Nghiên cứu độ cứng thép cacbon nhiệt luyện bằng phương pháp nhiễu xạ tia X

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

Phần A. DẪN NHẬP

I. Đặt vấn đề

II. Các phương pháp đo độ cứng hiện nay

1. Độ cứng Rockwell (HR)

III. Hướng nghiên cứu

IV. Điểm mới của luận văn và giá trị thực tiễn

V. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài

1. Giới hạn đề tài

VI. Phương pháp nghiên cứu

Phần B. NỘI DUNG

1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1. Lý thuyết về nhiễu xạ tia X-ray. Định luật Bragg và điều kiện nhiễu xạ. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ nhiễu xạ LPA

1.1.1. Hệ số hấp thụ A trên mẩu phẳng

1.1.2. Hệ số Lorentz L(2θ)

1.1.3. Hệ số phân cực trên mẫu phẳng P(2θ)

1.1.4. Sự mở rộng đường nhiễu xạ

1.1.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự mở rộng đường nhiễu xạ

1.1.4.2. Khái niệm độ rộng vật lý đường nhiễu xạ

1.1.5. Lý thuyết hàm Gaussian và bề rộng trung bình đường nhiễu xạ (B)

1.1.6. Lý thuyết nhiệt luyện

1.1.7. Chọn nhiệt độ tôi

1.1.8. Thời gian tôi

1.1.9. Phân loại ram

1.1.9.1. Ram trung bình

1.1.9.2. Chuyển biến pha khi ram

2. CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO MẪU ĐO

2.1. Mẩu thực nghiệm

2.2. Mạng tinh thể

2.3. Số mẫu chế tạo

2.4. Nhiệt luyện mẫu đo

2.5. Làm sạch bề mặt

2.6. Đo mẫu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X

2.7. Lựa chọn phương pháp đo nhiễu xạ tia X

2.8. Lựa chọn ống phóng, tấm lọc theo bảng sau

3. CHƯƠNG 3: SỐ LIỆU ĐO VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM

3.1. Số liệu đo mẫu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X

3.2. Số liệu đo độ cứng mẫu bằng phương pháp đo Rockwell (HRC)

3.3. Xử lý số liệu thí nghiệm

3.3.1. Ứng dụng phần mềm Origin Pro 8.0 vào xử lý số liệu

3.3.2. Xử lý số liệu

3.3.3. Mẫu chưa qua nhiệt luyện

3.3.4. Mẫu nhiệt luyện: Tôi (Chưa ram)

3.3.5. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 2500C

3.3.6. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 3000C

3.3.7. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 4000C

3.3.8. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 4500C

3.3.9. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 5000C

3.3.10. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 5500C

3.3.11. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 6000C

3.3.12. Mẫu nhiệt luyện: Tôi + Ram ở nhiệt độ 6500C

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.1. Biểu đồ mối quan hệ giữa đo độ cứng bằng phương pháp Rockwell và nhiệt độ ram

4.2. Biểu đồ mối quan hệ giữa bề rộng trung bình B và nhiệt độ ram

4.3. Mối quan hệ giữa độ cứng Rockwell và bề rộng trung bình B

4.4. Mối quan hệ giữa độ cứng Rockwell và bề rộng tích phân BI

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Số liệu đo mẫu không nhiệt luyện

Phụ lục 2. Số liệu đo mẫu tôi

Phụ lục 3. Số liệu đo mẫu tôi + ram 2500 C

Phụ lục 4. Số liệu đo mẫu tôi + ram 3000 C

Phụ lục 5. Số liệu đo mẫu tôi + ram 3500 C

Phụ lục 6. Số liệu đo mẫu tôi + ram 4000 C

Phụ lục 7. Số liệu đo mẫu tôi + ram 4500 C

Phụ lục 8. Số liệu đo mẫu tôi + ram 5000 C

Phụ lục 9. Số liệu đo mẫu tôi + ram 5500 C

Phụ lục 10. Số liệu đo mẫu tôi + ram 6000 C

Phụ lục 11. Số liệu đo mẫu tôi + ram 6500 C

I. Giới thiệu về độ cứng thép cacbon

Độ cứng là một trong những chỉ tiêu cơ bản của vật liệu, đặc biệt là thép cacbon. Độ cứng phản ánh khả năng chống lại biến dạng dẻo và mài mòn của vật liệu. Trong nghiên cứu này, độ cứng của thép cacbon được xác định thông qua phương pháp nhiệt luyện và nhiễu xạ tia X. Độ cứng không chỉ ảnh hưởng đến tính chất cơ học mà còn quyết định đến khả năng ứng dụng của vật liệu trong thực tiễn. Theo các nghiên cứu trước đây, độ cứng có mối liên hệ chặt chẽ với cấu trúc tinh thể của vật liệu. Việc xác định độ cứng bằng phương pháp không phá hủy như nhiễu xạ tia X mở ra nhiều cơ hội cho việc kiểm tra chất lượng vật liệu mà không làm hư hại đến chúng.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp nhiễu xạ tia X để xác định độ cứng của thép cacbon sau khi trải qua quá trình nhiệt luyện. Các mẫu thép được tôi ở nhiều nhiệt độ khác nhau, từ đó thu thập dữ liệu về bề rộng đường nhiễu xạ. Kết quả cho thấy có mối liên hệ tuyến tính giữa bề rộng đường nhiễu xạ và độ cứng của vật liệu. Phương pháp này không chỉ giúp xác định độ cứng mà còn cho phép phân tích cấu trúc tinh thể của vật liệu. Việc sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X giúp giảm thiểu rủi ro hư hại cho mẫu thử, đồng thời cung cấp thông tin chính xác về tính chất vật liệu.

III. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng độ cứng của thép cacbon tăng lên khi nhiệt độ nhiệt luyện tăng. Đặc biệt, bề rộng đường nhiễu xạ có xu hướng giảm khi độ cứng tăng, cho thấy mối quan hệ ngược chiều giữa hai thông số này. Các số liệu thu được từ thí nghiệm cho thấy rằng phương pháp nhiễu xạ tia X có thể được áp dụng hiệu quả để xác định độ cứng của vật liệu mà không cần phải phá hủy chúng. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc kiểm tra chất lượng vật liệu, đặc biệt là trong ngành công nghiệp chế tạo máy và vật liệu.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc ứng dụng thép cacbon trong các lĩnh vực như chế tạo máy, xây dựng và sản xuất công nghiệp. Việc xác định độ cứng bằng phương pháp nhiễu xạ tia X không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí cho các quy trình kiểm tra chất lượng. Hơn nữa, phương pháp này có thể được áp dụng để kiểm tra các loại vật liệu khác, mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự phát triển của công nghệ nhiễu xạ tia X sẽ tiếp tục đóng góp vào việc nâng cao chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn trong sản xuất.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu và xác định độ cứng của thép cacbon nhiệt luyện