Báo Cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Kỹ Thuật | Đại học Sư phạm kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng

lOMoAR cPSD| 45469857
Sinh viên: ………………………………………..
Lớp học phần : ……………………………………
Đà Nẵng, Năm 2024 lOMoAR cPSD| 45469857
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 ược tầm quan trọng của công tác chuẩn bị mẫu nghiên cứu.
- Chọn mẫu kim loại ể nghiên cứu.
- Thực hành các bước ể chuẩn bị mẫu nghiên cứu: mài - ánh 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 THUYẾT.
2.1 Cấu tạo của kim loại và hợp kim
Vật liệu kim loại thường có cấu tạo gồm nhiều ơn tinh thể
liên kết chặt chẽ với nhau, ược gọi là a tinh thể. Đơn tinh
thể ược coi là tinh thể hoàn chỉnh, a tinh thể gồm nhiều Hình 1.1 - Hạt và biên ơn tinh thể.
Từng ơn tinh thể trong a tinh thể ược gọi là hạt tinh thể, do ó cấu trúc a tinh thể còn ược 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 ộng của các hạt xung
quanh. Hợp kim ược cấu tạo từ một hoặc nhiều pha. Các pha khác nhau ều có các tính chất ặc
trưng khác nhau (cơ tính, lý tính, hóa tính). Mục ích của chuẩn bị mẫu là ể 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 ược gọi là nghiên cứutổ chức tế vi.Đặc iểm và các phương pháp o ộ cứng:
2.2 Nghiên lý nghiên cứu tổ chức tế vi.
Quan sát hình ảnh phóng ại của bề mặt mẫu ã ược chuẩn bị, thông qua kính hiển vi. Ban
ầu, chiếu chùm tia sáng vuông góc vào mặt mẫu ược mài bóng, chùm tia phản xạ toàn phần.
Vì vậy, mẫu có màu sáng khi quan sát dưới kính hiển vi. Sau ó sử dụng dung dịch thích hợp
ể ăn mòn trên mặt mẫu ã 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 ó làm xuất
hiện ộ 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 lOMoAR cPSD| 45469857 Hình 1.2 - Máy cắt mẫu
Cắt mẫu: dựa vào
mục ích 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 ã nhiệt luyện thì yêu cầu nhiệt ộ của vị trí cắt không quá 1000C.
a) Cắt theo tiết diện ngang
b) Cắt theo tiết diện dọc
Hình 1.3 - Các kiểu cắt mẫu. 2.4 Mài mẫu. 2.4.1 Mài thô.
Mẫu ược mài trên máy mài hoặc ánh bằng giấy nhám hạt thô sao cho hai mặt ối diện
(AB) song song với nhau, sau ó 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 cm2.
Đầu tiên mài trên giấy nhám 180: Giấy nhám ặt trên mặt bàn phẳng (tấm kính), dùng tay nắm
chặt mẫu, tì nhẹ mặt mẫu vào mặt giấy nhám vị trí 1, ẩy mẫu tới vị trí 2, nhấc mẫu lên khỏi
bề mặt giấy nhám, ưa về vị trí 1 và lặp lại ộng tác ã thực hiện. 2 lOMoAR cPSD| 45469857
Hình 1.5 - Mài mẫu
Sau khi mài 50÷70 lần, bề mặt mẫu chỉ còn các ường song song. Sau ó quay mẫu tiếp
tục mài trên giấy nhám, khử các hệ xước cũ và tạo hệ xước mới. Lặp i lặp lại bước mài và
xoay từ 3-5 lần. Quan sát bằng mắt thường, thấy các hệ xước ều và sâu như nhau thì lần lượt
chuyển sang giấy nhám 180, sau ó 320 và cuối cùng là cỡ 400.
Chú ý: Khi chuyển từ giấy mài thô sang giấy mịn hơn phải lau sạch mẫu ể 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 ược bề mặt tương ối phẳng nhưng bề mặt vẫn tồn tại các
vết xước khá lớn→ em rửa sạch → ánh bóng ể xóa các vết xước trên bề mặt mẫu. Mài bóng
bằng miếng dạ hay vải nỉ kết hợp với một số hỗn hợp ánh bóng. Một số hỗn hợp ược dùng ể ánh bóng mẫu.
Bảng 1.1 – Thành phần hỗn hợp ánh 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 ược gọi là dung dịch tẩm thực.
Một số dung dịch tẩm thực thông dụng: 3 lOMoAR cPSD| 45469857
Bảng 1.2 - Dung dịch tẩm thực thông dụng
Với thép cacbon ta sử dụng dung dịch 4% HNO3 trong cồn > 900, nhúng mẫu vào dung
dịch và giữ trong thời gian từ vài giây tới vài chục giây.
Hình 1.6 - Tẩm thực và rửa mẫu
Sau ó rửa sạch bề mặt ở vòi nước chảy ể tránh ăn mòn hóa học sâu vào bề mặt kim loại,
cuối cùng rửa lại bằng cồn và em sấy khô. Nếu quan sát trên kính hiển vi:
✓ Các ường biên giới hạn ứt oạn là tẩm thực chưa ủ thời gian, phải em tẩm thực thêm.
✓ Ngược lại, bề mặt mẫu có màu en ậm, ộ tương phản kém thì mẫu ã tẩm thực quá lâu,
phải em ánh 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 10 lần cho giấy P100, P180, P320, P600, P1000 và P1200 lOMoAR cPSD| 45469857 4
Hướng mài Mẫu cần mài Lưu ý: -
Giấy càng mịn thì thao tác càng nhẹ nhàng. - Mẫu cần mài
- Mẫu ạt yêu cầu khi bề mặt sáng, phẳng, ít vết xước – vết xức.
Sau khi ánh bóng xong dùng cồn rửa sạch mặt ánh bóng sau ó dùng bông lau khô rồi sấy khô bằng máy sấy.
Xem dưới kính hiển vi rồi lưu hình ảnh lần 1
2. Lưu ảnh lần 1 mẫu ánh bóng ã ạt.
Trình tự thao tác máy soi tổ chức kim loại Boshida:
• Cắm iện, bật công tắc èn, iều chỉnh ánh sáng phù hợp.
• Chọn vật kính, thị kính; iều chỉnh dãn cách mắt.
• Đặt mẫu lên bàn mẫu, dùng núm iều chỉnh ể 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 iều chỉnh nhẹ nhàng từng chút
một ể có thể quan sát tổ chức tế vi hơi mờ.
• Điều chỉnh tinh ể nhìn rõ tổ chức tế vi. lOMoAR cPSD| 45469857
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 lOMoAR cPSD| 45469857 6
QUY TRÌNH BÀI: “CHUẨN BỊ MẨU ĐỂ NGUYÊN CỨU TỔ CHỨC TẾ VI” lOMoAR cPSD| 45469857 7
IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
4.1 Mẫu trước khi tẩm thực:
4.2 Mẫu sau khi tẩm thực. 8
V. NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ.
Dựa trên tổ chức tế vi của mẫu ược nhận (ảnh mẫu sau khi tẩm thực), ta có thể ưa ra kết quả như sau: