Category: Công Trình Nghiên Cứu

110

Nghiên cứu ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, chế tạo khuôn ép chảy cho sản phẩm nhôm định hình

Application of CAD/CAM/CAE to design and manufacture extrusion
molds for aluminum profiles

NGUYỄN CHU BẢO LONG, NGUYỄN HÒA AN VÀ ĐỖ VĂN QUẢNG*
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ – Luyện Kim, Số 79 An Trạch, Đống Đa, Hà Nội
*Email: dovanquang@vimluki.vn

Ngày nhận bài: 25/8/2023, Ngày duyệt đăng: 19/10/2023

TÓM TẮT

Bài báo nghiên cứu ứng dụng phần mềm Solidworks để thiết kế khuôn ép chảy nhôm tạo ra các sản phẩm nhôm thanh định hình ứng dụng cho ngành công nghiệp ô tô, cụ thể là 2 chi tiết nẹp cửa và nẹp trần dùng cho xe ô tô khách 45 chỗ và xe buýt. Khuôn sau khi thiết kế được mô phỏng quá trình ép chảy bằng phần mềm Altair Inspire Extrude để hiệu chỉnh thiết kế khuôn, việc áp dụng quá trình mô phỏng khuôn đã tiết kiệm được rất nhiều chi phí chế tạo khuôn và rút ngắn được thời gian chế tạo khuôn. Kết quả ép thực tế cho thấy khuôn ép chảy của 2 chi tiết nẹp trần và nẹp cửa đáp ứng chất lượng sản phẩm thương mại mà không cần hiệu chỉnh gì thêm.

Từ khóa: Khuôn ép chảy nhôm, Altair Inspire Extrude, Mô phỏng quá trình ép chảy

ABSTRACT

In this article, the application of Solidworks software has been studied to design aluminum extrusion molds and to create aluminum profiles for two automotive parts namely door and ceiling braces of coaches and buses. After the molds were designed, the extrusion processes were simulated by Altair Inspire Extrude software to correct the mold designs. The mold simulation processes has saved a lot of mold making costs and shortened the time of making mold. The actual extrusion results show that the extrusion molds of 2 parts of ceiling and door braces meet the quality of commercial products without any further adjustment.

Keywords: Aluminium extrusion mold, Inspire Extrude Metal, Simulation of extrusion process.

110

Nghiên cứu cấu trúc và độ cứng của compozit CNT/Ti6Al4V kết khối bằng kỹ thuật thiêu kết chân không

Study on microstructure and hardness of CNT/Ti6Al4V composites
consolidated by vacuum sintering technique

ĐOÀN ĐÌNH PHƯƠNG*, LƯƠNG VĂN ĐƯƠNG, NGUYỄN NGỌC ANH, PHẠM VĂN TRÌNH
Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Số18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội
*Email: phuongdd@ims.vast.ac.vn

Ngày nhận bài: 14/8/2023, Ngày duyệt đăng: 14/10/2023

TÓM TẮT

Hợp kim Ti6Al4V có trọng lượng riêng thấp, chống ăn mòn, điểm nóng chảy cao, tính tương thích sinh học và các tính chất cơ học độc đáo đã và đang quan tâm nhiều do khả năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ và y sinh. Tuy nhiên, Ti6Al4V có xu hướng dễ oxy hóa, độ dẫn nhiệt thấp và độ cứng thấp đã hạn chế khả năng ứng dụng của hợp kim này trong một số ngành công nghiệp. Trong nghiên cứu này, compozit nền Ti6Al4V được gia cường bằng ống nano cacbon (CNT) nhằm mục đích nâng cao độ cứng đã được chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột với kỹ thuật thiêu kết chân không. Cấu trúc vật liệu compozit gồm hai pha chính là α-Ti và β-Ti được phát hiện bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) và nhiễu xạ tia X (XRD). Tỷ trọng tương đối của vật liệu compozit giảm xuống khi hàm lượng CNT tăng lên do cấu trúc xốp của vật liệu CNT đã làm hạn chế quá trình kết khối. Khi tăng hàm lượng CNT thì độ cứng của vật liệu compozit tăng lên, đạt cực đại là 396 HV với 3 % CNT cao hơn gần 22 % so với độ cứng của hợp kim Ti6Al4V (325 HV). Sự gia tăng độ cứng của vật liệu compozit khi có thêm thành phần CNT có thể do vật liệu gia cường CNT có độ cứng cao và có kích thước nanomet đã hóa bền pha nền, làm tăng độ bền cơ học của vật liệu compozit CNT/Ti6Al4V.

Từ khóa: Ti6Al4V, ống nano cácbon, compozit, cấu trúc, độ cứng

ABSTRACT

Ti6Al4V alloys with low weight, high corrosion resistance, high melting point, high biocompatibility and unique mechanical properties have been receiving great attention for wide applicability in many industry fields such as automobile,
aerospace and biomedical. However, Ti6Al4V alloys tend to be easily oxidized at high temperature, low elastic modulus, low thermal conductivity and low hardness and thus have the limitation of applicability in many industries. In this study, Ti6Al4V matrix composites reinforced with carbon nanotubes (CNT) have been fabricated to enhance the hardness. vacuum sintering technique has been used to prepare CNT/Ti6Al4V composite. Microstructural and phase studies indicated that the composite structure consists of two main phase: α-Ti and β-Ti. The relative density of composite decreases as the CNT content increases as resulted from the porous structure of the CNT, which limits the aggregation process of the composite. When the CNT content increased, the hardness of the composite increased, reaching a maximum value of 396 HV with 3 vol. % CNT, which was nearly 22 % higher than that of Ti6Al4V alloy (325 HV). The enhancement in hardness is explained by the CNT reinforcement.

Keywords: Ti6Al4V, carbon nanotubes, composite, microstructure, hardness

109

Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến composit Al-Ti/Al2O3 tổng hợp bằng phương pháp luyện kim bột

Effect of sintering temperature on the synthesizing of Al-Ti/Al2O3 composite
by powder metallurgy

DƯƠNG NGỌC BÌNH
Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội

ĐỖ THANH BÌNH
Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội,
Trường cao đẳng Công nghệ Thương mại Thái Nguyên

LÊ HỒNG THẮNG
Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội

NGUYỄN NHƯ ĐÀM
Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự, Tổng cục Kỹ thuật

TRẦN ĐỨC HUY
Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội
Email: huy.tranduc@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 18/6/2023, Ngày duyệt đăng: 16/8/2023

TÓM TẮT

Composit nền kim loại hệ Al-Ti gia cường bằng Al2O3 hình thành tại chỗ được chế tạo từ nguyên liệu là nhôm kim loại (Al) và oxit titan (TiO2) bằng phương pháp luyện kim bột. Nguyên liệu bột TiO2 và bột Al được trộn, nghiền trong máy nghiền hành tinh, kết khối ở áp lực 100 MPa và thiêu kết trong môi trường khí Ar. Mẫu composit được tiến hành kiểm tra, đánh giá tổ chức, thành phần pha và độ cứng. Kết quả thực nghiệm cho thấy xảy ra phản ứng giữa TiO2 và Al trong quá trình thiêu kết. Ở nhiệt độ thiêu kết thấp (650 oC) các phản ứng xảy ra chưa hoàn toàn nên vẫn còn các pha nguyên liệu trong mẫu composit. Tăng nhiệt độ thiêu kết lên 750, 850 oC sẽ thúc đẩy các phản ứng hình thành các pha liên kim của hệ Al-Ti và cốt Al2O3 làm tăng cơ tính của vật liệu. Nhiệt độ thiêu kết cao (850 oC) làm cho hạt lớn ảnh hưởng đến cơ tính.

ABSTRACT

Al-Ti intermetallic matrix composite reinforced with in-situ Al2O3 was fabricated from metal aluminum (Al) and titanium dioxide (TiO2) using the powder metallurgy route. The TiO2 and Al raw powders were mixed, milled in a planetary mill, compacted at 100 MPa and sintered in an Ar atmosphere. Experimental results show that the reaction between TiO2 and Al occurs during the sintering process. At low sintering temperature (650 oC), the reactions occur incompletely, resulting in the remaining of raw materials in the composite. Increasing the sintering temperature to 750, 850 oC will promote the formation of Al-Ti intermetallic reactions, and the forming of Al2O3 reinforcement which increased the mechanical properties of the composite. High sintering temperature of 850 oC, also resulted in particles growth, which affects mechanical properties.

109

Mô phỏng động lực học phân tử quá trình đông đặc có hướng của thép không gỉ 304L ở thang đo nano

Molecular dynamic simulation of directional solification of 304L stainless steel at nanoscale

NGUYỄN VĂN BIÊN, ĐẶNG THỊ HỒNG HUẾ*, VÀ ĐÀO HỒNG BÁCH
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email : hue.dangthihong@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 9/6/2023, Ngày duyệt đăng: 14/8/2023

TÓM TẮT

Trong nghiên cứu này, để hiểu được cấu trúc nano của thép không gỉ 304L trong quá trình nung chảy bằng laser có chọn lọc (Selective laser melting-SLM), sự đông đặc có hướng được mô phỏng bằng cách sử dụng phương pháp mô phỏng số đông lực học phân tử (Molecular dynamic – MD). Hộp mô phỏng có kích thước 30 x 30 x 30 (nm3) gồm các nguyên tử Fe, Cr, Ni phân bố ngẫu nhiên. Sau đó, hai nhiệt độ cố định được đặt vào phía bên trái và bên phải của hộp mô phỏng trong suốt quá trình làm nguội từ trạng thái lỏng. Ở giai đoạn đầu của quá trình đông đặc hình thành một số khuyết tật đông đặc như song tinh, khuyết tật xếp và biên giới hạt. Để nghiên cứu các tính chất cơ học của hệ đông đặc, áp tải trọng kéo vào hộp mô phỏng nói trên, quá trình đó xác nhận sự xuất hiện của hiệu ứng dẻo do chuyển biến pha (TRIP) γ → ε → α gây ra bởi tải trọng kéo.

Từ khóa: Đông đặc có hướng, thép không gỉ TRIP, mô phỏng số động lực học phân tử.

ABSTRACT

In this study, to understand the nanostructure of 304L stainless steels in the Selective laser melting (SLM) process, directional solidification was simulated by using molecular dynamics simulation. For this purpose, a simulation box with a dimension of 30 x 30 x 30 (nm3) and random distribution of Fe, Cr and Ni was created. Then,
two different fixed temperatures were considered for the left and the right side of the simulation box during cooling from the liquid molten state. At the initial stages of solidification, several solidification defects such as twins, stacking faults and grain boundaries were formed. To investigate the mechanical properties of the solidified system, uniaxial tensile test was carried out, in course of which transformation induced plasticity (TRIP) effect is comfirmed because of the occurrence of the phases change from caused by tensile load.

Keywords: Directional solidification, TRIP stainless steel; Molecular dynamics simulation

108

Ảnh hưởng của năng lượng đường và xử lý nhiệt sau hàn đến ứng suất dư và biến dạng của liên kết hàn giáp mối thép cacbon kết cấu A516 grade 70

Effect of heat-input and post-weld heat treatment on residual stress and deformation of butt welded joint made by structural carbon steel A516 grade 70

TRẦN THỊ XUÂN1, VŨ ĐÌNH TOẠI2,*
1. Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
2. Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: toai.vudinh@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 17/1/2023, Ngày duyệt đăng:16/5/2023

TÓM TẮT

Ứng suất dư và biến dạng hàn là những yếu tố bất lợi và luôn luôn tồn tại trong liên kết hàn. Chúng làm suy giảm nghiêm trọng khả năng chịu tải của kết cấu hàn, đồng thời làm méo mó gây mất tính thẩm mỹ của kết cấu hàn. Do đó việc biết trước ảnh hưởng của chế độ hàn mà cụ thể là năng lượng đường đến ứng suất dư và biến dạng của liên kết hàn có ý nghĩa rất lớn, giúp xác định được chế độ hàn hợp lý đối với từng liên kết hàn cụ thể. Biến dạng hàn có thể dễ dàng đo đạc bằng các dụng cụ đo phổ thông, nhưng việc xác định ứng suất dư trong liên kết hàn bằng thực nghiệm gặp rất nhiều khó khăn nhất là ở phía trong của vật liệu, vì thế nghiên cứu này đề xuất giải pháp xác định ứng suất dư cũng như biến dạng hàn bằng tính toán mô phỏng số sử dụng phần mềm SYSWELD với chi phí ít nhất và thời gian nhanh nhất. Kết quả nghiên cứu cho biết rằng khi hàn với năng lượng đường càng lớn thì ứng suất dư trong liên kết hàn sẽ càng lớn, gây ra biến dạng dọc và biến dạng ngang cũng lớn theo. Đối với liên kết hàn giáp mối bằng thép cacbon kết cấu mác A516 grade 70 dày 16 mm cần phải hàn 4 đường với năng lượng đường cho ứng suất dư và biến dạng nhỏ nhất lần lượt là q1=2252 J/mm, q2=2828 J/mm, q3=2458 J/mm, và q4=2878 J/mm. Việc xử lý nhiệt ngay sau khi hàn ở 595 oC trong 40 phút sẽ giảm được ứng suất dư 3,45 lần, giảm biến dạng dọc 2,82 lần, giảm biến dạng ngang 1,54 lần và giảm biến dạng góc 1,32 lần.

Từ khóa: Ứng suất dư, biến dạng hàn, mô phỏng số, năng lượng đường, xử lý nhiệt sau hàn.

ABSTRACT

Residual stress and welding deformation are unfavorable factors and always exist in the welded joint. They seriously reduce the working capacity of the welded structure, and at the same time disfigure the aesthetics of the welded structure. Therefore, knowing the influence of the welding parameter, specifically the heat-input, on the residual stress and deformation of the welded joint is of great significance, helping to determine the appropriate welding parameter for each specific welding joint. Welding deformation can be easily measured with common measuring instruments, but determining the residual stress in the welded joint by experiment encounters many difficulties, especially in the interior of the material, so this study proposes a solution to determine the residual stress as well as welding deformation by numerical simulation using SYSWELD software with the least cost and fastest time. The research results show that when welding with a higher heat-input, the residual stress in the welded joint will be greater, causing the longitudinal and transverse deformations to be larger. For a butt welding joint made of structural carbon steel A516 grade 70 with 16 mm thickness, it is necessary to weld 4 passes with the heat-input respectively for the minimum residual stress and deformation are q1=2252 J/mm, q2=2828 J/mm, q3=2458 J/mm, and q4=2878 J/mm. The post-weld heat treatment immediately after welding at 595 oC for 40 minutes will reduce residual stress 3.45 times, reduce longitudinal deformation 2.82 times, reduce transverse deformation 1.54 times, and reduce the angular deformation 1.32 times.

Keywords: Residual stress, welding deformation, numerical simulation, heat-input, post-weld heat treatment.

108

Ảnh hưởng của gradient nhiệt độ tới sự tiết pha trong kim loại lỏng Si-Ti-C

Effects of temperature gradient on precipitation in liquid Si-Ti-C

HÀ MINH TÂN*, PHẠM MAI KHÁNH
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: tan.haminh@hust.edu.vn

Ngày nhận bài:12/3/2023, Ngày duyệt đăng:15/5/2023

TÓM TẮT

Cơ tính của hợp kim và chi tiết đúc phụ thuộc nhiều vào quá trình hình thành tổ chức tế vi. Phương pháp xử lý nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước hạt của tổ chức. Thông thường, khi hạt có kích thước càng nhỏ thì cơ tính đạt được càng tốt. Để tạo được hạt có kích thước nhỏ, phương pháp tôi được áp dụng phổ biến. Trong quá trình nguội, luôn tồn tại một gradient nhiệt độ trong vật đúc, có thể ảnh hưởng tới sự hình thành tổ chức. Nghiên cứu này tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của gradient nhiệt độ tới kích thước và hình thái của hạt. Kết quả cho thấy, ở gradient nhiệt độ thấp, tổ chức tạo thành có dạng cầu. Gradient nhiệt độ càng cao sẽ càng làm cho hạt bị biến dạng nhiều.

Từ khóa: gradient nhiệt độ, tổ chức, kích thước hạt, hình thái, tiết pha.

ABSTRACT

The mechanical properties of alloys and castings strongly depend on the formation of their microstructure. Heat treatment conditions have a directly effect on the grain size. Typically, smaller grain sizes result in improved mechanical properties. To achieve small grain sizes, a commonly applied method is rapid cooling, known as quenching. During the cooling process, there is always a temperature gradient within the casting, which can affect the formation of the microstructure. This study investigates the influence of temperature gradient on the size and morphology of the grains. The results show that at lower temperature gradients, the formed microstructure has a spherical shape. Increasing the temperature gradient leads to greater grain deformation.

Keywords: temperature gradient, microstructure, grain size, morphology, precipitation.

107

Nghiên cứu tổng hợp TiO2 từ tinh quặng Ilmenit bằng phương pháp kiềm nóng chảy

Synthesis of TiO2 from Ilmenite ore using the molten salt method

LÊ THỊ VÂN ANH1,2*, TRẦN VŨ DIỄM NGỌC2, NGUYỄN THỊ THẢO2
1 Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ – Luyện kim, 79 An Trạch, Đống Đa, Hà Nội
2 Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội, số 01 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: vananh300398@gmail.com

Ngày nhận bài: 2/2/2023, Ngày duyệt đăng: 16/3/2023

TÓM TẮT

Đã nghiên cứu tổng hợp TiO2 từ tinh quặng ilmenit (chứa 80,48 % TiO2; 9,65 % SiO2; 4,84 % ZrO2; 1,36 % Fe2O3,… ) bằng phương pháp kiềm nóng chảy. Tinh quặng Ilmenit được khảo sát trong quá trình thiêu kiềm với các chế độ: tỉ lệ NaOH/ilmenit (0,9 – 1,2), nhiệt độ (500 – 650 oC) trong 60 phút. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất thiêu đạt kết quả cao nhất là 95 % khi tỉ lệ NaOH/ilmenit là 1,1/1,0 ở nhiệt độ 550 oC trong 60 phút. Thiêu phẩm sau đó được hòa tách trong nước tạo thành H2TiO3 và một số tạp chất hòa tan vào nước được loại bỏ các chất tan. Hợp chất rắn tiếp tục được hòa tách trong axit HCl và khảo sát ở các chế độ như: nồng độ axit (10 – 25 %), nhiệt độ (25 – 80 oC), thời gian (45 – 90 phút). Hòa tách trong axit HCl có nồng độ 20 % ở nhiệt độ 60 oC trong thời gian 60 phút đạt hiệu suất tối đa là 97 %. Kết thúc quá trình, dung dịch hòa tách được thủy phân ở 100 oC thu được kết tủa TiO(OH)2, kết tủa được nung ở 900 oC trong 120 phút, sản phẩm đạt 92 % TiO2.

Từ khoá: tinh quặng ilmenit, titan đioxit, kiềm nóng chảy.

ABSTRACT

In this study, the titanium dioxide was synthesized from ilmenite ore concentrate (containing 80,48 % TiO2; 9,65 % SiO2; 4,84 % ZrO2; 1,36 % Fe2O3,…) using the molten alkali method. The alkali roasting process was investigated under various conditions: NaOH/ilmenite mass ratio (0.9 – 1.2), reaction temperature from 500 to 650 oC for 60 minutes. These experimental results showed that the highest roasting efficiency was 95 % when NaOH/ilmenite ratio was 1,1/1,0 at a temperature of 550 oC for 60 minutes. The roasted product was then leached in water to form H2TiO3 solid and remove soluble impurities. The solid was further leached in HCl acid under different conditions: acid concentration (10 – 25 %), temperature (25 – 80 oC), time (45 – 90 minutes). The highest leaching efficiency of 97 % was achieved under the condition of 20 % acid concentration at a temperature of 60 oC for 60 minutes. At the end of the process, the leached solution was hydrolyzed at 100 oC, resulting in a precipitate that was calcined at 900 oC for 120 minutes, producing a product with 92 % TiO2.

Keywords:  ilmenite, titan dioxide, molten alkali method.

107

Ảnh hưởng của titan đến kích thước hạt austenite và cơ tính của thép Mangan cao

Effects of titanium addition on austenite grain size and mechanical properties of high manganese steel

HÀ MINH TÂN1, NGUYỄN DANH TRUNG2, NGUYỄN HỒNG HẢI1,*
1. Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
2. Công ty Cổ phần Cơ khí Đông Anh Licogi, Tổ 8, Thị trấn Đông Anh, Hà Nội
*Email: hai.nguyenhong1@hust.edu.vn

Ngày nhận bài:15/2/2023 , Ngày duyệt đăng:24/3/2023

TÓM TẮT

Thép Mangan được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ vào tính chất chống mài mòn tốt, khả năng hóa bền cơ học cao cùng với độ dai và độ dẻo cao. Nghiên cứu này đã khảo sát ảnh hưởng của biến tính, bao gồm FeTi và Mischmetal, đối với kích thước hạt và cơ tính của thép Mangan cao (13-15 % t.l). Thép hợp kim được biến tính ở các nhiệt độ khác nhau 1500, 1550 và 1600 oC. Các hợp kim biến tính, sau khi đông đặc, được xử lý nhiệt qua hai bước. Kích thước hạt, thành phần hóa học và sự hình pha của thép sau xử lý nhiệt được phân tích bằng các kĩ thuật hiển vi quang học, nhiễu xạ tia Rơnghen và quang phổ phân tán năng lượng tia Rơnghen. Các cơ tính như độ cứng Brinell, độ bền kéo và độ cứng của thép cũng được đánh giá. Kết quả là, kích thước hạt của các hợp kim sau xử lý nhiệt nhỏ hơn so với hợp kim ban đầu, và đồng thời kích thước hạt càng giảm khi lượng biến tính càng tăng. Việc bổ sung Ti làm giảm lượng C trong pha austenit bằng cách hình thành pha TiC rất bền. Giới hạn bền kéo tối đa 780 MPa đạt được với sự bổ sung của 0,1 % t.l Ti, trong khi độ dai va đập tối đa là 140 J/cm2 ở 0,05 %t.l Ti.

Từ khóa: Thép Mangan, biến tính, kích thước hạt, xử lý nhiệt, cơ tính.

ABSTRACT

Manganese steels have been widely used in industries due to their good wear resistance, high work hardening ability, and high toughness and ductility. This research investigated the effect of modification, i.e., FeTi and Mischmetal, on the grain size and mechanical properties of the high manganese steel (13–15 wt.%). The alloys are modified at different temperatures of 1500, 1550, and 1600 ℃. The modified alloys were heat-treated after solidification by a two-step process. The grain size, chemical composition, and phase formation of the heat-treated steel were characterized by Optical Microscopy, X-ray Diffractometry, and Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy. The mechanical properties of the steel, such as Brinell hardness, tensile strength, and toughness, were measured. As a result, the grain size of the heat-treated alloys is smaller compared to that of un-modified alloys and decreases with the increase in modification amount. The addition of Ti reduced C in the austenite phase by forming very stable carbides, TiC. Maximum tensile strength of 780 MPa was achieved with the addition of 0.1 wt.% Ti, while maximum fracture toughness was 140 J/cm2 at 0.05 wt.% Ti.

Keywords: Manganese steels, modification, grain size, heat treatment, mechanical properties.

107

Tổng hợp vật liệu nano TiO2 anatase từ kim loại Ti nhằm tăng cường hiệu quả quang xúc tác khả kiến

Facile synthesis of anatase TiO2 nanoparticles using titanium metal and its enhanced photocatalytic activity under visible light

HÀ KIỀU TRANG1, LÊ THỊ THƯƠNG1, NGUYỄN THỊ TRANG1, NGUYỄN KIM NGÀ1, NGÔ ĐỨC QUÂN2.∗, LƯƠNG XUÂN ĐIỂN1.∗
1. Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
2. Viện Vật lý kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: dien.luongxuan@hust.edu.vn, quan.ngoduc@hust.edu.vn

Ngày nhận bài:2/2/2023 , Ngày duyệt đăng: 16/3/2023

TÓM TẮT

Bài báo này giới thiệu phương pháp sol-gel xanh để tổng hợp vật liệu nano TiO2 (NP) trên cơ sở kim loại Ti. Sau khi được tổng hợp, NP TiO2 được khảo sát cấu trúc, hình thái và đặc trưng quang xúc tác thông qua các kỹ thuật như nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại (IR), hiển vị điện tử truyền qua (TEM) và phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (UV-Vis DRS). Việc điều chỉnh nồng độ axit oxalic giúp cải thiện đặc trưng quang xúc tác khả kiến của TiO2 anatase. Chất xúc tác TiO2 thu được có diện tích bề mặt lớn, khả năng hấp phụ và quang phân MB trong dải bức xạ khả kiến tốt. Đặc trưng quang xúc tác khả kiến tốt của TiO2 được cho là do diện tích bề mặt lớn và tác động của lỗ trống ô-xy.

Từ khóa: Titan kim loại, phức Titan, TiO2 biến tính, quang xúc tác, lỗ trống ô-xy, ánh sáng khả kiến.

ABSTRACT

A green sol-gel method was employed to synthesize TiO2 nanoparticles (NPs) using titanium metal. The synthesized TiO2 NPs underwent comprehensive characterization using techniques including X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), transmission electron microscopy (TEM), and UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) to evaluate their structure, morphology, and spectral properties. By adjusting the amount of oxalic acid, tailored physico-chemical properties of anatase TiO2 catalysts were achieved. The obtained TiO2 catalysts demonstrated a high surface area, excellent absorption, and remarkable photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation. This enhancement is primarily contributed by the large surface area and oxygen vacancies.

Keywords: Titanium metal, titanium complex, modified TiO2, photocatalyst, oxygen vacancy, visible light.

106

Ảnh hưởng của tiết diện rãnh dẫn và áp suất chân không đến khả năng điền đầy trong đúc mẫu cháy

Effects of gate cross-section area and vaccum pressure on mold filling
in lost foam casting

HÀ MINH TÂN, PHẠM MAI KHÁNH, NGUYỄN HỒNG HẢI,*
Viện Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: hai.nguyenhong1@hust.edu.vn

Ngày nhận bài: 6/12/2022, Ngày duyệt đăng: 5/2/2023

TÓM TẮT

Phương pháp đúc mẫu cháy sử dụng mẫu xốp để chế tạo chi tiết kim loại. Mẫu xốp được phủ một lớp sơn chịu nhiệt, làm khô để trở thành khuôn, rồi đặt vào trong hòm khuôn chứa cát. Sau đó kim loại lỏng được rót trực tiếp vào mẫu xốp, từ đó mẫu xốp bị phân hủy nhiệt và từ từ được thay thế bằng kim loại lỏng, sau đó đông đặc tạo thành vật đúc. Thông thường trong thực tế sản xuất, nhựa expanded polystyren (EPS) được sử dụng để tạo mẫu xốp. Trong nghiên cứu này đã khảo sát quá trình điền đầy của hợp kim nhôm lỏng vào khuôn dưới tác động của các yếu tố như tiết diện rãnh dẫn, áp suất chân không, chiều rộng khe hở khí. Kết quả cho thấy tiết diện rãnh dẫn, nhiệt độ rót, áp suất chân không ảnh hưởng trực tiếp tới thời gian điền đầy.

Từ khóa: tiết diện rãnh dẫn, áp suất chân không, khe khí, điền khuôn, đúc mẫu cháy.

ABSTRACT

The lost foam casting process utilizes polymeric foam patterns to produce the metallic components. Foamed polymer patterns are coated with a refractory slury, dried and embedded in unbonded sand. Molten metal is poured directly on the coated polymer. The polymer is thermally decomposed and is gradually replaced by the liquid metal to create the casting after solidification. Expanded polystyrene (EPS) is the most common pattern material used in commercial practice. In this paper, experiments are conducted to examine the filling of an aluminum alloy melt into the molds. The purpose is to observe some parameters such as the gate cross-section area, vaccum pressure, gas gap length, metal pouring temperature in lost foam casting of aluminum. The results indicate that the gate section, metal pouring temperature and vaccum pressure affect directly the mold-filling time.

Keywords: gate cross-section area, vaccum pressure, gas gap, mold filling, lost foam casting.