Bài Giảng Vật Liệu Kỹ Thuật Cơ Khí

- Trinh bay khái niệm, các đặc điểm về kim loại; | - Cấu tạo mạng; ‘tinh thé của kim loại nguyên chất; - Các sai lệch trong mạng tỉnh thê.. Đặc điểm cấu tạo nguyên tử kim loại Số điện tử

GENN TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHIEP ‘KHOA GO KHi | be

BAIGIANGHOC PHAN _ VAT LIEU KY THUAT

‘CHUON G 1: CÁU TẠO TINH THE CUA VAT LIEU KIM LOẠI `

;1:1 Khái niệm và đặc điểm của kimloại —, ,- :-2 (0/2212 S02

oe

1.1.1 Dinh nghia kim loai ale ate

1.1.2 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử của kim loại tạ - —

.: 1.1.3 Liên kết kim loại ¬

1.2 Cầu tạo mạng tỉnh thể của kim loại nguyên chất :

1.2.1 Các khái niệm về mạng tỉnh thể _

1.2.2 Các kiểu mạng tỉnh thể thường gặp của kim loại

1.2.3 Tính thù hình của kim loại

` —14, 4 Phân tích cấu trúc bằng tia Rơngen

_,CÂU HOI ON TAP CHUON G I :

-CHUONG Il: SỰ KẾỨT]INH O.O —

2 1 Cấu tạo của kim loại lỏng và điều kiện kết tinh

, 2.11 Cấu tạo của kim loại lông

2.1.2, Điều kiện năng lượng của quá trình kết tỉnh

2 2 Hai quá trình của sự kết tinh |

3 3.3 Kích thước hạt Gi Pageant liệt,

2, 4, Cau tao tinh thể của vật đúc

„24.1 Cấu tao tinh thể của vật đúc

2.4:2 Các khuyết tật của vật đúc

'CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG II, a

.CHƯƠNG II: KHÁI NIỆM VẺ HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỎ ) TRẠNG TI 1\

-3.1 Khái niệm về hợp kim

_.2.3.4 Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc, " " a - ¬ " oe >

3.1.1 Dinh nghia hop kim

"- 1.2 Các đặc tính của hop kim

"3.1.3 Céc khái niệm về hợp kim

3 2 Cac pha va tinh chat cac pha trong hop kim

: 3.2.1 Dung dich ran T810 AEE dehy teeny ee 3538

; _, 3.2.2, Cae pha trung gian cv SỐ ,

" 3.2.3 Hén hop co hge EE a |

33, Giản đỗ trạng thái của hệ hợp kim hai nguyên THÊ Đệ tu Sen

_ 3.3.2 Gian dé trang thái hai nguyên loai mét’ 1)" Fo CBE

_ 3:3.3 Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai

: 3.3.4 Gian dé trạng thái hai nguyên loại ba '

3.3.5, Giản dd trạng thái hai nguyên loại bốn

GIẢ 1A GẦN quaceluceks Sicke ceceed yepeespee cel bedi jus

3.4.1 Đặc điểm các nguyên (sắt và các bon)

3.4.2 Tương tác giữa sắt và các bon

3.4.4 Tổ chức tế vi của thép các bon và gang trắng theo giản đồ sắt — các- > bon

CHƯƠNG IV: BIẾN DẠNG DẺO VÀ cơ TÍNH Sữa

4.1 Các giai đoạn của biến dạng

° 4 2 Bién dang déo

4 4.2.1 Bién dang déo don tinh thé

4.1.2 Bién dang déo da tinh thé

4.3 Các đặc trưng cơ tính thông thường oe

4-4 Su két tinh lại -

ụ 4.4.1 Khái niệm | ae | có THỊ

4.4.2 Các quá trình xây ra khi kết tỉnh lại "` M“ŨỮỪŨ i:: tbe sẽ ea fg

; +43 Biến dạng nóng " mượn eles bie fat fgets odes

CHUONG V: CAC CHUYEN BIEN PHA KHI NHIỆT LUYỆN' Ba ES

‘5.1 Khái niệm về nhiệt luyện ¬— Thịnh Mới chước

511 Định nghĩa | eee Tiến us Ppt yo

5.12 Các thông số đặc trưng cho quia trinh’ ‘fiat liyện 7”)? 7n ae

s 5.1.3 Tác dụng của nhiệt luyện trong chế tạo cơkhí _

5.1.4 Sơ lược về bốn chuyển biến cơ bản khi nhiệt luyện

‘5 2 Các chuyển biến khi rùng nóng thép

5.2.1 Cơ sở xác định chuyển biến khi nưng node nhiên

: 9.2.2 Các đặc điểm của chuyển biến

5.2.3 Các quá trình xảy rả khi giữ nhiệt

3 3 Chuyén bién xảy ra khi làm nguộichậm _ s

` 5.3.1, Chuyển biến của ¡ Ôstenit khi làm nguội đẳng nhiệt _ 7 "

: 5:3:2 Chuyên biến của Ởstenitkhí lần nguội liên tục:

5.4 Chuyển biến xảy ra khi làm nguội nhanh — chuyển biến Mactenxit °

_ 5.4.1 Khai niém vé Mactenxit

_ 5.4.2 Céc dic diém ctia chuyén bién Mactenxit

“5 5 Chuyén bién khi nung nóng thép đã tôi — chuyển biến khi ram

5.5.1 Tính không ổn định của Mactenxit và Austenit dư

aa 5.5.2 Cac chuyén bién xay ra khi ram

„CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG V

CHƯƠNG VI: CONG NGHE NHIET LUYEN THEP

6 1 Ú và thường hoá

¬ 6.1.1 U thép

7 6.1.2 Thuong hoa thép

6 2 Tdi thép

6.2.1 Dinh nghia va muc dich

_., 6.2.2 Chon nhiét d6 tdi

6.2.3 Chọn môi trường tôi

mà 6.2.4 Tốc độ tôi tới hạn và độ thậm tôi So nh Ay Soa,

7.2.3 Tôi bằng ngọn lửa hỗn hợp khí axetylen; OXY 94

4, 3 Hoa nhiét luyén vce 94

_, 7.3.1 Nguyên lý ro 2 OA

7 3.2 Tham cáẽ bon sy 96

“7 3.3 Các phương pháp thấm khác „98

7 CÂU HỎI ÔÑ TẠP CHƯƠNG VII - n, 99

| CHƯƠNG: -VHI: KHAI NIEM CHUNG VE GANG vit 100

| 8 1 Khái niệm chung Wet poly yt phe Myce Al wale 100

| 8 1 -.1 Dinh nghia ah mm | 100

| 8 1, 2 Các đặc tính cơ bản của gang th vices 100

8 1, 3 Phân loại gang s = ;100

- 8.3.3 Gang xám Ề tớ 1a đái dữ cd ety “ai

“8.3.4 Gang cau meee ổ an |

8.3.5 Gang déo .” oe

RA, Gang hợp kim

8, 5 Nhiệt luyện gang : | |

_ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VIII | 107

3 - CHƯƠNG IX: KHÁI NIỆM CHUNG VẺTHÉP ` ' ”' '9 227 dgg -

] _3 1 Khái niệm về thép cacbon - ee ; 108

" "9,1,1, Thành phần hoá học ee 108

9.1.2 Ảnh hưởng của các nguyên tố đến tổ chức và tính chất của lí thép c si vi °— 108

9.1.3 Phân loại thép cacbon ¬— “110 9.1.4 Ký hiệu thép cacbon | | " vn | 2 T10 9.1.5 Ưu, nhược điểm của thép cacbon "1 R79 THẺ nh” 112

9.2 Khái niệm về thép hợp kim C7 Tết hàm 12

1 9.2.2 Các đặc tính của thép hợp kim BC ch 11

ẵ 9.2.3 Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến tổ chức cửa thép hợp km ` - 113

9.2.4 Ảnh hưởng của nguyên tố hợp kim đến quá trình nhiệt luyện oe hỦ

tô 92,5, Các khuyết tật của thép hợp kim — ni TH LÓi

` 92.6 Phân loại và ký hiệu thép hop km _ ¬¬

-CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNGTX ”- ''°”?)1 9207807

'CHƯƠNG X: THÉP KÉT CÂU

'10.1 Khái niệm chung về thép kết cấu ¬

10.1.1 Yéu cầu đối với thépkếtcấu PS

3⁄ 10/32, Đặc điểm về nhiệt luyện l sàn “ “ {TP que

‘10.4 Thép dan héi

“1 10.4.1 Diéu kiện làm việc của ¡ thép đàn hồi

hữÏ 10.4.2 Đặc điểm về thành phần hoá học và nhiệt- Huyện -

2/10/43 Các loại thép đàn hồi và công dụng của chúng “

10 5 Các loại thép kết cấu có công dụng ning

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG X | đại si 1132

CHƯƠNG XI: THÉP VÀ HỢP KIM DỤNG CỤ ““ na

-.: 11.1,1 Yêu cầu đối với vật liệu làm đao cắt den 2 nối 3â 133

11.1.2 Thép làm dao cắt có năng suất thấp 8ú dt ác gi Tà HE, VỆ :! 134 11.1.3 Thép làm dao cắt có năng suất cao — thép gió a2); sade fy hea dn ue 135

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG XI 140

CHUONG XU: THEP VA HOP KIM CO TINH CHAT DAC BIET 141

12.1.1 Khái niệm về thép không gi 141

12.1.2 Các thép không gỉ hai pha 141

12.1.3 Các thép không gỉ một pha 141 12.2 Thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 142

12.2.1 Khái niệm về thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 142 12.2.2 Thép và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 142

12.3 Thép chống mài mòn 143

12.3.1 Khái niệm về tính chống mài mòn của thép cóc 143

12.3.2 Các thép có tính chống mài mòn cao 143

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG XI 143

CHUONG XII: KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU THÔNG DỰNG 144

13.1 Nhôm và hợp kim nhôm 144

13.3.1 Yêu cầu đối véi hop kim 6 trot 147

13.3.2 Hop kim ổ trượt có nhiệt độ chảy thấp (bacbit ) 148

: 13.3.3 Hợp kim ỗ trượt có nhiệt độ chảy cao _ 148

T———~€ÂU HỎILÔN TẬP CHƯƠNG XIN 148————

CHƯƠNG XIV: CÁC VẬT LIỆU KHÁC 149

14.1 Vật liệu thiêu kết 149

14.2.1 Khái niệm chung

¡5ï 14.2.2, Phân loại và công dụng

CAU HOI ON TAP CHƯƠNG XIV

# Tài liệu tham khảo

“DE CUONG CHI TIET HOC PHAN VAT LIEU KY THUẬT ˆ Ưng

(HỌC PHAN BAT BUOC) ae

) Dị

ị

3 Trinh độ cho sihh viên năm n thứ: 03 thái Di củ $1 2 B0 ệ orton hac! |

4 Phan bé thoi gian: cy asics de

- ÌLên lớp lý thuyết: 36 tiết FT-di, “4 i ị

- | Thao luận: 18 tiét/2 = 09 tiét chuẩn " + |

5 Các học phần học trước: " ị :

- vat ly, Hoa hoc, Sức bền vật liệu " T

6 Học phần thay thế, học phần tương đương: Không di 7 Mục tiêu của học phần

Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các loại vật liệu dùng trong ngành chế tạo cơ

khí, các phương pháp công nghệ làm thay đổi tổ chức và tính chất của vật liệu nhờ đó chon va sử

dung ding vật liệu theo yêu cầu kỹ thuật

8 Mộ tA văn tắt nội dung học phần ree

Học phần gồm 14 chương: Cầu tạo nguyên tử, các , dang liên kết, ‹ cầu 1 tao, va tinh chất của các ¡ pha cơ bản, giản đồ tr ạng thái, các chuyên, biến pha kh] nhiệt luyện, công, nghệ nhiệt luyện và các | phuong pháp hóa bền bề mặt, Các loại vật liệu kỹ thuật sử dụng phô, b 1 trọng ngành cơ khí như: các loại gang, các loại thép, kim loại và hợp kim mau, vat liệu vộ CƠ, ơ, vật lieu hữu c¢ cơ, vat liệu

| 9 Nhiệm vụ của sinh viên ¬ LH La |

| - Dy lép> 80% tổng số thời lượng của học phần " aes _ Oo | |

- Chuẩn bị thảo luận To Ta Qua cần s a

: 10, Tài liệu học tập, ¬ có Si a

| - Sách, giáo trình học tập c i ¬ eee ¬- oo |

—==r=[†]; Vậtliệu học: BO môn Kỹ thuật: Vật liệu, “Tường ĐH KTCN 1983, ` — se ot — đỏ

| [2] .Thí nghiệm kim loai học và nhiệt luyện Bộ môn KTVL Tam øH KICN 1974 |

| - Sach tham khảo s 1 | |

ị BI: Vật liệu học Lê Cong Duong (chu bien), NXB KHKT Ha Nội 1997 taxi £© |

ị [4] Vat liéu hoc Nghiềm Hàng 'NXB ĐH&THCN Hà Nội 2000 ee!

[S] Céng nghé nhiét luyén Pham Thi Minh Phuong - Ta Van That NXB GD 2000 ~ |

[6] Sách tra cứu thép gang thông dụng Nghiêm Hùng ĐH Bách Khoa Hà Nội 1999, |

A Tiéu chuẩn đánh giá sinh viên và thang điểm Cà vu ràng tên ị

* Tiêu chuẩn đánh giá „ aoe ee !

¡ = Thảo luận: | 10% ¬ cen :

-_ -~ „Kiểm tra giữa học phần: - 20% xá

+ Điểm thi kết thúc học phần: 60%.

_'1:7:Các sải lệch- -trong mạng tỉnh thể -'- ~- :—— —_— eT eee

- 1.7.1 Sai lệch điểm ẽ vờ ¬— tio aye

Chương I: Cấu tạo tỉnh thể của vật liệu kim loại

1.5 Khái niệm và đặc điểm của kim loại

1.5.1 Định nghĩa kim loại ‹ 1.5.2 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử của kim loại

1.5.3 Liên kết kim loại ¬

1.6 Cầu tạo mạng tỉnh thể của kim loại nguyên n chất 1.6.1 Các khái niệm về mạng tinh thể A 1.6.2 Cac kiéu mang tinh thé thitrong | gặp của kim: loại ' 1.6.3 Tính thù hình của kim loại

16:4 Đơn tỉnh thể và đa tinh thể -

1.7.2 Sai lệch đường

1743 Sai lệch mặt Ý 2 2 2 20 2 2

` 8 Các phương pháp nghiên c cứu kim loại v và hop kim Ti

T 8.1 Phương pháp mat gay " "

1.82 Phương pháp tô chức thô dai 1.8.3 Phương pháp tô chức tế vi

1.8.4 Phân tích cấu trúc bằng tia Rơngen

Chương II: Sự kết tỉnh

2.1 Cấu tạo của kim loại lỏng và điều kiện kết tỉnh

2.1.1 Cấu tạo của kim loại lỏng có 2.1.2 Điều kiện năng lượng của quá trình kết tính _

2 2, Hai quá trình của sự kết tỉnh, : ~

32 1 Sự sinh mầm kết tỉnh ˆ 2.2.2 Sự lớn lên của mâm, 2.3 Sự hình thành hạt tỉnh thé v va các c phương Tháp tạo hại nhỏ khí, đúc

2 3: 1 Tiền trinh kết tính -

2.3.2 Hinh dạng hạt | `

2.3.3 Kích thước hạt

2.3.4 Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc

| 2.4 Cau tao tinh thể của vật đúc - ms

_ 2.4.1 Cấu tạo tỉnh thể của vật đúc ©

2.4.2 Các khuyết tật của vật đúc

Chư rong IH: Hợp kim và giản đồ trạng thái ˆ

3.1 Khái niệm về hợp kim "

3.1.1 Định nghĩa hợp Kim ` “`

3:12 Các đặc tính của hợp kim

3.1.3 Các khái niệm về hợp kim

PE rei tela Crap P ees it fag eh

| 2 ù 3 2 “Cỏc pha v và tớnh chất cỏc ie pha trong hop kim | | Giảng |

| 3.2.1 Dung dich ran | |

3.2.2 Cỏc pha trừng: gian” ° BÚ "

| _3.2.3 Hỗn hợp cơ hge’ ° Ha H ị

| 3 3 Gian dộ trang thai của hệ hợp kim hai'HBuyờn”: c2 đúứ 82 20 Độ ti hố ! |

L 3.3.1, Khỏi niệm về giản đồ trạng thỏi ơ L ị

3.372 Giản đồ trạng thỏi haiinguyờn loại: mot: egw PY nee top |

ị i (3.313 Gian dộ trang thai hai nguyộn loai hai Am Ebay ị

| | 3.3.4 Gian dộ trang thai hai nguyộn loai ba Pod, |

| 3.3.5 Gian đồ trạng thỏi hai nguyờn loại bốn ơ bs |

-3.4 Giản đồ trạng thỏi sắt — cỏc bon " of,

3.4.1 Đặc điểm cỏc nguyờn (sắt và cỏc bon) 3.4.2 Tương tỏc giữa sắt và cỏc bon

3.4.3 Dạng giản dộ 3.4.4 Tổ chức tế vi của thộp cỏc bon và gang: trắng theo giản  đồ : | :

| sắt — cỏc bon gớ nh lụi gUỶNg ĐC 111g [ae 0

ị ị cất gadg ga n2 o Đ[3]J,T4]7 luận |

l4 : ' Chương IV: Biến dạng đềo và cơ' tớnh” Ă12 TT, [2] Giang |:

i 4.1 Cỏc giai đoạn của biến dạng Pe athe IBD TAP OY,

: 4.2 Biộn dang dộo POR aay Be TREE ie | |

4.2.1 Biến đạng dẻo đơn tỉnh thể " =-= | |

| 4.1.2 Biến dạng dẻo đa tinh thộ fiefs fen a !

ofall 4.3 Gỏc đặc trưng cơ tớnh thụng thường ơ es tegen or as | :

" lai : |

: : 441 Khỏi niệm ””” n oy

| Dons} Ị _ 4.42, Cỏc, quỏ trỡnh xõy ra Khi kột tinh lai eg ` ! |

| | 4.443: Biến dạng núng ie õn dàn nộ |

| : Chương V: Cỏc chuyển biến pha khi nhiệt luyện "nh: |

5.1 Khai niệm vộ nhiột luyộn ke be els tee fe TU : Ă

5.1.1 Định nghĩa _ ha

5.1.2 Cỏc thụng số đặc trưng cho quỏ trỡnh nhiệt luyện 7 :

i | 5.1.3 Tac dung của nhiệt luyện trong chế tạo cơ khớ : |

i 5.1.4 So luge về bốn chuyờn biến cơ bản.khi nhiệt luyện 4 ,

5.2 Cỏc chuyển biến khi nung núng thộp

'|Ă 5.2.1 Co Sở xỏc định chuyển biến khi nung núng fetes |

1 5.2.2 Cae đặc điểm của chuyển biến _ " tech abe craked i i : —$:2:3: Cỏc: quỏ: -trỡn-xảy-ra khi-giữ-nhiệt—;—r~- rốn

Ị 5.3 Chuyển biến xảy ra khi làm nguội chậm; | |

| 5.3.1 Chuyộn biến của ễstenit khi làm nguội i ding nhiệt :

| | | 5.4 Chuyển biến xảy ra khi làm nguội nhanh -, Mactenxit 5.3.2 Chuyộn biến của ễstenit khi làm nguội liờn tục II ị

|

| _5,4:1 Khái niệm về Mactenxit „: much tite uA atthe do trẻ Mw

5.4.2 Các đặc điểm của chuyển biến Mactenxit A

5 5 Chuyén bién khi nung nong thép da toi — chuyén bién khig ram, 5.5.1 Tinh không ổn định của Mactenxit và Austenit dự, " “ ae

5.5.2 Các chuyên biến xảy ra khiram -

Chương VỊ: Công nghện nhiệt huyện wep ¬" -

64 Ủ và thường hoá perl EU” G9 ft toe nee onal 4 6.1.1 Ủ thép - Ce Sas es J8 0 C1

'6.2 Tôi thép _ Nà thê cố |

6.2.1 Định nghĩa và mục đích ce ey / _ ¬ 6.2.2 Chọn nhiệt độ tôi

6.2.3 Chọn môi trường tôi _ _ SỐ 6.2.4 Tốc độ tôi tới hạn và độ thấm tôi ofan nye 6.2.5 Cac phương pháp tôi thép

'6.3 Ram thép

6.3.1 Dinh nghĩa và mục đích

6.3.2 Các phương pháp ram

6.4 Cac khuyét tật xây ra khi nhiệt luyện - ¬

6.4.1 Biến dạng và nứt Boo ceo ¬ fees

6.4.2 Ôxy hoá và thoát các bon

6.4.3 Độ cứng không đạt oy 6.4.4 Tinh gion cao Bou,

7.2.3 Tôi bằng ngọn lửa hỗn hợp Kl khí i aetye< “Oxy? Scr 2a L7, 3 Hoá nhiệt luyện ¬ HH 1ã2

7.3.1 Nguyên lý tiên AG vị tố ti tủ 7.3.2 Tham cac bon tity

7.3.3 Các phương pháp thấm khác VF he 0:27 có 72227

ị - Chương VHI: Khái niệm: chung’ về gang ‘4

8 1 Khái niệm chung ;:'1 ÿ° nàajn cuts 8: 1:1: Định nghĩa

8.1.2 Các đặc tính cơ bản ủa gang 120 ne

8.13 Phân loạ gang

T BỊ

LiL | A} [5]-:

Sch os eg

¬ wie

vee ` 8 3 5 ‘Gang déo ˆ

8 2 Gang trang

8 3 Gang co graphit : 8.3.1 Tổ chức tế vi

ị 8.3.2 Graphit hóa

a Ñ _ 834, Gang xám

248 3: 4 ‘Gang cầu

8A Gang hop kim ee

8 5 Nhiét luyén gang gự bo teh bot lấy wa

8.5.2 U để thay đổi tổ chức nền ¡kim loại

§.5.3 Tôi và ram

8.5.1 U graphit hóa Se than ván nụ " tử

Chương IX : Khái niệm chung về thép 9.1 Khái niệm về thép cacbon

9.1.1 Thành phần hoá học

: 9.1.2 Anh hưởng của các nguyên tố đến tổ chức và tính chất

của thép cacbon the tiến

9.1.3 Phận loại thép cacbon_

9.1.4 Ky hiéu thép:cacbon: ee

| O15 Uu, nhược điểm của thép cacbon

9.2 Khái niệm về thép hợp kim T ta et

| 9.2.2 Các đặc tính của thép hợp kim hợp kim rth a a ya ; Tự si ĐÀ

9.2.1 Thành phần hóa học ae poe & celal aah!

9.2.3 Anh huong cua a nguyén tố Shep kim đến: tổ; chức € :của: thép "`

[1], BỊ (4), (6

' 9,244, Ảnh hướng của a nguyên: tố hợp kim, đến quá: trình nhiệt: bd

-Tuyện - Ti 3

Giang

/ 9.2.5, Các khuyết tật của athép p họp] kim,

| 9.2.6 Phan loại và ký hiệu thép hợp: kim,

VI year Chương X: “Thép kết, cầu,

1 ‘Io 1 Khai niệm chung về thép kết cầu

10.1.1 Yêu cầu đối với thép kết cầu

| 10.5 Cac loai thép két câu có cong dung riéng

| 10 5.3 Thép ô lăn củj Hư n|xia SẺ 8 |

10 ¡Thảo luận chương VII, VINH, IX và X Soh TEES} |i Thao

11.1.1 Yêu cầu đối với vật liệu làm đao cắt _

11.1:3 Thép làm dao cắt có năng Siất cao thép gió ' ' - -

11.1.4 Hop kim cứng

Chương XI: Thép và hợp kim dụng cụ mau : a

II 1 - Thép và hợp kim làm dao cắt meds ‘Uh 6}

| 12.3.2 Các thép có tính chống mài mònieäo 0°: ap -

12 Chương XII : Kim loại và hợp kim mẫu w thing dụng - |H}BI |, Giang |

13.1 Nhôm và hợp kim nhôm “ ˆ _ UE ees 18, (yy

13.1.1 Nhôm nguyên chất ee Te ee ee

: 13.1.2 Hợp kim nhôm oe :

13 2 Déng va hop kim déng TH ye EI tT do , © 13.2.1 Dong nguyén chất ¬ , ee ĩ " “| ị

| — 13 2.2 Hợp kim đồng ER PEE URED EN

| 13 3 Hợp kim ổ é trượt TA EHgn [ĐẠT “H4 TT TẾ "¬ - : oe 7 od,

— 13.3.1 Yêu cầu đối với hợp kim ổ trượt oof mg ự " ee `

| 13.3.2 Hop kim 6 6 trượt có nhiệt độ hay” thap (wacbit „ l a : |

133.3, Hop kim 6 6 truot 06 nhiét d6 chay cao 08 Pete Pe : |

| Chương XIV: Các vật liệu khác ic dùng trong chế tạo mày” " ị |

mo }14.4-Vatliéu thiêu kế = CỐ _ : |

14 Khái niệm chung bu bee tite i pau = % Pe m|j 4 14.1.2 Tô chức va tính chat của vật ‘Lieu i kết iản móng nà s ụ | !

14.3.1 Khai niém chung >

14.3.2 Tinh chat va cong dung

14.4 Vat ligu Ceramic "`

| 1 1 - KHÁI NIỆM VA DAC DIEM CUA KIM LOẠI

CHƯƠNG I: CAU TAO TINH THE CUA KIM LOẠI NGUYÊN CHẤT” c

e Nội dung chương I ụ whe " ¬"

- Trinh bay khái niệm, các đặc điểm về kim loại; |

- Cấu tạo mạng; ‘tinh thé của kim loại nguyên chất;

- Các sai lệch trong mạng tỉnh thê gun cate bey

° Yêu cầu sinh viên nắm được các kiến thức sau: ma

Nhớ và hiểu được các khái niệm Hiên 1 quan tới cấu trúc, mạng tỉnh thể; :

Theo định nghĩa cô điển: Kim loại là vật liệu ( cố ánh kim, đẻo có thể rèn được, có tính din

điện + và dẫn nhiệt cao

“Ngày nay người ta thống nhất định: nghĩa sau: Kim lại là những chất có hệ số nhiệt độ của - điện trở là dương (khi tăng nhiệt độ thì điện trở tăng lên)

1.1.2 Đặc điểm cấu tạo nguyên tử kim loại

Số điện tử ở lớp ngoài cùng ít, chúng liên kết yếu với hạt nhân và dễ dàng bứt ra khỏi nguyên tử trở thành điện tử tự do và nguyên tử trở thành ion dương Các điện tử tự do là nguyên nhân quyết định đến các tính chất đặc trưng của kim loại

Ảnh kim hay vẻ sáng: Bề mặt kim loại (khi chưa bị ôxy hoá) sáng khi bị ánh sáng chiếu vào, điện tử tự do nhận năng lượng và bị kích thích chuyển lên trạng thái có mức năng lượng cao hơn song không ổn định, khi trở về mức năng lượng cũ nó sẽ phát ra năng lượng thừa dưới dạng bức xạ làm cho kim loại có ánh kim

Dẫn nhiệt và dẫn điện cao: Nhờ có điện tử tự do rat dé chuyển động định hướng dưới một hiệu điện thế làm cho kim loại có tính dẫn điện cao Sự truyền động năng-của các điện tử tự do và 1on dương làm cho lim loại có tính dẫn nhiệt cao

Tính dẻo cao: Sự có mặt của điện tử tự do hay “mây điện tử” là nguyên nhân gây ra tính dẻo cao Các ion dương kim loại rất dễ dịch chuyển giữa các lớp đệm là mây điện tử dưới tác dụng cơ

Khi kim loại bị biến dạng dẻo các ion dương trượt dịch đi với nhau nhưng liên kết kim loại - được giữ nguyên (ion dương và điện tử ở xung quanh) nên kim loại có tính dẻo

1.1.3 Liên kết kim loại

Liên kết kim loại là liên kết mà ở đó các ° + (% SÀN T NOY G

lon dương tạo thành mạng xác định đặt trong C © © S) ©

không gian điện tử tự do chung (hình 1.1) @ C DEORO) oF )

Năng lượng liên kết là tổng hợp (cân © © @ ® Œ vã

bằng) của lực hút (giữa ion dương và điện tir tu

do bao quanh) và lực đây (giữa các ion dương) © ©, @' @€ ON

Chính nhờ sự cân bằng này các nguyên tử, Ion C G) CG) ‘S) CG)

kim loại luôn có vi trí cân bằng xác định trong :

Hình 1.1 Mô hình biểu diễn liên kết kim loại

1.2; CÂU TẠO MẠNG TINH THẺ-CỦA KIM LOẠI NGUYÊN CHẤT

_-1.2.1._ Các khái niệm về mạng tinh thể ¬— ` " ¬

a Mang tinh thé

Mang tỉnh thể là mô hình không gian mô tả cách sắp xếp các ¿ nguyễn 4 tử và ion n theo một quỳ

luật nhất định th đình 1 1 Bởi Vit trí có các lon n hay n nguyên t nổ tử: gợi là nút mang.’ PEE PE

bk Oo co ban

Trong mang tinh thé với các chất điểm (ion, nguyên tủ, phân tử) sắp xếp theo trật tự, có quy

luật bao giờ cũng tìm được hình không giản: nhỏ nhất đặc trưng cho quy luật sắp xếp:đó gọi là ô cơ

bán (ô” cơ sở) (Hình 1: 3) vậy, 6 6 co ban | la a phan nhỏ: nhất: đặc: trưng day 4 đủ cho: các tinh: chất c cơ bản

của mạng tỉnh thể +

Mang tinh thé gồm, vô số ô cơ bản xếp liên tiếp 0 nhau theo ba chiền trong akong gian fF

` Mặt tỉnh thé : mE by ¬ này BH

Mặt tỉnh thể là mặt phẳng được tạo nên bở† các nút tạng ¥ (it nhất làba) - '”: “" h

Có, thể col mang định thể bao gồm các mặt tinh thể giống hệt nhau, song Song, VỚI, nhau \ và

Ah de Thong số mạng tỉnh thể `

Thông số mạng-tinh thé là kích.thước: cơ ‘ban của mang tinh thé; chúng: được xác:định theo

kích thước các cạnh của Ô cơ bản

Đơn vị thường dụng là (1 A= = A rủ ih)

é Mật độ nguyên tử trong mang tinh thé geoph gf,

Nếu, quan niệm: nguyên tử (ion) nhử những Wa cau thi dui c có sắp, xépc chặt, đến đâu ‹ cũng

ti ly TÁC ¬

không thé đặc kín hoàn: toàn, do đó cần có khái niệm về mật độ nguyen, tit vi nhieu tính, chất (đặc biệt như €ơ: tính), hành vi (khả nang hòa tan) liên quan 'đến khái niệm nay an

Mức độ dày đặc trong sắp xếp nguyên tử được đánh giá chủ yếu qua mật độ xếp oe

- Mit độ ph wong (M): là mức độ xít chặt của nguyên tử theo một phương nhất định "

My: = = 100% „trong đ đó: |J— chiều đài bị nguyên tử (ion) chiếm chỗ `

" L — tổng chiều dài xét "_.¬ tp Tait

- “Mật độ mặt (Mạ: là mức c độ xít chặt của các nguyên tử theo một: mặt, nào: đó,

n, om? s — dién tich bi nguyên tử (ion) | chiém m chỗ

8 _ Ms =e Se 100% , trong do: | soar Hi diện tích mặt _,

ROE

1.2.2 Các kiểu mạng tịnh thể thường gặp của kim loai |

Đặc tính cấu trúc của kim: loại là::nguyên tử: (ion) Môn ‹ có -xu u hướng xếp xít chặt với kiểu mạng đơn giản và các liên kết ngắn, mạnh Do vậy trong kim loại thường không gap các kiểu mạng

“hông xếp chặt như mạng lập phương đơn giản, thường gặp các kiểu mạng tỉnh thể sau:

a Lập phương tim khối (Lập phicong thể tâm, ký hiệu 42)

“Các nguyên:tử nằm ở các định và ở tâm của ô cơ bản hì phương (hình 1:4)

Mỗi nguyên tử ở đỉnh thuộc về ry 6 bao quanh n nên thuộc: về ( 6 6 dang

xét chỉ là L8 va.l nguyén tid trung: tâm- kHÔi-

Số nguyên tử trong ô 6 co ban: ny, = 8 a +1=2 (nguyén tử)

as

Mật độ khối: My = «8%

Cac kim loại có kiểu m | mang nay: Fea, Cr, Mo, W,

Ban kinh nguyén ti: r =

b Lập phương tâm mặt (lập phương diện tâm, ký hiệu Al ¬

oO co bản là Hình lập phương với cạnh bằng a, các nguyên tử nằm ở các đỉnh - và ở trung tâm các mặt bên (hình

Mỗi nguyên tử ở tâm mặt bên thuộc về 26 ô nên thuộc về

6 đang xét là 1⁄2 Do đó số nguyên tử trong.ô cơ ban: |

n=8 1+6 1=

8 2

Mật độ khối: My = 74%

c Su phương xếp chặt (lục giác xếp chặt, ký hiệu Ad)

Ô cơ bản là khối lăng trụ lục giác, các nguyên tử nằm oO

12 dinh, tam của hai mặt đáy và tâm của aba Khoi ling trụ tam” 1

giác cách đều nhau (hinh- 1 6 7 St TỶ

'Kiểu mạng này có hai thông sỐ mạng a va c, c/a= 1 6333

nh đập

—— 3 Hình 1.4 Ô cơ bản

— tạng lập phương - —

_ tâm khối

, " Hình 1.5: O-co ban mang lap

_ Các kim loại có kiêu mạng này: đey, Ni, Cu, Al, AB ee TADS _ Phương t tâm mặt

d Chink phucong iné tam Park coy ph

“Hi nh 1 6 6 co o bin mang sau

phuong, vì vậy mạng có hai ¡thông số mạng a và ©, đÍ số c/a > 1 gọi là độ chính phương

1.2.3 Tính thù hình, của kim loại at HH nụ OBR SARE 0

— “Nhiều kim loại có đặc tính la¢ ở khoảng nhiệt độ v và áp suất tác nhấn có ó những kiểu mạng

tỳ di ý : wl

-~16- wh

m “epee Looe —

chuyển biến thù:hình: :

- Thủ hình hay đa hình là sự tồn tại hai i hay nhiều cấu trúc mạng tỉnh: thé: khác nhau của cùng

một nguyên tố hay một hợp chất hóa học, mỗi cấu trúc khác biệt đó được gọi là một t dang thù hình

‘va theo chiéu, tang nhiét 46 tang được ký hiệu lần lượt là: a, B, y; 5, €: - po

Qua trinh thay đôi cau trúc mạng | từ dang t tha hinh nay sang dang thù hình k khác được gọi là

Khi có chuyển biến thù hình bao | giờ cũng có sự "thay đổi về thể tích vä cơ tính ˆ Một số vật liệu thường dùng có tính thù hình là thép, gang (trên cơ sở sit); các bor.»

Sắt nguyên chất, theo: chiễu nhiệt độ tăng có các 'dạng thù hình: _ mm"

- Feơ: có kiểu mạng lập phương tâm khối, tồn tại ở nhiệt độ < 91 1°C

- Fey: có kiểu mạng lập phương tâm mặt, tồn tại ở nhiệt độ 911+ 1392°C

- FeS: c6 kiéu mang lap phương tâm khối, tồn tại ở nhiệt độ 1392+1539%C -

Cácbon ngoài dạng vô định hình còn ton tại dưới nhiễu dạng thù hình: kim cương (A4), graphit (A9), sợi cácbon (cầu trúc lớp cuộn), Fulleren (cầu trúc mặt cầu Cáo) Graphit là dạng thường gặp và ổn định nhất, kim cương ít gặp nhưng có thể chế tạo được bằng cách ép graphit ở ị

nhiệt độ và áp suất rất cao

1.2.4 Đơn tỉnh thể và đa tinh thể |

Các đơn tỉnh thể kim loại không tồn tại trong tự nhiên, h

muốn có: phải dùng công nghệ muôi hoặc: cây đơn tính: thê Hin h 1 7: Mo hi in ah do n tin h thé é

cấu trúc và thông số mạng song phương lại định hướng

khác nhau và liên kết với nhau qua vùng ranh giới gọi la

_ biên giới hạt (hay biên hạt) (hình 1.8) - Hình 1.6 Mô hình h dla tinh thé

Trong thực tế hầu như chỉ gặp các vật liệu da tinh thể, chúng có một số đặc điểm là:

x Mỗi hạt là một khối tinh thé hoan toan đồng nhất nên tùng hạt đều thể hiện tính dị hướng

¬ Trong đa tỉnh thể các Hạt có 'phương lệch nhau một cách h ngẫu nhiên nên lồa tinh thé ¢ có tính đẳng

hướng (tính chất giống ' nhau theo mọi hướng) |

- Ở biên giới hạt các nguyên tử chịu ảnh Ì hưởng ' quy luật phương: mạng ‹ của- các: chật x -xung- ø quanh —— nến có cấu trúc hỗn hợp và Vì vậy không duy trì được cấu trúc tỉnh thể mà lại sắp xếp không trật tự (xô lệch) như là vô định hình, thường kém xít chặt với tính chất khác với bản thân hạt nhứ cứng (cản trở các hạt biến dạng), dễ bị ăn mòn hóa học, có nhiều khả năng I hòa tan các nguyen: dữ khác hơn đo có nhiều lỗ hồng hơn ¬ "¬ poet ope fered laa

13 CÁC SAI LỆCH TRONG MẠNG TINH THẺ

huyét, tat mang , "ma

.Các cầu trúc tinh thể Ở trên là của tỉnh thé lý tưởng vì khi xét đã: bội qua dao động nhiệt và -€ các: sai, “hỏng trong trật tự Sắp xếp các nguyên, tử Trong thực, tê không phải 100% nguyên tử; đều năm đúng VỊ tri quy dinh nên đã gây: ra những, sai: hong được Bol là, sai Mech; mang, tinh thé: thay

Phụ thuộc vào kích ¡thước th theo 3 3 chiều trong không g gian : sai ¡ lệch mạng chia thanh: sai lệch

điểm, sai lệch đường và sai lệch mặt : " age - 3

_ Số] lượng các sai lệch điểm phụ thuộc VÀO: _ re ¬ x

oe Nhiệt độ: 'nhiệt- độ càng cao đao động nhiệt c của các nguyên | tử cảng lớn và số nút trống càng nhiễu

- Lượng tạp chất ở trong kim loại càng nhiều thì sai lệch điểm càng lớn, 1.3 2 Sai lệch đường :

à sai lệch ( có dạng của một đường, (có thể là đường thẳng, cong, xoáy, trộn 0), Sai lệch đường e có ó:thể là một dãy các sai lệch điểm, song co ban va chủ yếu vận là lệch (dislocation) với hại dang la lệch biên và lệch xoắn:

Có thể hình h dung lech xoan n như r mô hình t trượt dịch hinh 1 1 10: cat tỉnh thể lý tưởng! theo: bán'

"mặt ‘ABCD fi truot dich hai mép ngoài ngược chiêu nhau đi một hằng số mang t trên “đường BC

"¬ TA x `.

Điều này làm':cho các nguyén te trong: ving liep gitfa ‘hai đường ‘AD, BG sắp: xếp: lại 'cö dạng đường

xoăn ốc nên lệch có tên là lệch xoắn: ¡1/001 90 H0 Q01 V198 1n ni in iG Hy

n hudng ‘rat 16a dén'sur két tinh;"co“tinh’ va chuyén

Lệch xoăn đóng vai trò quan trọng,

Hình 1.10 Mô hình tạo lệch xudn (a,b) va cach sắp xếp nguyên tử (c)

1.3.3 Sai lệch mặt Grain boundary o°o

Là loại sai lệch có kích thước lớn theo hai OOOOOGO Oo O 059% |

- chiều đo và nhỏ theo chiều thứ ba, có đạng của OO00000 \G O70 O

một mặt ( có thê phẳng, cong hay uốn lượn) 3 sti ore = OO00OQO0 Íp plana me we me we ce we me + TƯ AT AT 0 Ol 2099

Các dạng điển hình của sai lệch mặt là: 8 Oo ° 8 8 O O°

-_ biên giới hạt và siêu hạt ee " 00000000 © OOO OOOOè

- bề mặt tỉnh thể, Grain A Grain B

Hình 1.11 Sai lệch mặt

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

1.4.1 Phương pháp mat gay 2

Quan sát bằng mắt thường ở chỗ gẫy, vỡ có thê phát hiện vêt nứt lớn, lần xỉ, rô xi sơ bộ vệ | hạt lớn hay bé Đây là phương pháp đơn giản nhất để ta có thể kết luận sơ bộ về chất lượng kim loại

hoặc nguyên nhân hư hỏng

Tuy nhiên, khả năng phân giải của mắt có hạn (chỉ phân biệt được kích thước >0,15mm) nên không phát hiện được các dạng hỏng có kích thước nhỏ

1.4.2 Phương pháp tổ chức thô đại

Nếu mài phẳng mặt gẫy bằng giấy mài mịn và sử dụng kính lúp thì có thể phát hiện các đạng

hỏng (nứt, rỗ, lẫn xỉ, .) với kích thước bé (cỡ 0,05mm)

Nếu dùng một số hóa chất thích hợp để ăn mòn nhẹ bề mặt đã mài phẳng sẽ phát hiện được

- sự không đồng nhất của tổ chức kim loại như lớp tôi bề mặt, lớp thấm, sự thiên tích của P và § -

1.4.3 Phương pháp tổ chức tế vi

Đây là phương pháp nghiên cứu tổ chức kim loại bằng kính hiển vi, nó được dùng rộng rãi trong sản xuất và nghiên cứu (thường dung là hiển vi quang học) - ' 7

Muốn quan sát được trên kính hiển quang học phải mài mẫu, đánh bóng và tâm thực Những

pha khác nhau sẽ bị ăn mòn khác nhau và trên kính hiển vi sẽ thấy được các vùng sáng tối khác

Khả năng phân ly cao nhất của kính hiển vi quang học khoảng 4000A

Với kính hiển vi điện tử, khả năng phân ly từ vài đến vài chục Ä, tuy nhiên việc chế tạo mẫu rất phức tạp nên chỉ dùng trong nghiên cứu

-19-ats

is Ẳ { '

mi cước ứng ESTE Tư tị ĩ Uy Perey abate dale ahh Poel ivl

vats TT, Tư? ¿LÍ ETTTT TT VỆ TT N TÌR CC sổ dài DI mm teeta thy ,

Hai phương pháp tổ chức tế vi trên chỉ cho biết hình dạng, kích thước, 86 lượng và sự phân

bố c của hạt và các pha Muốn biết kiểu mạng tỉnh thể phải dùng tia: Ronghen _

14.4 Phân tích cấu trúc bằng tỉa Rơnghen | a eh

Tia Ronghen có bước sóng rất ngắn nên có khả năng đâm x xuyên Căn cứ vào ảnh vạch nhiễu

xạ của tia phản chiếu từ mặt tỉnh thể để suy ra một cách chính xác kiểu mạng tinh thé va rà thông sỐ

mạng

_CHUONG H: sy KET TINH ah mae

- Phan truée: đã khảo sát cấu ‘trite mang tỉnh thể của' cáẻ ñguyên tố, hợp chất và tổ chức' (hat) Phan này nghiên cứu xem chúng được hình thành như thế nào cùng với các quy luật chỉ phối “

- Phan Ién kim loai, hợp kim được chế tạo (nấu: luyện) ra từ trang thái lỏng rồi làm nguội trong khuôn đúc, tức qua kết tỉnh sau đó n mới qua các dang gia công khác nhau' để thành bán sản phẩm \ Và sản

phẩm - Be Te ot pot Tas devas ep Ge “ a

> Kết tỉnh được coi là bước khởi † tạo của sự hình thành tổ chức (các hạt với cầu trúc tỉnh thể),

" > Các quy luật kết tỉnh từ trạng thái lỏng) cũng có đặc điểm chung như các quy luật chuyện nhà

ở trạng thái ran (nhiệt luyện, kết tỉnh lai .)

=> Nghiên cứu quá trình kết tỉnh sẽ làm sáng tỏ các quy luật chỉ phối sự tạo thành hạt nhờ đó có

thể tìm ra các biện pháp nhận được độ hạt theo ý muốn và nâng cao chất lượng vật liệu

* Nội dung chương II

- Cấu tạo của kim loại lỏng và điều kiện kết tinh;

„ ~,=~ Hai quả trình của sự: kết tỉnh; ! và kho

si me, Sự hình thành hạt tính thể Và các phường pháp! tạo hạt nhỏ Ì khi đúc;:

- Cấu tạo tỉnh thể của vật đúc

tuổi * Vêu: cầu sinh viên nắm được các: kiến thức sau:

- So sánh cấu trúc của kim loại lỏng v với i trang thái khí v va à trậng thấi rắn tỉnh thé r rồi kết luận,

wry ger peo nh ones _

: ify t tie lf „ è Biến đổi năng lượng khi kết tinh;

- _ Hiểu khái niệm sinh mầm và phân biệt được hai loại mầm kết " cà H sa

- Quá trình hình thành hạt tỉnh thé;

- Nguyén lý và các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc; su _

8$ 2° Cấu tạo tỉnh thể của thôi đúc điện hình và một số ‘dang khuyết tật ¡thường ¡ gặp,

2.1 CÁU TAO CUA KIM LOẠI LÔNG VÀ DIEU KIỆN KET TINH SỐ

—— -2;1:1;:Cấu:tạo của kim loại lôngˆˆ-**: * *ˆ ¬—

- — Trong kim loại lỏng các nguyên t tử tạo thành c các c nhóm nguyện tử it sap xếp có trật ty rat tự

- Cac nhém nguyén ti nay hinh thanh va tồn tại trồng t thối gian r rat (ngắn, ‘sal u do Ais và lại xuất

hiện ở vị trí khác (quá trình xảy ra liên tục): chàng To pe ok er RS

- C6 dién tử tự do (nên kim loại lỏng vẫn dẫn điện)

- _ Có liên kết kim loại

= Cấu trúc của kim loại Jong gin \ với trạng thái rắn (trạng thái tỉnh thô), hơn trạng thái khí nên nó 5 dé

- đàng kếttinh: :

2.1.2 Điều kiện năng lượng của quá trình kết tỉnh `

+ Sự biến đổi: năng, lượng quyết định tới chiề 1

kết tinh, chuyển pha : ) ' VINH oe nu

RNS one - Trong tự nhiêT ‘moi’ quá" trình tự phẩt đều xây la ‘theo chiều hướng giảm năng, lượng dir trữ Vi

du, moi vat đều có xu u hướng: tự giam độ Cao vì ở vị trí rT tha ¢ có năng lượng dự trữ rf (ihe năng) nhỏ hon ,

Safes Pehl ne Thế 2 pote

lượng:dự:trữ được: đặc: trưng Hằng: năng lượng tự doe BS

- Năng lượng tự do của các trạng thái phụ thuộc nhiều vào ở nhiệt độ (hinh 2: 1

sứ qi " i hie! “hyp aes

- Khi T > T;: kim loại tồn tại ở trạng tl thai lông vì À năng i lượng :

ty do ở rạng thái lỏng nhỏ, hơn ở trạng thái r rắn, sự: kết đỉnh: chưa? line n3

Xây ra Felt ges ¬- Pow bios ar yoy oe arnt: Wee ga

a who B Parle a 1 4 ae ani Mi DO ETE] é i

pon it Khi T < Ts: kim loại tôn tai ở trạng: thái ran: ninh the VÌ năng: óc

- lượng † tự do, 6 trang thái ran nhỏ: hơn ở rạng, thai long sheng Hóc hờ dị

"- Khi T= Ts: kim loai long ở trạng thái cân bằng động, có T ko

— Với cùng một kim loại nhiệt độ kết tỉnh thực,tế đrong: khuôn ‹ cát: Cao: o-tion trong khuôn kim loại,

do vay, không thé có nhiệt độ kết tịnh thực tế nói chung (cho.mọi trường hợp) › ct de pel

Tuong tu khi nung nóng: sự nóng chảy thực tế sẽ xảy ra khi, nhiệt độ cHây Tại Ty hieu số của chúng được gọi là độ quá nung Suse Don i yt bp oe Pa!

t

2.2 HAI QUÁ TRÌNH CỦA SỰ KÉT TINH —— re

Ở nhiệt độ T < Ts sự kết tỉnh n xây ra được là nhờ hai quá trình co ba an I nối tiếp nhau 3 Xây ra là tao mam

"Dink nghĩa lạo ¡ mam:

Tao mam là quá trình sinh ra các phần tử rắn có cau trúc ui tang oth watt i i mo tinh, thé (kiểu mạng tỉnh thể 16 rang, xác định): với kích „ ;Hình 2.2, SU phui tinge” -của ' năng

thước lớn hơn Hoặc bằng kích thước tới han, được cố định Tượng - tự do vào kích: thước của:.các

lại, one khong | DỊ, tạn đi mà phát rién lên “hành hat tinh, nhóm nguyen, *ử CÓ, diệt tự trong kim

thé ee | inh " M ắốẻ

có tai loa mam; : mẫm tự SỈ h vàn mam ký:sinh (mam SỐ sẵn) ip ibe

“Mam tự sinh: : được tạo nên từ trong lòng kim, doại Jong động) nhất (đồng: thé), không c cóisự:trợi

Biúp của các phan tử ran co san, a trong nó

1

Luc nay các nhóm nguyên tử trật tự gần n nao có 5 kích thước để đủ lớn i > rh ¡(Giải thiết t ching la cac

khối hình cầu bán kính r) sẽ lớn lên thành hạt tỉnh thể, Tự được, xác định theo, công thức;,

Do có sự trợ giúp của phần tử rắn có sẵn nên sức căng bề mặt trong trường hợp này nhỏ đi rất

nhiều, do đó rụ rất nhỏ, điều này có nghĩa là kim loại dễ kết tỉnh hơn

Trong thực tế còn cố ý đưa các © phan ti tử răn vào để thúc đây quá trình kết tỉnh

¬ Mầm sinh ra trước tạo thành hạt to hơn

- Các mầm định hướng một cách |} ngẫu nhiên nêïi phương 1 mạng của các hạt khổng đồng hướng va, lệch nhau một góc đáng kế do đó xuất hiện s sự xô ộ lệch mạng tịnh thể, 9 > ving bién, gidi | hat "_

Hinh dang hạt phụ thuộc vad’ tương quấn v về tốc c độ phát triển mắm:theo các phương

~ Khi tốc độ phát triển mam đều theo moi phuong thi, hạt có dạng ‹ đều cạnh hay cau

"ở" Khi tốc độ phát triển mam mạ theo hai phương (mat) nao, đó thi hat có dạng tắm, lá, phiến

- Do dign tich trung bình của hạt Cách này ít dùng vì phức tap Oo

+ Ð0 chiều ì ngang (đường kính) lớn nhất của hat Pa PE PE ane Sour tend

- _ So sánh tổ chức hạt với ‘bang mau vé cấp hạt s :

2.3.4 Các phương pháp tạo hạt nhỏ khi đúc CEE ee ¬" -

: _g.° Nguyên lý - Tra củi chu (oer rr ,

- - Kích thước hạt mà thuộc vào 0 tường; quan của Hai quá tình co ban khi két tinh la tao mam va

an ' phát triển mắầm - -°.; 6 7 7Ð er Pt cr Bate yep Rta

.=_"Số mầm được tạo Ta càng: nhiều thì-hạt-càng: nhỏ, muôn vậy tốc c độ sinh mầm: nny ‘phair lớn và tốc

- độ phát triển mam (v) phải nhỏ : i Se

os" Bang thue nghiệm người ta đưa ra được cong tl thức Xác: ; định kích thước hat: wile

: ‘ “rà ¬" - ¬ fas TÔ TM

poy heres ep Pos er SPP PEE Pe ES ay,

3 i phe vey Tại ‘

A=1;1.4 B ;trongđó: 'AÁ là kích "thước hạt: cm II i

>n, v phụ thuộc vào độ quá nguội theo đề: thi hinh 2.3 ° 0

- Dé tao duoc 6 quá nguội trong khoảng [AT\, AT;] thì tốc độ "

nguội phải đạt được 104+10° [°C/s]

-> Trong sản xuất cơ khi chỉ đạt được AT<ATi Nếu tăng AT

thì cả:h và v đều tăng nhưng n tăng nhanh hơn, do đó số lượng mầm |

tạo ra nhiều hơn nên hạt nhỏ

| ẤT AT, | “AT

> Trong ky thuật đúc, để tang độ quá nguội phải: làm nguội ẹ

- nhanh bằng cách thay đổi vật liệu làm khuôn: “i nh 2 3 Ảnh hưởng của độ F 1) Khuôn cát: nguội rất chậm, đặc biệt là khuôn khô; ¬ qua nguội AT đến n và y

2) Khuôn kim loại: tốc độ nguội cao hơn; ee x 3) Để tăng thêm tốc độ nguội, dùng thêm ‹ các phương pháp như: “làm mát, t khuôn hằng nước, đức ly

-_ tâm, đúc áp ‘luc, dog ¬

_- AT trong [AT,AT,] (tốc độ nguội 10Ỷ- 10° °C/s): AT ting chi lam, n tang con V giảm, do đó số lượng mầm tạo ra rất nhiều nên hạt rất nhỏ mịn ¬

> AT>AT;: các nguyên tử không, thé khuếch tán tạo r nên n tỉnh thế mà tạo r nên hương thái \ vô, ô định

> Để tao duoc tốc độ nguội lớn phải dùng các 'phương pháp đặc biệt như: phụn t tạo › bột † tir pha lỏng, tia băng mỏng trên đĩa nguội bằng đồng, bộc hoi trong « chân không, `

Phương pháp biển tính ¬¬ si : ¬

> Bién tinh là phượng pháp, cho.v vào kim loại lòng trước ‘hi rót khuốn wifi rong

biệt ( gọi là chất biến tính) cổ tác dụng | làm nhỏ hạt, đô Khi! làm thay đối, ` " rer

ˆ%“ Chất biến tính hoạt động theo hai cơ chế: "7 ST

"23 Hấp phụ vào 6 ba mặt h mam làm giảm tốc độ phat triển 'của mẫm.' ”

Vidu 1: Cho Al vao thép lỏng (vai trăm g/tén), nó sẽ kết hợp với Đa, No ‘than ÄbO ý và AIN khó chảy, nhỏ mịn và rà phân tán, nó lạ cờ sở đềt đạo Tả nhieu 1 mam mky's sinh, nhờ vay tạo được hat nhỏ, đều ‘trong thé

2.4 CẤU TẠO: TINH THẺ CỦA THÓI ĐÚC `.- ` co ue Cee

2.4.1 Cấu tạo tỉnh thể của thỏi đúc ¬

Các sản phẩm đúc thường: có-hình dạng phức TK

tạp, ở đây chọn thỏi đúc có hình dáng đơn giản

(tiết diện hình vuông hay hình tròn) để khảo sát

(hình 2.4)

s4, Đối với thỏi đúc điển hình, từ ngoài vào

trong có: ba: ving tinh thé:lan lượt là:: LB

| Vỏ ngoài cùng là lớp hại nhỏ đẳng trục (1 ie ¬-

Hạt nhỏ vì tôc, độ: nguội ở: bề mặt lớn nên:kim loại): =

lỏng kết tỉnh với độ quá nguội lớn, hơn nữa bề

mặt khuôn giúp cho sự tạo mầm ký sinh Hạt đẳng: : eR

trục vì tốc ,độ nguội theo, mọi phương gần nhự,,

nhau (chưa có sự khác biệt lớn về tốc độ nguội Hi nh 2, 4 Cấu lạo tỉnh thé của a thỏi đúc -:::::

_ với thành khuôn là phương t thoát, nhiệt "— nh ân ¬

! ) Vòng ở giữa là các hạt lớn ding trục (3): Vùng 0 giữa có tốc độ nguội ¡ chậm nên kim: loại jong

| kết tỉnh với độ quá nguội rất bé, dơ đó hạt nhận được có kích thước lớn Hơn nữa, ở vùng trong cùng

tốc độ nguội theo mọi phương là như nhau nên hạt phát triển đều theo mọi phương, do, do hat « có 6 dạng cầu hay đa cạnh (đẳng trục) cân Eda Ệ Nhà PNH mời ° Trong ba vung trên, vùng ngoài cùng luôn là lớp vỏ mỏng (it anh hưởng đến cở tính của vật đức); hai vùng sau có mối:tương quan với nhau phụ thuộc vào điều kiện làm nguội khuôn: Tóc

- _ Khi làm nguội mãnh liệt thì vùng 2 sẽ lấn át vùng 3, thậm chí mất hẳn vùng 3, khi đó thối nhữ

là chỉ có vùng tỉnh thể hình trụ vuông góc với thành khuôn' (như bó đũa), tổ chức này gọi là xuyên tỉnh Tổ chức này tuy có mật độ cao song khó biến dạng dẻo nên không phù hợp với thỏi cán ¿

- Khi làm nguội chậm thì vùng 3 lan at vùng 2, thỏi đúc trở nên dễ cán hơn

TC Rỗ cø: là các lễ: hồng r nhỏ nằm giữa \ các nhánh cây hay ở biên hạt do sự-co-của- -kim-loại- Hong

khi kết tỉnh được phân bố giải rác trên khắp vật đúc °

-25-

- Rỗ co làm giảm mật độ, làm xấu cơ tính của vat đúc đúc

- Néu thoi dic qua gia cong ap, lực (biến dang déo) ở nhiệt độ cao thì .chúng được, hàn kín nhờ bị

— bẹp lại và quá, trình khuếch tán làm liền kín, - Trường hợp này, ảnh không, đáng, kế: tới cơ tính,

- Lome co: la phan, lễ hong tập trụng I nằm ở phần trên cùng e của vật đúc a '

- Day la phan két tinh sau cung, kim loai lỏng ở đây đã bù cho các phần tử kết tinh trước, ở ï phía dưới và đến lươt nó kết tịnh thì hết kim loại long dé, bo xung tạo ra lỗ hỗng tập trung Sạh SIM 4

- Phan khuyết của lõm, so Pp ai được, cắt bỏ, triệt dé vì thế thê, tích, SỬ dụng ‹ của thôi chi ¢ con

“I -khoang-85.+ 95% 2.0 ——- oe me moe -

- Dékhac phuc lém co người ta có thể đúc liên tục hoặc: làm đậu ingot để phần 16m co nam bên

Đối với kim loại, hợp kim lượng, co khi kết tỉnh là một giá trị không: đổi nên: "khi thể tích lõm co

d tăng thì tong thé tích rỗ co giảm đi và: ngượở -ại chứ không thể, Jam mắt được dạng: khuyết tật: này: vind ©

là bản chất của kim loại ¬——— x “ :

-b Rỗ-khí bt ge - tie êm

ae Trong điều kiện nâu chảy thông thường, kim loại lỏng có khả năng hoà tan một lượng khí đáng

kế, sau khi kết tỉnh độ hoà tan của khí trong kim loại rắn giảm đi đột ngột; khí thoát ra không: KỊP; bị mắc kẹt lại tạo nên túi khí nhỏ được gọi là rỗ khí hay bọt Khir

ch Rỗ khí cũng có thể do khí, hơi nước từ khuôn bốc lên, tạo riên các: bọt t thường nằm ở trên hay se

ngay dưới bề mặt của vật đúc ¬ PE OE ON et Để tên

- — So với rỗ co, rỗ khí làm giảm mạnh mật độ và cơ tính do: kích thước lớn Po

- Détranh được khuyết tật này phai tien hanh khử khí tốt trước khi rót khuôn; sy khô khuổn Gat

j ce Thiên tích

- = Là sự không: đồng nhất về thành phần và tổ chức của vật đúc, Xây | ra a khOng những doin với si hop kim có thành phần'phức tạp.mà cả kim loại dơ tích tụ tạp chất, es, ne —-

Sự không đồng nhất này dẫn-đến sự sai khác về tính chất giữa các phần, sử "dựng kém hiệu quả

- Để khắc phục thiên tích phải ủ khuếch tan túc Ở nhiệt " ca: ‘trong nhiều giờ) a me

“Câu 1> Điều l kiện xây 1 ra › kết tỉnh la gi?

Câu 2>.Các quá,trình kết tỉnh xảy.ra như thế nào? ¬ ax tuệ

Câu 3> Tại sao trong kỹ thuật đúc lại, ean shat nhỏ? Trinh, bay nguyen Wow iva cac; phương pháp t tao-hat' nhé khidtic? « 2 a ¬¬ ee bee ey an a a Meh ted het web i

Câu 4> Thỏi, đúc có cấu tao như thé nào? ¬_— Pa ote Ses Hệ ca ty BỈ

Câu 5> Trình bầy các khuyết lật của,vật đúc? -ð( có là nie DỰ di ng cc củ cua s-R 2 The

Mba TP, pen pe tt THỦ] bry ad

với kim loại, nguyện, chất nó có các đặc tính phủ hợp hơn về sử -đụng,£ gia cong val kinh tẾ, :

CHƯƠNG IH: KHÁI NIỆM VE HOP KIM VA GIAN DO TRANG THÁI

Bo fas Ely ÒÒÔ

la Nậi: dung chương wo 7” ¬ Suy Su " ab vạn

.— Khái niệm về hợp kim; Tu Ha TỦ

„si _ Các ‘pha va tính chat các pha trong hợp] kim; oe alae 7, -

“Gian đề trạng thái cửa hệ hợp kim hai nguyên; oe | | can

ve on ge, Gian đồ trạng thái sat - = eae bon

= Yêu cầu sinh viên nắm được các kiến thức sau: Wp eee he It

- Khai niém hop kim và các tinh chất ưu việt của hợp kim so với kim loại nguyên ‹ chat;

¬ Dung, dịch: rắn và pha,trụng gian; x ¬

¬ Khảo sát các loại giản đề trạng thái hai: nguyên thường gap;

- Véva hiéu được giản đồ trạng thái sắt — các-bon; :

- _ Nhớ được tổ chức của thép các bon và gang trắng theo giản đồ trạng thái sắt — các bon

3.1 KHÁI NIỆM VẺ HỢP KIM

3.1.1 Định nghĩa hợp kim

Hợp kim là vật thể của nhiều nguyên, tổ, và mang tính chất kim loại (dẫn điện, dẫn nhiệt cao, dẻo, dễ biến dang, có ánh kim, " nỗi Hợp kim được tạo thành trên cơ sở kim loại: giữa hai kim loại với nhau (Latông: €u.- - Zn) m mà cũng có thé la giữa, một kim loại với một a kim: (thep: Fe ; ©), song nguyên tố chính vẫn là kim loại, đồ là hợp kim đơn, giản hay | giữa nguyên tố: chính là kim, loai vi hai hay nhiều "Pguyên tố khác, đó là hợp kim phức tap " ts i tage aide cui agi dfs

“Thành phan các nguyên tố trong hợp kim thường được biểu thị bằng phan t trăm khối lượng và cũng có khi được biểu thị bằng phần trăm nguyên tử (nếu biểu thị bằng phan tram nguyên tử thì phải có ghi chú kèm theo) "Ta

3.1.2 Các đặc tính của hợp kim " sdk - " as

ˆ Các kim loại nguyên chất có tính ‘uu việt trong dẫn điện, dẫn nhiệt, tn th Trong chế tạo cơ khí, thiết bị, đồ dùng, các vật liệu thường được : sử dụng là! hợp, kim: vi so

‘a Co tinh wlgaby tite, chu fo Hi ag on

Vat ligu co khi phai cé dé bén Cao, đề, chịu được tải cao khi: làm, việc, nhưng: đồng thời cũng không được giòn để dẫn đến phá hủy ¬

„Các kim loại nguyên chất rất dẻo (rất: dễ, dát mỏng, kéo sợi ngay ở trạng † thái: nguội — nhiệt

độ thường) nhưng có độ bền, độ cứng, tính chống mài mòn kém xa hợp kim (có thể hàng trục

_ Cho đến nay ‘hop kim van là loại vật liệu có sự kết hợp tốt nhất các đặc tính cơ học kể trên: với tỷ lệ áp đảo trong máy móc và thiết bị :

b Tính công nghệ quên ¬ : "mm na d

Để tạo thành bán thành phẩm và sản n phẩm, \ vật tiiệu phải e có ó khả năng ‘chiu gia công g thích hợp và được gọi là tính công nghệ ¬— ¬ ab ag ¬ Sv a!

Kim loai nguyén ‘chat tuy dễ biến dạng dẻo nhưng khó cắt ‘got, đúc \ là không h hóa bền được bằng nhiệt duyên Trai dại hop kim, với Thiệu ching Ic loai khác nhạu có the ne6 sigh ote

+ eat cs of ¬ aos tt ita re ye a

` ¬ RR ER Ss od OP et ¬ bà n8 v0 để (au M cà VÀ W2 ha

- - Hầu như mọi hợp kim đều cĩ thể tạo hình được bằng một trong hai phương pháp: biến đạng dẻo (cán, kéo, ép chảy, rèn, dập) và đúc ì

-_ Hợp kim cĩ tính gia cơng cắt nhất định dé bao dam san pi

chính xác, bề mặt nhãn bĩng, điều này đặc biệt ( quần trong 'khi lắp |

do khơng phải chỉ phí để khử các: iguỷên tố: tap’ chất lấn vào Thà chỉ c can’ khong: chế | ở mức độ nào

đĩ Cĩ thể thấy điều đĩ qua hai trường hợp' Say l2 T02 dán ANH Hàn đến

- SO VỚI: luyện sắt nguyên chất;:luyện hợp kim Fe Cc (thép va gaiÐ) don: giản hơn do nhiệt

hỏi độ bền cao, việc luyện sắt địi hỏi khử bỏ các bon và các tạp chất Hắc một cách đriệt, để

ma những: khơng: tăng được độ” bền mà cịn làm giảm độ bền: a ae

` Khi pha Kếm Vào kim loại chủ dong ta được laong vừa bên đại vừa re hin (đĩ: kẽmr rễ Shon

Pay tì Lyfe iva +

\ eee Dy youd đồng)

:"' d - Các tính chất đặc biệt: pet hhỦ

củ “Hop kim cĩ các ‘tinh: chat đặc biệt mà 'nhiều kim loại ngyên chất khong cớ được (đàn hồi, 'từ tinh, Chiu’ mai mỗn, "ehịư ări ‘mon, làm việc ở nhiệt độ cao, 1 Ví dụ, đối với Fe nguyên chất khả năng chịu mài mịn, tính đàn hồi và làm việc ở nhiệt độ cảo 'đều kém, ngược lại, với

¡'“ thép sau khi nhiệt ot luyện đúng ở cách thi’ Ì các tính chất trên đều tăng, đặc biết a đối' Xới ới thép, hợp

" VUE Ey ¬

Lb

3.1.3 Các khái niệm về hệ hợp kim nhàn 0n T0

Khi khảo sát hợp kim cũng như các > vat liệu khác, thường gặp mot số 'khái R niệm mới ‘ean n phân

định rõ po co eID gv HREM BIg ets sO

qe Cau tử (guyên)' Hà aes *“.a mm vi

Là các nguyên tố hĩa học: (hay hợp chất hĩa học ‘ban’ 'vững) cấu tạo hên ¡ hộp K kim „ Chúng

tạo nên tất cả các pha của hệ _

~ Viidu latong (Hợp: kim Cũ: Zn} cĩ ĩ haÏ' cầu'tử là: Civ va àZn° : : “

canh Pha là tổ phần đồng nhat' của hệ: (hop kim) cĩ cấu trúc và các tính chất ‹ cơ

định, giữa các pha cĩ bề tmặt phân cách ¬

Các đơn chất, các dung dịch long, « cac dung dich ran, chat khí, các dang thủ hình là ẻ các”

pha khác đhảu: ` 72 + 26 80 ền ng nh nà ee rr

c Hé pe oe GUE ea Es

La tap hop tat cả các hợp kim khác nhau với các cau tử giống nhau

My dy: a tung CE TAY

- rắn: củá 'hai kih' loại đĩ)

'Nữớc ở °C” la hệ một cái dl tt i (hop chat tag va chi đĩ

Sau GER TEA RT

nước đá, pha TỏRg: hước)” 8 me 3.2 CAC PHA VA TINH CHAT CAC PHA TRONG HOP KIM

Phuong pháp chế tạo hợp kim thông dụng nhất là hòa trộn (nấu chảy rồi làm nguội) các cấu tử Ở trạng thái lỏng nói chung các cấu tử đều tương tác với nhạu tạo:nên.đung dịch lỏng —

pha đồng nhất Người ta đặc: biệt quan tâm đến tương tác giữa: các cầu.tử:ở trạng thái rắn vì chính

điều nay moi quyét định cấu trúc và do đó quyết định tính chất Của hợp kim iG day, có thể e có hai

trường hợp lớn xây ra: không và có tương tác với nhau ee — hoes Bo a

*Khi har cau tử A va Bị không tương : tác với nhạu, tức “trợ” :VỚI- nhau, các: 'iguyên, tử, ‘ion cla từng cầu tử không đan xen Vào nhau, chúng giữ lai cả hai kiểu mạng của cầu tử:thành phan,

dưới dạng các hạt riêng r rễ của hai pha nằm cạnh nhau với tổ chức tế VỊ biéu thị:ở hình 3.1, hỗn

“hợpA+B „- " TH MTKr._ dy

- 'Khi hai cấu tử A va B có tương tác với nhau, tức nguyên tử của các cấu tử dan xen vao

nhau tạo nên một pha duy nhất, không còn lại các hạt riêng rẽ của từng cấu tử (hình 3 2), lúc này

có thể có hai trường hợp xảy ra:

- Hoa tan thành dung dịch rắn, lúc đó hợp kim giữ lại một trong hai kiểu mạng ban đầu làm

nền, có tổ chức một pha như kim loại nguyên chất

- Phan ứng hóa học với nhau tạo thành hợp chất.hóa học, lúc đó không còn cả ‘hai kiểu

mang ban đầu, mà tạo nên kiểu mạng mới khác hẳn bo ¬ a eee

Hình 3 1 Té ch ức té vi của nà Hình 3 2, Tổ chức tế vị của hợp kim hai nguyên có ó tượng tác

| hợp kim hai nguyên không voi nhau -

ương tác với nhau “— .aen

3.2.1 Dung dịch rắn: ::.: - ¬

q Khái niệm ¡ : HO pope lộc gần Al aceon Dung dịch rắn là pha đồng nhất có cấu trúc mạng tỉnh thể khi hai nguyên tố Shoat tan \ vào > nhau:

ở trạng thái rắn, một nguyên t6 (A), giữ nguyên kiểu mạng gọi là nguyên tố dung môi, nguyên tố

kia (B) phân bố đều vào mạng tỉnh thể của nguyên tố dung môi gọi là nguyên tố hòa tan

Ký hiệu dung dịch rắn bằng các chữ cái Hy Lạp Œ, Ð, Y„:8, hoặc A(B)_ :

b Các đặc tính chung cia dung dich ran — tí : : ¬

- - Có kiểu mạng, tỉnh thé là kiểu mạng: của kịm loại, dụng m môi ¡ (đặc tính n này quyết 'định đến: các '

đặc trưng cơ, lý, hóa tính của dung dịch rắn) do, 0 vậy mó vẫn giữ được các $ tính chất:cơ ở bản.c của kim: a

36 1 1 H217 Đổ OP ae EE Ass wee tae A "

¡+ Gác nguyên tố: hòa tan đi vào ‘hang tinh’ thé ¢ cua”

"nguyên tố: dung môi gay: Tả: x6 lệch: mang "¬

¿+ Đö mạng tỉnh thể bị xô Tệch nên ‘dung dich’ ran

có độ bền độ cứng cao hơn kim loại ¡ nguyên ‘chat, do)

-déoituy:cé giam- song khá: cao do v van giữ được kiêu” s

-Hiệng của dùng i mdi pan as s

- Dung dịch rắn cũng có tính: dẫn nhiệt, dẫn điện tốt song kém hơn kim loại nguyên chất

- Trong tất cả các hợp kim kết cau, dung dịch rắn ”

bao giờ cũng là phả cơ bản chiếm trên đưới 90% có

khi chỉ có pha này (100%) ` - ˆ

¿! Tũy thẻo cách phân bố:iguyên tử: dủa nguyên: tổ

hòa tan vào mạng tỉnh thê của nguyên to dung môi

.SẼ: Có: hai: loại dung dịch rắn: dung địch rắn xen 'kế và:

dung dịch rắn thay thế (hình 3.3) — Bf

sanh PUÊN ay, hy

:.tan thay thé và xen kế vào.dụng:môi có

| mang, lap phương, tâm mặt

Sau đây, lần lượt xét từng loại dung dịch rắn

:e: Dưng tịch: rắn thay thé " oS N

“Trong dung dịch: rắn thay thế các nguyên tử hòa tan chiếm chỗ ˆ fl

hay thay thế vào đúng các vị trí f of |; oe

nút mạng của kim loại dung môi : "

(vẫn có kiểu mạng và số nguyên

tử trong ô cơ sở đúng nhự của cầu

tử:dung mổi) (hình3:4)." :

Về mặt hình học có thể thấy

sự thay thế nguyên tử này bằng

nguyên tử khác ít nhiều gây ra xô

lệch mạng do không có hai

nguyên tố nào có đường kính

nguyên tử hoàn-toàn gion g nhau,”’

vì vậy sự thay! thế: chỉ: Xây” Tả đối với các nguyên tổ có kích thước nguyên tử khác nhau ít (giữa, các kim loại sai lệch không ‹ quia’ 15%) 'Vượt £qua giới hạn n này sự thay, thế Xây ta rat khó vi làm xô

lệch mạng quá mạnh trở nên mắt ôn định ` " nà HP nộ nà ae

Su thay thé trong dung dich ran thường chỉ là có: han \ vì nông: 'độ chát tan cảng tăng mạng

ử nguyên tố hòa tan '

Hình 3.4 Ô cơ bản của dung dich ran thayithế với kiểu

mang lập phương thể tâm BAY

ee

“Hi nh 3 3So- đồa sếp xếp nguyén- H2 hoa —

tinh; thé càng bị:xô; lệch:cho đến? hồng độ bão hòa; lúc nay: riểu tăng nữa sẽ tạo nền hải mới (dung, |

eo TT

dichiran: khác hay: pha trung: gian), 'nồng: độ bao’ hòa đó được gói là giới hạn hòa tần, ve :

Trong thuc tế có một số cặp kim loại có thể hòa tan vô hạn vào nhau tạo niên một “dãy cả các dung dịch rắn có nồng độ > thay đổi một cách liên t tục từ 100%A - + 0%B cho đến LUA + J100%B như biểu thi: ở hình 3.8, 61, 6c sự nung Tôn, caesd Đấi Jvl ANH dã TÀI GOM NINH g6ữ HN ĐHU

Có 4 yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan vô hạn hay có hạn của một cặp nguÿêñ lỡ ở _ tây chỉ là điều kiện cần vì không phải cặp nào thỏa mãn cả bốn yếu tố này cũng fạo thành dung

tiện rat khé hoa, tan vao "Th wong quan về é néng độ điện ñ tử, Gỗ lượng điện t tử hoa tri, ‘tinh cho, một nguyên tử); nếu 1 dai sia

lughe nay, VƯỢT quá I “Xác định đối với lo dung dịch, ăn đã cho sé tao nén, Phaj khác; điều này

có nghĩa là chỉ có thể, hòa: tan, có hạn “Chỉ các nguyên, tố cùng: hòa trị mới, CÓ, thé °hòa tan,vô han vào tihau, Ac nguyén tế khác nhau về hóa trị chỉ có thể hòa tan có hạn spat Lal anv as

- _ Tượng quan về độ âm điện: Trong hóa học, độ âm điện thường dùng ‹ để biểu thị khả năng hóa học tạo thành phân tử, Nếu hai nguyên tố có tính âm điển khác, nhau rat nhiều dễ tạo hên hợp chất hóa học, pha trung: gian, sẽ hạn chế khả năng hòa tan vào nhau thành đụng: dịch rắn và ngược

tà PPS pc HH :iølfa hai: him 1lögi24 và: iB Ahi luphg B tăng: dần ae

a nguyen rổ 4; 5, ° a gãy dung dich: ran ‘lien tục của A' và 3; Bj en nguyên ;

hye rit vr hig

i sài ĐÍ va;

d Dung dich } ran xen, Lhe oe ig Khi-nguyén tir cua, nguyên, dối hoa tae ot xen n kế vào các lỗ hổng của mạng tỉnh thể kim -

loại dụng môi ta có dung dịch rắn xen.kẽ

Trong dung dịch rắn xen kẽ các nguyên

tử hòa tan phải có kích thước nhỏ hơn hẳn để

có, thể lọt vào 16 ,hộng, trong mạng của kim.loại :::j

chủ (dung môi), tức là vẫn có kiểu mạng như

kim loại chủ những số nguyên tử trong ô cơ sở

_tấng lên

(0,046 nm), N (0, 071 nm), C (, 077 nm) và đôi khi cả B B (0,05 091 | nm) mới có kha nang hòa: tan x xen

kế vào các kim loại chuyển tiếp có bán kính nguyên tử lớn như: Fe (0,1241 nm), Cr (0,1249 nm), PE———VW (0,1371 nm), T¡ (0,145 ñm), „TP

-31-— dung dịch rắn xen kẽ thường được tạo thành bởi dung môi là các kim loại có đường

kính nguyen | tử lớn hơn và các á kim là nguyên tố hòa tan có đường, kính nguyên tử nhỏ hơn

”- "To số lỗ ống: có han * va các nguyên tửá kỉm không thể chui vào, mọi lễ hồng của mạng

i như thế sẽ gây ra xô lệch mang quá mạnh lắm mat dn định) ¡ nén ‘dung dich ran xen kế không

thé c có loại hòa tan vô hạn, chỉ có thé là hòa tan có hạn và độ hòa tân thường nhỏ hoặc rat nhỏ

7 Trong trường hợp hòa tah xen kẽ, xung quảnh nguyên tử hòa tan, các nguyện Ì ‘ter nguyén tổ

dũng: tôi Tuôn' bị giãn ra Còn trong trường hợp hòa tan thay thế, tùy theo ¿ quản hệ kích thước

nguyên tử: mà các nguyên t tử + chủ bảo: quanh nguyện t tử + hòa | tan có ó thể bis gidn 1 ra khi Thể > Ted hay

co vao > khi ithe S Teh ~ TỰ

“ Hình 3 7 Sit xd lậch mang trong dung ¬ | ‘Hit nh 3 8 Sux xô 2 lậch mạng trọng dung

dich ran thay thé khi Th Petia ¬ | dich ran thay thé khi Tn: < Toh

1

3.2.2 Các pha trúng s gian

Các hợp chất hóa:học có tròng: hợp kim: thường được gọi là pha trung gian do trên giản đề pha

nó có vị trí ở giữa, trung gian giữa các dung dịch rắn có hạn ở hai đầu r mut

a Dac tinh.cia phatrung gian ` ¬

Thường hiểu, hợp chất hóa học tạo; thành tuân theo ( guy luật hóa trị Các hợp chất này mang

các đặc điểm sau: co

- Có mạng tỉnh: thể phúc tạp và ì khác han với ñiguyên tố thành phận i

- Luén c6 ty 1é chinh xac gitta cdc nguyén tố (có thé thay đổi trong- một Phar VỊ “hep) va

biểu diễn bằng công thức hóa học AmBn với.m, n là các số nguyên củ :

- _ Tính chất khác hẳn các nguyên tố thành phần với đặc điểm,là giòn (hông giữ được tính

chất của kim loại là dẻo), độ cứng Cao, nhiệt độ nóng chảy cao = re

- Cénhiét độ nóng chảy cố định và khi tạo thành tỏa ra một tượng nhiệt ding kể

- _ Pha trung gian có liên kết kim loại, liên kết ion và liền kết đồng hóatrị.` " ~ Wee

Trong hợp kim gặp rất ít'các hợp chất hóa trị với tư cách là pha tham-gia quyết định tính chất

(có thể thấy chúng trong, hợp kim dưới dạng vật lẫn, tap: chat nhir oxit, sunfit với lượng rat nhỏ) ' Phần lớn các hợp chất hóa hoe trọng hợp kim có những đặc đ điểm khác với 'các hop: ‘chat’ hóa hoc |

- Không tuân theo quy luật hóa tr; "^^

- Không có thành phần hóa học chính xác = động trong! một khoảng quanh thành phần: :

_ chinh xdc theo công thức) "— ok “™

' Có liên kếtkim' loại ves tee ee a

Cac pha trung giản m thường gặp là pha › xen n kẽ, pha điện tử và à pha L Laves a

Be Pha xem kế gb ite a Ses ath en EP ee SAME CE Ge Be

l

PMG CD he ake ett

¬ i 2

“La pha tạo, nên giữa các c kim loại chuyển tiếp (có bán kính nguyên tử lớn: Ti; Ww; Mo, ‘N,

fy với các á kim (có bán kính nguyên tử nhỏ - C, N, H, Bo ) oop Cấu trúc mạng của pha xen kẽ được xác định bởi tương quan kích thước nguyên: tử giữa a kim (X) va kim loai (M): De, Baty ee beeen

- Néu oe < 0,59 các nguyên tử kim: loai trong pha này sắp xếp theo một trong ba kiểu

M "- a Sage of Me er SP mạng đơn giản thường gặp là A.1, A2;.A3 (nhưng không giữ được kiểu mạng: vốn có), còn các nguyên tử á kim xen kẽ vào các lỗ hồng trong mạng tạo nên hợp chất với: các: công thức, đơn giản như.MaX, -MoX, ‘Mx aa es : re "

ò' "Nếu = 5 0,59 sé tạo nên hợp chất với mạng tinh thé phức tạp (pha xen kế với mạng

M

phức tạp) với các công thức phức tạp hơn như M:X, M;X:, Ma3Xs

Đặc tính nổi bật của pha xen kẽ là nhiệt độ chảy rất cao (> 2000 + 3000°C), rat cứng (>

2000 + 5000 HV) và giòn, có vai trò rất lớn trong hóa bên, nâng cao, tinh, chống | mài mòn, VÀ, à chịu

€ _ Pha điện tử (Hum — — Rothery) a iy san n3

c Tà pha phức tập được tạo nên từ 2 kim loại của 2 hai nhóm sau: — — CỐ cà ne T 5

- Nhóm I1: gồm các kim loại hóa trị I (Cu, Ag, Au, Li, Na +) và: kim loại chuyển tiếp (Pe, Co, Ni, Pd, Pt, Mn, va) Ope the

= Nhóm 2: Cac kim loi có ó hóa trị từ r2? 5 Be, Mg, Zn, a, AI, Si, Sn

trị xác định là 3/2 aus, 21/13 va 7/4 seu) ma méi ty lệú ung, với một cấu trúc mạng phức tap

nag me} nhiệt độ thap, , c6, tinh gidm:cady ote; eo, te te A gts bù _ tiến

Ví dụ hệ,Cu,~ Zn tao nên một loạt:pha: điện tỨt 0 cóc sườn eR se eB AS fee abt CuZn,N= + nà L K gọi là pha P điệp phương tâm khối hoặc sáu phương) ¬ tee)

CusZin N= ———— oi là ha mạn hức tạ ¬ ke eek eft

ng ng _—> =1 j gọi LỆ vcr 8 pl p)s., os you ee uth city

CuZn3, N= TT os gọi là pha e (sáu Phương xép chit), ag Be oyna - `"

s8, Pha Laves :

Tao nén bởi hai nguyên tố A, B có tỷ lệ bán: kính: nguyên Từ Tra = Í, 2 (c ha biển, dai trong khoảng'Ï,l' + 1 6) với công thức” ẢB; có Kid mạng, sáu Ú, phượng xếp chặt như Mg2ne, bào hay lập phương tâm mặt MgCu; ` `

-33-Do đặc tính nỗi bật là giịn nên khơng bao giờ dùng hop kim với tổ chức chỉ cĩ một pha duy nhất là pha trung gian Trong hợp kim lượng các pha trung gian thường chiếm ty lệ nhỏ < 10%1(đợ khi tới 20 + 30%: yt bên can dụng dịch tắn cĩ ‘tac dụng cản “thigt làn lăng độ bên, độ

cứng — at HUẾ B lên Fe

3 2: đụ Hỗn hợp:cở bụẽ capil capes ween: ven CO oi urd Son gs

Sau khi kết tỉnh, các hợp kim ở một trong hai dạng tổ chức sau:

noi ¡ CĨ to chức một pha; dung dich ran, pha, trune gian atk

- Cĩ tổ chức hai hay nhiều pha: ‘hon hop co hoc HỖ

- Hỗn hợp cơ học: :cĩ thê từ:2:kimi loại riguyên chất hoặc: từ các dung dich: tắn (a: 3)

gdm dung.dich ratrvaiphia trung:gian et peu ene cab oe nen te

Khi cĩ thêm pha trung giản độ bền độ cứng của hợp kim tăng lên và độ déo, “độ dai giảm để” Hai dạng điển tình ‹ của ‘hén hop coh hoc là cùng, tỉnh và, Cùng, tích (nghiên cứu ở, phần sau)

Đ Bo igi dan Tae eye eye, :

: wey 8 Hưới dữ lí Mare a

POOR CEL BM AE EE

3.3 GIAN DO TRANG “THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYEN

3 3 1 Khái niệm về giản đồ trạng thái s ¬¬ - ` we

"Gian đồ trạng tHái (giản đỗ pha) là giản độ biểu thị sự rbiến đổi tổ ơ chức pha yao nhiét độ và thành bhầh của hệ ở trạng thái cần bằng `” ˆ ` ai

Mỗi hệ hợp kim cĩ một giản đồ trạng thái riêng và được xây dựng bằng, thực nghiệm

Cơng dụng của giản đồ trang t thái; cĩ y, nghĩa, rất quan trong trong y việc ệc nghiện cứu và sử dụng

: Từ giản ‘dd trang thai tĩthếbiếp es ¬ 1

+ Nhiệt độ chảy, nhiệt độ chuyển biến pha của hợp, kim với thành phần đã cho khi nung t nĩng

và làm nguội Do đĩ cĩ thể xác định dễ dang ( các chế độ nhiệt khi ì nấu luyện (đúc), khi gia cơng

áp lực và nhiệt luyện "

+ Trạng thái pha (gồm những: pha nào, thành phần ( của mỗi pha và tỷ lệ giữa các ác pha đĩ) ci của hợp kim ở các nhiệt độ và thành phần khác nhau Qúa đĩ cĩ thé biết được cầu tạo pha va dur doan được tính ehất của hợp kim để sử dụng Vào mục đích khác nhau: ¬_ oo,

Giản đồ trạng thái được xây dựng trong điệu kiện nung nĩng và làm nguội lá cI ủng chậm m hay ý

trạng thái ủ tức là ở trạng thái cân bằng `: 7 tt) 2⁄10 A21 627 ete Naa

Trong thực tế sản xuất thường-riung néng va lam’ | Trguội' nhanh hon nén i 'gâ iy ra it nhiều sai khác, khơng hồn tồn hay khơng phù hợp với giản đồ trang thaie me sad : SA HUẬI

Tuy nhiên giản đồ trạng thái vẫn là cơ sở xác định cấu 'trúe-của hợp kim đš cho Ge với nhiệt và thành phần xác định), những sai lệch:xuất:Hiện!hồn tồn cĩ thể giải thích được:

Vi i vay giản đồ trạng thái là Cơng e cụ “quan trong 6 để Khảo sat hop k kim,: qua đĩ cĩ: thể: biết điều chính yếu nhất là tấu trúc ` - i

Biét doc va phân tích giản đơ pha là điều cần thiết, cơ Sở dé hiểu và sử + ching tot hop kim

Do hạn chế về thời gian ở đây) thi tình bảy, giản đồ trạng thái của hé hai cdu tử (hop kim

don gian) °

Cu tạo của giản đồ trạng thái hai nguyêi

- Đối với kim loại nguyên chất: giản đồ trạng thái rất đơn giản 1 chi cĩ.một, trục, nhiệt độ,, tren, đĩ cĩ ,ghỉ nhiệt độ chảy ' và, biến đổi thù hình + hốt nh ưượn Di tọa sĩ

‘DSi với hệ hợp kim 2 nguyên: giản đồ trang | thái, gm cĩ 5 một trục: nhiệt độ b (ng tunB):› l

vàn tiệt tộc thành phân trục hồnh), tréh đĩ cĩ ghỉ nhiệt: độ chảy \ và biến, đổi thù hình, : Hà

Hình 3 Giản do pha cua Fe - ˆ Mì nh 3 1 0 Các trục của giản đã pha hệ hai cẩu tử

Duong thang đứng b bất Mà biểu thị một thành h phần xác định nhưng: ở các nhiệt độ khác nhau Khu: ih es ¬-¬ "Ha

Hai trục tung chính là giản đồ pha ci của a từng cầu tử tương ứng "-

Do được biểu thị trên mặt phẳng một cách chính xác,nên từ giản: đồ-phả:của hệ hai cấu tử

dễ dàng xác định được các, thông: số: sau đây cho một thành; :phần xác định.ở nhiệt độ.nào,đó

- - Các pha tồn tại; dite Và 1a sỀp

- Thanh phan pha; : “ie an Cf deg eA Pog nije dade dos pela best Ao,

- Nhiét dé chay đét thi 7 ce Nt aa coer quid aati tides

- _ Các chuyên biến pha;, - tụ " WHT Sei Sa tì tiện nổi Ame ee Dur đoán các tổ chức: hình thành ở trạng thái khônge cân thằng (chin ngudi 3i.nhanh): ioe

- _ Tỷ lệ (về số lượng):giữa các:pha:höặc tổ: chúc: có thê xác: định: được chính : *ác giữa chúng nhờ quy tắc đòn bảy (hay cánh tay đòn) như trong :sơ đồ $ãUš:- +2 öớc Gh pas nh TƯ,

plm trải -—_ HK “phat pha

lượng pha phải - độ dai dodit thẳng trái (đàn bên tral Ụ

Ồ Mi nh 3 11, So đồ quy lắc cánh tay don có

FT TT na

Vì vậy, giản đồ pha lắc căn cứ không thể thiếu khi nghiên cứu các chệ hop kim Gian dé pha hai cầu tử của các hệ thực tế có löại rất phức fạp, song đã phúc tạp đến bao nhiều cũng có thé coi:

như gồm nhiều giản ‹ đỗ cơ bản ghép lại Dưới đây khảo sát một số dạng thường gap trong ‹ cac

giản, đồ đó mà các cầu DỰ, hoa tan vỗ ) Hạn vào nhau ở trang thai long, song khác nhá Lv ve trong tac

3.3.2, Gian đồ trạng thái hai nguyên loai I:

không hòa tan vào nhau ở trạng thái rắn Xà; A

không tạo ra pha trung gian (hình 3.12) khô A+L

Một số khái niệm mới: c c

¬ Đường lỏng (đường AEB): là đường Ha

mà khi: làm- nguội đến đó hợp kim long: sẽ bat - 5 < are) š

đầu kết tinh —————

- Đường đặc “hay đường rắn (đường 0P = - 100048 CED); là: đường mà khi làm nguội: đến đóhợp '„ kim lông: sẽ kết thúc kết tỉnh, Hình 3.12 Cấu tạo giản đề hai nguyen logil

i (5b Khu vue nam trén-dudng.long hop kim hoan toản ở trạng thái long; ya + Khu vực nằm giữa đường lỏng và à đặc sẽ gồm có hai pha là pha lỏng và pha rắn 1 da được

i Phia dudi:dudng ran khong ton tai Hi pha longs

“Điểm E gợi là điểm cùng tỉnh - euteetie (có nhiệt độ chảy thấp n nhất, Thấp hơn” cả cấu tử

+ Hop kim có thành phần ứng với điểm E gọi là hợp kim cùng tỉnh; “' :°°:

+ Bên trái E: gọi là hợp kim trước cùng tỉnh — hypoeutectic; lo ấi Hư

+ Bôn phải E: gọi là hợp kim sau cùng tỉnh — hypereutectic : Pha: lỏng: có thành phần ứng với điểm E có tính chất đặc biệt là tại nhiệt độ này: pha lỏng kết tinh ra đồng thời cả hai:pha ran (A + B) va goi la hén hop co hoc cung tinh

Ví dụ: giản đồ pha của chì (Pb) — antimon 65 _ " 7 ae

+ Ocaohon.1 (500°C) hợp kim ở trạng thái long hoàn toàn (L)

ct, Ở thấp hơn 2 (245°C) hợp kim ở trạng thái rắn A + BŒb+.Sb) ¬—

+ Oo trong khoảng I2 (245 3 + 500°C) hợp ở cả hại: trang thai lng + + rấn: L- + “BE +: S9)

ứng với quá trình kết tinh hay nóng chảy -

Vậy tại 1 là nhiệt độ bắt đầu kết tỉnh hay két thúc r nóng, g chấyv và 2 là nhiệt độ bit đầu nồng

chảy hay kết thúc kết.tỉnh , ¬ ans ¬- ¬ Ab IP ie!

Sự kết tỉnh của hợp kim t từ trạng thái lòng xây ra nhur Sau:: `

- Làm nguội đến 1 (500°C) hợp kim n long 6 bắt đầu kết tinh 1 ra + tỉnh thể Sb) cling ở nhiệ độ

này ứng với 1

- Làm nguội tiếp tục, tỉnh, thể B(Sb) tạo thành ‹ càng nhiều làm tỷ lệ B(Sb}t trong hop kim

lỏng còn lại giảm đi nên điểm, biểu diễn tọa độ dịch sang trái theo dung long tir] đến E:

Ở tạ (400 °C) hop kim long còn lại với tọa độ ở điểm a (37%Sb) và tinh thé B với tọa độ ở

điểm a tức 100%B (100%Sb) Áp dụng quy tắc cánh tay đòn, tỷ lệ của hai pha này là:

Le a aa —_> Ly _ 100—60 40

B„ aa’ “Sb a 60-37 23

Tức pha lỏng 40/63(63, 5%), pha rắn 1 23/63 (36, 5%)

Khi làm nguội đến đường rắn CED (245°C) hợp kim lỏng c còn ¡lại nghèo B61)4 đi nữa và có

tọa độ ở điểm E (13580), còn pha ¡ rắn B(Sb) ứng với điểm D.1ỷ, lệ hai LPhạ này là:

Lp 2D ~ Ly 100-60 40: >

Ly i 2B SBioy * 60-13 AT:

Tức pha lỏng 40/87(46%), pha rắn 47187 (54%)

'Có nhận xét là: tuy có hai cầu tử A vaB (Pb va Sb) nhưng cho đến đầy hợp kim mới chi két

tinh ra B (Sb) và mới chỉ có một phần B Gb) trong, hợp, kim 4 trong, 60%) kết tỉnh, cấu, tử A

(Pb) chua két tinh

- Tại nhiệt độ cửa đường rắn CED (245°C), Le (Li3) két tinh ra ca hai cau tte A + B (Pb.+ Sb)

" it " we ¬

cùng một lúc, hỗn hớp của hai pha ran được tạo thành: cùng một lúc (đồng thời): từ pha tong như -

_ Vậy gọi là c cùng Tỉnh (cùng kết tinh - eutectic) ;

Le> (A+ B) hay Lis —>(Pb+ Sb)

- Đó là phản ứng cùng tỉnh, quy ước biểu thị tổ chức cùng tỉnh trong ngoặc đơn ()

‘Su kết tinh kết thúc ở đây và: khi làm nguội đến nhiệt độ thường không có chuyển biến gì

khác Cuối cùng hop kim: này có tô chức B + (A + B) hay Sb + (Pb + Sb), trong đó B: (Sb) được

tạo thành trước ở nhiệt độ cao hơn nên có kích thước hạt lớn (độ quá nguội nhỏ) còn cùng tỉnh (A

+ B) hay (Pb + Sb) được tạo thành sau ở nhiệt độ thấp hơn nên có cấu 1 tao các pha nhỏ min hơn

(do độ quá nguội lớn)

Có thé tinh dé dàng tỷ lệ các pha.và tổ chức của hợp,kim 60%Sb +.40%Pb.như: sau:

Nhu vay cac hop kim của giản đỗ loại T: kết tỉnh theo thứ' tir sau: : “đầu tiên phá lồng kết tỉnh (ra một trong hai'cắu tử: hghyjên 'chất thước và:lền chó: ‘pha’ ‘Teng: nghéo cấu tứ nay’ ‘va bién đổi thành phan dén diém cùng í tinh E, den n đáy pha lỏng con:lai moi kết tĩnh) ra edu tử tứ hai tức Ứ9

;hai cấu tử: cùng Mote? bi ie ee cớ ebd s02 1e dua TTỔ ah ty ahd ¬ apy

Ngoài ra có nhận xét tia đầu tiên khi đưa thêm cấu tử khác vào cấu dữ ‘bat ng đều: lâm cho nhiệt độ kết tinh giảm đi, đạt đến giá trrlén nhat sau đó mới tang’ lên, By Po Gý 18: 1E TH

:¡ Các đặc:tính của họp:kim:: li la lóh coi Vào Cải Hô [12 Danh Tịnh vọt `

T—+—~Cơ ÿÿ tính: hợp sẽ có tính chất trung gian giữa A và B

| + iw›#Tính:chất của Hợp kim = :'%A x tính chất: của 'A'+.%B x tính chất của B phó

Vi du: Pb: có: độ cứng 4 HB, Sb có độ: cứng 30 HB thi hop kim 84%Pb # 16%8b: có độ cứng là: 84% «44.16% x 30=8HB, ¿ có hy Ay etter 4

+ Tinh céng ‘nghé: trong t6-chire luén cé-ciing tink dé lễ chủy 1a Dha ¿ cứng và gion nên:

Hợp kim giản đồ hai pha loại 1 có tính đúc tốt (nhất là những hợp kim xung quanh điểm

Tính gia công cắt gọt nói chung là tốt vì phoi đễ g sẫy nên năng suất cất got cao

Tinh gia công áp lực kém vì tính đẻo của Hợp kim này khong ¢ cao the 3.3:3 Giãn đồ trang thai hai nguyên loại TT ' ph VỀ 8

Là giản đồ trang: thái 2 nguyên ‘A vaB hòa tah + hoàn toàn vào hau ¢ ở trang thái lông: cũng

“ola ding dich ran hoa tan v vô 3 hạn của AB) hoặc BA)

người — se ˆ (dang định lấy àa là ĩ

¬ vô hạn của Cu và Ni ion 2 Ha

đường Eöng va dat giá trị Mak khi hop’ Kim'c6 thành phần 50%A; + 50%B (đỉnh 3, 12) _

Dung dich rắn có độ bền, độ cứng cao hơn kim loại dung môi ide bh _Độ đẻo không bằng kim loại nguyên chất nhưng vẫn đủ cao để gia công áp lực tốt

+ Tính công nghệ:

Ị i | | i 1 | | tò 68

yee “Tinh “tte, của hệ hợp km nà nay | nói i chung kém;,p phụ thuộc vào › Khoảng: đông, "Khoảng đông

cùng hẹp tinh, đúc cang | tốt lên vì thành phan giữa pha Hee và Pha an khong khác nhau nhiêu đo

đó khả, nang, điển: đây khuôn và mật độ vật, đúc a0 tú sa ° :

- Tính gia công áp lực tốt vì độ dẻo cao

Hộ Linh gia cộng cắt; gọt kém w 4 deo cao lam: cho nhu khó Sabi

>

( dung dich rin haa lan

k0, 40 30 6 80CnG | “ÔNG ` _— 100%6A 0%B" 80%B - B0%A OA .100%B

Hì ahs $ 1 6 Gin đồ Bang thái AlO-CzO; Hình 3: I 7 Co tinh cua hop kim cé kiéu

i Ầ vị l - giản đô loại IT :

Cac hợp im: etd hệ này ‹ có quy luật kết tỉnh rất giống nhau: nếu lấy đơn: vi do là lượng cầu

tử thành phần khó: chảy hơn thì đầu tiên hợp kim lỏng kết tỉnh ra dung dich ran giàu: hơn, vì thế

pha lỏng còn lại bị nghèo: đi, song khi làm nguội chậm tiếp tục dung, dịch rắn tạo thành biến đổi

thành phần theo hướng nghèo, đi, và cuối cùng đạt đúng như thành phần của hợp kim,

Hãy xét sự kết tỉnh của, một hợp kim cụ thể 35%Ni:+ 65%Cu như ở hình 3 18

tinh), trang thai nay ton’ tai chö tới điểm 2 - Ở 1300 °C ứng với điểm 1 (nằm trong vùng lỏng), hop: kim ở trang thai lông (chưa kết

¬ - © 1270 °C tng với điểm 2 (chạm vào o đường one), hop kim bat dau Ke tinh ra dung

dịch rắn 2 (49%ND _ Teen sertererreet Slows pete eens Ề

œạ» = 33°/3°3” = (35 - 30)/(43 - 30) = 5/13 = 0,385 hay 38,5%;zi:Í rối any

- Dén 1220°C ung véi diém 4 (cham vao đường rắn); dung: dick tran ax’ C6 Thành' phần: ứng với điểm 4 (đúng bằng thành phần của hợp kim), đoạn 33" ” Gên phải) bằng: không (tức không còn

pha lỏng) PE nad Šà moi nói câu da he oto

Nhu- vậy; lúc- đầu-eó-kháe-xa; song-trong-quá- -trình kết: tình: dung dịch-rắn:tạo -thành: biến- đổi

dần về đúng thành phần của hợp kim Tuy nhiên điều này chỉ đạt được khi kết tỉnh cân bằng tức

là khi làm nguội chậm và rất chậm nhờ kịp xảy ra khuếch tấn làm đều thành phần

{

-39-