Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình đông đặc đến tổ chức và cơ tính của hợp kim A356 ở trạng thái bán lỏng

- Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội.
- Nguyễn quốc tuấn “ Nghiên cứu ảnh hởng của quá trình đông đặc đến tổ chức và cơ tính của hợp kim A356 ở trạng thái bán lỏng” Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu Luận văn thạc sĩ khoa học Hớng dẫn khoa học: PGS.TS.
- nguyễn hồng hải Hà nội - 2008 Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Lời cam đoan Tụi xin cam đoan đõy là cụng trỡnh nghiờn cứu của riờng tụi.
- Hà Nội, ngày 08 thỏng 10 năm 2008 Tỏc giả luận ỏn Nguyễn Quốc Tuấn Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Mục lục Trang bìa phụ.
- 10 ChơngI: Nhôm và hợp kim nhôm.
- 10 I.1.1 Đặc điểm về tổ chức.
- Hợp kim nhụm.
- Hợp kim nhụm biến dạng.
- Hợp kim nhụm biến dạng khụng hoỏ bền được bằng nhiệt luyện.
- 1 Hợp kim Al – Mn.
- 2 Hợp kim Al – Mg.
- Hợp kim nhụm biến dạng hoỏ bền được bằng nhiệt luyện.
- 1 Hệ Al – Cu và Al – Cu – Mg.
- 2 HỆ Al – Mg – Si và Al – Zn – Mg.
- Hợp kim nhụm đỳc.
- 23 I.4.1 Hệ Al – Cu.
- 23 I.4.2 Hệ Al – Mg.
- 24 Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL ChươngII: Hợp kim nhôm-silic.
- 25 II.2 Thành phần và tổ chức silumin.
- 40 III.2 Các phơng pháp tạo ra tổ chức phi nhánh cây (non-dendritic.
- 49 Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL III.2.2.5 Quỏ trỡnh MIT mới.
- 50 III.2.2.6 Làm nhỏ mịn hạt hợp kim.
- 69 ChơngV: Hợp kim nấu luyện và Phơng pháp tiến hành thí nghiệm.
- 72 V.1 Hợp kim nấu luyện A356.
- 77 V.2.1 Thao tác nấu hợp kim trong lò.
- 78 Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL V.2.3 Rót kim loại.
- 79 V.3 Phơng pháp soi tổ chức tế vi.
- 88 VI..3 tổ chức tế vi.
- 98 Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Lời nói đầu Sản xuất đúc là một phơng pháp có từ 3500 năm trớc công nguyên, chế tạo ra sản phẩm bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn đúc.
- Kim loại hoặc hợp kim lỏng ở trong khuôn sẽ đông đặc và nguội thành vật đúc.
- khối lợng của vật đúc có thể từ vài gam cho đến hàng chục tấn, từ tất cả các hợp kim đen và màu.
- Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Ngày nay, nhu cầu của thị trờng tiêu thụ nhôm và hợp kim nhôm trong công nghiệp ngày càng tăng mạnh, chiếm vị trí thứ hai trong sản xuất và ứng dụng chỉ sau thép, đặc biệt là trong lĩnh vực ôtô đòi hỏi các chi tiết có các thông số cơ tính cao, để đáp ứng các yêu cầu cấp thiết của xã hội mà ở đó giá cả là vấn đề mà các nhà sản xuất cũng nh các doanh nghiệp chú ý nhiều, do đó việc nghiên cứu công nghệ tiên tiến chế tạo đợc các loại hợp kim nhôm với độ bền ngày càng cao, có ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn là một trong các nhiệm vụ u tiên hàng đầu của các nhà nghiên cứu vật liệu.
- Dùng chất biến tính để làm tăng số lợng tâm mầm kết tinh, khi đó số hạt kim loại nhiều lên, kích thớc hạt kim loại nhỏ hơn và cơ tính hợp kim đợc tăng lên.
- Trên cơ sở xuất phát từ hớng nghiên cứu này, dới sự hớng dẫn của thấy giáo hớng dẫn PGS TS Nguyễn Hồng Hải, em đã tiến hành nghiên cứu đề tài : ฀฀Nghiên cứu ảnh hởng của quá trình đông đặc đến tổ chức và cơ tính của hợp kim A356 ở trạng thái bán lỏng (sử dụng khuấy điện từ, đúc bán lỏng)฀ Phơng pháp đúc bán lỏng là một phơng pháp đúc mới, số tài liệu tiếng Việt giới thiệu chi tiết về phơng pháp này hiện có rất ít.
- Thậm chí các bài báo về lĩnh vực của công nghệ này trên thế giới còn cha đợc phong phú và tìm hiểu rõ tác động đến quá trình đông đặc của hợp kim nhôm ở trạng thái Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL bán lỏng.
- Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Phần I: Cơ sở lý thuyết ChơngI: Nhôm và hợp kim nhôm I.1 Nhụm nguyờn chất.
- I.1.1 Đặc điểm về tổ chức.
- Ở trạng thỏi ủ cú độ bền thấp nhưng rất dẻo, dễ biến dạng nguội, nhờ đú giới hạn chảy tăng lờn rất mạnh (2 đến 4 lần) và cứng lờn nhiều.
- Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Khối lượng riờng nhỏ (2,7g/cm3), khoảng bằng 1/3 của thộp.
- Để tăng tớnh chụng ăn mũn trong khớ quyển người ta làm cho lớp bảo vệ này dày lờn bằng cỏch anốt húa, nhờ nhụm và cỏc hợp kim nhụm cú thể dựng trong xõy dựng, trang trớ nội thất mà khụng cần bảo vệ.
- Tớnh dẻo rất cao, do kiểu mạng A1 rất dễ biến dạng dẻo nhất là khi kộo sợi, dõy và cỏn mỏng thành tấm, lỏ, băng, màng (foil), ộp chảy thành cỏc thanh dài với cỏc biến dạng (profile) phức tạp rất khỏc nhau.
- Nhiệt độ chảy tương đối thấp (660°C) một mặt làm dễ dàng cho nấu chảy khi đỳc, nhưng cũng làm nhụm và hợp kim khụng sử dụng được ở nhiệt độ cao hơn 300-400°C.
- Tuy nhiờn do cú kiểu biến dạng mạng A1 nờn nhụm cú hiệu ứng hoỏ bền biến dạng lớn, bởi vậy biến dạng nguội với lượng ộp khỏc nhau là biện phỏp hoỏ bền thường dựng nhụm và hợp kim nhụm.
- Trong sản xuất cơ khớ thường dựng cỏc hợp kim nhụm qua nhiệt luyện và biến dạng dẻo cú độ bền khụng thua kộm gỡ thộp cacbon.
- Nhụm nguyờn chất cũng được sử dụng nhiều làm đồ gia dụng 1.2 Hợp kim nhụm.
- Để cú độ bền cao người ta phải hợp kim hoỏ nhụm và tiến hành nhiệt luyện, vỡ thế hợp kim nhụm cú vị trớ khỏ quan trọng trong chế tạo cơ khớ và xõy dựng.
- Hỡnh 1.1: Gúc nhụm của giản đồ pha Al – Nguyờn tố hợp kim Khi đưa nguyờn tố hợp kim vào nhụm (ở trạng thỏi lỏng) thường tạo nờn giản đồ pha Al – nguyờn tố hợp kim (hỡnh 1.1).
- nguyờn tố hợp kim cú thể hoà tan vào Al tạo nờn dung dịch rắn, hoặc, khi vượt qua giới hạn hoà tan (đường CF) sẽ tạo thờm pha thứ hai (thường là hợp chất hoỏ học của hai nguyờn tố).
- Dựa vào giản đồ người ta chia hợp kim nhụm ra cỏc loại sau: Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Hợp kim nhụm biến dạng là hợp kim với hàm lượng thấp cỏc nguyờn tố hợp kim (bờn trỏi điểm C, C.
- cú tớnh dẻo tốt, dễ dàng biến dạng nguội hay núng.
- Phõn nhúm khụng hoỏ bền được bằng nhiệt luyện là loại chứa ớt hợp kim hơn (bờn trỏi điểm F), ở mọi nhiệt độ chỉ cú tổ chức là dung dịch rắn, khụng cú chuyển biến pha nờn khụng thể hoỏ bền được bằng nhiệt luyện, chỉ cú thể hoỏ bền bằng biến dạng nguội mà thụi.
- Phõn nhúm hoỏ bền được bằng nhiệt luyện là loại chứa nhiều hợp kim hơn (từ điểm F đến C hay C.
- ở nhiệt độ thường cú tổ chức hai pha (dung dịch rắn + pha thứ hai), nhưng ở nhiệt độ cao pha thứ hai hoà tan hết vào dung dịch rắn, tức cú chuyển pha, nờn ngoài biến dạng nguội cú thể hoỏ bền thờm bằng nhiệt luyện.
- Như vậy chỉ hệ hợp kim với độ hoà tan trong nhụm biến đổi mạnh theo nhiệt độ mới cú thể cú đặc tớnh này.
- Hợp kim nhụm đỳc là hợp kim với nhiều hợp kim hơn (bờn phải điểm C, C’) cú nhiệt độ chảy thấp hơn, trong tổ chức cú cựng tinh nờn tớnh đỳc cao.
- Do cú nhiều pha thứ hai (thường là hợp chất hoỏ học) hợp kim giũn hơn, khụng thể biến dạng dẻo được.
- Ngoài cỏc hợp kim sản xuất theo phương phỏp truyền thống như trờn cũn cú cỏc hợp kim nhụm được chế tạo theo phương phỏp khụng truyền thống, đú là cỏc hợp kim bột (hay thiờu kết) và hợp kim nguội nhanh.
- Tiờu chuẩn Việt Nam (TCVN) Theo TCVN1659 - 75 quy định hợp kim nhụm được ký hiệu như sau: Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Bắt đầu bằng Al, tiếp theo lần lượt cỏc ký hiệu nguyờn tố hợp kim cựng hàm lượng % (khối lượng của chỳng.
- Tiờu chuẩn Mỹ - Để ký hiệu cỏc hợp kim nhụm ngượi ta thường dựng hệ thống đỏnh số theo AA (Aluminum Association) bằng xxxx cho cỏc loại biến dạng và xxx.x cho loại đỳc, Số đầu tiờn cú cỏc ý nghĩa như trong bảng sau: TT Loại biến dạng TT Loại đỳc 1 1xxx – nhụm sạch.
- 99.0%) 1 1xx.x – nhụm thỏi sạch 2 2xxx – Al – Cu, Al – Cu – Mg 2 2xx.x – Al – Cu 3 3xxx – Al – Mn 3 3xx.x – Al – Si – Mg, Al – Si – Cu 4 4xxx – Al – Si 4 4xx.x – Al – Si 5 5xxx – Al – Mg 5 5xx.x – Al – Mg 6 6xxx – Al – Mg – Si 6 6xx.x – khụng cú 7 7xxx – Al – Zn – Mg, Al – Zn – Mg – Cu 7 7xx.x – Al – Zn 8 8xxx – Al – cỏc nguyờn tố khỏc 8 8xx.x – Al –Zn Ba số tiếp theo (xxx)được tra theo bảng trong cỏc tiờu chuẩn cụ thể Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Để ký hiệu trạng thỏi gia cụng và hoỏ bền, cỏc nước phương Tõy thường dựng cỏc ký hiệu sau: F: Trạng thỏi phụi thụ.
- H: Hoỏ bền bằng biến dạng nguội, trong đú: H1x (x từ 1 đến 9): thuần tuý biến dạng nguội với mức độ khỏc nhau H2x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ủ hồi phục, H3x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội và ổn định hoỏ, T: hoỏ bền bằng tụi + húa già, trong đú: T1 biến dạng núng, tụi, húa già tự nhiờn.
- T3: tụi, biến dạng nguội, hoỏ già tự nhiờn.
- T5: biến dạng núng, tụi, hoỏ già nhõn tạo (hai đoạn đầu giống T1).
- T8: tụi, biến dạng nguội, hoỏ già nhõn tạo, (hai đoạn đầu giống T3).
- T9: tụi, hoỏ già nhõn tạo, biến dạng nguội (hai đoạn đầu giống T6).
- Tiờu chuẩn Nga (ГOCT) Nhụm và hợp kim nhụm được ký hiệu bằng chữ và cỏc con số.
- Chẳng hạn hợp kim Al với Mn được ký hiệu AMЦ Cỏc hợp kim Đura được ký hiệu bằng chữ Д và cỏc chỉ số kốm theo.
- Những hợp kim Al và Mg được ký hiệu bằng AMГ kốm theo chỉ số.
- Luận văn cao học Học viờn: Nguyễn Quốc Tuấn Lớp: KTVL Hiện nay một phương ỏn ký hiệu hợp kim nhụm bằng tập hợp 4 số đang dần được đưa vào sử dụng.
- Số thứ nhất là số 1, chỉ số cơ sở của hợp kim nhụm.
- Số thứ hai chỉ nguyờn tố hoặc nhúm nguyờn tố hợp kim chủ yếu Quy định như sau.
- Số 1: cú nghĩa là hợp kim nhụm chứa cỏc nguyờn tố chớnh là Cu và Mg (cú thể cho thờm Fe, Ni vv.
- Số 4: cú nghĩa là hợp kim nhụm được hợp kim húa bằng cỏc nguyờn tố cú độ hũa tan trong α nhỏ như: Mn, Cr, Be, vv.
- Số 5: cú nghĩa nguyờn tố hợp kim chớnh là Mg.
- Số 6: cú nghĩa nguyờn tố hợp kim chớnh là Zn, Mg hoặc Zn, Mg, Cu.
- Hai số cuối cựng chỉ thứ tự của hợp kim.
- Riờng chữ số cuối cựng ngoài ý nghĩa chỉ thứ tự, nú cũn cho biết đú là hợp kim nhụm đỳc, hay hợp kim nhụm biến dạng.
- Nếu số này là số 0 hoặc cỏc số lẻ thỡ đú là hợp kim nhụm biến dạng, cũn cỏc hợp kim nhụm đỳc là cỏc số chẵn.
- I.3 Hợp kim nhụm biến dạng.
- 1.3.1 Hợp kim nhụm biến dạng khụng hoỏ bền được bằng nhiệt luyện: 1.3.1

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt