TCVN8187:2009

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8187:2009 (ISO 2740 : 2009) về Vật liệu kim loại thiêu kết, trừ hợp kim cứng - Mẫu thử kéo TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8187 : 2009 ISO 2740 : 2009 VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT, TRỪ HỢP KIM CỨNG – MẪU THỬ KÉO Sintered metal materials, excluding hardmetals - Tensile test pieces Lời nói đầu TCVN 8187 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 2740 : 2009. TCVN 8187 : 2009 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 164 Thử cơ lý kim loại biên soạn, Tổng cục Tiêu chu ẩ n Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. V Ậ T LIỆU KIM LOẠI TH IÊ U K Ế T, TRỪ HỢP KIM CỨNG – M Ẫ U THỬ KÉO Sintered metal materials, excluding hardmetals - Tensile test pieces 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các kim loại và hợp kim thiêu kết, trừ hợp kim cứng. Tiêu chuẩn này quy định: - kích thước của lòng khuôn được sử dụng đ ể chế tạo mẫu thử kéo bằng cách ép và thiêu kết, và bằng đúc áp lực trong khuôn kim loại (MIM) và thiêu kết; - kích thước của mẫu thử kéo được gia công từ vật liệu thiêu kết và vật liệu bột được nén ép. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có ghi năm công bố, áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng phiên bản mới nhất (bao gồm cả các sửa đổi). TCVN 197 (ISO 6892) Vật liệu kim loại - Thử kéo ở nhiệt độ thường. ISO 7500-1, Metallic materials - Veri f ication of static uniaxial test machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Veri f ication and calibration of the force-measuring system (Vật liệu kim loại - Kiểm định máy thử một trục trạng thái t ĩnh - Phần 1: Máy thử kéo/nén - Kiểm định và hiệu chuẩn hệ thống đo lực) . 3. Phương pháp thử 3.1. Mẫu thử phải được thử phù hợp với TCVN 197 (ISO 689 2 ) và máy thử ké o phải được hiệ u chuẩn đạt tới cấp 1 theo ISO 7500-1. 3.2. Dữ liệu được báo c á o cho ba mẫu thử hoặc nhiề u hơn. 4. Chế tạo mẫu thử 4.1 Mẫu thử đ ược chế tạo bằng ép và thi ê u kết Mẫu thử kéo phải có chiều dày từ 5 mm đến 6,5 mm. Dung sai chiều dày là 1,5 mm phù hợp với sự thay đổi khối lượng riêng biểu kiến của bột kim loại. Khi th ử , các mẫu thử mỏng hơn có độ trượt khi kẹp nhỏ hơn và thích hợp hơn để kéo đứt gần tâm của chiều dài đo. Nếu cần đo độ giãn dài, có thể vạch các dấu mảnh cách nhau 25 mm và đối xứng qua đường tâm [xem Hình 1a) và Hình 2a)]. Giữa các dấu đ ã vạch, chiều dày không được thay đổi lớn hơn 0,04 mm. Chiều dài đo phải được vạch theo cách sao cho đặc tính kéo không bị ảnh hưởng. Do khả năng tách lớp ở các góc của mẫu thử được kết lại trong điều kiện phòng thử nghiệm, các mẫu thử thi ê u kết đại diện phải được kiểm tra kim tương để chỉ ra rằng kh ô ng có tách lớp dài hơn 0,25 mm. 4.2 Yêu cầu kỹ thuật của khuôn é p Các kích thước của hai lòng khuôn cho phép được chỉ ra trên H ì nh 1b) và H ì nh 2b). Các khuôn tốt nh ấ t là làm bằng hợp kim cứng và sự gia công hoàn thiện bề mặt khuôn phải sao cho có thể ép mẫu thử dưới điều kiện b ì nh thường. Khuôn có thể có độ côn thoát (góc thoát khuôn) để l ấ y mẫu thử ra dễ dàng và để tránh các nứt v ỡ hoặc các tách lớp ở mẫu thử. Lòng khuôn được làm côn 0,01 mỗi bên đ ể trợ giúp việc lấy mẫu, có thể được mở rộng bằng 0,5 % đối với khuôn được sử dụng để ép lại. Khuôn phải được hỗ trợ tốt bằng cách lắp các vòng co si ế t, để giảm đến mức thấp nhất sự giãn nở ở các mặt xung quanh trong quá trình nén chặt. K ế t c ấ u này làm giảm khả năng bị nứt v ỡ của mẫu khi lấy ra khỏi khuôn. Để giảm sự xuất hiện của các v ế t nứt trong mẫu , nên sử dụng cách thúc khuôn trên giữ khuôn dưới trong khi lấy m ẫ u ra. Khuôn ở Hình 1b) nên dùng cho m ẫ u thử ở dạng thiêu kết. Việc kẹp chặt đạt được bằng sự trượt các mặt nêm 20° của mẫu thử vào trong các r ã nh thích hợp được gia công ở bộ phận kẹp. Mẫu thử theo Hình 1a). Khuôn ở Hình 2b) nên dùng cho mẫu thử ở dạng thiêu kết. Mẫu thử được kẹp trên các đường răng cưa n ổ i được tạo ép trên các đầu kẹp của nó, để ngăn chặn sự trượt trong khi th ử . Quan trọng khi thử là các bộ phận kẹp được lắp thích hợp vào móc h ì nh chữ U . Cách khác, mẫu thử được ép không có đường răng cưa và được k ẹ p trên các mặt phẳng. M ẫ u thử được làm từ khuôn trong Hình 1b) hoặc H ì nh 2b) nên dùng cho các vật liệu được thử như trong điều kiện được thiêu kết. Khi thử liên quan đến vật liệu giòn, vật liệu nhiệt luyện, sự hạn ch ế của các góc sắc của mẫu thử có thể d ẫn đến giá trị kéo th ấ p hơn giá trị nhận được với các mẫu thử kéo được gia công bằng máy (xem Hình 5). 5. Mẫu thử được chế tạo bằng đúc áp lực trong khuôn kim loại Hình 3 quy định kích thước lớn của lòng khuôn để chế tạo mẫu thử kéo loại A bằng đúc áp lực trong khuôn kim loại (MIM). Hình 4 quy định kích thước nhỏ của lòng khuôn để chế tạo mẫu thử kéo loại B bằng đúc áp lực trong khuôn kim loại. Khi thử, các lỗ xuyên suốt được dùng để bao quanh các chốt bằng thép tôi. Các chốt được kẹp trong một cái móc hình chữ U , và được lắp trên máy thử theo cách tự định tâm. Các lỗ có thể được khoan sau khi thiêu kết, hoặc tốt hơn là được đúc không cho phép có độ côn. Đường kính lỗ lựa chọn này nên là: đường kính 6,5 mm đối v ớ i thanh lớn hoặc đường kính 4,77 mm đối với thanh nhỏ, sau khi thiêu kết. Các kích thước khuôn chịu khoảng 17 % độ co ngót trong quá trình thiêu kết, nhưng cho phép có sai lệch độ co ngót. Có thể sử dụng kết cấu thanh khác. Dấu đo có thể được vạch như trong 4.1. Đậu rót, sự nhận biết nhà chế tạo và v ị trí thiết bị phun được t ùy chọn, nhưng không được n ằ m trong chiều dài đo L c và không nằm trong vùng kẹp. 6. Mẫu thử được gia công bằng máy 6.1 Hình 5 quy định các kích thước của mẫu thử kéo đầu tròn được gia công bằng máy. Mẫu được gia công từ thanh ép chu ẩ n có kích thước 10 mm x 10 mm x 75 mm là thích hợp. Đường kính danh nghĩa có độ côn là 0,1 mm trên chiều dài đo, như vậy thường đưa đến sự xuất hiện đứt gãy trong khoảng đo, thậm chí đối với cả vật liệu tương đối giòn. Nếu vật liệu được thấm các bon sau khi mài, lỗ rỗng bề mặt trong khoảng đo phải được để trống để cho khí các bon đi vào. Đánh bóng lần cuối phải theo phương dọc trục (không nhìn thấy được bằng mắt thường các đường vết xước theo chu vi). Mẫu thử được kẹp bằng ố ng kẹp xẻ, bao quanh chặt vùng được làm côn 20°. Khi thử, mẫu thử được đỡ trên dụng cụ có độ côn tương tự. Mẫu thử có thể có chiều dài đo 25 mm được vạch mảnh như quy định trong 4.1. Mẫu thử này chủ yếu nên dùng cho phép thử vật liệu trong điều k iện đã nhiệt luyện, có độ giãn dài khi đứt c ó th ể nhỏ hơn 0,5 % t rên chiều dài 25 mm. Mẫu thử này nên sử dụng khi tỷ phần theo th ể tích của mactensit lớn hơn 20 %, không quan tâm đến mẫu thử được thiêu kết hay nhiệt luyện. Đôi khi xuất hiện sự biến cứng nguội khi gia công, và nếu mẫu thử được thử ở điều kiện được thiêu kết và được gia công, sự biến cứng nguội có thể làm độ giãn dài thấp hơn và t ăng giới hạn bền. Điều này đặc biệt đúng đối với thép không gỉ. Trong quá trình austenit hóa và tôi trong dầu, thép hợp kim thiêu kết thông thường có thể không được tôi hoàn toàn đến tâm của m ẫ u thử được gia công. Các mẫu thử như vậy có thể được nói rõ hơn trong bản báo cáo th ử , bằng việc cho biết độ cứng từ b ề mặt tới lỗi. 6.2 Có thể có mẫu thử được gia côn g hình trụ khác và phải phù hợp v ớ i TCVN 197 (ISO 6892). Khi đường kính của phần thử của mẫu thử nhỏ hơn 4 mm, th ì giá trị của nó phải được biết rõ cũng như thực tế kết quả của phép thử có thể kh ông so sánh được với kết quả nhận được từ mẫu thử c ó đường k í nh phần thử lớ n hơn. Đối với các sản ph ẩ m thiêu kết, nên sử dụng mẫu thử có hai bậc ở mỗi đầu. Bán kính của bậc trong phải từ 1,5 mm đến 2,5 mm (xem Hình 5). 7. Sự nhận biết mẫu thử Để nhận biết mẫu thử phải công bố các thông tin sau: a) Số hiệu của tiêu chuẩn này, TCVN 8187; b) Loại vật liệu; c) Khối lượng riêng của mẫu th ử ; d) Các kích thước của mẫu thử (chiều dày); e) Khi mẫu thử được ép và thiêu kết được chế tạo theo 4.1, bản ch ấ t của sự x ử lý nhiệt lần cuối và ngoài ra, tốt nhất là, vật liệu và sự gia công tinh bề mặt của dụng cụ ép; f) Dạng của mẫu thử, nghĩa là hình số mấy của tiêu chu ẩ n này; g) Vật liệu khuôn, nghĩa là thép dụng cụ hoặc hợp kim cứng/cacbit; h) Được thiêu kết hay được nhiệt luyện; i) Độ cứng của mẫu thử phù hợp với sự nhiệt luyện. Kích thước tính bằng milimét a) Mẫu thử b) Khuôn đổ ép mẫu thử Hình 1 – M ẫ u thử và khuôn - Các đầu kẹp nhẵn Kích thước tính bằng milimét a) Mẫu thử b) Khuôn để nén mẫu thử Hình 2 - Mẫu thử và khuôn - Các đầu kẹp răng c ư a Kích thước tính bằng milimét a Áp dụng cho chiều dài đo L c Loại b c L c L d L t w R 1 R 2 D ± 0,1 ± 0 , 1 ± 0,2 ± 0,2 ± 0,5 0,1 ± 0,5 ± 0 , 5 ± 0,1 A1 Æ 5,82 Æ 5,87 30,5 31,75 94 5,85 R 25 R 38 Æ 7 , 85 A2 Æ 3 , 8 Æ 3,85 30,5 27,5 85,5 3 , 85 R 23 R 23 Æ 6 Hình 3 - Lòng khuôn đ ể chế tạo mẫu thử k é o loại A theo phương pháp MIM Kích thước tính bằng milimét CHÚ D Ẫ N: 1 Mặt phân khuôn Hình 4 - Lòng khu ô n đ ể chế tạo mẫu thử kéo loại B theo phương pháp MIM Kích thước tính b ằ ng milimét CH Ú DẪN: a Các lỗ định tâm được thừa nhận 1 Kiểu đầu lựa chọn khác Hình 5 - Mẫu thử được gia công