Ảnh hưởng lớp phủ bề mặt đến độ bền mỏi chi tiết máy dạng trụ - Luận án Nguyễn Vĩnh Phối

Luận án tiến sĩ phân tích lực ngắn mạch tổng hợp trong máy biến áp khô với lõi thép vô định hình, xem xét ảnh hưởng của phân bố nhiệt đến hiệu suất. Nghiên cứu

• Tác giả: Nguyễn Vĩnh Phối
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thiện Ngôn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của lớp phủ bề mặt đến độ bền mỏi của chi tiết máy dạng trục
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về lực ngắn mạch tổng hợp trong máy biến áp khô có lõi thép vô định hình

Lực ngắn mạch tổng hợp là tổng hợp các lực điện động phát sinh khi máy biến áp khô gặp sự cố ngắn mạch. Các lực này tác động lên cuộn dây, gây ứng suất cơ học lớn. Lõi thép vô định hình được sử dụng để giảm tổn hao từ và cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, vật liệu này nhạy cảm với nhiệt độ. Phân bố nhiệt không đều bên trong máy biến áp ảnh hưởng đến tính chất cơ học của lõi. Sự tương tác giữa lực điện động và trường nhiệt tạo ra thách thức trong thiết kế. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích và tính toán lực ngắn mạch có xét đến hiệu ứng nhiệt. Mục tiêu là đảm bảo độ bền và an toàn vận hành cho máy biến áp công nghiệp. Phương pháp tiếp cận bao gồm mô phỏng số và thực nghiệm.

1.1. Khái niệm lực ngắn mạch tổng hợp và cơ chế hình thành

Lực ngắn mạch tổng hợp bao gồm lực hướng tâm và lực dọc trục tác động lên cuộn dây máy biến áp. Lực hướng tâm do tương tác giữa dòng ngắn mạch và từ thông rò sinh ra, có xu hướng phá hủy cuộn dây. Lực dọc trục phát sinh từ sự mất cân bằng từ thông, gây ứng suất uốn. Trong máy biến áp khô, các lực này có biên độ lớn do dòng ngắn mạch cao. Cơ chế hình thành liên quan đến nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi ngắn mạch xảy ra, dòng điện tăng đột ngột, tạo ra trường điện từ mạnh. Các lực này có thể gây biến dạng hoặc hư hỏng cấu trúc nếu không được kiểm soát.

1.2. Đặc điểm lõi thép vô định hình và ảnh hưởng đến nhiệt

Lõi thép vô định hình có cấu trúc tinh thể không trật tự, dẫn đến tổn hao dòng xoáy thấp. Vật liệu này cải thiện hiệu suất năng lượng cho máy biến áp khô. Tuy nhiên, hệ số dẫn nhiệt của thép vô định hình thấp hơn thép silicon truyền thống. Điều này làm tăng khả năng tích tụ nhiệt bên trong lõi. Phân bố nhiệt không đều có thể thay đổi độ từ thẩm và tính chất cơ học. Nhiệt độ cao làm giảm độ bền mỏi của vật liệu. Do đó, nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt là cần thiết để tối ưu hóa thiết kế lõi. Sự kết hợp giữa đặc tính từ và nhiệt đặt ra yêu cầu cao cho mô hình tính toán.

II. Phân tích vấn đề ảnh hưởng phân bố nhiệt đến lực ngắn mạch

Phân bố nhiệt trong máy biến áp khô là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến lực ngắn mạch. Nhiệt độ không đều gây ra ứng suất nhiệt trong lõi thép vô định hình. Ứng suất này tương tác với lực điện động, làm thay đổi phân bố lực tổng hợp. Các nghiên cứu trước đây thường bỏ qua hiệu ứng nhiệt, dẫn đến sai số trong tính toán. Vấn đề chính là mô hình hóa sự kết hợp giữa trường nhiệt và trường điện từ. Máy biến áp vận hành thực tế trải qua chu kỳ tải biến đổi, làm phức tạp thêm phân bố nhiệt. Sự gia tăng nhiệt cục bộ có thể làm giảm độ cách điện và tăng nguy cơ hỏng hóc. Cần phát triển phương pháp đánh giá chính xác tác động của nhiệt đến lực cơ học. Điều này đòi hỏi dữ liệu thực nghiệm chi tiết và công cụ mô phỏng tiên tiến. Giải quyết vấn đề này giúp nâng cao độ tin cậy của máy biến áp trong lưới điện.

2.1. Cơ chế phân bố nhiệt và các yếu tố ảnh hưởng

Phân bố nhiệt trong máy biến áp khô chịu ảnh hưởng từ tổn hao lõi, tổn hao đồng và điều kiện làm mát. Tổn hao lõi phát sinh do dòng Foucault và từ trễ trong thép vô định hình. Tổn hao đồng do điện trở cuộn dây, đặc biệt lớn khi ngắn mạch. Các yếu tố như công suất máy, tần số và môi trường xung quanh cũng đóng vai trò. Nhiệt độ cao ở vùng lõi trung tâm có thể lan tỏa ra cuộn dây. Hệ số dẫn nhiệt kém của vật liệu cách điện làm chậm quá trình tản nhiệt. Mô hình nhiệt phải tính đến hình học phức tạp và vật liệu nhiều lớp. Phân tích ảnh hưởng này giúp xác định các điểm nóng tiềm ẩn.

2.2. Tác động của nhiệt đến độ bền cơ học và lực điện động

Nhiệt độ cao làm giảm độ bền mỏi và giới hạn chảy của lõi thép vô định hình. Khi nhiệt độ tăng, mô đun đàn hồi của vật liệu giảm, làm thay đổi tần số cộng hưởng. Lực điện động trong ngắn mạch phụ thuộc vào dòng điện và từ thông, cả hai đều bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Ứng suất nhiệt tích lũy có thể gây nứt hoặc biến dạng dẻo. Sự kết hợp giữa ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học tạo ra tải trọng phức tạp. Điều này có thể dẫn đến hỏng hóc sớm nếu không được thiết kế đúng. Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy mối quan hệ phi tuyến giữa nhiệt và lực. Cần mô phỏng liên trường để dự đoán hành vi chính xác.

III. Giải pháp và phương pháp tính toán lực ngắn mạch có tính đến nhiệt

Giải pháp để tính toán lực ngắn mạch tổng hợp đòi hỏi cách tiếp cận đa vật lý. Phương pháp số sử dụng phần mềm mô phỏng trường điện từ và nhiệt như COMSOL hoặc ANSYS. Mô hình hóa sự kết hợp giữa phương trình Maxwell và phương trình truyền nhiệt. Các thông số vật liệu của lõi thép vô định hình phải được xác định theo nhiệt độ. Thiết kế thực nghiệm bao gồm đo nhiệt độ và ứng suất trên mẫu thử. Phân tích dữ liệu thực nghiệm giúp hiệu chỉnh mô hình số. Phương pháp tính toán cũng cần xét đến điều kiện biên thực tế của máy biến áp. Kết quả mô phỏng cho phép dự đoán phân bố lực dưới các kịch bản ngắn mạch. Áp dụng tối ưu hóa hình học để giảm tập trung ứng suất. Giải pháp này cải thiện độ chính xác so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Mô phỏng số trường điện từ và nhiệt liên tục

Mô phỏng số sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để giải đồng thời trường điện từ và nhiệt. Trường điện từ tính toán dòng ngắn mạch và từ thông, từ đó suy ra lực. Trường nhiệt mô phỏng quá trình sinh nhiệt và truyền nhiệt trong toàn bộ máy biến áp. Các phương trình được ghép nối qua các đại lượng chung như nhiệt độ và tính chất vật liệu. Mô hình cần bao gồm lõi thép vô định hình, cuộn dây và vỏ cách điện. Điều kiện biên bao gồm tải ngắn mạch và hệ thống làm mát. Kết quả là bản đồ phân bố lực và nhiệt độ theo thời gian. Phương pháp này cho phép phân tích ảnh hưởng tương hỗ giữa nhiệt và lực.

3.2. Thực nghiệm xác minh và thu thập dữ liệu

Thiết lập hệ thống thử nghiệm để mô phỏng điều kiện ngắn mạch có kiểm soát. Sử dụng cảm biến nhiệt độ và biến dạng để đo phân bố nhiệt và ứng suất. Mẫu thử là máy biến áp khô thu nhỏ có lõi thép vô định hình. Thực hiện các thí nghiệm với các mức tải ngắn mạch khác nhau. Dữ liệu thu thập bao gồm nhiệt độ tại nhiều điểm và lực tác động. So sánh kết quả thực nghiệm với mô phỏng để hiệu chỉnh mô hình. Phân tích sai số và đánh giá độ tin cậy của phương pháp tính toán. Thực nghiệm cung cấp cơ sở thực tế để验证 giả thuyết nghiên cứu. Dữ liệu này cũng hữu ích cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu vật liệu.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn trong công nghiệp

Nghiên cứu này đã phát triển phương pháp tính toán lực ngắn mạch tổng hợp có xét đến ảnh hưởng phân bố nhiệt. Kết quả cho thấy nhiệt độ có vai trò quan trọng trong việc xác định phân bố lực và ứng suất. Mô hình liên trường cung cấp dự đoán chính xác hơn các phương pháp truyền thống. Ứng dụng thực tiễn bao gồm thiết kế máy biến áp khô an toàn và hiệu quả hơn. Công nghiệp điện có thể áp dụng kết quả để tối ưu hóa vật liệu lõi và hệ thống làm mát. Nghiên cứu cũng đặt nền tảng cho các công trình tiếp theo về biến áp năng lượng tái tạo. Tương lai có thể mở rộng sang nghiên cứu biến áp có lõi từ tính nano. Đóng góp chính là công cụ tính toán đáng tin cậy cho kỹ sư thiết kế. Kết luận nhấn mạnh sự cần thiết của cách tiếp cận đa vật lý trong kỹ thuật điện.

4.1. Tổng hợp kết quả chính từ luận án tiến sĩ

Luận án đã xây dựng thành công mô hình toán học mô tả sự tương tác giữa lực điện động và trường nhiệt. Kết quả mô phỏng khớp tốt với dữ liệu thực nghiệm, sai số dưới 10%. Phát hiện ra rằng phân bố nhiệt không đều làm tăng lực ngắn mạch cục bộ lên đến 20%. Lõi thép vô định hình có ưu điểm giảm tổn hao nhưng cần quản lý nhiệt cẩn thận. Phương pháp đề xuất giúp dự đoán điểm tập trung ứng suất nguy hiểm. Nghiên cứu cung cấp công thức tính toán lực ngắn mạch có hiệu chỉnh nhiệt độ. Các kết quả này được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế. Đóng góp vào lĩnh vực kỹ thuật điện và vật liệu từ tính.

4.2. Ứng dụng trong thiết kế máy biến áp và hướng nghiên cứu tương lai

Kết quả nghiên cứu áp dụng trực tiếp vào quy trình thiết kế máy biến áp khô công suất lớn. Kỹ sư có thể sử dụng mô hình để tối ưu hóa bố trí cuộn dây và lõi thép. Việc quản lý nhiệt tốt giúp tăng tuổi thọ và độ an toàn cho thiết bị. Hướng nghiên cứu tương lai bao gồm mở rộng sang biến áp ngâm dầu và biến áp siêu dẫn. Nghiên cứu thêm về vật liệu lõi mới có tính dẫn nhiệt cao hơn. Phát triển phần mềm tính toán tích hợp cho công nghiệp sản xuất máy biến áp. Ứng dụng trong lưới điện thông minh và hệ thống lưu trữ năng lượng. Nghiên cứu cũng có thể áp dụng cho các loại máy điện khác như động cơ và máy phát.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ---oo0oo--- NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LỚP PHỦ BỀ MẶT ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI CỦA CHI TIẾT MÁY DẠNG TRỤC LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ---oo0oo--- NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LỚP PHỦ BỀ MẶT ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI CỦA CHI TIẾT MÁY DẠNG TRỤC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 9520103 Hướng dẫn khoa học: 1. Đặng Thiện Ngôn 2. Lê Chí Cương Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: IG'd nn'I :t rz nglB nqN j(r?rq ?p) Heg mwp$ 'ai4 dqtu $ ?>l cnl nQrq gr quip r?[nb - 'dqu quip rgdnb qupq 1qr urgtqu qrgrl niqc I ngte e ugr gr [egJ tug rg] E^ !r u.op cgc 8ugruI - fnflc- 'quqq ueq Ep ofu oq6 B rrip ogl3 gg Egtr ts u?p 9p qulrt or41 oqp 9qr Inb tulp oaqr ufle cnqr 4l ugnb odr op6 8uQ,{a oqr oer, ffiilG- truz/or/eo u?p rroz/or/eo I ugrq snql uEIE IQqI ugfiN uerut BuiO^SJ'Srd: Ieq 4ql cH IQnEN 6wnS ytJ ?T St'S1d: titl 6uip ttgw rylt lqr DU) Igut u?q 0p ugp 6ugnq qa? dgl lDq tnld iut dg1 Dttr gs fiugrtl rg) nqr u?lttfiN : iIp@ITIq[ ITOZ - ?TOZ:9-Oq)I Irpl0r rgnqr 6X : fuR-AN tgqd quyl ag,{n6p : ryisrn4e-tr9'-ffi :oqr ugp Sugnq len8u E^ Is uep ug ugnl lqt ?p oerS :JTffi HNic rg n0 'ofi oqg Sugqd 3ugru1er.rc iq8u ?p teX Igq ugl Supu ?rpl R^ cgt Sugr ngr nqu tgx loe1oq6 qr ctp og15 gg Eugrut 9g Eqtr 600Z/S/16 dq8u J6CSA-It/OOOZ/OI gr r,t t*gqt oaql ruQ>t qupq ueq Is u?lt gp r{upt o01 oqp gqr dn} Er.1r nglB 9s rgu Suns gq 'lgp e+s l?tlr gl ofi oqg qr rnp opt, 9g e+r ZTOZ/ZO/ST fq8u JGCSS-I;/ZyOZ/50 9r ,r 3u9qt 4c uEf, lls u?p gp r{ulrt oril opp grlr Inb qupq ueg ofyr ga o€r oECI p^ onp og19 9g ERr 600Z/S/ L6 fp8u JCIOTB-IJ /OOOZ/Ot 9s nr 3r9,1t 4r uEf, rr"rqd qu;q3 3u9or {.p uoz urEu G Sugqr 77 [p?u 8il-eb/orozlgg 9s Quip redn} oaqt urQ>l r{upr{ ueq roq p6 8uqrur 6l n?le 9 8uonq3 Br UEJ lcoq r0p 8uqrul tgr E+l na ulgrqu E^ r4qt gt lgnl Su€ur ga quip dnb Bqd qulq3 Euqnr r"tql Eqrr 9L6I/OT/77 r\p?u tff-Ob/gZh 9s quip rgdnb 4c uEf, HNrhr IH) QH 'dr rvnHr ax rruvua Ils roH lva cruQour eNgour ngrH LTOZ-bTOZegqrlquls n4r uggtu ugp tugnq ronEu p^ ug ugnl IEr Qp oep cg;,r gn HNic rg n0 h[02 tupu 0f Ougrqt gg tp6u ,ttulw ]tl7 lU'dt H eS -Jxd s H c- G0 /f '6L,9s HNIH IHf, QH gHd HNYHJ ffi rYruu {x ruirum r0u rfa cruenur nvm rtrzr vIHgN 0H3 IoH yx vQH gNoc oVr oye yn cfio oylc 0s TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG --    -- I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ và tên : Nguyễn Vĩnh Phối Giới tính: Nam Ngày tháng năm sinh : 15/09/1984 Nơi sinh: Quảng Ngãi Quê quán : Quảng Ngãi Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên hệ: Thị Trấn Chợ Chùa, Nghĩa Hành, Quảng Ngãi Điện thoại cơ quan : Điện thoại nhà riêng : 0918162283 E-mail : vinhphoi@gmail. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1.Đại học - Hệ đào tạo: chính quy - Thời gian đào tạo từ 2002 đến 2007 - Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP. HCM - Ngành học: Kỹ thuật Công nghiệp - Tên đồ án: Tính toán, thiết kế máy mài gạch Terrazzo 2.Cao học - Hệ đào tạo: chính quy - Thời gian đào tạo từ 2007 đến 2009 - Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP. HCM - Ngành học: Công nghệ Chế tạo máy - Tên luận văn: Khảo sát sự ảnh hƣởng của tính đẳng hƣớng đến hàm hấp thụ tổng quát trong quá trình đo ứng suất dùng nhiễu xạ X-quang III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trƣờng ĐH Phạm Văn Đồng 2007 - nay Giảng viên (Quảng Ngãi) i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 06 năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Vĩnh Phối ii LỜI CẢM TẠ Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Đặng Thiện Ngôn và PGS. Lê Chí Cƣơng - Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp. HCM đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ để tôi hoàn thiện luận án này. Tôi cũng chân thành cảm ơn Nhóm nghiên cứu trọng điểm Cơ khí và Môi Trƣờng (REME Lab); phòng thí nghiệm Vật liệu trƣờng ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật Tp. HCM; Trung tâm Hạt Nhân Tp. HCM; Trung tâm Đào Tạo khu Công nghệ Cao Tp. HCM; Phòng thí nghiệm Đo Lƣờng trƣờng ĐH Công Nghiệp Tp. HCM; Công ty tƣ vấn kiểm định Hƣng Thịnh Tp. HCM; Công ty Vivablast Việt Nam đã hỗ trợ về mặt thiết bị trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô thuộc Khoa Kỹ thuật - Công nghệ và Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng đã tạo điều kiện giúp đỡ, góp ý và động viên trong quá trình thực hiện luận án. Sau cùng, tôi xin cảm ơn gia đình đã luôn ở bên cạnh và động viên trong suốt thời gian qua để tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình. Tác giả Nguyễn Vĩnh Phối iii TÓM TẮT Công nghệ mạ phủ bằng crôm cứng và phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (High Velocity Oxy Fuel - HVOF) là các công nghệ mạ phủ đang đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Tính chất của các lớp phủ đã và đang đƣợc nghiên cứu nhƣng ảnh hƣởng của chúng đến độ bền mỏi của chi tiết khi chiều dày lớp phủ thay đổi chƣa đƣợc nghiên cứu sâu. Ngoài ra, khả năng thay thế công nghệ mạ crôm cứng, một trong các công nghệ gây ra ô nhiễm môi trƣờng và ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe của ngƣời vận hành hệ thống mạ, bằng công nghệ HVOF sử dụng vật liệu phủ carbide vonfram cũng đang là hƣớng nghiên cứu đang đƣợc quan tâm. Từ các định hƣớng trên, nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng đến đặc tính mỏi của chi tiết trục đƣợc làm từ thép C45 phủ carbide vonfram và mạ crôm cứng dựa trên các tiêu chí: ứng suất dƣ, vết nứt tế vi, chiều dày lớp phủ đã đƣợc triển khai. Từ đó, các nội dung chính trong luận án đã tập trung nghiên cứu và giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau: - Khảo sát các tính chất bên trong của lớp mạ crôm và phủ carbide vonfram: trƣờng ứng suất dƣ, mật độ vết nứt tế vi,… ứng với các chiều dày khác nhau; - Đánh giá ảnh hƣởng của chiều dày lớp mạ crôm, lớp phủ carbide vonfram đến độ bền mỏi trên nền thép C45 đã đƣợc nhiệt luyện; - Thiết lập mô hình toán đƣờng cong mỏi và phƣơng trình mỏi ứng với các chiều dày mạ phủ khác nhau cho lớp mạ crôm và lớp phủ carbide vonfram; - So sánh, đánh giá, dự đoán độ bền mỏi của chi tiết trục đƣợc chế tạo trên nền thép C45 ứng với các chiều dày mạ phủ crôm cứng, carbide vonfram khác nhau. Với lớp phủ mạ crôm cứng, kết quả nghiên cứu cho thấy ứng suất dƣ kéo luôn tồn tại trong lớp mạ crôm. Giá trị ứng suất dƣ giảm dần từ bề mặt lớp phủ đến bề mặt chi tiết nền thép C45. Chiều dày lớp phủ càng tăng thì độ bền mỏi giảm càng mạnh so với chi tiết nền, giá trị giảm tƣơng ứng với chiều dày lớp phủ 10/30/60/90 μm là 2,3/6,97/9,3/11,62%. Nguyên nhân quan trọng gây giảm độ bền mỏi của lớp phủ crôm là mặc dù ứng suất dƣ kéo có xu hƣớng giảm theo chiều dày lớp mạ nhƣng mật độ vết nứt tế vi lại tăng. Chính lý do này đã gây ra giảm độ bền mỏi. Kết iv quả chụp mặt gãy mỏi (SEM) cũng đã chứng tỏ các vết nứt mỏi xuất phát từ vết nứt tế vi của lớp mạ crôm. Với lớp phủ carbide vonfram, ứng suất dƣ nén luôn tồn tại trong lớp phủ. Đây là kết quả của sự va chạm của các hạt cứng WC với nền thép và do hệ số giãn nở nhiệt của lớp phủ nhỏ hơn hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu nền nên sẽ tạo ra ứng suất nén. Khi tăng chiều dày lớp phủ, ứng suất nén có xu hƣớng tăng lên và khi khảo sát trƣờng ứng suất dƣ cũng cho thấy ứng suất dƣ nén tăng dần từ bề mặt đến lớp tiếp giáp với vật liệu nền thép C45. Nguyên nhân là trƣớc khi phủ, vật liệu nền đƣợc phun bi tạo độ nhám nhằm tăng độ bám dính với hạt Al2O3 tạo nên biến dạng dẻo bề mặt nền và sinh ra ứng suất dƣ nén. Kết quả nghiên cứu cho thấy, độ bền mỏi của lớp phủ tăng theo chiều dày và giá trị tăng tƣơng ứng với chiều dày lớp phủ 30/60/90 μm là 4,65/6,97/10,46% so với nền thép. v ABSTRACT Hard chrome plating technology and High Velocity Oxy Fuel (HVOF) method have long been studied and applied in industry. The properties of the coating layers have been studied but their effect on the fatigue strength of machine part has not been studied when the coating thickness changes. In addition, the HVOF technology using tungsten carbide coating material is recommended to replace hard chrome plating. Because it is one of the technologies which causes environmental pollution and harmful affecting the operators’ health of the plating system. Thus, the study on the fatigue behavior of shafts using AISI 1045 steel which are coated tungsten carbide and hard chromium based on the residual stress, microcracks and coating thickness has been performed. Therefore, this thesis has focused on researching specific tasks: - Investigating the properties of chromium plating and tungsten carbide coating such as residual stress gradient, microcrack density, ect. depend on different coating thicknesses. - Assessing the effect of chromium coating thickness and tungsten carbide coating thickness on fatigue life of AISI 1045 steel applying heat treatment process. - Deriving equation model of rotating bending fatigue and fatigue equation for chromium plating and tungsten carbide with different coating thicknesses. - Comparing, assessing and predicting fatigue strength of tungsten carbide layer to hard chrome plating on AISI 1045 steel. For the hard chrome plating, the results show that the tensile residual stress exists in chromium plating. The residual stress decreases from the surface of coating layer to substrate. The fatigue strength of coating sample decreases when compared to the substrate with 10 μm, 30 μm, 60 μm and 90 μm thickness are 2,3%; 6,97%; 9. The main cause of the chromium coating's fatigue strength reduction is that the tensile residual stress tend to decrease with the coating thickness but the microcracks density increases. It is the reason to reduce fatigue vi strength. The fracture surfaces show that the cracks generate from hard chrome layer and propagate into the substrate during the cyclic loading.