Hợp kim là dung dịch rắn của nhiều nguyên tố kim loại hoặc giữa nguyên tố kim loại với nguyên tố phi kim. Hợp kim mang tính kim loại (dẫn nhiệt cao, dẫn điện, dẻo, dễ biến dạng, có ánh kim...).Thành phần của nguyên tố trong hợp kim thường được biểu thị bằng phần trăm (%) theo khối lượng, khi nói đến phần trăm theo nguyên tử phải chỉ định rõ kèm theo.
Trang 1TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT ĐỨC
KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ
BỘ MÔN
VẬT LIỆU CƠ KHÍ
Trang 23 Hçn hîp c¬ häc
2 Hîp chÊt ho¸ häc
1 Dung dÞch r¾n
Trang 3* Hợp kim được sử dụng phổ biến hơn kim loại nguyên chất vì :
* Hợp kim được sử dụng phổ biến hơn kim loại nguyên chất vì :
- Hợp kim dễ chế tạo, có nhiều tính chất cơ, lý hoá và tính công nghệ ưu việt so với kim loại nguyên chất
- Hợp kim dễ chế tạo, có nhiều tính chất cơ, lý hoá và tính công nghệ ưu việt so với kim loại nguyên chất
Trang 4Ví dụ :
Ví dụ :
Hợp kim là vật liệu mà trong thành phần của nó gồm hai hoặc nhiều nguyên tố, nguyên tố chính là kim loại Hợp kim mang tính chất kim loại.
Hợp kim là vật liệu mà trong thành phần của nó gồm hai hoặc nhiều nguyên tố, nguyên tố chính là kim loại Hợp kim mang tính chất kim loại.
a Định nghĩa:
Gang là hợp kim của sắt + mangan + silic và các bon +
photpho + lưu huỳnh.
Gang là hợp kim của sắt + mangan + silic và các bon +
photpho + lưu huỳnh.
Thép là hợp kim của sắt và các bon.
Thép là hợp kim của sắt và các bon.
Trang 5Ví dụ: hình 5 1 là ảnh tổ chức tế vi hợp kim Cu-30%Pb, chuyên dùng làm các ổ trượt
Pb
Trang 81.4.2 C¸c d¹ng cÊu t¹o cña hîp
- TÝnh chÊt cña hîp kim phô thuéc vµo cÊu t¹o bªn trong cña hîp kim (m¹ng tinh thÓ) M¹ng tinh thÓ hîp kim cã cÊu t¹o phøc t¹p h¬n so víi kim lo¹i nguyªn chÊt
ë tr¹ng th¸i r¾n hîp kim cã c¸c cÊu tróc:
ë tr¹ng th¸i r¾n hîp kim cã c¸c cÊu tróc:
Trang 9* Kh¸i niÖm:
Dung dÞch r¾n lµ mét pha tinh thÓ
cã 1 hay nhiÒu nguyªn tè hoµ tan vµo mạng tinh thÓ cña kim lo¹i, chiếm ®a số gọi lµ dung m«i, cßn nguyªn tè chiÕm tû
lÖ Ýt h¬n gäi lµ nguyªn tè hoµ tan.
Dung dÞch r¾n lµ mét pha tinh thÓ
cã 1 hay nhiÒu nguyªn tè hoµ tan vµo mạng tinh thÓ cña kim lo¹i, chiếm ®a số gọi lµ dung m«i, cßn nguyªn tè chiÕm tû
lÖ Ýt h¬n gäi lµ nguyªn tè hoµ tan.
Trang 10Tùy theo phương thức phân bố nguyên tố hòa tan trong mạng tnh thể của dung môi , có các loại dung dịch rắn sau :
Tùy theo phương thức phân bố nguyên tố hòa tan trong mạng tnh thể của dung môi , có các loại dung dịch rắn sau :
Trang 11A B
Trang 131) Kiểu mạng tnh thể của A và B phải giống nhau;
2) Đường kính nguyên tử của A ≈ B (để hòa tan
đường kính nguyên tử B và A sai khác nhau không được lớn hơn 8 - 12%)
2) Đường kính nguyên tử của A ≈ B (để hòa tan
đường kính nguyên tử B và A sai khác nhau không được lớn hơn 8 - 12%)
3) Tính chất hóa - lý của hai nguyên tố A và B phải gần giống nhau, nhất là t 0 nóng chảy;
3) Tính chất hóa - lý của hai nguyên tố A và B phải gần giống nhau, nhất là t 0 nóng chảy;
4) Điện tử hóa trị của A và B phải như nhau, để khi B hòa tan vào mạng A không làm thay đổi nồng độ điện tử của mạng.
4) Điện tử hóa trị của A và B phải như nhau, để khi B hòa tan vào mạng A không làm thay đổi nồng độ điện tử của mạng.
Trang 14Thỏa mãn được 4 điều kiện trên, nguyên tử B
có thể hòa tan vào mạng A không có giới hạn, hoặc ngược lại (A có thể hòa tan vào B không giới
hạn) Dung dịch rắn được tạo thành là dung dịch
rắn vô hạn.
Thỏa mãn được 4 điều kiện trên, nguyên tử B
có thể hòa tan vào mạng A không có giới hạn, hoặc ngược lại (A có thể hòa tan vào B không giới hạn) Dung dịch rắn được tạo thành là dung dịch rắn vô hạn.
Khi 4 điều kiện trên không thỏa mãn thì khả năng hòa tan bị giới hạn và tác dụng hóa bền khi tạo thành dung dịch rắn càng lớn Những dung
dịch rắn này là dung dịch rắn có hạn.
Khi 4 điều kiện trên không thỏa mãn thì khả năng hòa tan bị giới hạn và tác dụng hóa bền khi tạo thành dung dịch rắn càng lớn Những dung dịch rắn này là dung dịch rắn có hạn.
Trang 16Khả năng hòa tan của B vào A hoàn toàn phụ thuộc vào tương quan kích thước giữa đường kính nguyên tử B và đường kính lỗ hổng mạng A
Khả năng hòa tan của B vào A hoàn toàn phụ thuộc vào tương quan kích thước giữa đường kính nguyên tử B và đường kính lỗ hổng mạng A
(điều kiện để B hòa tan xen kẽ vào mạng A là
tỷ số đường kính nguyên tử d A /d B ≤ 0,59)
(điều kiện để B hòa tan xen kẽ vào mạng A là
tỷ số đường kính nguyên tử d A /d B ≤ 0,59)
Trang 17Khi t¹o thµnh dung dịch r¾n xen kÏ, m¹ng tinh
rÊt lớn Đối với dung dịch rắn xen kẽ, chỉ tồn
v« h¹n, bëi vì số l îng lç hæng trong mạng tinh thể cã h¹n.
Khi t¹o thµnh dung dịch r¾n xen kÏ, m¹ng tinh
rÊt lớn Đối với dung dịch rắn xen kẽ, chỉ tồn
v« h¹n, bëi vì số l îng lç hæng trong mạng tinh thể cã h¹n.
Trang 18* Các đặc tính của dung dịch rắn:
* Các đặc tính của dung dịch rắn:
Trang 19- Hợp chất hoá học được hình thành bởi sự khác nhau về điện tích giữa hai nguyên Thường là hợp chất giữa kim loại với các á kim điển hình như O, S, P,
- Mối liên kết chính của hợp chất là liên kết ion và đồng hoá trị Các hợp chất loại này rất cứng và giòn nên ít được
sử dụng trong hợp kim.
- Mối liên kết chính của hợp chất là liên kết ion và đồng hoá trị Các hợp chất loại này rất cứng và giòn nên ít được
sử dụng trong hợp kim.
Trang 202 Hîp chÊt ho¸
häc:
2 Hîp chÊt ho¸
häc:
Trang 21+ Cấu trúc mạng tinh thể phức tạp khác với các nguyên tố tạo thành nó, độ dẻo thấp.
+ Cấu trúc mạng tinh thể phức tạp khác với các nguyên tố tạo thành nó, độ dẻo thấp.
+ Có tính dòn, độ cứng cao và nhiệt
độ chảy khá cao
+ Có tính dòn, độ cứng cao và nhiệt
độ chảy khá cao
+ Thành phần không đổi hoặc thay
đổi trong phạm vi hẹp, có thể biểu diễn bằng công thức hoá học.
+ Thành phần không đổi hoặc thay
đổi trong phạm vi hẹp, có thể biểu diễn bằng công thức hoá học.
+ Có thể ở nhiều dạng liên kết khác nhau: Liên kết kim loại, ion, đồng hoá trị
+ Có thể ở nhiều dạng liên kết khác nhau: Liên kết kim loại, ion, đồng hoá trị
* Các đặc tính của hợp
chất hóa học:
* Các đặc tính của hợp
chất hóa học:
Trang 22- Trong hệ HK có những nguyên tố không hoà tan vào nhau cũng không liên kết khi
đông đặc để tạo thành hợp chất hoá học
mà chỉ liên kết bằng lực cơ học gọi là hỗn hợp cơ học.
- Trong hệ HK có những nguyên tố không hoà tan vào nhau cũng không liên kết khi
đông đặc để tạo thành hợp chất hoá học
mà chỉ liên kết bằng lực cơ học gọi là hỗn hợp cơ học.
Kí hiệu: A + B
Trang 23+ Mạng tinh thể tuy khác nguyên tố thành phần nh ng vẫn có dạng đơn giản: lục giác xếp chặt, lập ph ơng thể tâm, lập
ph ơng diện tâm.
+ Mạng tinh thể tuy khác nguyên tố thành phần nh ng vẫn có dạng đơn giản: lục giác xếp chặt, lập ph ơng thể tâm, lập
+ Các thành phần tạo nên hợp kim có bề mặt phân chia với nhau.