Đồ án HCMUTE: Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ nhiệt luyện đến cơ tính thép C45

Đồ án nghiên cứu hcmute nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chế độ nhiệt luyện đến cơ tính thép c45, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán .

• Tác giả: Trương Đình Nguyên
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Trọng Bá
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Công Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Chế Độ Nhiệt Luện Đến Cơ Tính Thép C45
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Kết cấu của ĐATN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 2.1. Tầm quan trọng của công nghệ nhiệt luyện
• 2.2. Tác dụng chủ yếu của nhiệt luyện
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 4. CHƯƠNG 4: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
• 4.1. Mẫu thực nghiệm
• 4.2. Kích thước mẫu
• 4.3. Vật liệu mẫu
• 4.4. Kiểm định vật liệu của mẫu
• 4.5. Gia công mẫu
• 4.6. Nhiệt luyện mẫu thí nghiệm
• 4.7. Đo độ cứng bằng phương pháp Rockwell
• 4.8. Đo độ dai va đập
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 5.1. Sự ảnh hưởng của nhiệt luyện đến độ cứng thép C45
• 5.2. Đặc điểm thép C45 khi chưa qua nhiệt luyện
• 5.3. Kết quả đo độ cứng
• 5.4. Sự ảnh hưởng của nhiệt luyện đến độ dai va đập của thép C45
• 5.5. Tìm hiểu về độ bền kéo thép C45 qua các chế độ nhiệt luyện
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về chế độ nhiệt luyện

Chế độ nhiệt luyện là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất và chế tạo cơ khí. Nó không chỉ ảnh hưởng đến cơ tính thép mà còn quyết định chất lượng và độ bền của sản phẩm. Nghiên cứu về thép C45 cho thấy rằng việc áp dụng các chế độ nhiệt luyện khác nhau có thể tạo ra những thay đổi đáng kể trong tính chất cơ học của vật liệu. Các phương pháp như tôi, ram, và ủ được sử dụng để cải thiện độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn của thép. Theo nghiên cứu, việc lựa chọn chế độ nhiệt luyện phù hợp có thể nâng cao đáng kể hiệu suất làm việc của các chi tiết máy. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao và độ bền lâu dài.

1.1. Tầm quan trọng của nhiệt luyện

Nhiệt luyện đóng vai trò quyết định trong việc cải thiện tính chất cơ học của thép. Các chế độ nhiệt luyện khác nhau như tôi và ram có thể làm thay đổi cấu trúc vi mô của thép, từ đó ảnh hưởng đến độ cứng và độ dai va đập. Nghiên cứu cho thấy rằng thép C45, khi được xử lý nhiệt đúng cách, có thể đạt được độ cứng tối ưu và khả năng chịu lực tốt hơn. Điều này không chỉ giúp tăng tuổi thọ của sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì và thay thế. Việc hiểu rõ về các chế độ nhiệt luyện cũng giúp các kỹ sư thiết kế sản phẩm phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cụ thể.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp thực nghiệm để khảo sát ảnh hưởng của các chế độ nhiệt luyện đến cơ tính thép C45. Các mẫu thép được tôi ở nhiệt độ 830°C và sau đó ram ở nhiều nhiệt độ khác nhau. Phương pháp đo độ cứng được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp Rockwell, trong khi độ dai va đập được đo bằng phương pháp Charpy. Kết quả thu được sẽ được phân tích để xác định mối quan hệ giữa chế độ nhiệt luyện và các chỉ tiêu cơ tính của thép. Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ giúp xác định được các thông số kỹ thuật cần thiết mà còn cung cấp cơ sở lý thuyết cho các nghiên cứu tiếp theo về thép carbon và các loại thép khác.

2.1. Các phương pháp đo lường

Để đánh giá chính xác ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện đến cơ tính của thép C45, các phương pháp đo lường được sử dụng bao gồm đo độ cứng và độ dai va đập. Phương pháp Rockwell cho phép xác định độ cứng một cách nhanh chóng và chính xác, trong khi phương pháp Charpy giúp đánh giá khả năng chịu va đập của thép. Kết quả từ các phép đo này sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật để xác định tính khả thi của các chế độ nhiệt luyện khác nhau. Việc sử dụng các phương pháp này không chỉ giúp nâng cao độ tin cậy của kết quả nghiên cứu mà còn tạo điều kiện cho việc ứng dụng thực tiễn trong sản xuất.

III. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng chế độ nhiệt luyện có ảnh hưởng rõ rệt đến cơ tính thép C45. Các mẫu thép được tôi và ram ở các nhiệt độ khác nhau cho thấy sự thay đổi đáng kể về độ cứng và độ dai va đập. Cụ thể, các mẫu thép được ram ở nhiệt độ cao hơn thường có độ cứng cao hơn, nhưng độ dai va đập lại có xu hướng giảm. Điều này cho thấy sự cần thiết phải cân nhắc giữa độ cứng và độ dai va đập khi lựa chọn chế độ nhiệt luyện. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ cứng và chế độ nhiệt luyện cho thấy rằng có một điểm tối ưu, nơi mà cả độ cứng và độ dai va đập đều đạt yêu cầu kỹ thuật.

3.1. Phân tích kết quả

Phân tích kết quả cho thấy rằng việc lựa chọn chế độ nhiệt luyện không chỉ ảnh hưởng đến độ cứng mà còn đến khả năng chịu va đập của thép C45. Các mẫu thép được tôi ở nhiệt độ thấp có độ dai va đập cao hơn, trong khi các mẫu được tôi ở nhiệt độ cao hơn lại có độ cứng tốt hơn. Điều này cho thấy rằng việc tối ưu hóa chế độ nhiệt luyện là rất quan trọng để đạt được các chỉ tiêu cơ tính mong muốn. Kết quả này có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện chất lượng sản phẩm trong ngành chế tạo cơ khí.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế độ nhiệt luyện có ảnh hưởng lớn đến cơ tính thép C45. Việc lựa chọn chế độ nhiệt luyện phù hợp có thể cải thiện đáng kể độ cứng và độ dai va đập của thép. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thực tiễn để tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là nên mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các loại thép khác và các phương pháp nhiệt luyện mới để tìm ra những giải pháp tối ưu hơn cho ngành công nghiệp chế tạo.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Để nâng cao hiệu quả của nghiên cứu, cần thực hiện thêm các thí nghiệm với các loại thép khác nhau và áp dụng các phương pháp nhiệt luyện tiên tiến hơn. Việc nghiên cứu sâu hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của thép sẽ giúp cải thiện quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ mới trong nhiệt luyện cũng cần được xem xét để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN ĐẾN CƠ TÍNH THÉP C45 GVHD: PGS. HOÀNG TRỌNG BÁ SVTH: TRƯƠNG ĐÌNH NGUYÊN MSSV: 11104020 SKL 0 0 4 2 1 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN ĐẾN CƠ TÍNH THÉP C45” Giảng viên hƣớng dẫn : PGS.

HOÀNG TRỌNG BÁ Sinh viên thực hiện : TRƢƠNG ĐÌNH NGUYÊN MSSV : 11104020 Lớp : 111040A Khoá : 2011 – 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 do an TRƢỜNG ĐH SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: PGS. HOÀNG TRỌNG BÁ Sinh viên thực hiện: TRƢƠNG ĐÌNH NGUYÊN MSSV: 11104020 1.

Tên đề tài: “ NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN ĐẾN CƠ TÍNH THÉP C45 ” 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Vật liệu thép C45. - Tôi và ram các mẫu ở các chế độ nhiệt luyện khác nhau. Nội dung chính của đồ án: - Lý thuyết về nhiệt luyện.

- Nghiên cứu độ cứng thép C45. - Nghiên cứu độ dai va đập của thép C45. Các sản phẩm dự kiến - Bảng số liệu về độ cứng của thép C45 đƣợc đo bằng phƣơng pháp Rockwell (HRC). - Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ cứng thép C45 đo bằng phƣơng pháp Rockwell và chế độ nhiệt luyện ở các nhiệt độ khác khác nhau.

- Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ dai va đập và các chế độ nhiệt luyện khác nhau (nhiệt độ ram) của thép C45. Ngày nộp đồ án: 02/01/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “ NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN ĐẾN CƠ TÍNH THÉP C45 ” - GVHD: PGS. HOÀNG TRỌNG BÁ - Họ tên sinh viên: TRƢƠNG ĐÌNH NGUYÊN - MSSV: 11104020 Lớp: 111040A - Địa chỉ: 42B/71 Tổ8/Kp6_ P.Linh Trung _Quận Thủ Đức _ TP. Hồ Chí Minh - Tell: 01636262922 Email: [e-mail] - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 2/01/2016 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện.

Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, Ngày 02 Tháng 01 Năm 2016 (Ký tên và ghi rõ họ tên) ii do an LỜI CẢM ƠN Đƣợc sự đồng ý của Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy và sự phân công của bộ môn Kỹ Thuật Công Nghiệp Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM cùng Thầy giáo hƣớng dẫn PGS. HOÀNG TRỌNG BÁ em đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của các chế độ nhiệt luyện đến cơ tính thép C45 ”.

Để hoàn thành khóa luận này em xin chân thành cảm ơn các quý Thầy Cô giáo đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và rèn luyện ở trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Trong suốt quá trình bắt đầu thực hiện đồ án tốt nghiệp đến nay, em đã nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của giáo viên hƣớng dẫn PGS_TS HOÀNG TRỌNG BÁ Cùng các quý Thầy Cô trong khoa cùng Khoa Xây dựng & Cơ học Ứng dụng. Thầy Dƣơng Đăng Danh, Thầy Nguyễn Văn Thức, Thầy Nguyễn Nhựt Phi Long, Cô Vƣơng Thi ̣Ngo ̣c Hân và các Thầy, Cô trong bộ môn. Em xin chân thành cảm ơn Thầy HOÀNG TRỌNG BÁ cùng các quý Thầy, Cô trong bộ môn đã truyền đạt những kinh nghiệm, kiến thức quý báu cho giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp. Thầy đã tận tâm hƣớng dẫn em qua từng buổi duyệt, từng thao tác, cách thức cũng nhƣ phƣơng pháp thực hiện nghiên cứu.

Chính sự nhiệt tình, những lời hƣớng dẫn cùng sự chỉ bảo và truyền đạt kinh nghiệm thực tế của Thầy đã giúp em hoàn thiện khóa luận này. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Thầy. Mặc dù dã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song lần đầu thực hiện đồ án tốt nghiệp, kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn rất nhiều hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định, rất mong nhận đƣợc những sự góp ý quý báu của quý Thầy, Cô để khóa luận đƣợc hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Tp_HCM ngày tháng năm Sinh viên thực hiện TRƢƠNG ĐÌNH NGUYÊN iii do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ NHIỆT LUYỆN ĐẾN CƠ TÍNH THÉP C45 Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của các chế độ nhiệt luyện đến cơ tính thép C45.

Nội dung của đề tài gồm các phần:  Nghiên cứu vật liệu kim loại và thép  Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về nhiệt luyện, các phƣơng pháp nhiệt luyện, nung nóng kim loại.  Nghiên cứu các phƣơng pháp đo độ cứng, độ dai va đập  Đo độ cứng thép C45 bằng phƣơng pháp Rockwell  Đo độ dai va đập của thép bằng phƣơng pháp charpy  Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ cứng thép C45 đo bằng phƣơng pháp Rockwell và chế độ nhiệt luyện ở các nhiệt độ khác khác nhau  Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ dai va đập và các chế độ nhiệt luyện khác nhau (nhiệt độ ram) của thép C45 Sinh viên thực hiện Trƣơng Đình Nguyên iv do an ABSTRACT PROJECT TITLE: RESEARCH, EFFECTS OF HEAT REGIME FOR THE MECHANICAL PROPERTIES OF STEEL C45. Research, effects of heat regime for the mechanical properties of steel C45. Content topics include parts:  Research materials metal and steel.

 Learn about the theoretical basis of heat, heat methods, heated metal.  Research methods of hardness, toughness.  Measure the Hardness of steel C45 by method of Rockwell  Measure the toughness of steel by method of Charpy  The graph shows the relationship between hardness steel C45 measured by Rockwell and heat regime at different temperatures  The graph shows the relationship between toughness and the different heat regimes of steel C45 v do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. i LỜI CAM KẾT.

ii LỜI CẢM ƠN. vi DANH MỤC BẢNG BIỂU. ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ .x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. xii CHƢƠNG 1.

Tính cấp thiết của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

Phƣơng pháp nghiên cứu. Cơ sở phƣơng pháp luận. Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể. Kết cấu của ĐATN.

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI. Tầm quan trọng của công nghệ nhiệt luyện. Vật liệu thí nghiệm. Thiết bị thí nghiệm.

Sơ lƣợc về vật liệu cơ khí và tầm quan trọng của kim loại. Sơ lƣợc về vật liệu cơ khí. Cấu tạo và tầm quan trọng của kim loại.9 vi do an 3. Khái niệm và phân loại thép.

Khái niệm và phân loại thép Cacbon. Thép hợp kim. Lý thuyết về nhiệt luyện và phƣơng pháp nhiệt luyện tôi và ram thép. Khái niệm cơ bản về nhiệt luyện.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nhiệt luyện. Giản đồ trạng thái Fe-C. Các phƣơng pháp nhiệt luyện. Các khuyết tật xảy ra khi nhiệt luyện.

Biến dạng, nứt. Oxy hóa và thoát cacbon. Độ cứng không đạt. Những yếu tố ảnh hƣởng cơ tính thép :.

Các phƣơng pháp đo độ cứng của thép hiện nay. Phƣơng pháp đo độ cứng Brinell (HB). Phƣơng pháp đo độ cứng Rockwell ( HRA, HRB, HRC ). Phƣơng pháp đo độ cứng Vickers (HV).

Ý nghĩa thử độ cứng. Độ dai va đập và phƣơng pháp đo va đập charpy. Phƣơng pháp đo va đập charpy.53 CHƢƠNG 4: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM. Mẫu thực nghiệm.

Kích thƣớc mẫu:. Vật liệu mẫu. Kiểm định vật liệu của mẫu:. Gia công mẫu.

Nhiệt luyện mẫu thí nghiệm. Đo độ cứng bằng phƣơng pháp Rockwell. Đo độ dai va đập.63 vii do an CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM. Sự ảnh hƣởng của nhiệt luyện đến độ cứng thép C45.

Đặc điểm thép C45 khi chƣa qua nhiệt luyện:. Kết quả đo độ cứng:. Sự ảnh hƣởng của nhiệt luyện đến độ dai va đập của thép C45. Tìm hiểu về độ bền kéo thép C45 qua các chế độ nhiệt luyện.73 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.80 TÀI LIỆU THAM KHẢO .81 PHỤ LỤC viii do an DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 : Hệ số giãn nở nhiệt .2 : Cơ tính thép sau khi ủ .1: Tọa độ các điểm trên giảng đồ pha Fe-C.

Chọn thang độ cứng Rockwell và Brinell. Thành phần thép C45 .1: Cơ tính thép C45 chƣa qua nhiệt luyện.2: Độ cứng thép C45 sau khi nhiệt luyện tôi + ram.3: Sự giảm độ cứng của thép C45 qua các chế độ ram (%) .4: Độ dai va đập của thép C45.5: Sự tăng độ dai va đập qua các chế độ nhiệt luyện khác nhau.6 : Giới hạn bền kéo của thép C45 qua các phƣơng pháp nhiệt luyện .7: Các chỉ tiêu cơ tính của thép ở hai trạng thái trƣớc và sau khi nhiệt luyện. 77 ix do an DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Hình 2.2: Lò buồng điện trở .3 : Máy đo độ dai va đập theo phƣơng pháp charpy.4 : Kính hiển vi quan sát tổ chức tế vi. Cấu tạo mạng tinh thể .2: mạng lập phƣơng thể tâm.

Mạng lập phƣơng diện tâm. Mạng lục giác xếp chặt. Mạng tinh thể của kim loại .6 : Tổ chức tế vi của thép trƣớc cùng tích.7: Mối quan hệ các thông số nhiệt luyện .8 : Giản đồ pha hệ sắt – cacbon (sắt – xêmentit). Tổ chức tế vi của ferit (a) và austenit (b) (x500).

Tổ chức tế vi của peclit tấm (a) và peclit hạt (b) (x500). Tổ chức tế vi của lêđêburit - (P+Xe) (x500) .13 : Sơ đồ ủ không hoàn toàn.14: Phƣơng pháp ủ cầu hóa .15 : Biểu đồ xác định tốc độ tôi tới hạn.16: Tính độ thấm tôi.17: Xác định nhiệt độ tôi.19 : phƣơng pháp đo độ cứng Brinell .22: Sơ đồ phƣơng pháp đo Vickers.23: Hình dạng vết lõm trên mẫu thử.24: máy và mẫu thử va đập .