40
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018
NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC VÀ ĐỘ CỨNG TẾ VI BỀ MẶT BÚA NGHIỀN
STUDY ON MICROSTRUCTURE AND MICROHARDNESS
OF THE HAMMER SURFACE
Ngô Hữu Mạnh, Trịnh Văn Cường
Email: manh.nh.1981@gmail.com
Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 6/3/2018
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 24/3/2018
Ngày chấp nhận đăng: 28/3/2018
Tóm tắt
Cấu trúc và độ cứng tế vi có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chịu va đập và chị
6 trang |
Chia sẻ: huong20 | Ngày: 18/01/2022 | Lượt xem: 395 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Nghiên cứu tổ chức và độ cứng tế vi bề mặt búa nghiền, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
u mài mòn của búa nghiền.
Trên bề mặt búa nghiền, ngoài cacbit dạng hạt như CrxCy, sự có mặt của hỗn hợp Cr-Fe-C dạng sợi sẽ làm
tăng độ cứng, khả năng chịu mài mòn, chịu va đập của kim loại lớp đắp. Đây là yếu tố quyết định đến tuổi
thọ và hiệu quả làm việc của búa nghiền liệu. Trong bài báo này, nhóm tác giả nghiên cứu cấu trúc tế vi, độ
cứng tế vi, khả năng chịu mài mòn, chịu va đập của lớp kim loại trên bề mặt búa nghiền. Quá trình phân tích
lý thuyết kết hợp với thử nghiệm sẽ giúp dự đoán và đánh giá tuổi thọ của búa nghiền liệu.
Từ khoá: Cấu trúc tế vi; độ cứng; độ cứng tế vi; hàn đắp; búa nghiền.
Abstract
The microstructure and microhardness have a strong influence to the impact and abrasion resistance of the
hammer mill. On the surface of the hammer mill, beside of grain carbide as CrxCy, the presence of Cr-Fe-C
fiber will increase the hardness, abrasion resistance and impact resistance of the surface metal. This is a
decisive factor to the long time and performance of the hammer mill. In this paper, the authors study on the
microstructure, microhardness, abrasion resistance, impact resistance of the metal surface on the hammer.
Theoretical analysis combined with the experiment will predict and evaluate the long time of the hammer mill.
Keywords: Microstructures; hardness; microhardness; overlay welding; hammer.
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Trong quá trình làm việc, búa nghiền chịu va đập
liên tục với cường độ mạnh. Sự va đập kết hợp với
hiện tượng mòn ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của búa
nghiền và hiệu quả sản xuất. Nếu búa nghiền được
chế tạo bằng thép cường lực, chịu va đập, chịu mài
mòn thì chi phí sản xuất sẽ rất lớn ảnh hưởng đến
giá thành sản phẩm, giảm tính cạnh tranh và gây
lãng phí vật liệu quý. Vì vậy, giải pháp tốt nhất đó là
chế tạo búa nghiền gồm phần thân (cốt/nền) và phần
làm việc. Phần làm việc được chế tạo từ thép hợp
kim cứng, chịu ứng suất, chịu va đập, chịu mài mòn.
Phần thân của búa nghiền thường chế tạo từ thép
cacbon thấp để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về tính
hàn, độ dẻo và giảm giá thành sản phẩm [1]. Lớp kim
loại làm việc trên bề mặt của búa nghiền được phủ
lên nền thép cacbon thấp bằng quá trình hàn. Thực
tế cho thấy, để hàn hai loại kim loại khác nhau về bản
chất và đặc tính là không dễ. Trong trường hợp này,
ngoài yếu tố kinh tế, cần có công nghệ và quy trình
hàn phù hợp để đảm bảo sự liên kết tốt giữa lớp kim
loại hàn trên bề mặt với thân búa. Và công nghệ hàn
FCAW (Flux Cored Arc Welding) được lựa chọn để
đáp ứng các yêu cầu trên.
Trong bài báo này, nhóm tác giả sẽ phân tích cấu
trúc và độ cứng tế vi của lớp đắp trên bề mặt búa
nghiền. Đây là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến
tuổi thọ và hiệu quả làm việc của búa nghiền. Quá
trình hàn đắp búa nghiền được thực hiện bằng công
nghệ hàn FCAW.
Crom cacbit (Cr7C3) có độ cứng cao, khả năng chịu
mài mòn và chống xói mòn tốt. Vì vậy, nó thường
được sử dụng để tạo lớp bề mặt chịu mài mòn và
chống xói mòn [2]
Kim loại nền là γ-Fe có độ dai va đập cao khi kết hợp
với Cr7C3 sẽ là giải pháp tốt nhất để tạo liên kim (Cr,
Fe)7C3 có độ cứng cao, khả năng chịu mài mòn và
chống xói mòn tốt [3].
Tổ chức kim loại mối hàn được xác định nhờ sử dụng
phương pháp kim tương học với sự hỗ trợ của hiển
vi quang học (OM - Optical Microscopy) và hiển vi
điện tử quét (SEM - Scanning Electron Microscopy).
Độ cứng tế vi được xác định và phân tích theo chiều
sâu lớp kim loại đắp nhằm đánh giá mức độ giảm
về giá trị của chúng. Đây là cơ sở khoa học để xây
dựng quy trình hàn phù hợp hơn với thực tế và tiết
kiệm chi phí sản xuất. Đồng thời xác định được tổ
chức tế vi và độ cứng tế vi của lớp đắp trên bề mặt
búa nghiền.
LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 41
2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Để làm cơ sở xác định vật liệu hàn, nhóm tác giả xây
dựng mô hình thực nghiệm. Phương pháp quy hoạch
thực nghiệm dựa trên sự ứng xử của bề mặt RSM
(RSM - Response Surface Modeling) được sử dụng
để dự đoán, tối ưu hóa các thông số thành phần vật
liệu hàn đắp búa nghiền.
Quá trình phân tích một số loại dây hàn hợp kim nền
Co, Ni, Fe của các hãng sản xuất, nhóm tác giả ưu
tiên lựa chọn dây hàn hợp kim nền Fe vì vật liệu này
phù hợp với thực tế sản xuất.
Bảng 1. Các thành hợp kim của vật liệu hàn.
TT Thành phần hợp
kim
Ký hiệu Hàm lượng
(% theo khối
lượng)
1 Vônfram các bít WC 6 ÷ 10
2 Crôm các bít CrC 20 ÷ 30
3 Các bon C 1,0 ÷ 3,0
4 Sắt Fe Nền
Trong các thành phần hợp kim trên, CrC, WC và C
có ảnh hưởng đến độ cứng của kim loại mối hàn (H)
được nhóm tác giả khảo sát, phân tích sự biến thiên
và chọn làm biến đầu vào.
Phân tích 3 yếu tố là 3 thông số vật liệu có ảnh
hưởng lớn đến độ cứng của mối hàn. Các thông số
được phân tích lần lượt là Vônfram các bít (WC),
Crôm các bít (CrC) và Các bon (C).
Bảng 2. Bảng giá trị biến thiên của các thành phần
vật liệu hàn
Thành
phần hợp
kim
Đơn
vị
Ký
hiệu
Mã
hóa
Mức độ biến
thiên
-1 0 +1
Vônfram
các bít
% WC x1 6 8 10
Crôm
các bít
% CrC x2 20 25 30
Các bon % C x3 1 2 3
Với yêu cầu đầu ra là H = 58 ÷ 62HRC, nhóm tác giả
phân tích các yếu tố đầu vào là hàm lượng các thành
phần hợp kim WC, CrC và C dựa trên mối quan hệ
tương quan giữa chúng. Với bất kỳ sự thay đổi nào
về hàm lượng của WC, CrC và C đều dẫn đến sự
thay đổi của H.
Phương trình thực nghiệm kiểu 2 mức, 3 yếu tố có
dạng tổng quát như sau:
N = 2k +3 = 23 + 3 = 11 (1)
Trong đó:
N số thí nghiệm được thực hiện;
k các biến số ảnh hưởng, k = 3.
Theo mô hình này, có tổng số 11 thí nghiệm được
thực hiện. Trong đó, mức độ biến thiên của biến thấp
nhất là (-1) và cao nhất là (+1).
Mối quan hệ giữa các biến số đầu vào là các thành
phần hợp kim và sự ảnh hưởng của chúng đến độ
cứng (H) của kim loại mối hàn được mô tả bằng hàm
số dưới đây.
H = f(WC, CrC, C) (2)
Trong đó:
H độ cứng của kim loại mối hàn (HRC);
WC hàm lượng Vônfram các bít (%);
CrC hàm lượng Crôm các bít (%);
C hàm lượng Các bon (%).
Phương trình hồi quy dạng tổng quát như sau:
(3)
Trong đó: a0, ai, aij là các hệ số
xi, xj là biến số, i≠j, 1≤i, j≤k
Phương trình hồi quy bậc nhất với các biến số WC,
CrC, C ảnh hưởng đến độ cứng của kim loại mối hàn
(H) có dạng như phương trình (4) dưới đây:
(4)
Kết quả phân tích ANOVA, tác giả đã xác định được
hệ số tương quan R2 = 99,5% và hệ số phù hợp với
mô hình thực nghiệm Q2 = 83,8%.
Phân tích kết quả thực nghiệm kết hợp sử dụng
phần mềm Modde, tác giả đã xác định được các giá
trị của phương trình hồi quy (5) như sau:
(5)
Phân tích phương trình hồi quy (5) thấy rằng, các
thành phần hợp kim Vônfram các bít (WC), Crôm các
bít (CrC) và Các bon (C) có hướng tỉ lệ thuận với độ
cứng H. Trong đó, mức độ ảnh hưởng đến H của WC
là lớn nhất, tiếp theo là CrC, và cuối cùng là C.
Bảng 3. Giá trị các thành phần hợp kim ảnh hưởng
đến độ cứng kim loại mối hàn.
TT
Các biến
mã hóa
Giá trị các biến
thực
Độ
cứng
H
(HRC)
x1 x2 x3
WC
(%)
CrC
(%)
C
(%)
1 -1 -1 -1 6 20 1 58
2 1 -1 -1 10 20 1 61
42
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018
TT
Các biến
mã hóa
Giá trị các biến
thực
Độ
cứng
H
(HRC)
x1 x2 x3
WC
(%)
CrC
(%)
C
(%)
3 -1 1 -1 6 30 1 60
4 1 1 -1 10 30 1 61
5 -1 -1 1 6 20 3 59
6 1 -1 1 10 20 3 63
7 -1 1 1 6 30 3 60
8 1 1 1 10 30 3 63
9 0 0 0 8 25 2 60
10 0 0 0 8 25 2 60
11 0 0 0 8 25 2 60
Quá trình phân tích thấy rằng, khi thay đổi giá trị của
các biến số đầu vào là hàm lượng các thành phần
hợp kim sẽ dẫn đến sự thay đổi giá trị của H. Khi
tăng hoặc giảm hàm lượng của WC, CrC hay C đều
dẫn đến sự biến thiên về độ cứng (H) của kim loại
mối hàn. Tuy nhiên, mức độ biến thiên của H là khác
nhau.
Hình 1. Mối quan hệ tương quan giữa WC, CrC, C
và H
Phân tích Hình 1 thấy rằng, H bị ảnh hưởng lớn nhất
bởi WC, sau đó là CrC. Vì vậy, khi cần thay đổi giá trị
của H, chỉ cần thay đổi giá trị của WC hoặc CrC hoặc
cả WC và CrC.
Hình 2. Ảnh hưởng của WC và CrC đến H khi
C=1,0% và C=3,0%
Phân tích hình 2 thấy rằng, khi điều chỉnh hàm lượng
Các bon từ mức C = 1,0% lên mức C = 3,0% thì độ
cứng của kim loại mối hàn H có sự gia tăng. Tuy
nhiên, mức độ tăng của H là không lớn. Mặt khác,
khi tăng hàm lượng C có thể gây ra hiện tượng giòn
và nứt kim loại mối hàn. Khi hàm lượng C = 1,0%
thì độ cứng H = 57,16 ÷ 60,76HRC. Biểu đồ H gần
như cân bằng giữa WC và CrC. Khi hàm lượng
C = 3,0% thì độ cứng H = 57,91 ÷ 63,31HRC. Biểu đồ
H bị lệch nhiều hơn về phía CrC.
Hình 3. Ảnh hưởng của WC và C đến H khi
CrC=20% và CrC=30%
Phân tích Hình 3 thấy rằng, khi điều chỉnh hàm lượng
của CrC thì giá trị độ cứng H của kim loại mối hàn
cũng có sự thay đổi theo hướng tỉ lệ thuận với sự thay
đổi hàm lượng của CrC. Khi hàm lượng CrC = 20%
thì độ cứng H = 57,16 ÷ 60,76HRC. Khi hàm lượng
CrC = 30% thì độ cứng H = 58,91 ÷ 63,41 HRC. Sự
gia tăng hàm lượng CrC sẽ tạo điều kiện cho sự hình
thành liên kim Fe-CrC-C làm tăng cường độ cứng và
khả năng chịu mài mòn cho kim loại mối hàn.
Hình 4. Ảnh hưởng của CrC và C đến H khi
WC=6% và WC=10%
Phân tích Hình 4 thấy rằng, khi điều chỉnh hàm
lượng WC tăng từ mức 6,0% lên 10% thì độ cứng
của kim loại mối hàn H cũng có sự thay đổi theo
hướng tỉ lệ thuận với sự gia tăng của WC. Khi
hàm lượng WC = 6,0% thì độ cứng H = 57,16 ÷
59,86 HRC. Khi hàm lượng WC = 10% thì độ cứng
H = 58,91 ÷ 63,41HRC.
Như vậy, quá trình khảo sát và phân tích sự ảnh
hưởng của các thành phần hợp kim WC, CrC, C đến
độ cứng H của kim loại mối hàn thấy rằng, giá trị của
H phụ thuộc vào hàm lượng của từng thành phần
hợp kim. Với mỗi sự thay đổi hàm lượng của các
thành phần hợp kim đều dẫn đến sự thay đổi về giá
trị của H. Giá trị của H thay đổi theo xu hướng tuyến
tính với sự thay đổi về hàm lượng WC, CrC và C.
Trong đó, mức độ ảnh hưởng đến H của WC là lớn
hơn của CrC.
3. VẬT LIỆU THỬ NGHIỆM
3.1. Vật liệu nền
Thân của búa nghiền được chế tạo từ thép CT38
dạng tấm, được cán nóng hoặc bằng phương
pháp đúc. Chiều dày tùy thuộc vào mục đích sử
dụng, thiết bị. Nó thường nằm trong khoảng
30÷50 mm.
LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 43
Hình 5. Phôi búa nghiền
Bảng 4. Thành phần hóa học của thép CT38 theo
TCVN 1765-85 [4]
%C %Si %Mn %S %P
0,14÷
0,22
0,12÷
0,3
0,40÷
0,60 ≤ 0,04 ≤ 0,045
Bảng 5. Cơ tính của thép CT38 theo TCVN 1765 - 85 [4]
Giới hạn bền
(MPa)
Giới hạn chảy
(MPa)
Độ giãn dài
(%)
380÷470 > 235 > 25
3.2. Vật liệu hàn
Quá trình hàn sử dụng công nghệ hàn FCAW nên
vật liệu hàn gồm hai loại là vật liệu hàn lót và vật liệu
hàn phủ lớp bề mặt.
Vật liệu hàn lót được sử dụng là dây hàn lõi
thuốc Hardcored MN-O, tiêu chuẩn DIN 555 MF
7-200 KNP của hãng Innovative Alloys. Đường kính
dây hàn 1,6÷2,4 mm. Thông số kỹ thuật của dây hàn
Hardcored MN-O được trình bày trong bảng 6.
Bảng 6. Thành phần hóa học của dây hàn lõi thuốc
Hardcored MN-O [5, 6].
%C %Si %Mn %Ni
0,6 0,6 14,0 3,5
Vật liệu hàn phủ được sử dụng là dây hàn lõi
thuốc Hardcored 101Mo, tiêu chuẩn DIN 555 MF
10-60-GR của hãng Innovative Alloys. Đường
kính dây hàn 1,6÷2,8 mm. Thông số kỹ thuật của
dây hàn Hardcored 101Mo được trình bày trong
bảng 7.
Bảng 7. Thành phần hóa học của dây hàn lõi thuốc
Hardcored 101Mo [5, 6]
%C %Si %Mn %Cr %Mo
5,25 1,0 1,35 27,2 1,0
Dây hàn Hardcored 101Mo cho phép nhận được
lớp kim loại đắp có độ cứng cao, chịu va đập, chịu
mài mòn. Dây hàn Hardcored 101Mo có hàm lượng
Crom (Cr) cao sẽ kết hợp với Cacbon (C) để tạo ra
Crom cacbit nhằm tăng độ cứng cho kim loại lớp
đắp. Sự có mặt của nguyên tố Molipden (Mo) nhằm
tạo liên kim Cr-Mo làm tăng khả năng chịu mài mòn,
chịu nhiệt cho kim loại mối hàn khi có sự va đập và
sinh nhiệt do ma sát. Bên cạnh đó, nguyên tố Sắt (Fe)
sẽ kết hợp với Cr và C để tạo ra hỗn hợp Cr-Fe-C
nhằm tăng khả năng liên kết và khả năng chịu mài
mòn cho kim loại mối hàn.
4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1. Chế độ hàn
Chế độ hàn là yếu tố quan trọng quyết định đến công
suất nguồn nhiệt, hình dạng và kích thước mối hàn
[7]. Đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng
mối hàn. Các thông số chế độ hàn FCAW được tác
giả tính toán, xác định trên cơ sở lý thuyết và thực
nghiệm hàn.
Bảng 8. Bảng thông số hàn FCAW
Thông số chế độ hàn Ký
hiệu
Giá trị
Đường kính dây hàn (mm) dd 1,6
Cường độ dòng hàn (A) Ih 200÷250
Điện áp hàn (V) Uh 28÷30
Tốc độ cấp dây hàn (m/phút) Vd 3,5÷5,0
Số lớp hàn (lớp) n 2
4.2. Quy trình hàn
Trước khi hàn, vật hàn được làm sạch, gia nhiệt
150÷250oC. Vật hàn (búa) được kẹp trên đồ gá. Mối
hàn được thực hiện ở vị trí hàn bằng.
Quy trình hàn được xây dựng trên cơ sở lý thuyết và
phải phù hợp điều kiện thực tế nhằm nhận được mối
hàn (kim loại lớp bề mặt) có tổ chức và đặc tính như
mong muốn.
Trước khi hàn đắp cứng, một lớp hàn lót (đệm) bằng
dây hàn lõi thuốc Hardcored MN-O là cần thiết để
tăng cường khả năng liên kết giữa phần nền với lớp
đắp cứng sau đó. Đồng thời, lớp đắp bằng dây hàn
lõi thuốc Hardcored MN-O còn giúp làm tăng cường
khả năng chịu mài mòn cho lớp đắp thông qua hàm
lượng Mn tham gia vào kim loại mối hàn.
Hình 6. Búa sau khi hàn lớp lót
44
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018
Trước khi hàn đắp cứng, bề mặt búa nghiền
được làm sạch để đảm bảo nhận được mối
hàn tốt nhất. Lớp hàn đắp sẽ được hàn phủ kín
phần đầu của búa nghiền bằng dây hàn lõi thuốc
Hardcored 101Mo. Đây là vùng làm việc chính
của búa nghiền, vì vậy để đảm bảo khả năng làm
việc cho búa nghiền, chiều dày lớp đắp cần đạt
3÷5 mm. Vì vậy, nhóm tác giả đã thực hiện 02 lớp
hàn đắp. Chiều dày mỗi lớp hàn 2÷2,5 mm. Các
đường hàn được tính toán chiều rộng phù hợp để bề
mặt nhận được đảm bảo độ phẳng. Sau mỗi lớp hàn,
bề mặt búa phải được làm sạch. Vật hàn được làm
nguội tự nhiên trong không khí, không nên làm nguội
đột ngột để hạn chế hiện tượng tách lớp. Kim loại
bề mặt sau khi hàn đắp 02 lớp sẽ có độ cứng 60÷62
HRC. Đây là cơ sở để lớp kim loại được hàn đắp trên
bề mặt của búa nghiền đảm bảo các yêu cầu như
có độ cứng cao, chịu va đập, tăng khả năng liên kết,
hạn chế bong, tróc hoặc vỡ mảnh khi làm việc.
Hình 7. Búa sau khi được hàn đắp hoàn thiện
4.3. Tổ chức kim loại mối hàn
Do sử dụng phương pháp hàn nóng chảy nên kim
loại mối hàn là hỗn hợp gồm vật liệu cơ bản và vật
liệu bổ sung từ dây hàn.
Sau khi hàn, mẫu kiểm tra kim tương được cắt ra
từ vật hàn. Sau đó, mẫu thử được mài bóng và tẩm
thực màu để thuận lợi cho cho trình phân tích cấu
trúc. Mẫu thử được quan sát và chụp ảnh bằng thiết
bị hiển vi quang học (OM) với độ phóng đại từ 50
đến 1000 lần.
Kết quả phân tích ảnh chụp cấu trúc kim loại vùng
mối hàn thấy rằng, mật độ các hạt Crom cacbit là rất
lớn. Điều này cho phép kim loại mối hàn đạt được
độ cứng cao mà không cần bất kỳ tác động nào từ
bên ngoài.
Hình 8. Tổ chức tế vi kim loại mối hàn (OM, x500)
Ảnh chụp bằng kỹ thuật SEM với độ phóng đại 5000
lần, cho phép quan sát rõ nét tổ chức kim loại mối
hàn. Phân tích ảnh chụp siêu tế vi bằng kỹ thuật
SEM thấy rằng, kim loại mối hàn ngoài tổ chức dạng
hạt còn có tổ chức dạng sợi. Các sợi được xác định
là hỗn hợp Cr-Fe-C và Cr-Mn nằm xen kẽ với Crom
cacbit dạng hạt. Nằm giữa các pha cứng (A) là các
pha mềm (B). Sự phân bố các pha A và B xen kẽ sẽ
tăng cường khả năng liên kết, hạn chế hiện tượng
nứt và tách lớp. Sự có mặt của hỗn hợp Cr-Fe-C và
Cr-Mn dạng sợi sẽ làm gia tăng đáng kể khả năng
chịu va đập và chịu mài mòn cho kim loại mối hàn.
Hình 9. Tổ chức siêu tế vi kim loại mối hàn
(SEM, x5000)
Vùng tiếp giáp giữa kim loại mối hàn với kim loại nền
có sự phân vùng khá rõ rệt. Không thấy xuất hiện
vùng đệm và khuyết tật giữa vùng kim loại mối hàn
với kim loại nền. Có những vị trí kim loại mối hàn và
kim loại nền hòa tan hoàn toàn vào nhau. Đây là cơ
sở để đánh giá sự liên kết giữa kim loại lớp đắp với
kim loại nền là tốt.
Hình 10. Tổ chức kim loại mối hàn vùng biên giới
(OM, x500)
Như vậy, tổ chức kim loại mối hàn tồn tại cả pha cứng
và pha mềm nằm xen kẽ nhau. Pha cứng gồm hỗn
hợp Cr-Fe-C và Cr-Mn dạng sợi. Bên cạnh đó còn có
Crom cacbit dạng hạt. Đây là yếu tố quyết định đến
tuổi thọ và khả năng làm việc của búa nghiền bởi nó
ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng, khả năng chịu mài
mòn, chịu va đập của kim loại mối hàn.
LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 45
4.4. Độ cứng của kim loại mối hàn
Độ cứng lớp đắp trên bề mặt búa nghiền được xác
định nhằm đảm bảo khả năng làm việc của bề mặt,
cũng như tuổi thọ của búa. Đây là cơ sở để đánh giá
cơ tính của lớp đắp. Các vị trí kiểm tra độ cứng trên
mối hàn gồm các điểm khác nhau có hướng từ đỉnh
xuống chân mối hàn.
Hình 11. Các vị trí kiểm tra độ cứng trên vùng
kim loại mối hàn và vùng lân cận (OM, x200)
Bảng 9. Bảng kết quả đo độ cứng trên vùng kim loại
mối hàn
Điểm
kiểm tra
Khoảng cách giữa
các điểm (µm)
Độ cứng tế
vi (HV0,1)
H1 250 517
H2 300 601
H3 350 674
H4 400 746
H5 450 812
Phân tích kết quả đo độ cứng lớp đắp thấy rằng, độ
cứng có xu hướng giảm dần độ lớn (tuyến tính) từ
đỉnh mối hàn xuống chân mối hàn. Ở vùng gần tiếp
giáp với kim loại nền (vùng chân mối hàn), độ cứng
bị giảm đáng kể so với độ cứng trên bề mặt.
5. KẾT LUẬN
Kim loại lớp đắp có sự liên kết tốt với kim loại nền.
Không tồn tại khuyết tật và vùng đệm tại vùng biên
giới giữa kim loại mối hàn với kim loại nền.
Tổ chức kim loại mối hàn gồm hai pha cứng và mềm
nằm xen kẽ nhau làm tăng khả năng liên kết giữa
các pha.
Pha cứng gồm hỗn hợp Cr-Fe-C và Cr-Mn dạng sợi.
Bên cạnh đó còn có Crom cacbit dạng hạt làm tăng
độ cứng, khả năng chịu mài mòn, chịu va đập kim
loại lớp đắp.
Độ cứng tế vi của kim loại lớp đắp dao động trong
khoảng 517÷812HV01. Độ cứng này có xu hướng
giảm dần từ đỉnh mối hàn xuống vùng tiếp giáp với
kim loại nền.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ngô Hữu Mạnh, Tạ Hồng Phong, Nguyễn Đức
Hải (2015). Nghiên cứu cấu trúc tế vi và độ cứng
của lớp đắp bề mặt trục vít trong lĩnh vực sản xuất
gạch ngói. Kỷ yếu Hội nghị Khoa học và Công nghệ
toàn quốc về Cơ khí lần thứ IV, TP. Hồ Chính Minh
11/2015, tập 2, trang 357-363.
[2]. Yuan-Fu Liu, Jian-Min Han, Rong-Hua Li, Wei-
Jing Li, Xiang-Yang Xu, Jin-Hua Wang, Si-Ze
Yang (2006). Microstructure and dry-sliding wear
resistance of PTA clad (Cr, Fe)7C3/γ-Fe ceramal
composite coating. Applied Surface Science, 252
(2006) 7539-7544.
[3]. Yuan-Fu Liu, Zhi-Ying Xia, Jian-Min Han, Gu-Ling
Zhang, Si-Ze Yang (2006). Microstructure and
wear behavior of (Cr,Fe)7C3 reinforced composite
coating produced by plasma transferred arc weld-
surfacing process. Surface & Coatings Technology,
201 (2006) 863-867.
[4]. TCVN 1765-85. Thép cacbon, kết cấu thông
thường, mác thép và yêu cầu kỹ thuật.
[5].
[6].
[7]. Ngô Lê Thông (2007). Công nghệ hàn điện nóng
chảy. Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nghien_cuu_to_chuc_va_do_cung_te_vi_be_mat_bua_nghien.pdf