Đã tổng hợp AlN trên cơ sở phản ứng giữa khí Ni tơ và nhôm lỏng in-situ. Các yếu tố công nghệ quan trọng nhất là lưu lượng khí thổi, nhiệt độ và thời gian thổi đã được khảo sát…
68
Tag: hợp kim nhôm
40
Ảnh hưởng của vật liệu làm khuôn tới tốc độ nguội của hợp kim A356 trong công nghệ đúc mẫu cháy
Đã nghiên cứu quá trình nguội của hợp kim silumin A356 trong các loại khuôn khác nhau của công nghệ đúc mẫu cháy. Continue reading Ảnh hưởng của vật liệu làm khuôn tới tốc độ nguội của hợp kim A356 trong công nghệ đúc mẫu cháy
34
Nghiên cứu quá trình điền đầy khuôn và khe hở khí trong công nghệ đúc mẫu cháy
Quá trình hình thành vật đúc trong khuôn mẫu cháy phức tạp hơn nhiều so với công nghệ đúc trong khuôn cát thông thường, ảnh hưởng tới hình dáng và chất lượng vật đúc. Bài báo này giới thiệu một phương pháp xác định khe hở khí xuất hiện do sự phân hủy mẫu xốp trong quá trình điền đầy khuôn. Continue reading Nghiên cứu quá trình điền đầy khuôn và khe hở khí trong công nghệ đúc mẫu cháy
23
Tối ưu hoá công nghệ hoá già phân cấp hợp kim nhôm hệ Al-Zn-Mg chứa lượng nhỏ kim loại chuyển tiếp
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tối ưu hóa đồng thời độ bền và chống ăn mòn dưới ứng suất khi hóa già phân cấp hợp kim nhôm hệ Al-Zn- Mg chứa lượng nhỏ kim loại chuyển tiếp Cr, Mn, Ti.
Optimization of two-step ageing treatment for Al-Zn-Mg alloys contained small amount of transition metal
Nguyễn Khắc Xương
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Nguyễn Đức Văn
Đại học Giao thông vận tải
Đỗ Thị Duyên, Nguyễn Thành Đạt
Viện Khoa học vật liệu
TÓM TẮT
Hợp kim nhôm hệ 7xxx (Al-Zn-Mg) là hệ hợp kim có độ bền cao, có tính công nghệ tốt, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp ô tô, giao thông vận tải, hàng không, tàu biển… Tuy nhiên, nhược điểm của hệ hợp kim này là có xu hướng nhạy cảm với ăn mòn dưới ứng suất. Công trình này nghiên cứu tối ưu hoá chế độ hoá già phân cấp nhằm đạt đồng thời giá trị cao của cơ tính và tính chống ăn mòn dưới ứng suất.
ABSTRACT
7xxx (Al-Zn-Mg) series aluminium alloys, that have high strength, good plasticity and weldability, are exten- sively by used for parts in automobile, aircraft industries and shipbuilding. However, their disadvantage is sensitiv- ity to corrosion under tensile stress. This article presents results on optimization of two-step ageing treatment for maximization of tensile strength and resistance to sensibility to corrosion under stress.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Vật liệu nghiên cứu thuộc hệ hợp kim Al-Zn-Mg chứa lượng nhỏ Mn, Cr, Ti, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong hàng không, tầu biển, ô tô. Hợp kim Al-Zn-Mg là hợp kim hoá bền bằng nhiệt luyện, hiệu ứng hoá bền đạt được của hợp kim nhóm này là do sự tiết pha phân tán η(MgZn2) và T(Mg3Zn3Al2) [1-3] xảy ra trong suốt thời kỳ hoá già. Các hợp kim Al-Zn-Mg có độ bền cao, tính hàn và tính gia công biến dạng tốt, đồng thời chúng có khả năng chống ăn mòn đều trong môi trường nước biển và khí quyển khá tốt. Với những ưu điểm này, hợp kim Al-Zn-Mg được ứng dụng để chế tạo các chi tiết máy, kết cấu trong phương tiện giao thông, tầu biển và trong máy bay.
Tuy vậy, nhược điểm đáng quan tâm của hợp kim hệ này là tính nhạy cảm với ăn mòn dưới ứng suất. Để hạn chế, ngăn cản ảnh hưởng xấu của hiện tượng này, người ta đã tiến hành nhiều công trình nghiên cứu và đề xuất các giải pháp hữu hiệu theo các hướng chính sau đây:
– Điều chỉnh tỷ lệ hợp lý hàm lượng các nguyên tố chính: Zn, Mg, [4, 6].
– Hợp kim hoá vi lượng các nguyên tố kim loại chuyển tiếp: Cr, Mn, Zr, Ti, …[4,7]
– Nhiệt luyện, cơ nhiệt luyện với các quy trình hợp lý, đảm bảo đạt được cơ tính theo yêu cầu và tránh được nguy cơ nhạy cảm với ăn mòn dưới ứng suất [ 4, 5,8,9].
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tối ưu hóa đồng thời độ bền và chống ăn mòn dưới ứng suất khi hóa già phân cấp hợp kim nhôm hệ Al-Zn- Mg chứa lượng nhỏ kim loại chuyển tiếp Cr, Mn, Ti.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Lược đồ quá trình nghiên cứu
Lược đồ nghiên cứu được trình bày trên hình 1. Mẫu nghiên cứu có thành phần hóa học (bảng 1) tương tự hợp kim 7020, được cắt ra từ tấm cán dầy 2 mm. Sau quy trình gia công (hình 2) một loạt mẫu theo TCVN 197-66 được thử kéo xác định giới hạn bền trên máy ZDM 5/91; loạt còn lại được chất tải 0,8 σb bằng phương pháp uốn trên gá chất dẻo và ngâm 480 h trong dung dịch nước, 57 g NaCl/l hoạt hóa bằng 10 ml/l H2O2 nồng độ 30%.
Hình 1. Lược đồ quá trình nghiên cứu
| Ký hiệu | Thành phần hoá học, (% khối lượng) | |||||
| 7020 (Al-Zn-Mg) |
Al | Zn | Mg | Cr | Mn | Ti |
| 93,1826 | 4,2907 | 1,2504 | 0,1306 | 0,2121 | 0,1100 | |
Bảng 1. Thành phần hợp kim nghiên cứu
Chế độ hóa già phân cấp được thực hiện theo quy hoạch thực nghiệm trực giao bậc 2. Tối ưu hóa đa chỉ tiêu thực hiện theo phương pháp hàm nguyện vọng Harrington. Xử lý số liệu quy hoạch thực nghiệm với sự trợ giúp của phần mềm Design-Expert.
Hình 2. Quy trình nhiệt luyện mẫu nghiên cứu
1 – Tôi; 2 – Biến dạng nguội 10 % sau tôi 48 giờ;
3 – Hoá già bậc 1; 4 – Hoá già bậc 2
22
Ảnh hưởng của lượng và kích thước hạt SiC tới sự hình thành tổ chức và tính chất của compozit nền hợp kim nhôm A356
Bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu thăm dò công nghệ chế tạo compozit …
The effect of content and size of SiC particles on microstructure and proper- ties of 356 alloy matrix composites
Nguyễn Văn Thái, Nguyễn Anh Sơn
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Nguyễn Văn Chương
Viện Công nghệ, Bộ Công Thương
TÓM TẮT
Bằng phương pháp khuấy bán lỏng, đã chế tạo thành công compozit nền hợp kim nhôm A356 cốt hạt SiC. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng SiC từ 3 tới 12% và kích thước hạt từ 35 tới 120μm tới sự hình thành tổ chức và tính chất của compozit nghiên cứu. Compozit chứa 12% SiC với kích thước hạt 35μm sẽ cho tính năng vượt trội.
ABSTRACT
The A356 alloy matrix composite,reinforced with SiC partiles was prepared using semi-solid stiring method. The effect of SiC particles content (3-12%) and size (35-120μm) on microstructure and properties of composite is studied. It shows that the composite with 12% SiC and the particle size 35μm has best properties.
1.Đặt vấn đề
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp đòi hỏi phải phát triển những vật liệu mới có tính năng tổng hợp cao. Vật liệu compozit là vật liệu kết hợp từ hai hay nhiều vật liệu có bản chất và tính chất khác nhau, không hoà tan vào nhau, được phân cách bằng ranh giới rõ rệt. Vật liệu compozit nền kim loại nổi lên như như vật liệu kết cấu có tiềm năng lớn, có tính chất tổng hợp cao với các ứng dụng cho các chi tiết cần có độ bền riêng, mô đun đàn hồi riêng cao, chống mài mòn tốt, hệ số giãn nở nhiệt thấp, làm việc được ở nhiệt độ cao, đặc biệt trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. ở Việt Nam, đã có một số công bố về compozit nền hợp kim nhôm cốt hạt SiC, song còn thiếu nghiên cứu các tính chất của chúng. Bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu thăm dò công nghệ chế tạo compozit.
2. Thực nghiệm
2.1. Chế tạo compozit
Vật liệu nền là hợp kim silumin mác A356 chứa (6,5-7,5)%Si; (0,2-0,4)%Mg. Vật liệu cốt là SiC với lượng dùng 3, 6 và 12%; kích thước hạt 35, 75 và 130 μm. Hợp kim A356 được nấu trong lò điện trở Nabertherm, có bộ đặt và điều khiển nhiệt độ chính xác, vận hành đơn giản, thuận tiện. Dung tích nấu: 4kg/ mẻ ở nhiệt độ 780°C. Hợp kim sau đó được được đưa sang lò điện trở thứ hai, dung tích 2 kg để khử khí; làm nguội tới (585-590) °C, giữ nhiệt và khuấy bán lỏng bằng cánh khuấy 3 hoặc 6 cánh với tốc độ (780-950) vòng/phút, trong (10- 15) phút, tuỳ theo lượng SiC đưa vào. Trong quá trình khấy bán lỏng, hợp kim được che phủ bằng khí Ar phun từ một ống dẫn vào.
Compozit sau khuấy bán lỏng được xử lý nhiệt và rót vào khuôn kim loại có kích thước (22 x 200) mm, đã được bổ ngót tốt.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Lượng SiC được cân trên cân điện có độ chính xác cao và tính phần trăm theo trọng lượng hợp kim A356 được nấu và được kí hiệu là m(%). Kích thước hạt SiC được xác định qua kích thước mắt sàng khi rây và được kí hiệu là l(μm).
Đã dùng tỷ lệ m/l để phân biệt các mẫu thí nghiệm khác nhau.
Các mẫu compozit nền hợp kim, cốt hạt SiC được mài và chụp ảnh trên kính hiển vi quang học AXIOVERT 100A. Độ cứng của mẫu được xác định bằng phương pháp Brinen; giới hạn bền kéo và môđun đàn hồi được xác định trên máy thử vạn năng ZDM5-91. Hệ số giãn nở nhiệt trong khoảng nhiệt độ (28-350) °C được xác định nhờ thiết bị ULBRICH; độ mài mòn được đo nhờ thiết bị TRIBOtester theo tiêu chuẩn ISO 7148 và ASTN G99-95a tại phòng thí nghiệm Công nghệ Vật liệu kim loại, Trường Đại học Bách Khoa HN.
Hình 1 và 2
