Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9101:2011 Gốm mịn (gốm cao cấp) – Vật liệu silic nitrua dùng cho viên bi ổ lăn

• Số hiệu: TCVN9101:2011
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2011

Đặc tính	Nhỏ nhất	Lớn nhất
Khối lượng riêng (g/cm^3)	3,0	3,6
Môđun đàn hồi (GPa)	270	330
Hệ số Poisson	0,23	0,29
Hệ số giãn nở nhiệt, x 10^-6/^oC (dải áp dụng: từ nhiệt độ phòng đến 500 ^oC)	2,0	3,7

5. Phân loại vật liệu

Các vật liệu silic nitrua dùng cho viên bi ổ lăn được chia thành ba loại theo đặc tính cơ học và lý học của vật liệu (xem Phụ lục B).

6. Thử nghiệm

6.1. Khối lượng riêng

Sử dụng viên bi đã được xử lý trước làm mẫu thử.

Phép thử được tiến hành theo ISO 18754.

6.2. Môđun đàn hồi

Mẫu thử phải được tạo thành từ cùng lô vật liệu như bi đã được xử lý trước.

Phép thử được tiến hành theo ISO 17561.

...

...

...

Mẫu thử phải được tạo thành từ cùng lô vật liệu như bi đã được xử lý trước.

Phép thử được tiến hành theo ISO 17561.

6.4. Hệ số giãn nở nhiệt

Mẫu thử phải được tạo thành từ cùng lô vật liệu như bi đã được xử lý trước.

Phép thử được tiến hành theo ISO 17562

6.5. Độ bền uốn và môđun Weibull

Mẫu thử phải được tạo thành từ cùng lô vật liệu như bi đã được xử lý trước.

Giá trị trung bình đối với độ bền uốn tại nhiệt độ phòng và môđun W eibull được xác định theo ISO 14704 và ISO 20501. Hoặc có thể sử dụng phương pháp thử 3 điểm hoặc 4 điểm đối với độ bền uốn.

6.6. Độ cứng

...

...

...

Giá trị trung bình đối với độ cứng Vickers được xác định theo ISO 14705. Lực thử là HV5, HV10 hoặc HV20.

6.7. Độ bền rạn ấn lõm

6.7.1. Phần đánh bóng của vòng bi đã được xử lý trước phải được sử dụng đối với phương pháp rạn ấn lõm (IF). Phải tiến hành hoàn thiện bề mặt để tránh ứng suất dư.

6.7.2. Giá trị trung bình đối với độ bền rạn nứt trong phương pháp rạn ấn lõm (IF) được xác định theo Phụ lục của ASTM F 2094.

Nếu cần thiết, mẫu thử đối với phương pháp chiếu rọi trước khi nứt từng cạnh (SEPB) phải được tạo thành từ lô vật liệu tương tự như bi đã được xử lý trước. Giá trị trung bình đối với độ dai phá hủy được xác định bằng phương pháp chiếu rọi trước khi nứt từng cạnh (SEPB) được xác định theo ISO 15732.

6.8. Vi cấu trúc

Phần đánh bóng của bi đã được xử lý trước được sử dụng để kiểm tra vi cấu trúc. Quan sát và chuẩn bị mẫu phải được tiến hành theo quy định tại Phụ lục A.

7. Phân loại vật liệu

Theo giá trị thu được từ thử nghiệm trên mẫu vật liệu, lô vật liệu được phân loại thành loại 1, loại 2 hoặc loại 3 (xem Bảng B.1).

...

...

...

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Ngày thử nghiệm;

c) Lô bột thô;

d) Kết quả thử nghiệm:

1) Khối lượng riêng;

2) Môđun đàn hồi;

3) Hệ số Poisson;

4) Hệ số giãn nở nhiệt;

...

...

...

6) Độ cứng Vickers (điều kiện thử, độ cứng trung bình);

7) Độ dai phá hủy trung bình và độ bền rạn nứt (phương pháp thử, độ dai phá hủy trung bình hoặc độ bền rạn nứt);

8) Vi cấu trúc (kích cỡ và số lỗ và thể bao trong);

e) Loại vật liệu;

f) Bất kỳ thông tin nào liên quan đến việc đánh giá.

PHỤ LỤC A

(Quy định)

Quy trình quan sát vi cấu trúc

...

...

...

A.1. Chuẩn bị mẫu

Chuẩn bị viên bi silic nitrua bằng cách cắt, nghiền và mài bằng đá mài. Phần này phải được đánh bóng sử dụng một trong hai phương pháp sau.

a) Sau khi đánh bóng thô bằng bột kim cương có đường kính nhỏ hơn 50 µm, phần này phải được đánh bóng hóa học bằng bột ăn mòn như nhôm hoặc kim cương có kích cỡ nhỏ hơn hoặc bằng 1 µm.

b) Sau khi đánh bóng thô bằng bột kim cương có đường kính nhỏ hơn 50 µm, phần này phải được đánh bóng hóa học bằng bột mài mòn như oxit xeri, oxit crom hoặc oxit sắt.

Trong trường hợp khác, phần này phải được đánh bóng cho đến khi các vết xước nghiền biến mất, và sau đó được làm sạch bằng siêu âm.

A.2. Quan sát

Mẫu phải được đặt trên bàn soi kính hiển vi quang học. Khu vực quan sát và phần chia phải được xác định giữa các bên liên quan. Các lỗ và thể bao trong phải được xem xét với độ phóng đại

gấp 100 đến 200 lần. Phải xác định số lượng và kích cỡ của các lỗ và thể bao trong tìm thấy và phải xác nhận kích cỡ lỗ và kích cỡ thể bao trong bằng kích cỡ lớn nhất trong mẫu. Ngoài ra, nếu cần thiết có thể xác định kích cỡ và số lượng lỗ và thể bao trong bằng cách quét kính hiển vi điện tử (SEM), hoặc hình ảnh điện tử thứ cấp hoặc hình ảnh điện tử phản xạ.

A.3. Chú ý bổ sung

...

...

...

Sự biến đổi màu sắc là vấn đề rất khó xác định rõ ràng và có thể cần phải có sự thảo luận giữa nhà cung cấp và khách hàng. Nếu dung lượng xốp được yêu cầu, cần áp dụng phương pháp theo ISO 4505 đối với kim loại cứng. Quan sát vi cấu trúc tại độ phóng đại thấp hơn có thể hữu ích đối với hoạt động rà soát các khuyết tật và vết nứt có thể nhìn thấy được.

PHỤ LỤC B

(Quy định)

Phân loại vật liệu đối với vật liệu silic nitrua

Bảng B.1 trình bày yêu cầu kỹ thuật về các đặc tính lý học và cơ học và vi cấu trúc của vật liệu bi ổ lăn silic nitrua theo ba nhóm, loại 1, 2 và 3.

Bảng B.1 – Phân loại vật liệu

Loại 1

...

...

...

Loại 3

1. Độ bền uốn trung bình (MPa)^a

a) Phương pháp thử 4 điểm

i) Độ bền trung bình: 40 mm (khẩu độ uốn)

                                  30 mm (khẩu độ uốn)

ii) Môđun W eibull

b) Phương pháp thử 3 điểm

i) Độ bền trung bình: 40 mm (khẩu độ uốn)

                                  30 mm (khẩu độ uốn)

...

...

...

min. 760

min. 800

min. 12

min. 894

min. 915

min. 12

...

...

...

min. 660

min. 700

min. 9

min. 798

min. 817

min. 9

...

...

...

min. 480

min. 530

min. 7

min. 595

min. 629

min. 7

2. Độ cứng Vicker trung bình (GPa)^b

min. 14,2

...

...

...

min. 12,7

3. Độ bền rạn ấn lõm trung bình (MPa)

K_l,IFR (độ bền rạn ấn lõm)

min. 6,0

min. 5,0

min. 5,0

...

...

...

a) cỡ lỗ (µm)

b) thể bao trong (số lượng/cm^2)

Kích thước (µm) > 25 đến ≤ 50

                           > 50 đến ≤ 100

                           > 100 đến ≤ 200

                           > 200

max. 10

...

...

...

≤ 1

0

0

max. 10

≤ 8

≤ 2

≤ 1

...

...

...

min. 25

≤ 16

≤ 4

≤ 2

≤ 1

CHÚ THÍCH: Nếu yêu cầu xác định độ dai phá hủy nhanh đúng của vật liệu thử, độ bền rạn ấn lõm được tính ở trên là số không tương đương. K_l,SEPB nên được xác định bằng phương pháp chiếu rọi trước khi nứt đơn cạnh (ISO 15732) hoặc phương pháp tương đương.

^a có thể sử dụng cả hai phương pháp thử.

...

...

...

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 4505, Hardmetals – Metallographic determination of porosity and uncombined carbon (Kim loại cứng – Xác định độ xốp và cacbon không liên kết của kim loại và hợp kim).

[2] NIIHARA, K., MORENA, R. and HASSELMAN, D.P.H. Evaluation of K_IC of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios, J.Mater. Sci., 1, 1982, pp. 13 – 16