NGHIEN C U U - T R A O D 6 |
\/NGHIEN CCfU HAN AP LUC THEP V6l NHOM VA HCfP KIM NHOM
• PGS.TS.Ha Minh Hung,' Th.S. NCS. Nguyen Van Tien, 'Th.S. Nguyin Van Nam ' Th.S. Phan SI Dung
' Vien Nghien cdu Cd khi - Bd Cdng ThUdng, ^TrUdng Dai hpc Sao Dd, ^TrUdng Cao dang nghe Viet Han
TOM TAT
Bdi bdo trinh bdy mot sd ket qud nghien cUu cd sd ly thuyet, thUc nghiem hdn nhdm vd hdp kim nhdm vdi thep bdng cdng nghe gia cdng dp lUc tien tien nhU: hdn ma sdt d trang thdi ran; hdn bdn long trong ket cdu thdng qua vat lieu 3 ldp trung gian; hdn nd. Ndi dung chinh de cap den ket qud nghien cUu dien hinh d ngodi nUdc ve dnh hUdng ciia nhiet do hdn, tdc do hdn den chdt lUdng mdi hdn kit cdu thdng qua chi tieu do ben bdm dinh vd cdu true ldp mdng mdng lien kim loai giUa 2 ldp bimetal thep - hdp kim nhdm sU dung trong cdng nghiep ddng tau bien, nhan dUdc bdng cdc phUdngphdp hdn khdc nhau. Ngodi ra, cdn trich ddn mdt sd ket qua nghien cUu thUc nghiem hdn no tao phdi vat lieu bimetal thep 08Kn - hdp kim nhdm ACM, A06-1 Idm bac trUdt dgng cd d td. TU dd xdc dinh muc tieu, gidi han pham vi nghien cUu phdt trien cho cdc de tdi ludn dn cua nghien cdu sinh phit hdp vdi dieu kien thUc tiin d Viet Nam hien nay tai Vien Nghien cUu Cd khi.
l . D A T V A N D E
Ket qua nghien cuu ban ma sat ndi cac dng nhdm va hop kim nhdm vdi dng thep da dupc de cap den trong mdt sd cdng trinh d ngoai nude [1,7] cd the dupc tham khao de lam rd ca che va kha nang hinh thanh lien ket kim loai giira cac vat lieu cd ca ly tinh khac nhau va dinh hudng lira chpn mien bien thien cua thdng sd cdng nghe ban thich hop, dam bao chat lupng mdi ban tdt va han che den muc tdi thieu cac ldp mang lien kim loai he Fe - AI. Trong cdng trinh nghien cuu [2] tac gia da de xuat cdng nghe han nd ket hop vdi phuang phap can dinh tao ldp Idt trung gian AI de tao phdi vat lieu bimetal chiu mdn he thep 08Kn - ACM(A06-1) lam bac trupt ddng CO d td cdng suat den 200 ma lire trong dieu kien Viet Nam va dua ra md hinh toan hpc du bao dp ben bam dinh 2 ldp bimetal thep - hpp kim nhdm phu thudc vao che dp han nd. Ddng thdi tac gia cdng trinh [5] da de cap den van de danh gia chat lupng vat lieu bimetal thep 08Kn - ACM sau ban nd thdng qua nghien cuu khao sat cau tnic te vi bien gidi lien ket kim loai giua 2 ldp thep va hop kim nhdm ACM tai Hpi thao qudc te Viet - Due ve Khoa hpc Cdng ngh? vat li^u td chue tai Ha Ndi (thang 3/2009).
Tuy nhien, nhiing ket qua thuc nghiem khdi dau cho hudng nghien cuu cdng nghe tao phdi vat lieu bi- metal va hop kim nhieu ldp tu AI, ACM vdi nen thep cac bon thap mdi chi dung lai d quy md phdng thi nghiem va pildt thu nghiem quy md nhd. Trong mdt sd cdng trinh khoa hpc [3,4] mdi dupc cdng bd gan day cua nhdm nghien ciiu ung dung cac cdng nghe tien tien de che tao vat lieu hpp kim nhieu ldp, trong dd cd bimetal thep - nhdm nham he thdng hda cac van de ca sd ly thuyet va thuc nghiem trong dieu kien d Viet Nam hien cdn rat it cdng trinh cdng bd chuyen sau do hien cd nhieu ban che ve trang thiet bi thi nghiem, kinh phi thuc hien va cap nhat thdng tin ky thuat trong ITnh vuc nay. Nhirng thdng tin truy cap tren mang cung chi mang tinh chat quang ba chao ban cdng nghe, chua du ca sd khoa hpc de cac nha doanh nghiep lira chpn su dung vat lieu bimetal (2 ldp) hoac trimetal (3 ldp) dung va cd hieu qua kinh tk trong nhieu ITnh vuc ky thuat cdng nghe hien dai. Vi thi, viec nghien cuu he thdng hda co sd ly thuydt va ket qua thuc nghiem theo hudng ung dung cac phuang phap ban dudi ap lire va ket hop ban nd vdi gia cdng ap lire d nude ta hien nay la cd y nghTa khoa hpc va thuc tien trong san xuat vat lieu hop kim nhieu ldp thep - nhdm (hpp kim nhdm).
TAP CHf CO KHf VIET NAM
•
Sd8(Thang8nam2011)NGHIEN CLPU - TRAO OOl
2. KHAI QUAT MOT SO CONG NGHE HAN AP LUC THEP V 6 l NHOM, HOP KIM NHOM 2.1. Han ma sat du-di ap lye
Do dac tinh cdng nghe kem, viec ban ndng chay nhdm vdi thep rat khd khan, nen da tao dieu kien cho nhieu phuang phap nghien ciiu han cap vat lieu nay d trang thai ran va trd thanh mpt hudng cdng nghe tao lien ket kim loai giiia chung trong che tao nhieu chi tiet may quan trpng. Rabkin D.
M. va Rjabov V. R. da trich dan ket qua nghien cuu cua Hofman khi can nem bang each su dung mat cdn nghieng de tang be mat tiep xuc va tao ldp phu be mat bang kem tren cac mat nem dd [1]. Mau thi nghiem dupc nung ndng den 500 -^ 600°C va ep nhdm d trang thai ngudi vao cdn nem, thudng dung de che tao cac ndi dng han nem trong chan khdng theo de xuat cua nhdm nghien cuu tai Vien Luyen kim mang ten Baikov (Vien Han lam Khoa hpc Nga). Kazakov N. F. da nghien cuu dpng hpc qua trinh hinh thanh lien ket kim loai khi ban khuech tan thep vdi nhdm va su anh hudng cua cac nguyen td hpp kim hda tdi ca tinh mdi ban. Cdng nghe theo de xuat cua Bausinger F. R. va Tylecote R. F. cd su dung ldp phu bang Ni va W, dng nhdm dudi ap lire ep 210 - 310 Pa va d nhiet dp 425 - 4950C trong thdi gian 1 ^ 10 phut dupc han trong mdi trudng chan khdng hoac khi acgdng vdi dng thep da duac phu mpt ldp Ni hoac W. Nhiet dp ban ludn phai giii thap ban nhiet dp hinh thanh cung tich W-Al. Khi thu keo d nhiet dp phdng dp ben bam dinh 2 ldp bimetal dam bao o,, = 232 - 240 MPa, cdn d 400OC la o^ = 140 - 180 MPa. Tren hinh 1 thg hien sa dd nguyen ly ban ap lire hpp kim nhdm magie AMr3 vdi thep crdm-niken bang phuang phap ep dun d trang thai ngudi vdi ap lire Idn nhat tren dau chay ep la 2.305 N theo de xuat cua Gritxenko A. R, Shecta- kov A. I., Ermolenko O. E. va Gumm P., Ruge I.
Phuang phap ban khuech tan, ban sieu am, han ma sat cho phep nhan dupc lien ket kim loai trong mdi ban nhd nhiet nang sinh ra va ap lire cao ma khdng lam ndng chay kim loai nen, cd the dam bao dp ben tuang duong dp ben cua kim loai nen. Gan day cdng nghe ban ma sat cd xu hudng ling dung kha tdt de nhan dupc vat lieu bimetal va hop kim nhieu ldp trong cdng nghiep. Tuy nhien, mpt trong cac thdng TAP CHf CO KHf VIET NAM
•
Sd8sd chinh cua qua trinh ban la nhiet dp vung tiep xuc ban khdng cho true tiep va khdng dieu khien duac, ma nd la ket qua thu cap cua cac yeu td cdng nghe khac. Dieu dd lam phiic tap hda bai toan tdi uu hda cdng nghe ban tiep xuc ddi vdi nhieu cap vat lieu kim loai khac nhau. Nhdm nghien cuu Potapov Ju.
D., Trutnhev V. V., Jakushin A. F. da de xuat mdt sd che dp thich hop va phuang phap dieu khien nhiet dp ban tiep xuc ddi vdi nhieu kim loai khac nhau [1].
Phan tich chu ky nhiet vung tiep xuc khi ban ma sat ddi vdi cap vat lieu thep 12XI8H10T va nhdm AJ},1 a cac che dp thudng dung, nhan thay qua trinh ban xay ra hau nhu trong dieu kien dang nhiet va dac trung bdi nhiet dp ban tuang ddi cao.
D4U tien, nhiet dp tang dot bien den gia tri gan bang nhiet dp ndng chay cua kim loai de ndng chay hem va trd nen khdng ddi d muc dd trong toan bd qua trinh ma sat. Su thay ddi ap suat khi nung khdng gay anh hudng tdi dac tinh chu ky nhiet, ma dan tdi sir thay ddi gradient gia tang nhiet dp d giai doan dau qua trinh han va chi lam thay ddi khdng Idn nhiet dp tdi da. Khi ban ma sat nhdm vdi thep d sd vdng quay 960 vg/ph va ap lire 20 MPa nhiet dp d mdi han tiep xuc tang nhanh tdi 630°C. Tang ap lire den 50 MPa dan tdi giam nhiet dp ban tdi da trong mdi ban xudng chi cdn 25 °C. Cac chu ky nhiet tuang tu, dac trung cho nhiet dp tdi ban cao nhat ciing nhan duac ddi vdi cac cap vat lieu khac. Vi du nhu: khi han hop kim nhdm AMr6 vdi thep 12X18H10T dudi ap sudt 20 MPa nhiet dp toi da dat 570OC, cdn khi ap su§t bang 50 MPa thi nd bing 550°C. Nguyen nhan tinh ban khac nhau khi han ma sat dupc giai thich nhu sau: thdi gian cua giai doan an (laten) khi nhdm A/11 tuang tac vdi thep 12X18H10T d nhiet dp ddO^C (gan vdi nhiet dp tang len trong mdi ban ma sat) la 100 ^ 120s va cao han dang ke so vdi tdng thdi gian cua ca qua trinh han. Cac thdng sd cdng nghe ban trong trudng hop nay dupc gidi ban chu yeu bdi qua trinh hinh thanh lien ket kim loai tren be mat tiep xuc hai ldp vat lieu ban. Dieu dd cd nghTa la cac gia tri lua chpn cua cac thdng sd cdng nghe ban ma sat phai dam bao sao cho nhan duac nhiet dp va bi6n dang deo du de kich boat be mat tiep xuc ban nhu ket luan cua nhdm nghien cuu Nikiforov G. D., Djachenko V. V., Orlov B. D.[l].
Viec lira chpn gidi ban bien khoang thay ddi (Thang 8 nam 2011)
NGHIEN C U U - T R A O D 6 |
cac thdng sd cdng nghe khi ban ma sat nhi^u cap vat lieu kim loai khac nhau dupc quy dinh bdi qua trinh hinh thanh cac pha gidn, phai duac chu y hang d4u.
Nhiet dp khi ban ma sat hap kim nhdm AMr6 vdi thep 12X18H10T la khdng cho phep cao ban nhiet dp tdi ban. Su cd mat cua magie (Mg) trong hop kim AMr6 lam boat hda manh qua trinh hinh thanh cac lien kim loai va giam manh thdi gian cua giai doan an trong qua trinh ban ma sat. Chi vdi 2 % kh.l.Mg trong hap kim nhdm d nhiet dp 525°C thi hku nhu khdng tdn tai giai doan an, vi vay khi ban hop kim nhdm AMr6 vdi thep 12X18H10T can phai dam bao nhiet dp trong mdi ban ludn d dudi miic 500°C.
Nhiet dp trong mdi ban ma sat hap kim nhdm AMr6 vdi thep 12X18H10T gan vdi nhiet dp dudng pha Idng cua hop kim AMr6, d dd ca che bien dang cua nd thay ddi va xay ra theo hinh thuc trupt giiia cac bien gidi hat tinh the. Khi dd khdng tao ra dupc du mat dp lech mang tren be mat tiep xuc han giira 2 ldp. Dac diem thay ddi bien dang ddng vai trd quan trpng khi ban ma sat cac hpp kim AMr6 - AMr6, AMr6 - AJ^l. Kinh nghiem thuc tien cho thay khi ban ma sat hop kim nhdm A/1,1 vdi AMr6 khd hem nhieu so vdi ban A/ll vdi thep 12X18H10T.
Trong cdng trinh nghien ciiu cua Potapov Ju. D. va ddng nghiep da chi rd khi ban ma sat cac kim loai khd ban vdi nhau thi nhiet dp can thiet se nhan dupc trong mdi ban bang each thay ddi tan sd quay cua phdi ban nay so vdi phdi kim loai ban kia. Tren hinh 2 la ket qua thuc nghiem do nhiet dp tdi da trong mdi ban ma sat ndi dau day cd dudng kinh 30 mm: A/^l - 12X18H10T (dudng cong 1);
AMr6 - 12X18H10T (dudng cong 2); AJXl - (Cu + 20%Ni) (dudng cong 3) d ap lire p = 20 MPa; hop kim BTl-Ml (dudng cong 4); BT1+ 12X18H10T (dudng cong 5) d ap lire p = 50 MPa va sd vdng quay khac nhau cua true chinh kep phdi ban. Khi ma sat cac cap vat lieu Ti - Cu, Ti - thep, AI - Cu vdi tan sd quay 1000 ^ 2000 vdng /phut nhiet dp tdi da trong mdi ban ma sat chi dung d muc hinh thanh cac cung tinh. Khi ma sat cung d tdc dp quay nhu vay dd han thep 12X18H1OT vdi nhdm AJllvahap kim nhdm AMr6 nhiet dp tdi da trong mdi ban chi tien tdi gan bang nhiet dp ndng chay cua nhdm va hop kim nhdm tuang ung [ 1 ]. Cac ket qua nhan dupc cua Potapov Ju. D. va dong nghiep cho thay: Khi thanh lap cdng nghe ban ma sat cac kim loai khd ban vdi
nhau, de tranh sir xuat hien trong mdi ban cac pha trung gian gidn, tdt nhat nen chpn sd vdng quay vat ban d miic thap (dudi 1000 vdng/phut). Dp ben bam dinh 2 ldp bimetal thep - nhdm theo be mat try nhan dupc se d muc cao. Lien ket bimetal theo mat tam phang nhan dupc bang each ban ma sat mat dau tren may tien vdi sd vdng quay n = 1000 vdng/phut (hinh 3 a). Ma sat theo be mat tiep xuc AA dan den nung ndng mau, lam giam gidi ban chay va tinh deo khi bien dang cua chung. Sau khi ep nen vdi bien dang tdng 10-^15 mm dudi tai trpng dpc true trong thdi gian mdt vai phan mudi giay, lien ket bimetal theo be mat tru nhan dupc bang each ep vao mdt doan sau 40 -^ 45 mm tren may tien bang chay thep tien vao phdi nhdm dac (hinh 2b). Thu tu cac thao tac gidng nhu khi ban ndi dau. Chat lupng bam dinh cua thep vdi nhdm dupc xac dinh bang each thu keo pha buy mau, nghien ciiu khao sat td chue te vi va dp cung te vi vung bien gidi trong mdi ban 2 ldp kim loai. Khi thu keo, vet pha buy thudng xay ra theo ldp nhdm, dieu dd chiing td rang dp ben bam dinh 2 ldp kim loai ban Idn ban dp ben kim loai mem ban, ciing nhu khdng cd (hoac rat it) cac lien kim loai gidn tren bien gidi 2 ldp. Dp cung cua ldp kim loai mem ban (AI) va Cling hem (CT.3) d vung lan can bien gidi 2 ldp cd tang len dang ke so vdi d trang thai trudc khi ban ma sat.
Ngoai cdng nghe ban ma sat ra, ban khuech tan ciing cho phep nhan dupc nhieu chi tiet bimetal tu nhung kim loai khac nhau, tuy nhien, nhupc diem chinh la d chd pham vi su dung cua ciia phucmg phap nay tuong ddi hep vi do cd ban che ve hinh dang cac phan kit ciu ban (thanh, day, dng, tdm...). Phuong phap ban nhdm vdi thep bang cdng nghe can dinh bimetal dupc ling dung phd bien bang each bien dang ddng thdi cac ldp vat lieu ban. Bimetal la nhdm vat lieu cdng nghiep ddc lap cho phep td hop cac tinh chat ndi trdi cua cac kim loai cdu thanh (dp deo dai cao ddng thdi vdi trd khang ehdng tac ddng cua mdi trudng boat tinh cao, dp bin cao, dp dan dien tdt,...). Ket cau han tu nhimg kim loai khac nhau trong trudng hop cd su dung chi tiet trung gian tu 2 hoac nhieu ldp vat lieu tuong ung vdi vat lieu ban ket cdu. Nhu vay, cd the ban cac kim loai ddng chdt (vi du nhu: AI vdi ldp AI, thep vdi ldp thep tren tdm bimetal trung gian), dieu dd lam don gian hda tiln trinh cdng nghe han va md rdng pham vi ung dung bimetal trong cac ket cau han cu the [1 ]
TAP CHf CO KHf VIET NAM
•
s6 8(Thang8nam2011) ^NGHIEN CU'U - TRAO D 6 |
2.2. Han ket cau thep vol hop kim nhom do ben cao thong qua chi tiet trung gian 3 Idrp
Theo cac nha nghien ciiu Okerblom N. O., Razdui F. I., Sitalov V. R, Wilmarth C, Dudovicz W. thi neu chpn diing kich thudc hinh hpc va che dp ban ndi vao ket cau thdng qua chi tiet lam bang vat lieu han trung gian (bimetal thep - nhdm) da dupc su dung rat rdng rai khi ban ket cau tu cac kim loai khac nhau se dam bao tdt kha nang lam viec cua mdi ban trong dieu kien tai trpng nhiet thay ddi theo chu ky va d nhiet dp cao. B.von Kuber da de cap den viec hang
"Kaizer aliminium chemicle corporation" cua Due de xuat phuang phap che tao cac tam vat lieu bimetal cd kich thudc hinh hpc (chieu day x dai x rdng) tuy theo y mudn [1].
Tren hinh 4 la nhung phuong an phd bien dupc ling dung de ban nhdm vdi thep thdng qua vat lieu bimetal trung gian, trong dd cd ca ban ndi cac dudng dng. Han ndi dng nhdm vdi dng thep thdng qua chi tiet trung gian la bimetal thep - nhdm dupc nghien ciiu trong cdng trinh cua nha nghien ciiu Bausinger F. R., trong dd nhan manh tinh hieu qua su dung cac ket cau thep - nhdm trong ky thuat nhiet lanh d dieu kien thudng va ca trong cac he thdng van tai. Su dung vat lieu bimetal thep - nhdm lam chi tiet trung gian la mdt giai phap tuong ddi don gian de ban ket cau nhdm vdi thep, tuy nhien, tuy thupc vao ty le chieu day va kich thudc binh hpc cua nd ma can phai chu y den kha nang nung ndng qua nhiet, Cling nhu phai tuan thu dung quy trinh ban nhu de xuat cua Alechander R. va Rjabov V. P. Hien nay d Nga ngudi ta san xuat vdi quy md cdng nghiep hai loai vat lieu bimetal nhdm - thep su dung rat tdt cho viec ban ket cau: bimetal hgp kim AMr6 - thep 12X18H10T (theo Tieu chudn nganh TY 1-9-1-71) va bimetal sat-armko - hop kim AMr5 theo cdng nghe de xuat cua Lukashkin N. D., Miklashevich E.
M., Kondakov B. P. Dp ben bam dinh 2 ldp trung binh cua vat lieu bimetal hop kim AMr6 - thep
12X18H10T la 104 - 152 MPa, cao ban nhilu so vdi bimetal sat-armko - hap kim AMr5 la 71 -^130 MPa vdi dp dn dinh cao cua cac chi sd dd. Vi the, bimetal hop kim AMr6 - thep 12X18H10T tdt nhdt nen su dung trong cac ket cau ban tu nhdm va thep cd yeu cau ky thuat cao nhu: de ban vd cac thiet bi bay, che tao bdn chiia cac dung dich hoat tinh hda
hpc,...[l].
Anh hudng cua che dp ban bang hd quang dien trong mdi trudng acgdng tdi dp ben bam dinh bimetal thep 12X18H10T - hop kim nhdm AMr6 dupc quy dinh bdi nhiing gia tri khac nhau cua nang lupng quy udc tinh cho mdt don vi chieu dai mdi ban va tdc dp ban. Ddi vdi bimetal thep 12X18H10T - AMr6 cd tdng chieu day bang 12 mm vdi ty le 1:1 thi neu vupt qua gia tri tdi ban cua ddng dien I^ = 275 -^ 285A va tdc dp han vh = 5,5 m/s se dan tdi hinh thanh ldp mang lien kim loai Idn. Neu chpn che dp ban vdi nang lupng quy udc W = 4000 J/cm thi dp ben bam dinh hau nhu khdng thay ddi so vdi gia tri ban dau cua vat lieu trudc khi ban, cdn neu Idn hon muc nang lupng dd thi dp ben bam dinh giam dot bien.
Trinh tu ban tdi uu nhat khi ban ket cau nhdm vdi thep cd su dung chi tiet bimetal trung gian la: Han nhdm vdi ldp AI tren chi tiet bimetal, sau dd ban thep vdi ldp thep tren chi tiet bimetal. Bang thuc nghiem theo phuong an nay da tien hanh thi nghiem ban nhieu cap vat lieu khac nhau va xac dinh ca tinh mdi ban ket cau nhdm - thep, sir dung chi tiet trung gian bang vat lieu bimetal 12X18H10T - AMr6 va sat-armko - AMr6 cd tdng chieu day cua 2 ldp AI va Fe la 8 -^ 10 mm, vdi ty le 1:1. Khi su dung mau tu phia ldp hop kim nhdm AMr6 cua chi tiet trung gian dung phuong phap ban hd quang dien trong mdi trudng bao ve bang acgdng bdi dien cue ban W, cdn tu phia ldp thep - ban tu ddng trong mdi trudng khi C02. Bimetal thep - hop kim nhdm cd dp ben bam dinh 2 ldp d trang thai tTnh va dp ben mdi d muc cao, dieu dd cho phep su dung chung nhu vat lieu trung gian khi ban ket cau tu thep va hpp kim nhdm dp ben cao, lam viec trong dieu kien tai trpng tlnh va tai trpng cd rung ddng. Tdng hop cac phuong an lap ghep va che dp ban de nang cao nhu tinh cdng nghe che tao cac ket cau tren tau bien so vdi phuang phap keo dan hoac dinh tan trudc day dupc de cap trong cdng trinh [1,3]
2 l TAP CHf CO KHf VIET NAM
•
Sd 8 (Thang 8 nam 2011)NGHIEN C U U - T R A O OOl
4 1 2
W^ u^
Vy A
^ 1
WO 100
Hinh I: Sa do hdn ma sdt bimetal theo mat phang (a) vd mat tru (b) [I J:
1 - mdu AI; 2 - mdu thep; 3 - dau cap dung cu; 4 - Mam cap mdy tien.
AIMg3 - ^ ^
1/ %
02X18H9 - JJ^ i
J>-2i.ru
^g
W I
m
01 H.5:i'
Hinh 2: Hdn nhom vai thep dudi dp luc a trgng thdi ngudi (hdn ma sdt) [1]
1000
500
O
1 / 0
1 //'^^
t
— / _ 1
5 4 3
—f- 2
500 1000 1500 2000 n,v/ph
Hinh 3: Nhiet do toi da
khi hdn ma sdt cdc kim loai khdc nhau [1]
Thep
17/ ep
^ ^
Thep
Th ep .il
A
^ V ^ OngAl Thep
h)
.f)
Hinh 4. Hdn nhom vdi thep thong qua vdt lieu bi- metal trung gian flj:
a - vat lieu hgp kim 2 lap (bimetal) hoac 3 lap (tri- metal);
b - kit cdu hdn ddm tit 2 phia;
c - kit cdu hdn ndi ddu tiep xiic;
d- hdn ddm mgt phia viri tudng dung;
e - hdn ddm tie 2 phia tren mat ngang;
g - hdn ndi ddu ong;
h - hdn ndi bdng ludi vo ong vd cdc ong trao ddi nhi^t
TAP CHf CO KHf VIET NAM
•
Sd8(Thang8nam2011)NGHIEN CU'U - TRAO D O I
2.3. Han bang nang lirgrng no
Theo Deribas A. A. va Jefferson T. B. da chi ra bang phuong phap ban bang nang lupng nd cdng nhan dupc lien ket kim loai giiia AI va thep rat tdt, neu su dung ldp Idt thu 3 tren be mat ldp thep de ban che hinh thanh cac lien kim loai gidn trong mdi ban.
Cdng nghe ban nd ket hop vdi can chinh hinh cho phep giam gia thanh che tao va tiet kiem cac kim loai quy hiem dat tien nhd diem dac trung nhat cua nd la cd kha nang ban cac ket cau cd kich thudc Idn trong cac nganh cdng nghiep che tao may, xay dung cdng trinh, ddng tau bien [ 2 ^ 6 ] . Minh chung cho quan diem tren da dupc tac gia cdng trinh nghien cuu ung dung cdng nghe ban nd ket hpp vdi can dieu chinh kich thudc chieu day bang bimetal thep 08Kn - hop kim nhdm ACM, thep 08Kn - hop kim nhdm A06-
1 de che tao bac trupt ddng ca d td IFA-W50 (Due) va DESOTO-P354 (My), cdng bd tai Trudng Dai hpc Thep va Hop kim Matxccrva (Lien Bang Nga) [2].
Ngoai sir anh hudng dang ke cua cac thdng sd nd quy dinh bdi ty le khdi lupng thudc nd so vdi khdi lupng tam kim loai ban (r = mTN/ml) va ty le giiia khe hd ban vdi chieu day tam kim loai ban (b = by 5,), thi muc chat lupng lam sach be mat dxit tren 2 tam kim loai trudc khi ban nd cung cd anh hudng manh tdi dp ben bam dinh bimetal sau ban nd. Ket qua thu pha buy mau bimetal thep - hpp kim nhdm chiu mdn ndi tren theo phucmg phap keo diit cho thay: dp ben bam dinh hai ldp vat lieu thep va hop kim nhdm cd gia tri cao nhat
nhan dupc d nhung che dp ban cac be mat tiep xuc tren 2 tam kim loai tdt nhat (chat lupng lam sach trudc khi nd tdt nhdt, ky hieu la R2q„= +1): o^^, = 85,33 -
117,43 MPa. Khi cac be mat tiep xuc dd chi dat yeu cau tdi thieu (chat lupng kem nhat: R^ ^= -1) dp ben bam dinh hai ldp dat a ^ , = 68,46 - 88,33 MPa. NIU chat lupng lam sach cac be mat tiep xuc ban nd chi d miic trung binh (R^ ^ = 0) thi dp ben bam dinh hai ldp dat a^2=o = 81,8-114,63 MPa. NIU idy gia tri trung binh trong cac Id thi nghiem vdi muc chat lupng lam sach be mat tiep xuc ban nd khac nhau thi dp ben bam dinh 2 ldp bimetal thep - hpp kim nhdm vdi dieu kien (R, = l)/(Rzq.u.= +1) chi dat: o^., = 0,7732. a RZ+l , cdn vdi dieu kien (R = 0)/(R =-i-l) thi chi dat Z q.u. Z q.u.
^Rz=o ~ 0,9687. a^^i Dieu dd chiing td cac mau thi nghiem han nd vdi R, = 0 va R,, = -i-l cd do ben
° • Z q.u. , L q.u.
bam dinh 2 ldp cao ban dang ke so vdi khi R, = -1.
'^ '-' Zq.u.
Dd thi anh hudng ciia gdc va dap tinh toan den dp ben bam dinh 2 ldp bimetal thep - hop kim nhdm cho tren hinh 4 minh chiing rd cho cac ket qua thuc nghiem nhan dupc [2]. Ket qua tinh toan md hinh toan hpc thuc nghiem trong cdng trinh [2] md phdng quan he giiia dp ben bam dinh 2 ldp vat lieu bimetal thep - hop kim nhdm chiu mdn phu thupc vao 3 thdng sd chinh r, h, R nhu sau:
O^ J (r,h,Rz) = (11,9770,9456) - (0,6333 ± 0,2045).r - (9,2129 ± 0,223).h + (1,1865 ± 0,0271).R^ (1)
Tu bieu thuc (1) ta thay rd khi chat lupng lam sach be mat tiep xuc ban nd cua 2 ldp kim loai tang thi dp ben bam dinh vat lieu bimetal tang ty le thuan, cdn khi tang cac thdng sd r va h thi a^ ^ giam, trong dd anh hudng cua thdng sd h manh hon thdng sd r. Dieu dd dupc giai thich bdi do cd hinh thanh nhieu doan hop chat lien kim loai he Fe - AI cue bd hoac ldp mang hop chat cd chieu day Idn dan len tren bien gidi 2 ldp.
Tren cac hinh 5 ^ 7 la anh chup td chiic te vi tai bien gidi lien ket kim loai giira hai ldp thep 08Kn va hop kim nhdm chiu mdn ACM (he hop kim AI - Sb - Mg cd thanh phan hda hpc % theo khdi luong: [4,5 -^ 5,5
% Sb; 0,3 - 0,7 %'Mg; cdn lai - AI]) tren kinh hiln vi quang hpc, ban nd d 3 che dp nd khac nhau. Ta nhan thay rd rang cung mpt tdc dp di chuyen cua diem tiep xuc va dap khi ban nd nhu nhau (V^ = D = 3530 m/s, ap suat nd P = 7,5 GPa) thi kich thudc cac lien kim loai cue bd (hoac ldp mang hpp chat) tren bien gidi lien ket 2 ldp bimetal tang ty le thuan vdi chieu tang cua thdng sd r, tuc la dp ben bam dinh 2 ldp se giam ty le thuan vdi chieu tang cua r [5].
Cdng trinh nghien ciiu thuc nghiem ling dung nang lupng nd de che tao vat lieu trimetal thep CT.3(08Kn) - nhdm 1050 - hop kim nhdm 5083 [4]
dung lam chi tiet trung gian cho ban ket cau giira thep va hpp kim nhdm dp ben cao, trong dd cd ket cau tren tdu bien (hinh 8 & 9). Mau vat lieu trimetal sau ban nd dupc can chinh hinh d trang thai ngudi cd dang udn cong vdi cac ldp nhdm 1050 + hop kim nhdm 5083 loi ra phia ngoai va phdng theo ket cau cua md hinh thi nghiem nghien ciiu ban ket cau vd tau bang thep vdi vach ngan bang hop kim nhdm dp ben cao d phia trong (hinh 9), dieu dd chung td da cd mdi lien ket kim loai giiia 3 ldp rat tdt.
TAP CHf CO KHI VIET NAM
•
Sd 8 (Thang 8 nam 2011)NGHIEN C U U - T R A O OOl
Ket qua nghien ciiu khao sat td chiic te vi vung bien gidi lien ket giiia cac ldp kim loai tren mau thi nghiem trimetal thep CT.3 - nhdm 1050 - hop kim nhdm 5083 sau ban nd dupc cho tren cac hinh 10 ^ 13. Tu dd ta nhan thay: bien gidi lien ket 2 ldp kim loai nhdm 1050 - hpp kim nhdm 5083 cd tinh chat dac trung dang sdng am cua mdi ban nd vdi bien dp sdng khdng Idn, khdng cd ldp mang mdng tap chat (hinh 10), hoac chi ngam mdt it hap chat ndng chay dang lien kim loai cue bd vdi ty le khdng dang ke so vdi chieu dai mau khao sat (hinh 11).
thep - hpp kim nhdm dp ben cao phuc vu dl tai Luan an Tien sT Ky thuat theo chuyen nganh "Cdng nghe tao hinh vat lieu" cua cac nghien cuu sinh tai Vien Nghien ciiu Ca khi. •
TAI LIEU THAM KHAO:
[1]. PflGoB B. P. (1983): "CfiapKa aniOMHHHa H ero cnjiasoB c apyPHMH MexajiJiaMH", Hsflar. "HayKOBa ayMKa" KHCB, 263 cxp.;
3. KET LUAN
1) Trong cdng trinh nay da he thdng hda mdt sd ket qua nghien cuu ly thuyet va thuc nghiem ban nhdm va hop kim nhdm vdi thep ngoai nude bang cdng nghe ban ma sat, ban thdng qua vat lieu trung gian 3 ldp, ban nd de che tao vat lieu trimetal thep - nhdm - hpp kim nhdm dp ben cao trong cdng nghiep ddng tau thuy, ket cau cdng trinh sieu nhe, lam ca sd khoa hpc cho viec lira chpn cdng nghe va che dp ban thich hop ddi vdi tung dieu kien ky thuat sii dung trong cdng nghiep;
2) Da tdng hpp mdt sd ket qua nghien ciiu thuc nghiem ung dung cdng nghe ban nd de tao phdi vat lieu td hpp nhieu ldp thep - nhdm - hpp kim nhdm trong dieu kien Viet Nam nhu: bimetal thep 08Kn - hpp kim nhdm ACM (A06-1), trimetal thep CT.3(08s) - nhdm 1050 - hop kim nhdm 5083 frong pham vi dieu chinh cua cac thdng sd ban nd chu yeu nhu: r; h; R, ; C lam ca sd khoa hoc cho viec xac dinh muc tieu, gidi ban nghien cuu sau ve vat lieu tri- metal su dung lam chi tiet trung gian trong ban ket cau
[2]. Xa MHHB XyHF (1991):"Pa3pa6oTKa H BHeapeHHe npoMbiLUJieHHOH TexHOJiorHH nojiyHCHHa BspwBOM
aHTH(J)pHKUHOHHMX K0Mn03HLlH0HHbIX MaTCpHajlOB JJia
noaiuHnHHKOB CKOJibJKeHHa", M H C H C , JHCC. KaHaHaaxa xexH.
HayK , MocKBa , 269 crp.;
[3]. Ha Minh Hiing, Luang Van Tien (2008):"Vat lieu to hop thep - nhom - hop kim nhom dung trong cong nghiep dong tau thuy", Bao cao khoa hpc tai Hpi thao khoa hpc toan quoc
"Cong nghe vat Heu va be mat", (Thai Nguyen 20081, Tap chi Khoa hpc va Cong nghe so 4 (48), Tap 2, trang 57-67;
[4]. Luang Van Tien, Ha Minh Hung va cac tac gia (2009):"Nghien cihi che tao vat lieu to hop thep 08s+ hap kim nhom AMr6 dung trong han ket cau" Truong Cao dang Cong nghiep va Xay dung, Bao cao tong ket de tai NCKH cap Bp Cong Thuong nam 2009;
[5]. Ha Minh Hung, Phan Sy Dung (2009):"Nghien ciru t6 chue te vi bien giai hai lap vat lieu bimetal thep 08Kn - hpfp kim nhom ACM", Bao cao khoa hpc tai Hpi thao quoc te Viet - Due Khoa hpc va Cong nghe vat lieu, Ha Npi, thang 3/2009, Toan tap, trang 118-128;
[6]. Luang Van Ti6n (2011): "Nghien ciru cong nghe che tao vat lieu to hop thep - hpp kim nhom diing trong cong nghiep dong tiu thuy",Vien Nghien ciru Co khi, Luan an Tien sT Ky thuat, Ha Npi.
H.K. AI
0.28 0.30 Yi; rad
Hinh 4; Anh huong cua gdc va ddp khi hdn nd y^ vai v^
= 3.530 m/s tdi dg ben bdm dinh hai lap bimetal thep 08 Kn-ACM theo [2]
TAP CHf C O KHf VIET NAM
Hinh 5 : Td chirc hien gidi 2 lap bimetal thep 08Kn -ACM(v,. = 3.530m/s; r = 1.4) [5/
•
Sd8(Thang8nam2011)NGHIEN C U U - T R A O 001
Hinh 6 : To chirc hien gioi 2 h'rp bimetal thep (ISKn - .4CM (v^ = 3.530 m/s; r = 1.6) [5]
Hinh iS: Thi nghiem han nu che iao vdl lieu id hap 3 l&p: trimetal thep CT.3 - nhdm 1050 - hap kim nhdm
50(S3 lai tniirng no Quang Ninh /4J
Al-i-Al'-Mg Hinh 10: To chiic te vi tren hien gidi 2 ldp thep CT.3 -
nhom .AI 1050 tren mau trimetal <(Ui hau no [6]
Hinh 12: Td chue te vi tren bien gidi 2 lap thep CT.3 nhdm AI 1050 tren mdu trimetal sau hdn nd [6]
Hinh 7 To chue hien gidi 2 ldp bimetal thep
OSKn-AC.\f(v^ = 3.530 m/s; r = 1.8) [5]
I
Hinh 9: Mdu vdl lieu trimetal thep CT.3 - nhom 1050 - hap kim nhdm 5083 sau hcin nd vd cdn tao hinh ehi tiel Irung gian diing cho hdn ket cdu thep - hgp kim
nhdm do hen cao Iren mo hinh thi mihiem
Hinh IT. To chiic te vi tren bien gidi 2 ldp nhom AI 1050 - hop kim nhom 5083 tren mdu trimetal sau hdn no [6]
TAP CHf CO KHf VIET NAM • ; •
Hinh 13: Td chue te vi tren bien gidi 2 lap nhdm Al 1050 hop kim nhdm 5083 lien mdu Irimetal
sail hdn no [6]
Sd 8 (Thang S nam 2011)
