Thi nghiem vlkt 223 (1)

Thí nghiệm vật liệu kỹ thuật báo cáo về độ phẳng của chi tiết, qua quá trình đổ dung dịch axit lên rồi kiểm tra lại độ phẳng, phục vụ cho chương trình cơ khí qua quá trình đó cho thấy được sự đánh giá độ phẳng

BÀI 1: CHUẨN BỊ MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

I MỤC TIÊU MÔN HỌC.

- Đánh giá được tầm quan trọng của công tác chuẩn bị mẫu nghiên cứu - Chọn mẫu kim loại để nghiên cứu

- Thực hành các bước để chuẩn bị mẫu nghiên cứu: mài - đánh bóng - tẩm thực - Sử dụng thiết bị và vật tư cho việc làm mẫu nghiên cứu.

- Chọn dung dịch tẩm thực thích hợp II CƠ SỞ LÝ

2.1 Cấu tạo của kim loại và hợp kim

Vật liệu kim loại thường có cấu tạo gồm nhiều đơn tinh

thể được coi là tinh thể hoàn chỉnh, đa tinh thể gồm nhiều Hình 1.1 - Hạt và biên đơn tinh

thể Từng đơn tinh thể trong đa tinh thể được gọi là hạt tinh thể, do đó cấu trúc đa tinh thể còn được gọi là cấu trúc (tổ chức) hạt.Các nguyên tử trong từng hạt tinh thể luôn luôn sắp xếp một cách có trật tự Các nguyên tử ở biên giới hạt thường sắp xếp không trật tự do tác động của các hạt xung quanh Hợp kim được cấu tạo từ một hoặc nhiều pha Các pha khác nhau đều có các tính chất đặc trưng khác nhau (cơ tính, lý tính, hóa tính) Mục đích của chuẩn bị mẫu là để nghiên cứu, phân biệt rõ cấu trúc (tổ chức) hạt, biên giới hạt, các pha… khi quan sát dưới kính hiển vi kim loại Công việc này được gọi là nghiên cứutổ chức tế vi.Đặc điểm và các phương pháp đo độ cứng:

2.2 Nghiên lý nghiên cứu tổ chức tế vi.

Quan sát hình ảnh phóng đại của bề mặt mẫu đã được chuẩn bị, thông qua kính hiển vi Ban đầu, chiếu chùm tia sáng vuông góc vào mặt mẫu được mài bóng, chùm tia phản xạ toàn phần Vì vậy, mẫu có màu sáng khi quan sát dưới kính hiển vi Sau đó sử dụng dung dịch thích hợp để ăn mòn trên mặt mẫu đã mài bóng, do mẫu tạo bởi các pha có tính chất hóa học khác nhau nên ăn mòn trên từng pha, cũng như giữa hạt tinh thể và biên giới hạt

khác nhau, từ đó làm xuất hiện độ mấp mô khác nhau.

Sự tương phản sáng tối giữa các pha, hạt và biên giới hạt, sẽ làm nổi rõ tổ chức tế vi

của kim loại – hợp kim

2.3 Chọn và cắt mẫu.

- Chọn mẫu: Tùy theo yêu cầu và nhiệm vụ của nghiên cứu và thí nghiệm mà ta chọn mẫu cho phù hợp

- Máy cắt mẫu

1

Hình 1.2 - Máy cắt mẫu

Cắt mẫu: dựa vào mục đích quan sát mà ta có thể cắt mẫu theo tiết diện ngang hoặc cắt theo

dọc trục Kích thước mẫu: 10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêux10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu; 10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêux10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu cầu nhiệt độ của vị trí cắt không quá 10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêuC

Hình 1.3 - Các kiểu cắt mẫu 2.4 Mài mẫu.

2.4.1 Mài thô.

Mẫu được mài trên máy mài hoặc đánh bằng giấy nhám hạt thô sao cho hai mặt đối diện (AB) song song với nhau, sau đó vát mép

Hình 1.4 - Máy mài

Giấy nhám: Giấy nhám có các số 100,180; 320; 400 Con số chỉ số hạt mài trên 1

tay nắm chặt mẫu, tì nhẹ mặt mẫu vào mặt giấy nhám vị trí 1, đẩy mẫu tới vị trí 2, nhấc mẫu lên khỏi bề mặt giấy nhám, đưa về vị trí 1 và lặp lại động tác đã thực hiện

2

Hình 1.5 - Mài mẫu

Sau khi mài 50x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu÷70x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu lần, bề mặt mẫu chỉ còn các đường song song Sau đó quay mẫu

tiếp tục mài trên giấy nhám, khử các hệ xước cũ và tạo hệ xước mới Lặp đi lặp lại bước mài và xoay từ 3-5 lần Quan sát bằng mắt thường, thấy các hệ xước đều và sâu như nhau thì lần lượt chuyển sang giấy nhám 180x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu, sau đó 320x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu và cuối cùng là cỡ 40x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu

Chú ý: Khi chuyển từ giấy mài thô sang giấy mịn hơn phải lau sạch mẫu để tránh hạt

mài thô bám trên mẫu chuyển sang giấy nhám mịn hơn

2.2.2 Mài bóng

Sau khi hoàn tất mài thô, ta tạo được bề mặt tương đối phẳng nhưng bề mặt vẫn tồn tại các vết xước khá lớn→ đem rửa sạch → đánh bóng để xóa các vết xước trên bề mặt mẫu Mài bóng bằng miếng dạ hay vải nỉ kết hợp với một số hỗn hợp đánh bóng Một số hỗn hợp được dùng để đánh bóng mẫu

Bảng 1.1 – Thành phần hỗn hợp đánh bóng thông dụng

Nếu sau khi mài bóng, quan sát trên kính hiển vi vẫn thấy còn vết xước thì phải tiến hành

mài bóng lại Sau khi mài bóng xong, phải rửa mẫu lại cho thật sạch và sấy khô mẫu

2.2.3 Tẩm thực

Muốn nghiên cứu tổ chức tế vi cần phải tẩm thực mẫu Tẩm thực là quá trình ăn mòn bề mặt kim loại bằng các dung dịch hóa học thích hợp Dung dịch hóa học được gọi là dung

Với thép cacbon ta sử dụng dung dịch 4% HNO3 trong cồn > 90x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu, nhúng mẫu vào dung dịch và giữ trong thời gian từ vài giây tới vài chục giây

loại, cuối cùng rửa lại bằng cồn và đem sấy khô Nếu quan sát trên kính hiển vi:

 Các đường biên giới hạn đứt đoạn là tẩm thực chưa đủ thời gian, phải đem tẩm thực thêm

Ngược lại, bề mặt mẫu có màu đen đậm, độ tương phản kém thì mẫu đã tẩm thực quá lâu, phải đem đánh bóng và tẩm thực lại

III CÁC BƯỚC THỰC HIỆN.

1 Tiến hành mài mẫu lần lượt với các mẫu giấy nhám từ thô tới tinh như P100 P180, P320, P400.

Cách mài mẫu:

- Đặt giấy nhám lên bề mặt phẳng, sạch

- Dùng tay cầm mẫu di chuyển dọc theo giấy nhám lên xuống 5 lần - Dùng tay cầm mẫu di chuyển ngang theo giấy qua lại xuống 5 lần

- Lặp lại chu trình trên 10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu lần cho giấy P10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu, P180x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu, P320x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu, P60x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu, P10x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu và P120x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu0x10; 10x10 mm Với các thép và gang đã nhiệt luyện thì yêu

- Mẫu đạt yêu cầu khi bề mặt sáng, phẳng, ít vết xước – vết xức

Sau khi đánh bóng xong dùng cồn rửa sạch mặt đánh bóng sau đó dùng bông lau khô rồi sấy khô bằng máy sấy

Xem dưới kính hiển vi rồi lưu hình ảnh lần 1

• Cắm điện, bật công tắc đèn, điều chỉnh ánh sáng phù hợp • Chọn vật kính, thị kính; điều chỉnh dãn cách mắt

• Đặt mẫu lên bàn mẫu, dùng núm điều chỉnh để mẫu ở vị trí trực diện với vật kính • Điều chỉnh thô kết hợp với quan sát trong thị kính, khi ánh sáng trong thị kính sáng

hẳn lên là lúc sắp nhìn thấy tổ chức tế vi, lúc này cần điều chỉnh nhẹ nhàng từng chút một để có thể quan sát tổ chức tế vi hơi mờ

• Điều chỉnh tinh để nhìn rõ tổ chức tế vi

5

Hình 1.7 – Máy soi tổ chức kim loại Boshida

3 Tẩm thực bằng dung dịch axit.4 Lưu ảnh lần 2 sau khi tẩm thực

Hình 1.8 – Mẫu tham khảo

6

QUY TRÌNH BÀI: “CHUẨN BỊ MẨU ĐỂ NGUYÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI”

7

IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 4.1 Mẫu trước khi tẩm thực:

Mẫu 20x

4.2 Mẫu sau khi tẩm thực

8

V NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ.

Dựa trên tổ chức tế vi của mẫu được nhận (ảnh mẫu sau khi tẩm thực), ta có thể đưa ra kết quả như sau:

9