cần
nhiều nhiệt, sau khi làm nguội, vẫn được tổ chức là mactenxit + XeII, tận
dụng được độ cứng của XeII, chi tiết ít bị ứng suất nhiệt làm cong vênh,
oxy hóa bề mặt.
Thời gian nung nóng
- Bao gồm thời gian nung đến nhiệt độ tôi và thời gian giữ để hoàn tất các
chuyển biến và đồng đều nhiệt dộ trên toàn bộ chi tiết. Thời gian nung có

thể chọn theo các định mức kinh nghiệm tra trong các sổ tay nhiệt luyện,
với các hệ số hiệu chỉnh về hình dáng chi tiết, cách sắp xếp và môi trường
nung. Cũng có thể tính thời gian nung theo các công chức về truyền nhiệt.
Chọn môi trường tôi
-

Phải bảo đảm nhận được mactenxit sau khi tôi, nghĩa là khả năng làm
nguội của môi trường phải bằng hoặc lớn hơn tốc độ nguội tới hạn.
- Nếu tốc độ nguội nhỏ hơn tốc độ nguội tới hạn, một phần ôstenit sẽ bị
phân hủy thành các tổ chức khác, độ cứng sau khi tôi bị giảm. Mỗi số
hiệu thép có tốc độ nguội tới hạn khác nhau, và nó cũng đòi hỏi mội
trường tôi khác nhau. Tốc độ nguội tới hạn của thép có thể tìm trong các
giản đồ chữ “C” của chúng. Các môi trường tôi thường dùng là nước,
dung dịch muối, xút, dầu khoáng và polymer.
b. Ram
- Là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi có tổ chức mactenxit
quá bão hòa và ôstenit dư chuyển thành các tổ chức ổn định hơn phù hợp
với yêu cầu đặt ra.
-

Ram còn làm giảm hoặc khử hoàn toàn ứng suất, cũng như tăng độ dẻo
dai cho chi tiết sau tôi.
- Khi ram thép cabon, xảy ra sự chuyển biến của mactenxit tôi thành
mactenxit ram, nghĩa là cacbon quá bão hòa được tiết ra khỏi mạng dưới
dạng cacbit ε, độ chính phương c/a giảm dần và cacbit ε chuyển dần
thành xementit Fe3C, con ôstenit dư lại phân hủy thành mactenxit ram.
- Tùy theo tổ chức nhỏ mịn của xementit và ferit tiết ra khi ram mà ta có
các tổ chức trustit ram hoặc xoobit ram. Các quá trình trên phụ thuộc vào
nhiệt độ và thời gian ram. Phụ thuộc vào nhiệt độ ram, người ta chia làm
3 loại ram:

Ram thấp (150÷ 200°C)
- Tổ chức nhận được là mactenxit ram, độ cứng hầu như không thay đổi,
ứng suất giảm chút ít, chi tiết có độ cứng và chịu mòn cao.
Ram trung bình (300÷ 200°C )
- Tổ chức nhận được là trustit ram. Độ cứng còn khá cao (40 - 45HRC),
ứng suất giảm mạnh, độ dẻo dai tăng, giới hạn đàn hồi đạt giá trị lớn nhất.
Ram cao (500÷ ��0°C )


3. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
a. Tôi
- Đo đọ cứng của 18 phôi nhận được (đo HRA).
- Chọn 15 mẫu thép C45 có độ cứng tương đương nhau, đem mài nhẵn 1 mặt
và mặt còn lại mài bằng để đo độ cứng.
-

Đem 3 mẫu bất kỳ đi đo độ cứng HRA.
Cài đặt lò nung ở 850°C.
Đợi nhiệt độ lò đạt 850°C bỏ 15 mẫu thép C45 vào lò.
Đợi sau 20 phút lấy mẫu ra khỏi
lò: 3 mẫu bỏ vào xô nước muối
3 mẫu bỏ vào xô dầu.
3 mẫu để ngoài không khí.
3 mẫu bỏ vào xô nước.
3 mẫu còn lại để nguội cùng lò.

-

Lấy các mẫu đem mài xơ bộ để loại lớp oxit bám trên mặt của mẫu rồi đem
đi đo độ cứng HRA.

b. Ram
− Thiết lập nhiệt độ lò ở 550°C
− Khi nhiệt độ lò đạt ở 550°C thì lấy 3 mẫu làm nguội trong nước bỏ vào lò.
− Đợi 30 phút rồi lấy mẫu ra làm nguội ngoài không khí sau đó đi mài lớp oxit
rồi đem đo độ cứng HRA.
− Thiết lập lò ở 250°C.
− Khi nhiệt độ lò đạt 250°C thì lấy 3 mẫu làm nguội trong nước muối bỏ vào lò.
− Đợi 30 phút rồi lấy mẫu ra làm nguội trong nước sau đó đi mài lớp oxit rồi
đem đi đo độ cứng HRA.
4. CÁC SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC
Độ cứng của mẫu trước khi tôi (HRA)
Chọn 3 phôi, đo mỗi phôi 3 lần, lấy trung bình để so sánh với độ cứng của
thép sau nhiệt luyện.
Lần
Mẫu

1

2

3

1

51,8

52,8

53,8

2

56,8

55,8

53,8

3

55,8

53,8

56,8

HRATB = 54,58


Độ cứng của mẫu sau khi tôi và làm nguội cùng lò (HRA)
Lần

1

Mẫu

2

3

1

55,8

54,8

56,3

2

52,8

57,8

58,8

3

58,3

58,8

58,3

HRATB = 57,18
Độ cứng của mẫu sau khi tôi và làm nguội ngoài không khí (HRA)
Lần

1

2

1

56,8

60,3

57,3

2

58,8

62,3

60,8

3

57,3

60,8

60,3

Mẫu

3

HRATB = 59,41
Độ cứng của mẫu sau khi tôi và làm nguội trong dầu (HRA)
Lần

1

2

1

70,8

60,3

62,3

2

58,8

62,3

60,8

3

57,3

60,8

60,3

Mẫu

3

HRATB = 61,52
Độ cứng của mẫu sau khi tôi và làm nguội trong nước (HRA)
Lần

1

2

1

78,8

83,8

82,3

2

82,8

83,8

83,8

3

79,8

80,8

81,8

Mẫu

3

HRATB = 81,96
Độ cứng của mẫu sau khi tôi và làm nguội trong nước muối (HRA)


Lần

1

Mẫu

2

3

1

74,8

75,8

74,8

2

84,8

85,3

84,8

3

66,8

66,3

68,3

HRATB = 75,74
Độ cứng của mẫu sau khi ram cao 550 0C (HRA)
Lần

1

2

1

66,3

68,8

66,3

2

66,8

68,8

68,3

3

68,3

68,8

68,3

Mẫu

3

HRATB = 67,64
Độ cứng của mẫu sau ram thấp 250 0C (HRA)
Lần
Mẫu

1

2

3

1

70,8

73,3

73,8

2

79,8

78,8

78,8

3

65,3

68,8

68,3

HRATB = 73,07


5. MỐI QUAN HỆ
a. Mối quan hệ trước và sau khi tôi
Trạng thái
Trước khi tôi

Sau khi tôi

Độ cứng (HRA)
54,58

Cùng lò

57,18

Không khí

59,41

Dầu

61,52

Nước

81,96

Nước muối

75,74

b. Mối quan hệ giữa độ cứng và tốc độ nguội

Đồ thị quan hệ tốc độ nguội và độ cứng
90

81.96

Độ cứng(HRA)

80

75.74

70
61.52
60

57.18

50
40
30
20
10
0
30

150

600

1100

Tốc độ nguội (oC/s)

 Nhận xét: Cùng một nhiệt độ tôi và thời gian giữ nhiệt như nhau nhưng ở các
môi trường làm nguội khác nhau ta thấy độ cứng của mẫu thép C45 đo được
cũng khác nhau rất rõ ràng thể hiện qua bi ểu đồ mối quan hệ gi ữa độ cứng và
tốc độ nung của chi tiết


 Độ cứng của mẫu làm nguội trong môi trường nước cao nhất rồi lần lượt đến
các môi trường muối, sau đó mới đến môi trường dầu và môi trường không khí.
 Qua quan sát thí nghiệm thì môi trường làm nguội là muối và hóa chất thì chi
tiết lại dễ bị oxy hóa, môi trường làm nguội trong dầu và không khí thì chi ti ết
lại không đảm bảo độ cứng yêu cầu của chi tiết khi làm việc hay nói cách khác
là độ cứng của chi tiết sau khi tôi còn nhỏ hơn độ cứng của chi ti ết lúc ban đ ầu.
 Từ biểu đồ trên có thể khẳng định được môi trường tôi của thép C45 trong
ngành công nghiệp đối với các chi tiết cồng kềnh, đơn giản ta nên ch ọn môi
trường tôi là môi trường nước. Vì đây là môi trường rất dễ sử dụng, không đòi
hỏi nhân công cần có tay nghề cao, hơn nữa lại không gây ra độc hại đối v ới
sức khỏe của người lao động, giá thành sản phẩm sau gia công rẻ. Đây là yếu tố
đặc biệt khi chọn môi trường làm nguội đối với mỗi một chi tiết
c. Đồ thị mối quan hệ độ cứng sau khi ram

Đô cứng sau khi ram

74
73.07
73
72

Độ cứng (HRA)

71
70
69
67.64

68
67
66
65
64
Ram thấp

Ram cao

Phương pháp ram

Nhận xét:
 Ram giúp cải thiện độ cứng của vật mẫu
 Ram cao có độ cứng thấp hơn ram thấp, tuy nhiên ram cao tạo được độ dẻo dai
cho vật liệu, phù hợp cho việc thiết kế các chi tiết yêu cầu độ bền mỏi cao.
6. NHẬN XÉT – RÚT RA KẾT LUẬN
Tôi:
- Với cùng nhiệt độ nung 850oC và giữ nhiệt trong 20’, khi làm nguội ở các

môi trường khác nhau thì độ cứng của mẫu khác nhau, cụ thể:
- Đối với làm nguội trong môi trường cùng lò, độ cứng của vật mẫu tăng
nhẹ (từ 54,58 tăng lên 57,18).
- Đối với làm nguội trong môi trường không khí, độ cứng của mẫu thay đổi
đáng kể (từ 54,58 xuống 59,41)
- Đối với các môi trường còn lại, độ cứng của mẫu tăng theo thứ tự tăng dần
là: dầu, nước và nước muối.