Chọn vật liệu làm khuôn dập nguội?

Dao cắt cần độ cứng cao để cắt gọt vật liệu. Quá trình tôi thép làm tăng độ cứng, nhưng cũng làm tăng tính giòn. Ram là quá trình nhiệt luyện tiếp theo sau khi tôi, nhằm giảm bớt ứng suất dư và độ giòn, đồng thời điều chỉnh độ cứng đến mức mong muốn. * **Ram cao:** Giảm độ cứng nhiều, tăng độ dẻo và độ dai. Không phù hợp cho dao cắt. * **Ram thấp:** Giữ độ cứng cao, giảm độ giòn ít. Thích hợp cho các dụng cụ cắt gọt cần độ cứng cao. * **Ram trung bình:** Cho độ cứng và độ dẻo ở mức trung bình. Không tối ưu cho dao cắt. * **Thường hóa:** Không làm tăng độ cứng nhiều như tôi. Không phù hợp sau khi tôi. Vậy, sau khi tôi, thép làm dao cắt cần được ram thấp để duy trì độ cứng cao cần thiết cho việc cắt gọt.

Câu hỏi yêu cầu xác định dạng sai hỏng nào của vật liệu không thể khắc phục được. * **A. Thép quá giòn:** Có thể cải thiện độ dẻo dai của thép thông qua các phương pháp nhiệt luyện như ủ hoặc ram. * **B. Độ cứng không đạt:** Có thể tăng độ cứng của thép bằng các phương pháp như tôi hoặc thấm carbon. * **C. Nứt:** Khi vật liệu đã bị nứt, cấu trúc đã bị phá vỡ không thể phục hồi lại trạng thái ban đầu một cách hoàn toàn. Các phương pháp hàn hoặc sửa chữa khác chỉ là giải pháp tạm thời và không khôi phục được tính chất ban đầu của vật liệu. * **D. Thoát carbon (Decarburization):** Có thể hạn chế hoặc loại bỏ lớp thoát carbon bằng các phương pháp nhiệt luyện phù hợp. Vậy, đáp án đúng là C. Nứt, vì khi vật liệu đã bị nứt thì không thể khắc phục hoàn toàn.

Bánh răng cần độ bền và độ dẻo dai cao để chịu được tải trọng và va đập trong quá trình hoạt động. Các tổ chức tế vi khác nhau tạo ra các tính chất cơ học khác nhau cho thép. A. Mactenxit: Mactenxit có độ cứng rất cao nhưng độ dẻo dai thấp, dễ bị giòn và nứt. Không phù hợp cho bánh răng. B. Trôxtit: Trôxtit có độ cứng và độ dẻo dai cao hơn Mactenxit nhưng vẫn chưa đủ độ dẻo dai cho bánh răng. C. Xoocbit: Xoocbit là tổ chức tế vi thu được sau khi ram thép đã tôi. Nó có sự kết hợp tốt giữa độ bền và độ dẻo dai, phù hợp cho các ứng dụng cần chịu tải và va đập như bánh răng. D. Bainit: Bainit có độ cứng và độ dẻo dai cao, nhưng thường được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt hơn là bánh răng thông thường. Vì vậy, Xoocbit là tổ chức tế vi thích hợp nhất để nhiệt luyện bánh răng, vì nó cung cấp sự cân bằng tốt giữa độ bền và độ dẻo dai.

Kích thước tới hạn (rth) là bán kính tối thiểu mà một mầm phải đạt được để có thể tiếp tục phát triển thành pha mới ổn định. Quá trình hình thành mầm có thể xảy ra theo hai cơ chế chính: tự sinh (homogeneous nucleation) và ký sinh (heterogeneous nucleation).

Hình thành mầm tự sinh: Mầm hình thành từ pha mẹ đồng nhất, đòi hỏi năng lượng lớn hơn để tạo ra bề mặt mầm mới trong pha mẹ.

Hình thành mầm ký sinh: Mầm hình thành trên các bề mặt hoặc tạp chất có sẵn trong pha mẹ. Các bề mặt này làm giảm năng lượng cần thiết để tạo thành mầm mới, vì một phần bề mặt mầm đã tồn tại (bề mặt của tạp chất hoặc vật liệu khác).

Do năng lượng cần thiết để hình thành mầm ký sinh thấp hơn so với mầm tự sinh, kích thước tới hạn của mầm ký sinh cũng nhỏ hơn. Vì vậy, rth (tự sinh) lớn hơn rth (ký sinh).

Hợp kim AlCu4,5Mg1,5Mn0,5 (duralumin) là một hợp kim nhôm có độ bền cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ cứng cao so với trọng lượng, chẳng hạn như trong ngành hàng không và vận tải. Do đó, đáp án A là chính xác nhất. * **A. Làm các chi tiết trong vận tải, làm vỏ máy bay:** Đây là ứng dụng chính của duralumin do tính chất cơ học vượt trội của nó. * **B. Làm đồ gia dụng (thau, chậu, xoong, nồi, ..):** Các đồ gia dụng thường sử dụng nhôm nguyên chất hoặc các hợp kim nhôm rẻ tiền hơn, không đòi hỏi độ bền cao như duralumin. * **C. Làm chi tiết hình dạng phức tạp:** Mặc dù duralumin có thể được gia công thành các hình dạng phức tạp, nhưng đây không phải là công dụng chính của nó. Các hợp kim khác có tính dẻo cao hơn có thể phù hợp hơn cho các chi tiết phức tạp. * **D. Làm chi tiết ít chịu tải (khung cửa, ống dẫn, thùng chứa, …):** Duralumin quá "khỏe" (về mặt chi phí và tính chất) để sử dụng cho các ứng dụng ít chịu tải. Nhôm hoặc hợp kim nhôm rẻ hơn là lựa chọn kinh tế hơn.