GIÁO TRÌNH - Thí nghiệm vật liệu học (Nguyễn Văn Thức)



Cuốn  sách  này  dùng  cho  sinh  viên  các  trường  nghề,  trường  cao đẳng,  đại  học  các  chuyên  ngành  cơ  khí  như  Công  nghệ  Chế  tạo  máy, Công nghệ  Kỹ  thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Kỹ  thuật Công nghiệp,…  nhằm củng cố  phần lý thuyết cơ bản về  vật liệu cơ khí và rèn luyện kỹ  năng làm việc trong phòng thí nghiệm, gồm các nội dung chính:

-   Chuẩn bị mẫu để nghiên cứu tổ chức tế vi kim loại và hợp kim.

-   Nghiên cứu  tổ  chức tế  vi  của hợp kim  sắt  –  carbon  ở  trạng thái 

cân bằng như  thép, gang trắng và tổ chức tế vi của gang graphite. 

-   Đo độ cứng thép trước và sau khi tôi; nghiên cứu quá trình tôi thép. 

-   Nghiên cứu quá trình ram thép.



NỘI DUNG:


BÀI 1:   CHUẨN BỊ MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ

VI CỦA KIM LOẠI   ...................................................................  9

1.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ......................................................................  9

1.2 LÝ THUYẾT   ......................................................................................  9

1.2.1 Cấu tạo của kim loại và hợp kim   ..............................................  9

1.2.2 Nguyên lý nghiên cứu tổ chức tế vi   ........................................  10

1.2.3 Nguyên lý quan sát tổ  chức tế  vi bằng kính hiển vi 

kim loại    ..................................................................................  11

1.3 THÍ NGHIỆM   ...................................................................................  12

1.3.1 Chọn và cắt mẫu   .....................................................................  12

1.3.2 Mài mẫu   ..................................................................................  13

1.3.3 Đánh bóng ...............................................................................  14

1.3.4 Tẩm thực   .................................................................................  15

1.3.5 Quan sát trên kính hiển vi   .......................................................  16

1.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  17

BÀI 2:   NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI CỦA HỢP KIM 

Fe – C   ......................................................................................  18

2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  18

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  18

2.2.1 Các dạng thù hình của sắt   .......................................................  18

2.2.2 Các dạng thù hình của C   .........................................................  19

2.2.3 Tương tác giữa Fe và C   ..........................................................  20

2.2.4 Giản đồ trạng thái Fe-C   ..........................................................  21

2.2.5 Các tổ chức cơ bản  .................................................................  23

2.2.6 Phân loại thép và gang trắng ...................................................  27

2.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  29

2.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  29

BÀI 3:   NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC GANG GRAPHITE   ..................  30

3.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  30

3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  30

3.2.1 Khái niệm  ...............................................................................  30 

6

3.2.2 Điều kiện hình thành graphite   ................................................  31

3.2.3 Hình dạng graphite và phân loại gang graphite   ......................  32

3.2.4 Gang xám   ................................................................................  32

3.2.5 Gang dẻo (gang rèn)   ...............................................................  33

3.2.6 Gang cầu (gang có độ bền cao)  ..............................................  34

3.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  35

3.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  36

BÀI 4:   ĐO ĐỘ CỨNG VÀ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH

TÔI THÉP   .............................................................................  37

4.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  37

4.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  37

4.2.1 Độ cứng   ..................................................................................  37

4.2.2 Tôi thép   ...................................................................................  44

4.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  47

4.3.1 Nhận mẫu sau khi ủ   ................................................................  47

4.3.2 Đóng số   ...................................................................................  48

4.3.3 Đo độ cứng HRB/HB  .............................................................  48

4.3.4 Tôi mẫu thép   ...........................................................................  48

4.3.5 Đo độ cứng sau khi tôi   ............................................................  49

4.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  49

BÀI 5:   RAM THÉP CARBON SAU KHI TÔI   ..............................  50

5.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  50

5.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  50

5.2.1 Ram thấp (150°C÷250°C)   ......................................................  51

5.2.2 Ram trung bình (300°C÷450°C)   .............................................  51

5.2.3 Ram cao (500°C÷650°C)   ........................................................  51

5.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  52

5.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  52

Lesson 1 

PREPARING SPECIMENS FOR RESEARCHING 

MICROSTRUCTURE OF METALS AND ALLOYS   .......................  53

1.1 PURPOSE   ........................................................................................  53

1.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  53

1.2.1 The structure of metals and alloys   .........................................  53 

7

1.2.2 Principles of microstructure research   ....................................  54

1.2.3 Metal microscope  ...................................................................  55

1.3 MANUFACTURING SAMPLES   ...................................................  56

1.3.1 Select and sectioning the sample   ...........................................  56

1.3.2 Grinding sample  .....................................................................  57

1.3.3 Polishing   ................................................................................  58

1.3.4 Etching   ...................................................................................  59

1.3.5 Observing on optical metallurgical microscope   ....................  60

1.4  REPORT   ..........................................................................................  62

Lesson 2 

MICROSTRUCTURE ANALYSIS OF IRON - CARBON 

ALLOYS   ................................................................................................  63

2.1 PURPOSE   ........................................................................................  63

2.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  63

2.2.1 Allotropes of iron ...................................................................  63

2.2.2 Allotropes of carbon   ..............................................................  64

2.2.3 Interaction between Fe and C   ................................................  65

2.2.4 The Fe-C phase diagram   .........................................................  66

2.2.5 Fundamental microstructures  ................................................  67

2.2.6 Classification of steel and white cast iron   .............................  71

2.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  73

2.4 REPORT   ..........................................................................................  73

Lesson 3 

MICROSTRUCTURE ANALYSIS OF GRAPHITE - CAST 

IRON  .......................................................................................................  74

3.1 PURPOSE   ........................................................................................  74

3.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  74

3.2.1 Definition   ...............................................................................  74

3.2.2 Graphite forming conditions   ..................................................  74

3.2.4 Classification in graphite cast iron   ........................................  75

3.2.5 Gray cast iron .........................................................................  76

3.2.6 Malleable cast iron   .................................................................  77

3.2.7 Nodular cast iron  ....................................................................  78

3.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  79

3.4 REPORT   ..........................................................................................  80 

8

Lesson 4 

HARDNESS TESTING AND QUENCHING STEEL 

PROCESS   .............................................................................................  81

4.1 PURPOSE   ........................................................................................  81

4.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  81

4.2.1 Hardness   ................................................................................  81

4.2.2 Quenching   ..............................................................................  89

4.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  93

4.3.1 Receive samples  ....................................................................  93

4.3.2 Numbering   .............................................................................  93

4.3.3 Hardness testing of HRB/HB  ................................................  93

4.3.4 Quenching sample steel   ..........................................................  93

4.3.5 Hardness measurement after quenching   ................................  94

4.4 REPORT   ..........................................................................................  94

Lesson 5 

TEMPERING QUENCHED – STEEL   ...............................................  95

5.1 PURPOSE   ........................................................................................  95

5.2 THEORETICAL BACKGROUND.................................................   95

5.2.1  Low tempering (150°C ÷ 250°C)  ..........................................   96

5.2.2 Medium tempering (300°C ÷ 450°C)   ....................................  96

5.2.3 High tempering (500°C ÷ 650°C)   ...........................................  97

5.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  97

5.4 REPORT   ..........................................................................................  98

TÀI LIỆU THAM KHẢO   







LINK DOWNLOAD



Cuốn  sách  này  dùng  cho  sinh  viên  các  trường  nghề,  trường  cao đẳng,  đại  học  các  chuyên  ngành  cơ  khí  như  Công  nghệ  Chế  tạo  máy, Công nghệ  Kỹ  thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Kỹ  thuật Công nghiệp,…  nhằm củng cố  phần lý thuyết cơ bản về  vật liệu cơ khí và rèn luyện kỹ  năng làm việc trong phòng thí nghiệm, gồm các nội dung chính:

-   Chuẩn bị mẫu để nghiên cứu tổ chức tế vi kim loại và hợp kim.

-   Nghiên cứu  tổ  chức tế  vi  của hợp kim  sắt  –  carbon  ở  trạng thái 

cân bằng như  thép, gang trắng và tổ chức tế vi của gang graphite. 

-   Đo độ cứng thép trước và sau khi tôi; nghiên cứu quá trình tôi thép. 

-   Nghiên cứu quá trình ram thép.



NỘI DUNG:


BÀI 1:   CHUẨN BỊ MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ

VI CỦA KIM LOẠI   ...................................................................  9

1.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ......................................................................  9

1.2 LÝ THUYẾT   ......................................................................................  9

1.2.1 Cấu tạo của kim loại và hợp kim   ..............................................  9

1.2.2 Nguyên lý nghiên cứu tổ chức tế vi   ........................................  10

1.2.3 Nguyên lý quan sát tổ  chức tế  vi bằng kính hiển vi 

kim loại    ..................................................................................  11

1.3 THÍ NGHIỆM   ...................................................................................  12

1.3.1 Chọn và cắt mẫu   .....................................................................  12

1.3.2 Mài mẫu   ..................................................................................  13

1.3.3 Đánh bóng ...............................................................................  14

1.3.4 Tẩm thực   .................................................................................  15

1.3.5 Quan sát trên kính hiển vi   .......................................................  16

1.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  17

BÀI 2:   NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI CỦA HỢP KIM 

Fe – C   ......................................................................................  18

2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  18

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  18

2.2.1 Các dạng thù hình của sắt   .......................................................  18

2.2.2 Các dạng thù hình của C   .........................................................  19

2.2.3 Tương tác giữa Fe và C   ..........................................................  20

2.2.4 Giản đồ trạng thái Fe-C   ..........................................................  21

2.2.5 Các tổ chức cơ bản  .................................................................  23

2.2.6 Phân loại thép và gang trắng ...................................................  27

2.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  29

2.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  29

BÀI 3:   NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC GANG GRAPHITE   ..................  30

3.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  30

3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  30

3.2.1 Khái niệm  ...............................................................................  30 

6

3.2.2 Điều kiện hình thành graphite   ................................................  31

3.2.3 Hình dạng graphite và phân loại gang graphite   ......................  32

3.2.4 Gang xám   ................................................................................  32

3.2.5 Gang dẻo (gang rèn)   ...............................................................  33

3.2.6 Gang cầu (gang có độ bền cao)  ..............................................  34

3.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  35

3.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  36

BÀI 4:   ĐO ĐỘ CỨNG VÀ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH

TÔI THÉP   .............................................................................  37

4.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  37

4.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  37

4.2.1 Độ cứng   ..................................................................................  37

4.2.2 Tôi thép   ...................................................................................  44

4.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  47

4.3.1 Nhận mẫu sau khi ủ   ................................................................  47

4.3.2 Đóng số   ...................................................................................  48

4.3.3 Đo độ cứng HRB/HB  .............................................................  48

4.3.4 Tôi mẫu thép   ...........................................................................  48

4.3.5 Đo độ cứng sau khi tôi   ............................................................  49

4.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  49

BÀI 5:   RAM THÉP CARBON SAU KHI TÔI   ..............................  50

5.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU   ....................................................................  50

5.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT   .......................................................................  50

5.2.1 Ram thấp (150°C÷250°C)   ......................................................  51

5.2.2 Ram trung bình (300°C÷450°C)   .............................................  51

5.2.3 Ram cao (500°C÷650°C)   ........................................................  51

5.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM   ..............................................................  52

5.4 NỘI DUNG BÁO CÁO   ....................................................................  52

Lesson 1 

PREPARING SPECIMENS FOR RESEARCHING 

MICROSTRUCTURE OF METALS AND ALLOYS   .......................  53

1.1 PURPOSE   ........................................................................................  53

1.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  53

1.2.1 The structure of metals and alloys   .........................................  53 

7

1.2.2 Principles of microstructure research   ....................................  54

1.2.3 Metal microscope  ...................................................................  55

1.3 MANUFACTURING SAMPLES   ...................................................  56

1.3.1 Select and sectioning the sample   ...........................................  56

1.3.2 Grinding sample  .....................................................................  57

1.3.3 Polishing   ................................................................................  58

1.3.4 Etching   ...................................................................................  59

1.3.5 Observing on optical metallurgical microscope   ....................  60

1.4  REPORT   ..........................................................................................  62

Lesson 2 

MICROSTRUCTURE ANALYSIS OF IRON - CARBON 

ALLOYS   ................................................................................................  63

2.1 PURPOSE   ........................................................................................  63

2.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  63

2.2.1 Allotropes of iron ...................................................................  63

2.2.2 Allotropes of carbon   ..............................................................  64

2.2.3 Interaction between Fe and C   ................................................  65

2.2.4 The Fe-C phase diagram   .........................................................  66

2.2.5 Fundamental microstructures  ................................................  67

2.2.6 Classification of steel and white cast iron   .............................  71

2.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  73

2.4 REPORT   ..........................................................................................  73

Lesson 3 

MICROSTRUCTURE ANALYSIS OF GRAPHITE - CAST 

IRON  .......................................................................................................  74

3.1 PURPOSE   ........................................................................................  74

3.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  74

3.2.1 Definition   ...............................................................................  74

3.2.2 Graphite forming conditions   ..................................................  74

3.2.4 Classification in graphite cast iron   ........................................  75

3.2.5 Gray cast iron .........................................................................  76

3.2.6 Malleable cast iron   .................................................................  77

3.2.7 Nodular cast iron  ....................................................................  78

3.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  79

3.4 REPORT   ..........................................................................................  80 

8

Lesson 4 

HARDNESS TESTING AND QUENCHING STEEL 

PROCESS   .............................................................................................  81

4.1 PURPOSE   ........................................................................................  81

4.2 THEORETICAL BACKGROUND .................................................  81

4.2.1 Hardness   ................................................................................  81

4.2.2 Quenching   ..............................................................................  89

4.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  93

4.3.1 Receive samples  ....................................................................  93

4.3.2 Numbering   .............................................................................  93

4.3.3 Hardness testing of HRB/HB  ................................................  93

4.3.4 Quenching sample steel   ..........................................................  93

4.3.5 Hardness measurement after quenching   ................................  94

4.4 REPORT   ..........................................................................................  94

Lesson 5 

TEMPERING QUENCHED – STEEL   ...............................................  95

5.1 PURPOSE   ........................................................................................  95

5.2 THEORETICAL BACKGROUND.................................................   95

5.2.1  Low tempering (150°C ÷ 250°C)  ..........................................   96

5.2.2 Medium tempering (300°C ÷ 450°C)   ....................................  96

5.2.3 High tempering (500°C ÷ 650°C)   ...........................................  97

5.3 EXPERIMENTAL CONTENT   .......................................................  97

5.4 REPORT   ..........................................................................................  98

TÀI LIỆU THAM KHẢO   







LINK DOWNLOAD

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: