Bài Giảng Vật Liệu Kỹ Thuật Cơ Khí

Trang 2

MUC LUC Nội dung ` #Mục lục Đề cương chỉ tiết học phần c

‘CHUON G 1: CÁU TẠO TINH THE CUA VAT LIEU KIM LOẠI ` ;1:1 Khỏi 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 nguyờn tử của kim loại tạ - —

.: 1.1.3 Liờn kết kim loại ơ

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

1.2.1 Cỏc khỏi niệm về mạng tỉnh thể _ 1.2.2 Cỏc kiểu mạng tỉnh thể thường gặp của kim loại

1.2.3 Tớnh thự hỡnh của kim loại 12.4 Đơn tỉnh thể và đa tỉnh thể * 3 Cỏc sai lệch trong mạng tỉnh thộ 1.3.1 Sai lệch diộm | mm 1,3.2 Sai lệch đường ơ - 13.3 Sai lộch mat : 1 4 Cỏc phương phỏp nghiờn | cứu kim loại v và ọ hợp kim 141 Phương phỏp mặt gay 1.4.2 Phương phỏp tổ chức thụ đại _1.443 Phương phỏp tổ chức tế vi

` —14, 4 Phõn tớch cấu trỳc 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 lụng

2.1.2, Điều kiện năng lượng của quỏ trỡnh kết tỉnh

2 2 Hai quỏ trỡnh của sự kết tinh | _ 2.2.1 Su sinh mầm kết tỉnh -_ 2.2.2 Sự lớn lờn của mầm _ 2 3 Sự hỡnh thành hạt tỉnh thể và cỏc phượng phỏp tạo hạt nhỏ khi, đỳc 2.3.1 Tiến trỡnh kết tỉnh 2.3.2 Hỡnh dạng hạt

3 3.3 Kớch thước hạt Gi Pageant liệt, 2, 4, Cau tao tinh thể của vật đỳc

„24.1 Cấu tao tinh thể của vật đỳc

2.4:2 Cỏc khuyết tật của vật đỳc

'CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG II, a

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

-3.1 Khỏi niệm về hợp kim

_.2.3.4 Cỏc phương phỏp tạo hạt nhỏ khi đỳc, " " a - ơ " oe >

Trang 3

3.1.1 Dinh nghia hop kim "- 1.2 Cỏc đặc tớnh của hop kim "3.1.3 Cộc khỏi 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 Hộn hop co hge EE a |

33, Giản đỗ trạng thỏi của hệ hợp kim hai nguyờn THấ Đệ tu Sen

_ 3.3.1 Khỏi niệm về giản đồ trạng thỏi SỐ ơ bE Se

_ 3.3.2 Gian dộ trang thỏi hai nguyờn loai một’ 1)" Fo CBE _ 3:3.3 Giản đồ trạng thỏi hai nguyờn loại hai

: 3.3.4 Gian dộ trạng thỏi hai nguyờn loại ba '

3.3.5, Giản dd trạng thỏi hai nguyờn loại bốn

GIẢ 1A GẦN quaceluceks Sicke ceceed yepeespee cel bedi jus a “ Nh —ơ 4 , ưng m cự 3, 4 Giản đồ trạng thỏi sắt— cỏc bon 2 SAB se

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 đồ 5

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

CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG II wee

CHƯƠNG IV: BIẾN DẠNG DẺO VÀ cơ TÍNH Sữa 4.1 Cỏc giai đoạn của biến dạng

° 4 2 Biộn dang dộo

4 4.2.1 Biộn dang dộo don tinh thộ

4.1.2 Biộn dang dộo da tinh thộ

4.3 Cỏc đặc trưng cơ tớnh thụng thường oe

4-4 Su kột tinh lại -

ụ 4.4.1 Khỏi niệm | ae | cú THỊ 4.4.2 Cỏc quỏ trỡnh xõy ra khi kết tỉnh lại "` M“ŨỮỪŨ i:: tbe sẽ ea fg ; +43 Biến dạng núng " mượn eles bie fat fgets odes

CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG IV PEE MEA He SE Gag ine FRE ES a

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

‘5.1 Khỏi niệm về nhiệt luyện ơ— Thịnh Mới chước

511 Định nghĩa | eee Tiến us Ppt yo

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

s 5.1.3 Tỏc dụng của nhiệt luyện trong chế tạo cơkhớ _

5.1.4 Sơ lược về bốn chuyển biến cơ bản khi nhiệt luyện ‘5 2 Cỏc chuyển biến khi rựng núng thộp

5.2.1 Cơ sở xỏc định chuyển biến khi nưng node nhiờn

: 9.2.2 Cỏc đặc điểm của chuyển biến

5.2.3 Cỏc quỏ trỡnh xảy rả khi giữ nhiệt

3 3 Chuyộn biộn xảy ra khi làm nguộichậm _ s

` 5.3.1, Chuyển biến của Ă ễstenit khi làm nguội đẳng nhiệt _ 7 " : 5:3:2 Chuyờn biến của Ởstenitkhớ lần nguội liờn tục:

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

Trang 4

_ 5.4.1 Khai niộm vộ Mactenxit

_ 5.4.2 Cộc dic diộm ctia chuyộn biộn Mactenxit

“5 5 Chuyộn biộn khi nung núng thộp đó tụi — chuyển biến khi ram 5.5.1 Tớnh khụng ổn định của Mactenxit và Austenit dư aa 5.5.2 Cac chuyộn biộn xay ra khi ram

„CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG V

CHƯƠNG VI: CONG NGHE NHIET LUYEN THEP

6 1 Ú và thường hoỏ

ơ 6.1.1 U thộp

7 6.1.2 Thuong hoa thộp 6 2 Tdi thộp

6.2.1 Dinh nghia va muc dich _., 6.2.2 Chon nhiột d6 tdi

6.2.3 Chọn mụi trường tụi

mà 6.2.4 Tốc độ tụi tới hạn và độ thậm tụi So nh Ay Soa, 6.2.5 Cỏc phương phỏp tụi Ă thộp oo 6 3, Ram thộp ., 6.3.1 Định nghĩa và mục đớch 6,3,2 Cỏc phương phỏp ram os Cỏc khuyết tat xõy ra khi nhiệt luyện , 6.4.1 Biến dạng và nứt =6 4.2 ễxy hoỏ và thoỏt cỏc bọn „ 6 4.3 Độ cỳng khụng ‹ dat, _ 6.4.4 Tớnh giũncao ' -CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG VI _ B củ91 — _.CHƯƠNG VII: CÁC PHƯƠNG PHÁP HểA BEN E BE MAT mm - 1 1 Biến cứng bề mặt 4 91 7.1.1 Nguyờn lý ỉ1 _ 7.1.2 Cỏc phương phỏp biến cứng bề mặt thộp 9 1 2 Tụi bề mặt thộp 92 _ 7.2.1 Nguyờn lý : 92 7.2.2 Tụi cao tần 92

7.2.3 Tụi bằng ngọn lửa hỗn hợp khớ axetylen; OXY 94

4, 3 Hoa nhiột luyộn vce 94

_, 7.3.1 Nguyờn lý ro 2 OA

7 3.2 Tham cỏẽ bon sy 96 “7 3.3 Cỏc phương phỏp thấm khỏc „98 7 CÂU HỎI ễẹ TẠP CHƯƠNG VII - n, 99 | CHƯƠNG: -VHI: KHAI NIEM CHUNG VE GANG vit 100

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

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

| 8 1, 2 Cỏc đặc tớnh cơ bản của gang th vices 100

8 1, 3 Phõn loại gang s = ;100

8.2 Gang trắng 101

Trang 5

83 Gang cú graphit ơ „„ 101 8.3.1 Tổ chức tế vi ea ` 10T 8.3.2 Graphithúa ơ 101

- 8.3.3 Gang xỏm Ề tớ 1a đỏi dữ cd ety “ai

“8.3.4 Gang cau meee ổ an |

8.3.5 Gang dộo .” oe

RA, Gang hợp kim

8, 5 Nhiệt luyện gang : | | F `` 8,5,1 Ủ graphithúa - TT” meer "106 “8.5.2.0 48 thay đổi tổ chức nền kim loại nổ ơ “107 “8.5.3 Tội va ram EE J II

_ CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG VIII | 107

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

] _3 1 Khỏi niệm về thộp cacbon - ee ; 108

" "9,1,1, Thành phần hoỏ học ee 108

9.1.2 Ảnh hưởng của cỏc nguyờn tố đến tổ chức và tớnh chất của lớ thộp c si vi °— 108

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

9.2 Khỏi niệm về thộp hợp kim C7 Tết hàm 12

” 92,1, Thành phần húa học ơ

1 9.2.2 Cỏc đặc tớnh của thộp hợp kim BC ch 11

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

9.2.4 Ảnh hưởng của nguyờn tố hợp kim đến quỏ trỡnh nhiệt luyện oe hỦ

tụ 92,5, Cỏc khuyết tật của thộp hợp kim — ni TH Lểi

` 92.6 Phõn loại và ký hiệu thộp hop km _ ơơ

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

'CHƯƠNG X: THẫP KẫT CÂU

'10.1 Khỏi niệm chung về thộp kết cấu ơ

10.1.1 Yộu cầu đối với thộpkếtcấu PS 10.1.2 Thành phần hoỏ học 10.1.3 Phan loại thộp kết cấu -10.2 Thộp thấm cacbon | | "ơ Tu -' 10/21 Đặc điểm về thành phần hoỏ iọg “1 c6 8 ee oan eo dừi ` 102.2 Cỏc loại thộp thấm cacbon cee ‘10.3 Thộp hoa tốt _ — SỬ ¿⁄10,3.1 Đặc điểm + về thành phần hoỏ học a 3⁄ 10/32, Đặc điểm về nhiệt luyện l sàn “ “ {TP que

7 10.3.3 Cỏc loại thộp hoỏ tốt - eee

‘10.4 Thộp dan hội

“1 10.4.1 Diộu kiện làm việc của Ă thộp đàn hồi

hữẽ 10.4.2 Đặc điểm về thành phần hoỏ học và nhiệt- Huyện -

2/10/43 Cỏc loại thộp đàn hồi và cụng dụng của chỳng “ 10 5 Cỏc loại thộp kết cấu cú cụng dụng ning

Trang 6

y 2130 10,5.1, Thộp lỏ để đập nguội 4, 10.5.2 Thộp dộ cat: Lod ae 130

.,„ 10.5.3 Thộp 6 lan - men 2 us er ts súi 131

CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG X | đại si 1132

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

11.1 Thộp và hợp kim làm đao cắt " na

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

11.1.2 Thộp làm dao cắt cú năng suất thấp 8ỳ dt ỏc gi Tà HE, VỆ :! 134 11.1.3 Thộp làm dao cắt cú năng suất cao — thộp giú a2); sade fy hea dn ue 135 _.ằ 11,1.4 Hợp kim cứng v7 lỡ 1137 11.2 Thộp làm khuụn dập ':138 11.2.1 Thộp làm khuụn dập nguội 138 11.2.2 Thộp làm khuụn dập núng 138 11.3 Thộp làm dụng cụ đo 139 11.3.1 Điều kiện làm việc và yờu cầu đối với dung cu do 139 11.3.2 Cỏc thộp làm dụng cụ đo 139

CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG XI 140 CHUONG XU: THEP VA HOP KIM CO TINH CHAT DAC BIET 141

12.1 Thộp khụng gỉ 141

12.1.1 Khỏi niệm về thộp khụng gi 141

12.1.2 Cỏc thộp khụng gỉ hai pha 141

12.1.3 Cỏc thộp khụng gỉ một pha 141 12.2 Thộp và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 142 12.2.1 Khỏi niệm về thộp và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 142 12.2.2 Thộp và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao 142

12.3 Thộp chống mài mũn 143

12.3.1 Khỏi niệm về tớnh chống mài mũn của thộp cúc 143

12.3.2 Cỏc thộp cú tớnh chống mài mũn cao 143

CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG XI 143 CHUONG XII: KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU THễNG DỰNG 144

13.1 Nhụm và hợp kim nhụm 144 13.1.1 Nhụm nguyờn chất 144 13.1.2 Hợp kim nhụm 144 - 13 2 Đồng và hợp kim đồng 146 13 2.1 Đồng nguyờn chất 146 13 2.2 Hợp kim đồng 146 13.3 Hợp kim ổ trượt ` 147 13.3.1 Yờu cầu đối vội hop kim 6 trot 147

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

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

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

CHƯƠNG XIV: CÁC VẬT LIỆU KHÁC 149

14.1 Vật liệu thiờu kết 149

14.1.1 Khỏi niệm chung 149

Trang 7

wy ` #ứT eet U 14.1.2 Tổ chức và tớnh chõt của vật liệu thiờu kết 14:.2 Vật liệu chất dẻo |

14.2.1 Khỏi niệm chung

Ă5ù 14.2.2, Phõn loại và cụng dụng 14:3 Vật liệu Compụzit “! 14.3.1, Khai niộm chung 14.3.2 Tớnh chất và cụng dụng 14.4 Vật liệu Ceramic ‘1 14.4.1 Khai niộm chung nhớ c7: 14.4.2 Tớnh chất và cụng dụng “sy 708 = <9

CAU HOI ON TAP CHƯƠNG XIV

# Tài liệu tham khảo

Trang 8

“DE CUONG CHI TIET HOC PHAN VAT LIEU KY THUẬT ˆ Ưng (HỌC PHAN BAT BUOC) ae

) Dị

ị

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

4 Phan bộ thoi gian: cy asics de

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

- | Thao luận: 18 tiột/2 = 09 tiột chuẩn " + | 5 Cỏc học phần học trước: " ị :

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

6 Học phần thay thế, học phần tương đương: Khụng di 7 Mục tiờu của học phần

Trang bị cho sinh viờn những kiến thức cơ bản về cỏc loại vật liệu dựng trong ngành chế tạo cơ khớ, cỏc phương phỏp cụng nghệ làm thay đổi tổ chức và tớnh chất của vật liệu nhờ đú chon va sử dung ding vật liệu theo yờu cầu kỹ thuật

8 Mộ tA văn tắt nội dung học phần ree

Học phần gồm 14 chương: Cầu tạo nguyờn tử, cỏc , dang liờn kết, ‹ cầu 1 tao, va tinh chất của cỏc Ă pha cơ bản, giản đồ tr ạng thỏi, cỏc chuyờn, biến pha kh] nhiệt luyện, cụng, nghệ nhiệt luyện và cỏc | phuong phỏp húa bền bề mặt, Cỏc loại vật liệu kỹ thuật sử dụng phụ, b 1 trọng ngành cơ khớ như: cỏc loại gang, cỏc loại thộp, kim loại và hợp kim mau, vat liệu vộ CƠ, ơ, vật lieu hữu c cơ, vat liệu compozit, wht

| 9 Nhiệm vụ của sinh viờn ơ LH La |

| - Dy lộp> 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, ơ cú Si a | - Sỏch, giỏo trỡnh học tập c i ơ eee ơ- oo |

—==r=[†]; Vậtliệu học: BO mụn Kỹ thuật: Vật liệu, “Tường ĐH KTCN 1983, ` — se ot — đỏ | [2] .Thớ nghiệm kim loai học và nhiệt luyện Bộ mụn KTVL Tam ứH KICN 1974 |

| - Sach tham khảo s 1 | |

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

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

[S] Cộng nghộ nhiột luyộn Pham Thi Minh Phuong - Ta Van That NXB GD 2000 ~ | [6] Sỏch tra cứu thộp gang thụng dụng Nghiờm Hựng ĐH Bỏch Khoa Hà Nội 1999, |

A Tiộu chuẩn đỏnh giỏ sinh viờn và thang điểm Cà vu ràng tờn ị

* Tiờu chuẩn đỏnh giỏ „ aoe ee ! | [ Chuyờn cần; ` ạ 7 | ơ- ị r Kiờm tra giữa học phõn; | me i | L Thi kết thỳc học phần _ { | * Thang diộm | Ỷ cứ ị + Điểm đỏnh giỏ bộ phận chấm theo thang điểm 10 với trọng, s ) " | - Chuyộn can: | 10% —

Ă = Thảo luận: | 10% ơ cen :

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

Trang 9

Jt TR 1H ——' 1u! Tuần thứ 12 Lịch trỡnh giảng sự "sa ¿ Nội dưng' '°'': 2°! 2s, ‡Tài liệu học tập, " tham'khảo:|: 10

_'1:7:Cỏc sải lệch- -trong mạng tỉnh thể -'- ~- :—— —_— eT eee - 1.7.1 Sai lệch điểm ẽ vờ ơ— tio aye

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

1.5 Khỏi niệm và đặc điểm của kim loại

1.5.1 Định nghĩa kim loại ‹

1.5.2 Đặc điểm cấu tạo nguyờn tử của kim loại

1.5.3 Liờn kết kim loại ơ

1.6 Cầu tạo mạng tỉnh thể của kim loại nguyờn n chất 1.6.1 Cỏc khỏi niệm về mạng tinh thể A 1.6.2 Cac kiộu mang tinh thộ thitrong | gặp của kim: loại ' 1.6.3 Tớnh thự hỡnh của kim loại

16:4 Đơn tỉnh thể và đa tinh thể - 1.7.2 Sai lệch đường

1743 Sai lệch mặt í 2 2 2 20 2 2

` 8 Cỏc phương phỏp nghiờn c cứu kim loại v và hop kim Ti

T 8.1 Phương phỏp mat gay " "

1.82 Phương phỏp tụ chức thụ dai 1.8.3 Phương phỏp tụ chức tế vi

1.8.4 Phõn tớch cấu trỳc 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 cú 2.1.2 Điều kiện năng lượng của quỏ trỡnh kết tớnh _

2 2, Hai quỏ trỡnh của sự kết tỉnh, : ~

32 1 Sự sinh mầm kết tỉnh ˆ 2.2.2 Sự lớn lờn của mõm,

2.3 Sự hỡnh thành hạt tỉnh thộ v va cỏc c phương Thỏp tạo hại nhỏ khớ, đỳc

2 3: 1 Tiền trinh kết tớnh -

2.3.2 Hinh dạng hạt | `

2.3.3 Kớch thước hạt

2.3.4 Cỏc phương phỏp tạo hạt nhỏ khi đỳc

| 2.4 Cau tao tinh thể của vật đỳc - ms

_ 2.4.1 Cấu tạo tỉnh thể của vật đỳc â

2.4.2 Cỏc khuyết tật của vật đỳc

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

3.1 Khỏi niệm về hợp kim "

3.1.1 Định nghĩa hợp Kim ` “`

3:12 Cỏc đặc tớnh của hợp kim

3.1.3 Cỏc khỏi niệm về hợp kim

Trang 10

| 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

3 -Thảo luận chương 1 I va HI đún aupcús củi vo HhE,[2T - | Thao |

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

Trang 11

|

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

5.4.2 Cỏc đặc điểm của chuyển biến Mactenxit A 5 5 Chuyộn biộn khi nung nong thộp da toi — chuyộn biộn khig ram,

5.5.1 Tinh khụng ổn định của Mactenxit và Austenit dự, " “ ae

5.5.2 Cỏc chuyờn biến xảy ra khiram - 4 pot ery Ding cà PHẾNT \ Kờ HC ga T4 4

Chương VỊ: Cụng nghện nhiệt huyện wep ơ" -

64 Ủ và thường hoỏ perl EU” G9 ft toe nee onal 4 6.1.1 Ủ thộp - Ce Sas es J8 0 C1 : ~ 6.1.2 Thường hoỏ thộp "- '6.2 Tụi thộp _ Nà thờ cố | 6.2.1 Định nghĩa và mục đớch ce ey / _ ơ 6.2.2 Chọn nhiệt độ tụi

6.2.3 Chọn mụi trường tụi _ _ SỐ 6.2.4 Tốc độ tụi tới hạn và độ thấm tụi ofan nye 6.2.5 Cac phương phỏp tụi thộp

'6.3 Ram thộp

6.3.1 Dinh nghĩa và mục đớch

6.3.2 Cỏc phương phỏp ram

6.4 Cac khuyột tật xõy ra khi nhiệt luyện - ơ

6.4.1 Biến dạng và nứt Boo ceo ơ fees

6.4.2 ễxy hoỏ và thoỏt cỏc bon 6.4.3 Độ cứng khụng đạt oy 6.4.4 Tinh gion cao Bou, Ter i fh 8 5 | -Thao luan chwong IV, V va VI TT BL t t | _| BI (5) |: Thảo luận -Kiểm tra giữa kỳ 1, 1 Biến cứng bề mặt 1 2 Tụi bề mặt thộp Chương VII: Cac phuong phỏp hoỏ bền bề mặt ''.- `'' mm ơ am ba egg rr TU địch „ ỡ ' 7.1.1 Nguyờn lý ts 7.1.2 Cac phuong phap biến cứng bề mặt ặt thộp Pee IL 7.2.1 Nguyộn ly

_7,2.2 Tụi cao tần ơ Ee em ue ee g2 Đướn | s2

7.2.3 Tụi bằng ngọn lửa hỗn hợp Kl khớ i aetye< “Oxy? Scr 2a L7, 3 Hoỏ nhiệt luyện ơ HH 1ó2

7.3.1 Nguyờn lý tiờn AG vị tố ti tủ 7.3.2 Tham cac bon tity

7.3.3 Cỏc phương phỏp thấm khỏc VF he 0:27 cú 72227

ị - Chương VHI: Khỏi niệm: chung’ về gang ‘4 8 1 Khỏi niệm chung ;:'1 ÿ° nàajn cuts

8: 1:1: Định nghĩa

8.1.2 Cỏc đặc tớnh cơ bản ủa gang 120 ne

Trang 12

vee ` 8 3 5 ‘Gang dộo ˆ 8 2 Gang trang 8 3 Gang co graphit : 8.3.1 Tổ chức tế vi ị 8.3.2 Graphit húa a ẹ _ 834, Gang xỏm 248 3: 4 ‘Gang cầu

8A Gang hop kim ee 8 5 Nhiột luyộn gang gự bo teh bot lấy wa

8.5.2 U để thay đổi tổ chức nền Ăkim loại Đ.5.3 Tụi và ram 8.5.1 U graphit húa Se than vỏn nụ " tử

Chương IX : Khỏi niệm chung về thộp 9.1 Khỏi niệm về thộp cacbon

9.1.1 Thành phần hoỏ học

: 9.1.2 Anh hưởng của cỏc nguyờn tố đến tổ chức và tớnh chất

của thộp cacbon the tiến

9.1.3 Phận loại thộp cacbon_

9.1.4 Ky hiộu thộp:cacbon: ee

| O15 Uu, nhược điểm của thộp cacbon

9.2 Khỏi niệm về thộp hợp kim T ta et

| 9.2.2 Cỏc đặc tớnh của thộp hợp kim

hợp kim rth a a ya ; Tự si ĐÀ 9.2.1 Thành phần húa học ae poe & celal aah! 9.2.3 Anh huong cua a nguyộn tố Shep kim đến: tổ; chức € :của: thộp "` [1], BỊ (4), (6 ' 9,244, Ảnh hướng của a nguyờn: tố hợp kim, đến quỏ: trỡnh nhiệt: bd -Tuyện - Ti 3 Giang

/ 9.2.5, Cỏc khuyết tật của athộp p họp] kim, | 9.2.6 Phan loại và ký hiệu thộp hợp: kim,

VI year Chương X: “Thộp kết, cầu,

Trang 13

| 10.5 Cac loai thộp kột cõu cú cong dung riộng J4I;ISE 6l : | 10.5.1.'Thộp 14 dộ đập nguội J“" nh ị | | 10.5.2 Thộp dễ cắt tự StH,

| 10 5.3 Thộp ụ lăn củj Hư n|xia SẺ 8 |

10 ĂThảo luận chương VII, VINH, IX và X Soh TEES} |i Thao is Ye Tl LE fe ETT ° | 112 Thộp làm khuụn đập ý si 2n he I ẽ ‘ ] \

11.1.1 Yờu cầu đối với vật liệu làm đao cắt _

11.1:3 Thộp làm dao cắt cú năng Siất cao thộp giú ' ' - -

11.1.4 Hop kim cứng

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

II 1 - Thộp và hợp kim làm dao cắt meds ‘Uh 6} " i way a who Gy 11.1.2 Thộp lam dao cắt cú năng suất thấp „di cảng TỰ ĐC BỊ: : 11.2.1, Thộp lam khuụn dap n nguội ——_t MÀ this LB xŠ == 11.2.2 Thộp làm khuụn đập núng cu Vểo dụng G0 1143 Thộp làm dụng cjđo - -' - 2262 tớ SG nọ fe 11.3.1 Điều kiện làm việc và yờu cầu đối với dụng cụ đo " 11.3.2 Cỏc thộp làm dụng cụ đo _ Chương XH : Thộp và hợp kim cú tớnh chất đặc biệt” 7| 1z 12.1 Thộp khụng gỉ Se eh a eB ag

12.1.1 Khỏi niệm về thộp khụng gi ơ bại 12.1.2 Cỏc thộp khụng gỉ hai pha co

12.1.3 Cỏc thộp khụng gỉ một pha Pe PP

12.2 Thộp và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao ere Ee Te

: 12.2.1 Khỏi niệm về thộp và hợp kim làm việc ở nhiệt độ cao "

12.2.2 Thộp'va‘hop kim lam viộc @nhiột d6 cao) | '

12 3 Thộp chống mài mũn ' ị : 12.3.1 Khỏi niệm về tớnh chống mài mũn của ep eT be :

| 12.3.2 Cỏc thộp cú tớnh chống mài mũnieọo 0°: ap -

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

13.1 Nhụm và hợp kim nhụm “ ˆ _ UE ees 18, (yy

13.1.1 Nhụm nguyờn chất ee Te ee ee

: 13.1.2 Hợp kim nhụm oe :

13 2 Dộng va hop kim dộng TH ye EI tT do

, â 13.2.1 Dong nguyộn chất ơ , ee ĩ " “| ị | — 13 2.2 Hợp kim đồng ER PEE URED EN

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

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

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

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

| Chương XIV: Cỏc vật liệu khỏc ic dựng trong chế tạo mày” " ị |

mo }14.4-Vatliộu thiờu kế = CỐ _ : |

Trang 14

14:2 Vật liệu chất dẻo? i eo, AUD 14 2.1 Khỏi niệm chung

14 2.2 Phõn loại và cụng dung, 14.3 Vật liệu Compụzit

14.3.1 Khai niộm chung >

14.3.2 Tinh chat va cong dung

Trang 15

PR ey 8: te

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

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

e Nội dung chương I ụ whe " ơ"

- Trinh bay khỏi niệm, cỏc đặc điểm về kim loại; | - Cấu tạo mạng; ‘tinh thộ của kim loại nguyờn chất;

- Cỏc sai lệch trong mạng tỉnh thờ gun cate bey

° Yờu cầu sinh viờn nắm được cỏc kiến thức sau: ma Nhớ và hiểu được cỏc khỏi niệm Hiờn 1 quan tới cấu trỳc, mạng tỉnh thể; : eee wR ơ ayn ` "ấn AL 1 1 “Dinh: nghĩa kimloại học

Theo định nghĩa cụ điển: Kim loại là vật liệu ( cố ỏnh kim, đẻo cú thể rốn được, cú tớnh din

điện + và dẫn nhiệt cao

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

1.1.2 Đặc điểm cấu tạo nguyờn tử kim loại

Số điện tử ở lớp ngoài cựng ớt, chỳng liờn kết yếu với hạt nhõn và dễ dàng bứt ra khỏi nguyờn tử trở thành điện tử tự do và nguyờn tử trở thành ion dương Cỏc điện tử tự do là nguyờn nhõn quyết định đến cỏc tớnh chất đặc trưng của kim loại

Ảnh kim hay vẻ sỏng: Bề mặt kim loại (khi chưa bị ụxy hoỏ) sỏng khi bị ỏnh sỏng chiếu vào, điện tử tự do nhận năng lượng và bị kớch thớch chuyển lờn trạng thỏi cú mức năng lượng cao hơn song khụng ổn định, khi trở về mức năng lượng cũ nú sẽ phỏt ra năng lượng thừa dưới dạng bức xạ làm cho kim loại cú ỏnh kim

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

Tớnh dẻo cao: Sự cú mặt của điện tử tự do hay “mõy điện tử” là nguyờn nhõn gõy ra tớnh dẻo cao Cỏc ion dương kim loại rất dễ dịch chuyển giữa cỏc lớp đệm là mõy điện tử dưới tỏc dụng cơ

Khi kim loại bị biến dạng dẻo cỏc ion dương trượt dịch đi với nhau nhưng liờn kết kim loại - được giữ nguyờn (ion dương và điện tử ở xung quanh) nờn kim loại cú tớnh dẻo

1.1.3 Liờn kết kim loại

Liờn kết kim loại là liờn kết mà ở đú cỏc ° + (% SÀN T NOY G

lon dương tạo thành mạng xỏc định đặt trong C â â S) â

khụng gian điện tử tự do chung (hỡnh 1.1) @ C DEORO) oF )

Năng lượng liờn kết là tổng hợp (cõn â â @ đ Œ vó

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

do bao quanh) và lực đõy (giữa cỏc ion dương) â â, @' @€ ON

Chớnh nhờ sự cõn bằng này cỏc nguyờn tử, Ion C G) CG) ‘S) CG)

kim loại luụn cú vi trớ cõn bằng xỏc định trong : đỏm mõy điện tử Z Mõy điện tử '—_lon dương

Hỡnh 1.1 Mụ hỡnh biểu diễn liờn kết kim loại

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

_-1.2.1._ Cỏc khỏi niệm về mạng tinh thể ơ— ` " ơ

Trang 16

Mang tỉnh thể là mụ hỡnh khụng gian mụ tả cỏch sắp xếp cỏc ¿ nguyễn 4 tử và ion n theo một quỳ luật nhất định th đỡnh 1 1 Bởi Vit trớ cú cỏc lon n hay n nguyờn t nổ tử: gợi là nỳt mang.’ PEE PE ~ re ch ` Hỡnh 1.2 Mụ hỡnh mạng tỉnh thể kim loại Hỡnh 1.3 Vĩ dụ về ụ co ban bk Oo co ban

Trong mang tinh thộ với cỏc chất điểm (ion, nguyờn tủ, phõn tử) sắp xếp theo trật tự, cú quy luật bao giờ cũng tỡm được hỡnh khụng giản: nhỏ nhất đặc trưng cho quy luật sắp xếp:đú gọi là ụ cơ bỏn (ụ” cơ sở) (Hỡnh 1: 3) vậy, 6 6 co ban | la a phan nhỏ: nhất: đặc: trưng day 4 đủ cho: cỏc tinh: chất c cơ bản của mạng tỉnh thể +

Mang tinh thộ gồm, vụ số ụ cơ bản xếp liờn tiếp 0 nhau theo ba chiền trong akong gian fF

` Mặt tỉnh thộ : mE by ơ này BH

Mặt tỉnh thể là mặt phẳng được tạo nờn bở† cỏc nỳt tạng Ơ (it nhất làba) - '”: “" h Cú, thể col mang định thể bao gồm cỏc mặt tinh thể giống hệt nhau, song Song, VỚI, nhau \ và

cỏch đều nhau ` ton 5

Ah de Thong số mạng tỉnh thể `

Thụng số mạng-tinh thộ là kớch.thước: cơ ‘ban của mang tinh thộ; chỳng: được xỏc:định theo

kớch thước cỏc cạnh của ễ cơ bản

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

ộ Mật độ nguyờn tử trong mang tinh thộ geoph gf,

Nếu, quan niệm: nguyờn tử (ion) nhử những Wa cau thi dui c cú sắp, xộpc chặt, đến đõu ‹ cũng

ti ly TÁC ơ

khụng thộ đặc kớn hoàn: toàn, do đú cần cú khỏi niệm về mật độ nguyen, tit vi nhieu tớnh, chất (đặc biệt như €ơ: tớnh), hành vi (khả nang hũa tan) liờn quan 'đến khỏi niệm nay an

Mức độ dày đặc trong sắp xếp nguyờn tử được đỏnh giỏ chủ yếu qua mật độ xếp oe - Mit độ ph wong (M): là mức độ xớt chặt của nguyờn tử theo một phương nhất định "

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

" L — tổng chiều dài xột "_.ơ tp Tait

- “Mật độ mặt (Mạ: là mức c độ xớt chặt của cỏc nguyờn tử theo một: mặt, nào: đú,

Trang 17

ROE

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

Đặc tớnh cấu trỳc của kim: loại là::nguyờn tử: (ion) Mụn ‹ cú -xu u hướng xếp xớt chặt với kiểu mạng đơn giản và cỏc liờn kết ngắn, mạnh Do vậy trong kim loại thường khụng gap cỏc kiểu mạng “hụng xếp chặt như mạng lập phương đơn giản, thường gặp cỏc kiểu mạng tỉnh thể sau:

a Lập phương tim khối (Lập phicong thể tõm, ký hiệu 42) “Cỏc nguyờn:tử nằm ở cỏc định và ở tõm của ụ cơ bản hỡ phương (hỡnh 1:4)

Mỗi nguyờn tử ở đỉnh thuộc về ry 6 bao quanh n nờn thuộc: về ( 6 6 dang

xột chỉ là L8 va.l nguyộn tid trung: tõm- kHễi-

Số nguyờn tử trong ụ 6 co ban: ny, = 8 a +1=2 (nguyộn tử)

as

Mật độ khối: My = ô8%

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

Ban kinh nguyộn ti: r =

b Lập phương tõm mặt (lập phương diện tõm, ký hiệu Al ơ oO co bản là Hỡnh lập phương với cạnh bằng a, cỏc nguyờn tử nằm ở cỏc đỉnh - và ở trung tõm cỏc mặt bờn (hỡnh

1.5) ca ơ—

Mỗi nguyờn tử ở tõm mặt bờn thuộc về 26 ụ nờn thuộc về 6 đang xột là 1⁄2 Do đú số nguyờn tử trong.ụ cơ ban: |

n=8 1+6 1=

8 2

Mật độ khối: My = 74%

c Su phương xếp chặt (lục giỏc xếp chặt, ký hiệu Ad) ễ cơ bản là khối lăng trụ lục giỏc, cỏc nguyờn tử nằm oO

12 dinh, tam của hai mặt đỏy và tõm của aba Khoi ling trụ tam” 1

giỏc cỏch đều nhau (hinh- 1 6 7 St TỶ

'Kiểu mạng này cú hai thụng sỐ mạng a va c, c/a= 1 6333 nh đập —— 3 Hỡnh 1.4 ễ cơ bản — tạng lập phương - — _ tõm khối

, " Hỡnh 1.5: O-co ban mang lap

_ Cỏc kim loại cú kiờu mạng này: đey, Ni, Cu, Al, AB ee TADS _ Phương t tõm mặt we Mỗi nguyờn tử ở đỉnh thuộc v về ` 66 ụ bao quanh nờn tl thuộc, : " ù - | về ụ dang xột chỉ là 1/6 Cae : an + : Dy ơ Số nguyờn từ rong 8 oo bin: A, conten 6 Mật độ khối: My = 74% Late | _ Cỏc kim loại cú 'kiểmn Tạng: hay! ‘Cd; Mg, Zn, i TE vein ch ng baa

d Chink phucong inộ tam Park coy ph

“Hi nh 1 6 6 co o bin mang sau Ă' phường xấp:ch at oe vu L — Kiểu mạng này tương tự như 1 kiểu 1 Thang lập phương tõm thế nhưng được kộo dai theo một ify} Ty

phuong, vỡ vậy mạng cú hai Ăthụng số mạng a và â, đÍ số c/a > 1 gọi là độ chớnh phương

1.2.3 Tớnh thự hỡnh, của kim loại at HH nụ OBR SARE 0

— “Nhiều kim loại cú đặc tớnh la ở khoảng nhiệt độ v và ỏp suất tỏc nhấn cú ú những kiểu mạng

tỳ di ý : wl

-~16- wh

Trang 18

chuyển biến thự:hỡnh: :

- Thủ hỡnh hay đa hỡnh là sự tồn tại hai i hay nhiều cấu trỳc mạng tỉnh: thộ: khỏc nhau của cựng một nguyờn tố hay một hợp chất húa học, mỗi cấu trỳc khỏc biệt đú được gọi là một t dang thự hỡnh ‘va theo chiộu, tang nhiột 46 tang được ký hiệu lần lượt là: a, B, y; 5, €: - po

Qua trinh thay đụi cau trỳc mạng | từ dang t tha hinh nay sang dang thự hỡnh k khỏc được gọi là Khi cú chuyển biến thự hỡnh bao | giờ cũng cú sự "thay đổi về thể tớch vọ cơ tớnh ˆ

Một số vật liệu thường dựng cú tớnh thự hỡnh là thộp, gang (trờn cơ sở sit); cỏc bor.ằ

Sắt nguyờn chất, theo: chiễu nhiệt độ tăng cú cỏc 'dạng thự hỡnh: _ mm" - Feơ: cú kiểu mạng lập phương tõm khối, tồn tại ở nhiệt độ < 91 1°C

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

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

Cỏcbon ngoài dạng vụ định hỡnh cũn ton tại dưới nhiễu dạng thự hỡnh: kim cương (A4), graphit (A9), sợi cỏcbon (cầu trỳc lớp cuộn), Fulleren (cầu trỳc mặt cầu Cỏo) Graphit là dạng thường gặp và ổn định nhất, kim cương ớt gặp nhưng cú thể chế tạo được bằng cỏch ộp graphit ở ị

nhiệt độ và ỏp suất rất cao

1.2.4 Đơn tỉnh thể và đa tinh thể |

a Đơn tỉnh thể ` Ỷ

Nếu chất rắn tinh thộ chi là một khối mạng đồng nhất tức cựng kiểu mang va hang số mạng cũng như phương khụng đổi hướng trong toàn bộ thể tớch thỡ được gọi là đơn tinh thộ â

(hinh 1.7)

Cỏc đơn tỉnh thể kim loại khụng tồn tại trong tự nhiờn, h

muốn cú: phải dựng cụng nghệ muụi hoặc: cõy đơn tớnh: thờ Hin h 1 7: Mo hi in ah do n tin h thộ ộ trong phũng thớ nghiệm - nà Hi

-:Đơn tỉnh thể ốú tớnh đị hướng dớnh chất khỏc nhau theo cỏc phương 1 khỏc nhau), 6 Thững phương cú mật độ nguyờn tử lớn lực liờn kết giữa cỏc nguyờn tử sẽ lớn hơn ở những phương' cú mật

_ độ nguyờn tử nhỏ

ô Trong san xuat co khi khộng sử dụng don tinh thộ, nú được sử ‘dung rong rai trong cong nghiệp điện tử ở dạng bỏn dẫn , cai

he Da tinh thộ ; Doe Da tỉnh thể gồm rất nhiều đơn: tỉnh thể nhỏ (ot jm) được gọi: là hạt tỉnh thể hay hạt, chỳng tuy cú cựng ' cấu trỳc và thụng số mạng song phương lại định hướng khỏc nhau và liờn kết với nhau qua vựng ranh giới gọi la | — Hattinh thộ — "Biờn giới hạt

_ biờn giới hạt (hay biờn hạt) (hỡnh 1.8) - Hỡnh 1.6 Mụ hỡnh h dla tinh thộ

Trong thực tế hầu như chỉ gặp cỏc vật liệu da tinh thể, chỳng cú một số đặc điểm là:

x Mỗi hạt là một khối tinh thộ hoan toan đồng nhất nờn tựng hạt đều thể hiện tớnh dị hướng ơ Trong đa tỉnh thể cỏc Hạt cú 'phương lệch nhau một cỏch h ngẫu nhiờn nờn lồa tinh thộ Â cú tớnh đẳng

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

- Ở biờn giới hạt cỏc nguyờn tử chịu ảnh è hưởng ' quy luật phương: mạng ‹ của- cỏc: chật x -xung- ứ quanh —— nến cú cấu trỳc hỗn hợp và Vỡ vậy khụng duy trỡ được cấu trỳc tỉnh thể mà lại sắp xếp khụng trật tự (xụ lệch) như là vụ định hỡnh, thường kộm xớt chặt với tớnh chất khỏc với bản thõn hạt nhứ cứng (cản trở cỏc hạt biến dạng), dễ bị ăn mũn húa học, cú nhiều khả năng I hũa tan cỏc nguyen: dữ khỏc hơn đo cú nhiều lỗ hồng hơn ơ "ơ poet ope fered laa

13 CÁC SAI LỆCH TRONG MẠNG TINH THẺ

Trang 19

huyột, tat mang , "ma

.Cỏc cầu trỳc tinh thể Ở trờn là của tỉnh thộ lý tưởng vỡ khi xột đó: bội qua dao động nhiệt và -€ cỏc: sai, “hỏng trong trật tự Sắp xếp cỏc nguyờn, tử Trong thực, tờ khụng phải 100% nguyờn tử; đều năm đỳng VỊ tri quy dinh nờn đó gõy: ra những, sai: hong được Bol là, sai Mech; mang, tinh thộ: thay

Phụ thuộc vào kớch Ăthước th theo 3 3 chiều trong khụng g gian : sai Ă lệch mạng chia thanh: sai lệch

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

1.3.1 Sai lệch điểm ơ—" "

Sai lệch điểm là sai lệch cú kớch thước, rất nhỏ (cn; nguyện t theo bại chiều khụng gian và _ cú dạng bao quanh một điểm, Cỏc dang Sai lệch điểm “hường găplà:, " - Nỳt trống: là nỳt mạng khụng cú nguyện, tử - Nguyờn tử xen kế: là cỏc > nguyen tử (cú thể là nguyờn tử tạp chất khụng m nằm n đỳng VỊ trớ " nỳt mạng | ^ - Nguyộn tử thay thộ: la cỏc nguyờn tử khỏc loại thay thế vào Mi i ti nỳt mạng _

_ Số] lượng cỏc sai lệch điểm phụ thuộc VÀO: _ re ơ x

oe Nhiệt độ: 'nhiệt- độ càng cao đao động nhiệt c của cỏc nguyờn | tử cảng lớn và số nỳt trống càng nhiễu

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

à sai lệch ( cú dạng của một đường, (cú thể là đường thẳng, cong, xoỏy, trộn 0), Sai lệch đường e cú ú:thể là một dóy cỏc sai lệch điểm, song co ban va chủ yếu vận là lệch (dislocation) với hại dang la lệch biờn và lệch xoắn:

{ capa ch 5]

a Lộch biộn (lệch thang) | ĩ

Cú thờ hỡnh dung lệch biờn như mụ hỡnh hỡnh 1 9 9 ( điều này y khụng, cú 2 nghĩa n nú được hỡnh thành đỳng như vậy), chốn thờm bỏn mặt ABCD vào nửa phan trờn của mạng tỉnh thờ lý: tưởng, sự xuất hiện này làm cho cỏc mặt phẳng nguyờn tử khỏc nằm về hai phớa trở nờn khụng hoàn: toàn song Song với nhau nữa SB ee EE OP oa a wane hy

tore water ơ

k

11, Giải Tzi ;LỤT

Sự sắp xếp nguyờn tử trờn mặt cất vuụng g gúc sit Eig AD (ving bixd lệch khỏ nhỏ „ “chi vài thụng số mạng trong vũng trũn sự xụ lệch này kộo dà “heo đường AD, được gọi là tru UC, lệc 1

chớnh l là biộn  của a ban mat nộn cú tờn là lệc oe ơ

Cú thể hỡnh h dung lech xoan n như r mụ hỡnh t trượt dịch hinh 1 1 10: cat tỉnh thể lý tưởng! theo: bỏn' "mặt ‘ABCD fi truot dich hai mộp ngoài ngược chiờu nhau đi một hằng số mang t trờn “đường BC

Trang 20

Điều này làm':cho cỏc nguyộn te trong: ving liep gitfa ‘hai đường ‘AD, BG sắp: xếp: lại 'cử dạng đường

xoăn ốc nờn lệch cú tờn là lệch xoắn: Ă1/001 90 H0 Q01 V198 1n ni in iG Hy

n hudng ‘rat 16a dộn'sur kột tinh;"co“tinh’ va chuyộn

Lệch xoăn đúng vai trũ quan trọng, : Tu xu Qua ả biến pha : Bak he -@đ)

Hỡnh 1.10 Mụ hỡnh tạo lệch xudn (a,b) va cach sắp xếp nguyờn tử (c) 1.3.3 Sai lệch mặt Grain boundary o°o

Là loại sai lệch cú kớch thước lớn theo hai OOOOOGO Oo O 059% |

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

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

Cỏc dạng điển hỡnh của sai lệch mặt là: 8 Oo ° 8 8 O O°

-_ biờn giới hạt và siờu hạt ee " 00000000 â OOO OOOOố

- bề mặt tỉnh thể, Grain A Grain B

Hỡnh 1.11 Sai lệch mặt

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

1.4.1 Phương phỏp mat gay 2

Quan sỏt bằng mắt thường ở chỗ gẫy, vỡ cú thờ phỏt hiện vờt nứt lớn, lần xỉ, rụ xi sơ bộ vệ | hạt lớn hay bộ Đõy là phương phỏp đơn giản nhất để ta cú thể kết luận sơ bộ về chất lượng kim loại

hoặc nguyờn nhõn hư hỏng

Tuy nhiờn, khả năng phõn giải của mắt cú hạn (chỉ phõn biệt được kớch thước >0,15mm) nờn khụng phỏt hiện được cỏc dạng hỏng cú kớch thước nhỏ

1.4.2 Phương phỏp tổ chức thụ đại

Nếu mài phẳng mặt gẫy bằng giấy mài mịn và sử dụng kớnh lỳp thỡ cú thể phỏt hiện cỏc đạng

hỏng (nứt, rỗ, lẫn xỉ, .) với kớch thước bộ (cỡ 0,05mm)

Nếu dựng một số húa chất thớch hợp để ăn mũn nhẹ bề mặt đó mài phẳng sẽ phỏt hiện được

- sự khụng đồng nhất của tổ chức kim loại như lớp tụi bề mặt, lớp thấm, sự thiờn tớch của P và Đ -

1.4.3 Phương phỏp tổ chức tế vi

Đõy là phương phỏp nghiờn cứu tổ chức kim loại bằng kớnh hiển vi, nú được dựng rộng rói trong sản xuất và nghiờn cứu (thường dung là hiển vi quang học) - ' 7

Muốn quan sỏt được trờn kớnh hiển quang học phải mài mẫu, đỏnh búng và tõm thực Những

pha khỏc nhau sẽ bị ăn mũn khỏc nhau và trờn kớnh hiển vi sẽ thấy được cỏc vựng sỏng tối khỏc

nhau:

Khả năng phõn ly cao nhất của kớnh hiển vi quang học khoảng 4000A

Với kớnh hiển vi điện tử, khả năng phõn ly từ vài đến vài chục Ä, tuy nhiờn việc chế tạo mẫu rất phức tạp nờn chỉ dựng trong nghiờn cứu

Trang 21

-19-ats is Ẳ { ' i ‘, — $ ~4 ce eee ơ ` Trở te L ' _ ' ‘ r ' i H bị _ : ‘ toe, - TT KH ven : x i, 4 ỡ sẻ : : : + Ă ! ; 1 † “mm KT it 23 am cỏt v 1 ? vs + i i è 1 ` Tử H 1 ơ r : ( i ' fogs 1 : ; 1 i " 1 1 i bony } rege ii : ject t ba rey ' Vlg ion j ` 1 ti f bee ' ỡ $2 " Pape het { ' ‘ t tbe ti, ii 4 i , Ị ụ x ĩ ‘ Đợt Py G at ot + ~ ~ - ie "Ta — ee bự t+c " ơ ; f " TT T ở ET h “ty ie

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

vats TT, Tư? ¿LÍ ETTTT TT VỆ TT N TèR CC sổ dài DI mm teeta thy , vs alee pe nif ot i j eyes ve tivi if _ -20- : - — 7 _ oT — _ — 7 ST — TT ~ a —_—- -_ a —_

Hai phương phỏp tổ chức tế vi trờn chỉ cho biết hỡnh dạng, kớch thước, 86 lượng và sự phõn

bố c của hạt và cỏc pha Muốn biết kiểu mạng tỉnh thể phải dựng tia: Ronghen _ 14.4 Phõn tớch cấu trỳc bằng tỉa Rơnghen | a eh

Tia Ronghen cú bước súng rất ngắn nờn cú khả năng đõm x xuyờn Căn cứ vào ảnh vạch nhiễu xạ của tia phản chiếu từ mặt tỉnh thể để suy ra một cỏch chớnh xỏc kiểu mạng tinh thộ va rà thụng sỐ

mạng

Trang 22

_CHUONG H: sy KET TINH ah mae

- Phan truộe: đó khảo sỏt cấu ‘trite mang tỉnh thể của' cỏẻ ủguyờn tố, hợp chất và tổ chức' (hat) Phan này nghiờn cứu xem chỳng được hỡnh thành như thế nào cựng với cỏc quy luật chỉ phối “

- Phan Iộn kim loai, hợp kim được chế tạo (nấu: luyện) ra từ trang thỏi lỏng rồi làm nguội trong khuụn đỳc, tức qua kết tỉnh sau đú n mới qua cỏc dang gia cụng khỏc nhau' để thành bỏn sản phẩm \ Và sản

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

> Kết tỉnh được coi là bước khởi † tạo của sự hỡnh thành tổ chức (cỏc hạt với cầu trỳc tỉnh thể), " > Cỏc quy luật kết tỉnh từ trạng thỏi lỏng) cũng cú đặc điểm chung như cỏc quy luật chuyện nhà

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

=> Nghiờn cứu quỏ trỡnh kết tỉnh sẽ làm sỏng tỏ cỏc quy luật chỉ phối sự tạo thành hạt nhờ đú cú

thể tỡm ra cỏc biện phỏp nhận được độ hạt theo ý muốn và nõng cao chất lượng vật liệu

* Nội dung chương II

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

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

si me, Sự hỡnh thành hạt tớnh thể Và cỏc phường phỏp! tạo hạt nhỏ è khi đỳc;: - Cấu tạo tỉnh thể của vật đỳc

tuổi * Vờu: cầu sinh viờn nắm được cỏc: kiến thức sau:

- So sỏnh cấu trỳc của kim loại lỏng v với i trang thỏi khớ v va à trậng thấi rắn tỉnh thộ r rồi kết luận,

wry ger peo nh ones _

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

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

- Quỏ trỡnh hỡnh thành hạt tỉnh thộ;

- Nguyộn lý và cỏc phương phỏp tạo hạt nhỏ khi đỳc; su _ 8$ 2° Cấu tạo tỉnh thể của thụi đỳc điện hỡnh và một số ‘dang khuyết tật Ăthường Ă gặp, 2.1 CÁU TAO CUA KIM LOẠI LễNG VÀ DIEU KIỆN KET TINH SỐ —— -2;1:1;:Cấu:tạo của kim loại lụngˆˆ-**: * *ˆ ơ—

- — Trong kim loại lỏng cỏc nguyờn t tử tạo thành c cỏc c nhúm nguyện tử it sap xếp cú trật ty rat tự

gần) oon PRY) PEST as

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

hiện ở vị trớ khỏc (quỏ trỡnh xảy ra liờn tục): chàng To pe ok er RS

- C6 diộn tử tự do (nờn kim loại lỏng vẫn dẫn điện) - _ Cú liờn kết kim loại = Cấu trỳc của kim loại Jong gin \ với trạng thỏi rắn (trạng thỏi tỉnh thụ), hơn trạng thỏi khớ nờn nú 5 dộ - đàng kếttinh: :

2.1.2 Điều kiện năng lượng của quỏ trỡnh kết tỉnh ` + Sự biến đổi: năng, lượng quyết định tới chiề 1

kết tinh, chuyển pha : ) ' VINH oe nu

RNS one - Trong tự nhiờT ‘moi’ quỏ" trỡnh tự phẩt đều xõy la ‘theo chiều hướng giảm năng, lượng dir trữ Vi

du, moi vat đều cú xu u hướng: tự giam độ Cao vỡ ở vị trớ rT tha  cú năng lượng dự trữ rf (ihe năng) nhỏ hon ,

Safes Pehl ne Thế 2 pote Pyro i Ai am egg Phd oe ‘ mm won của amoi chuyện GP EI EI GHẾ địa

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

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

Trang 23

-21-Ệ “dey L8 hie the ‘he 2

sứ qi " i hie! “hyp aes

- Khi T > T;: kim loại tồn tại ở trạng tl thai lụng vỡ À năng i lượng : ty do ở rạng thỏi lỏng nhỏ, hơn ở trạng thỏi r rắn, sự: kết đỉnh: chưa? line n3

Xõy ra Felt ges ơ- Pow bios ar yoy oe arnt: Wee ga

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

pon it Khi T < Ts: kim loại tụn tai ở trạng: thỏi ran: ninh the Vè năng: úc

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

"- Khi T= Ts: kim loai long ở trạng thỏi cõn bằng động, cú T ko

ơ j1 rr T

nghĩa là trong, một đơn vị thời -gian-cú bao nhiờu-kim loại: rlong kết Ă “Hinh 2 1 Nang lipng te do của tỉnh thỡ cú bấy nhiều tỉnh thể bị hoà, tan Ts gọi là nhiệt độ kết tir nh

T iy thuyết vets kin loại owang thỏi r tấm về lỏng

Nine vay, điều Kiện xảyrq kết tịnh là làm nguội kim: bại lụng xuống dưới nhiệt độ kết tỉnh ry thuyết Gọi hiệu, số giữa nhiệt độ kết tỉnh lý thuyết : Ts và nhiệt.độ: kết tỉnh thực tế Tee ke là độ: quỏ ủguội: |

AT = T;— Txt Wipe

Vay cú thể phỏt biểu lại điều kiện kết tinh là sự kếttinh chỉ xõy Tả với độ quỏ nguội

Đa số kim loại nguyờn chất kỹ thuật cú thể kết tỉnh với độ quỏ nguội 'thảy đổi từ rất nhỏ (l+ 2" C) đến rất lớn (hàng chục, trăm đến nghỡn 3€): tuỳ theo: tốc: độ làm: Rguội ‘kh: kết "HH: ‘hhanh 1 hay — Với cựng một kim loại nhiệt độ kết tỉnh thực,tế đrong: khuụn ‹ cỏt: Cao: o-tion trong khuụn kim loại, do vay, khụng thộ cú nhiệt độ kết tịnh thực tế núi chung (cho.mọi trường hợp) › ct de pel

Tuong tu khi nung núng: sự núng chảy thực tế sẽ xảy ra khi, nhiệt độ cHõy Tại Ty hieu số của chỳng được gọi là độ quỏ nung Suse Don i yt bp oe Pa!

t

2.2 HAI QUÁ TRèNH CỦA SỰ KẫT TINH —— re

Ở nhiệt độ T < Ts sự kết tỉnh n xõy ra được là nhờ hai quỏ trỡnh co ba an I nối tiếp nhau 3 Xõy ra là tao mam và phỏt triển mầm TT Tễ úc ° SN 2.2.1 Tạo mầm bye tte en " eece eae wy elon hg ơơ my rủ toe a an Pet , aA

Nang lượng tự do cú quan hệ v với ri ban kớnh r của cỏc nhúm nguyờn tử (cú trật tự gần) trong kim loại lỏng theo đồ thị hỡnh 2.1 oo, ben 1 > Những nhúm nguyờn tử trật tự gần cú kớch thước r r< tụ _F ,, SẼ Cể Xu hướng tạn đi đệ làm giam năng lượng tự doPF - ;„, „| "xẻ nti > Những nhỏm nguyễn tử trật tự gần cú kớch thước r > tà, ": sở sẽ cú xu hướng lớn lờn để làm giảm năng lượng, tụ;do E pho bag Sản s3 abi Php Sj ay auth 27:1 => Những nhom nguyờn tử cú trật tự cú kớch thước r > Tth được gọi là mắm

"Dink nghĩa lạo Ă mam:

Tao mam là quỏ trỡnh sinh ra cỏc phần tử rắn cú cau trỳc ui tang oth watt i i mo tinh, thộ (kiểu mạng tỉnh thể 16 rang, xỏc định): với kớch „ ;Hỡnh 2.2, SU phui tinge” -của ' năng

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

lại, one khong | DỊ, tạn đi mà phỏt riộn lờn “hành hat tinh, nhúm nguyen, *ử Cể, diệt tự trong kim

thộ ee | inh " M ắốẻ

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

“Mam tự sinh: : được tạo nờn từ trong lũng kim, doại Jong động) nhất (đồng: thộ), khụng c cúisự:trợi

Trang 24

1

Luc nay cỏc nhúm nguyờn tử trật tự gần n nao cú 5 kớch thước để đủ lớn i > rh Ă(Giải thiết t ching la cac

khối hỡnh cầu bỏn kớnh r) sẽ lớn lờn thành hạt tỉnh thể, Tự được, xỏc định theo, cụng thức;,

G - sức căng bề mặt giữa rắn: Và lỏng,: "ơ la he Af, - độ chờnh lệch năng lượng tự do giữa a pha rắn và pha lũng tớnh chan ea SE feds Ae ee ae oy cho một đơn vị thể tớch s.ị ỏ¿ số núc ti cụng dc v

“Khi kết tỉnh ở ; nhiệt độ càng thấp, AT càng lớn thỡ Afy cang lớn nờn th càng nhỏ - —>:Cể nhiều nhúm trật tự gan cộ.san trong | kim loại: lỏng thoả món điều kiện về kớch:thước nờn càng cú - nhiều mam

Mam ký sinh: là sự tạo mầm ở trờn bề mặt những phần tử rắn: cú sẵn:trong lũng kim loại lỏng khụng đồng nhất (dị thể - cỏc phần tử răn khú,chảy :hoặc cỏc phần tử rắn.khỏc như: bụi tường lũ, bụi than, bụi chất sơn khuụn, .và ngay cả thành khuụn)

Do cú sự trợ giỳp của phần tử rắn cú sẵn nờn sức căng bề mặt trong trường hợp này nhỏ đi rất

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

Trong thực tế cũn cố ý đưa cỏc â phan ti tử răn vào để thỳc đõy quỏ trỡnh kết tỉnh 2.2.2 Phỏt triển mầm " ata

> Phỏttriển mầm là quỏ trỡnh-lớn'lờn của mam: thành: hạt: tỉnh thể, nú là quỏ trỡnh tự nhiờn \ vi làm giảm năng lượng tự do (hỡnh 2.2) ce SE ER SH Be

> Dac diộm cia quộ trỡnh phỏt triển mầm: khong đều theo cỏc phương,: phương nào: cú mật độ nguyờn tử lớn, tốc độ tản nhiệt:nhanh thỡ tốc độ phỏt, triển.mầm theo, phương đú cao của ca sẻ

hy = “=, trong đú:

i

> Trong quỏ trỡnh phỏt triển mầm, lệch xuan đúng vai trũ rat quan, trọng nhờ bậc thang trờn: bề mặt luụn tồn tại tạo điều kiện dộ dàng cho nguyờn tử gắn vào ơ ey age ogee

> Trong cỏc điều kiện thụng thường, đàm nguội tương ‹ đối nhanh) lỳc đầu phỏt t triển mầm mang tớnh dị hướng tức là lớn nẽanh theo một số phương tạo nờn nhành cõy sau đú, kim loại giữa c cỏc nhỏnh: cõy mới kết tinh tạo nờn hạt đặc kớn "ơ ơ i nà yi 2.3 su HINH THANH HAT TINH THE VA CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HẠT NHO, KHI ĐÚC 2.3:1 Tiến trỡnh kết tinh ve

- Quỏ trỡnh Kột tinh 1a sir tiếp nối liờn tục của hag quỏ "tỡnh e cơ ù bản: sinh mỡ mầm: và rao, mam, 1; trong | khi cỏc mầm sinh ra trước, phỏt triển lờn thỡ trong kim loại lụng ` vẫn điệp, tục Sinh i ia cỏc mam mới

_ zaSu “kết tớnh” tiếp tục phỏt triển chỏ tới khi khong con kim loại lụng và hỡnh thành tổ chức đa tỉnh

thể gồm cỏc hạt Si

53.'"ÿ mỗi mầm tạo rễn một Thật”

ơ Mầm sinh ra trước tạo thành hạt to hơn

- Cỏc mầm định hướng một cỏch |} ngẫu nhiờn nờùi phương 1 mạng của cỏc hạt khổng đồng hướng va, lệch nhau một gúc đỏng kế do đú xuất hiện s sự xụ ộ lệch mạng tịnh thể, 9 > ving biộn, gidi | hat "_

2.3.2 Hỡhh đạng hạt nh ơ- : —

Hinh dang hạt phụ thuộc vad’ tương quấn v về tốc c độ phỏt triển mắm:theo cỏc phương ~ Khi tốc độ phỏt triển mam đều theo moi phuong thi, hạt cú dạng ‹ đều cạnh hay cau

"ở" Khi tốc độ phỏt triển mam mạ theo hai phương (mat) nao, đú thi hat cú dạng tắm, lỏ, phiến i12} ied f ob + _~ Khi tốc độ phỏt triển mầm Thạnh theo một phương ni nào 0 dộ thị hạt cú dang dai hỡnh trụ, đũa và cột, cú khi là hỡnh kim _ 2.3.3 Kớch thước Hạt ` | “has gh |

Kớch- thước hạtcú- 'quản-hệ chặt chế -iỗi cơ tớnh, hạt cảng ` nhỏ độ "bền, độ dộo va độ dai càng cao, do vậy cần phải xỏc định kớch thước hạt Thường xỏc định độ lớn của hạt trờn tổ chức tế vi bằng cỏch:

-23-

Trang 25

- Do dign tich trung bỡnh của hạt Cỏch này ớt dựng vỡ phức tap Oo

+ é0 chiều ỡ ngang (đường kớnh) lớn nhất của hat Pa PE PE ane Sour tend

- _ So sỏnh tổ chức hạt với ‘bang mau vộ cấp hạt s :

2.3.4 Cỏc phương phỏp tạo hạt nhỏ khi đỳc CEE ee ơ" -

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

- - Kớch thước hạt mà thuộc vào 0 tường; quan của Hai quỏ tỡnh co ban khi kột tinh la tao mam va

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

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

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

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

: ‘ “rà ơ" - ơ fas Tễ TM

poy heres ep Pos er SPP PEE Pe ES ay, 3 i phe vey Tại ‘

A=1;1.4 B ;trongđú: 'AÁ là kớch "thước hạt: cm II i v la tốc, › độ phỏt triển triển mầm mms] el ed — n là tốc độ sinh mam [1/(m? ‘S)] oo - Vậy, nguyờn lý tạo hạt nhỏ khi đỳc là tăng tốc độ sinh mõm và giảm tốc độ phỏt triển mẫm b Cỏc phương phỏp làm nhỏ hạt khi đỳc ơ—- ơ hg te ' Tang độ quả nguội (AT) :

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

- Dộ tao duoc 6 quỏ nguội trong khoảng [AT\, AT;] thỡ tốc độ "

nguội phải đạt được 104+10° [°C/s]

-> Trong sản xuất cơ khi chỉ đạt được AT<ATi Nếu tăng AT thỡ cả:h và v đều tăng nhưng n tăng nhanh hơn, do đú số lượng mầm | tạo ra nhiều hơn nờn hạt nhỏ

'

t

| ẤT AT, | “AT

> Trong ky thuật đỳc, để tang độ quỏ nguội phải: làm nguội ẹ - nhanh bằng cỏch thay đổi vật liệu làm khuụn: “i nh 2 3 Ảnh hưởng của độ F 1) Khuụn cỏt: nguội rất chậm, đặc biệt là khuụn khụ; ơ qua nguội AT đến n và y 2) Khuụn kim loại: tốc độ nguội cao hơn; ee x

3) Để tăng thờm tốc độ nguội, dựng thờm ‹ cỏc phương phỏp như: “làm mỏt, t khuụn hằng nước, đức ly

-_ tõm, đỳc ỏp ‘luc, dog ơ

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

> AT>AT;: cỏc nguyờn tử khụng, thộ khuếch tỏn tạo r nờn n tỉnh thế mà tạo r nờn hương thỏi \ vụ, ụ định

hỡnh (thay tinh kim loại) b dạn run

> Để tao duoc tốc độ nguội lớn phải dựng cỏc 'phương phỏp đặc biệt như: phụn t tạo › bột † tir pha lỏng, tia băng mỏng trờn đĩa nguội bằng đồng, bộc hoi trong ô chõn khụng, `

Phương phỏp biển tớnh ơơ si : ơ

> Biộn tinh là phượng phỏp, cho.v vào kim loại lũng trước ‘hi rút khuốn wifi rong biệt ( gọi là chất biến tớnh) cổ tỏc dụng | làm nhỏ hạt, đụ Khi! làm thay đối, ` " rer

Trang 26

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

Vidu 1: Cho Al vao thộp lỏng (vai trăm g/tộn), nú sẽ kết hợp với Đa, No ‘than ÄbO ý và AIN khú chảy, nhỏ mịn và rà phõn tỏn, nú lạ cờ sở đềt đạo Tả nhieu 1 mam mky's sinh, nhờ vay tạo được hat nhỏ, đều ‘trong thộ ti h lớn 8 ee HD Ẻng mm ai a " ni

Vĩ dụ 2: Khi đỳc hợp kim AI Sĩ, cho thờm: vào hợp kim lỏng lượng hụi muối Na, khỉ hỏt tah’ nú sếp phu vào bề: mặt mầm Si lam chậm: sự phat triển của tỉnh thể ‘Si, làm chỳng tất nhỏ mii a mua sơ ;

—

2.4 CẤU TẠO: TINH THẺ CỦA THểI ĐÚC `.- ` co ue Cee 2.4.1 Cấu tạo tỉnh thể của thỏi đỳc ơ

Cỏc sản phẩm đỳc thường: cú-hỡnh dạng phức TK

tạp, ở đõy chọn thỏi đỳc cú hỡnh dỏng đơn giản

(tiết diện hỡnh vuụng hay hỡnh trũn) để khảo sỏt

(hỡnh 2.4)

s4, Đối với thỏi đỳc điển hỡnh, từ ngoài vào trong cú: ba: ving tinh thộ:lan lượt là:: LB

| Vỏ ngoài cựng là lớp hại nhỏ đẳng trục (1 ie ơ- Hạt nhỏ vỡ tục, độ: nguội ở: bề mặt lớn nờn:kim loại): = lỏng kết tỉnh với độ quỏ nguội lớn, hơn nữa bề

mặt khuụn giỳp cho sự tạo mầm ký sinh Hạt đẳng: : eR

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

nhau (chưa cú sự khỏc biệt lớn về tốc độ nguội Hi nh 2, 4 Cấu lạo tỉnh thộ của a thỏi đỳc -:::::

theo cỏc phương) : ơ

“| Ving: tiện theo, la, lop; hat, twong đối lớn hỡnh trụ kộo đài và yuong g0c vor: thành khuụn: Q: Hat lớn hơn vi tốc độ nguội lớn hơn nờn kim, loại: long ket tinh với Ă độ quỏ nguội bộ: ‘hon Hat pee triển

_ với thành khuụn là phương t thoỏt, nhiệt "— nh õn ơ

! ) Vũng ở giữa là cỏc hạt lớn ding trục (3): Vựng 0 giữa cú tốc độ nguội Ă chậm nờn kim: loại jong | kết tỉnh với độ quỏ nguội rất bộ, dơ đú hạt nhận được cú kớch thước lớn Hơn nữa, ở vựng trong cựng tốc độ nguội theo mọi phương là như nhau nờn hạt phỏt triển đều theo mọi phương, do, do hat ô cú 6 dạng cầu hay đa cạnh (đẳng trục) cõn Eda Ệ Nhà PNH mời °

Trong ba vung trờn, vựng ngoài cựng luụn là lớp vỏ mỏng (it anh hưởng đến cở tớnh của vật đức); hai vựng sau cú mối:tương quan với nhau phụ thuộc vào điều kiện làm nguội khuụn: Túc

- _ Khi làm nguội mónh liệt thỡ vựng 2 sẽ lấn ỏt vựng 3, thậm chớ mất hẳn vựng 3, khi đú thối nhữ là chỉ cú vựng tỉnh thể hỡnh trụ vuụng gúc với thành khuụn' (như bú đũa), tổ chức này gọi là xuyờn tỉnh Tổ chức này tuy cú mật độ cao song khú biến dạng dẻo nờn khụng phự hợp với thỏi cỏn ¿ - Khi làm nguội chậm thỡ vựng 3 lan at vựng 2, thỏi đỳc trở nờn dễ cỏn hơn 2.4.2 Cỏc khuyết tật của vật đỳc _ Cỏc khuyết tật khi đỳc làm xấu rất nhiều chất lượng của vật đỳc Cú cỏc dạng khuyết tật sau a._ RỄ co và lừm co Chỳng đều cú nguyờn nhõn là do thể tớch kim loại khi kết tỉnh bị co lại nhưng hỡnh thức thể hiện thỡ khỏc nhau

TC Rỗ cứ: là cỏc lễ: hồng r nhỏ nằm giữa \ cỏc nhỏnh cõy hay ở biờn hạt do sự-co-của- -kim-loại- Hong khi kết tỉnh được phõn bố giải rỏc trờn khắp vật đỳc °

Trang 27

- Rỗ co làm giảm mật độ, làm xấu cơ tớnh của vat đỳc đỳc

- Nộu thoi dic qua gia cong ap, lực (biến dang dộo) ở nhiệt độ cao thỡ .chỳng được, hàn kớn nhờ bị — bẹp lại và quỏ, trỡnh khuếch tỏn làm liền kớn, - Trường hợp này, ảnh khụng, đỏng, kế: tới cơ tớnh, - Lome co: la phan, lễ hong tập trụng I nằm ở phần trờn cựng e của vật đỳc a ' - Day la phan kột tinh sau cung, kim loai lỏng ở đõy đó bự cho cỏc phần tử kết tinh trước, ở ù phớa dưới và đến lươt nú kết tịnh thỡ hết kim loại long dộ, bo xung tạo ra lỗ hỗng tập trung Sạh SIM 4

- Phan khuyết của lừm, so Pp ai được, cắt bỏ, triệt dộ vỡ thế thờ, tớch, SỬ dụng ‹ của thụi chi  con

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

- Dộkhac phuc lộm co người ta cú thể đỳc liờn tục hoặc: làm đậu ingot để phần 16m co nam bờn

ngoài vật đỳc : tại ơ bey hag S

Đối với kim loại, hợp kim lượng, co khi kết tỉnh là một giỏ trị khụng: đổi nờn: "khi thể tớch lừm co d tăng thỡ tong thộ tớch rỗ co giảm đi và: ngượở -ại chứ khụng thể, Jam mắt được dạng: khuyết tật: này: vind â

là bản chất của kim loại ơ——— x “ :

-b Rỗ-khớ bt ge - tie ờm

ae Trong điều kiện nõu chảy thụng thường, kim loại lỏng cú khả năng hoà tan một lượng khớ đỏng kế, sau khi kết tỉnh độ hoà tan của khớ trong kim loại rắn giảm đi đột ngột; khớ thoỏt ra khụng: KỊP; bị mắc kẹt lại tạo nờn tỳi khớ nhỏ được gọi là rỗ khớ hay bọt Khir

ch Rỗ khớ cũng cú thể do khớ, hơi nước từ khuụn bốc lờn, tạo riờn cỏc: bọt t thường nằm ở trờn hay se

ngay dưới bề mặt của vật đỳc ơ PE OE ON et Để tờn

- — So với rỗ co, rỗ khớ làm giảm mạnh mật độ và cơ tớnh do: kớch thước lớn Po

- Dộtranh được khuyết tật này phai tien hanh khử khớ tốt trước khi rút khuụn; sy khụ khuổn Gat

hoặc đỳc trong chõn khụng „

j ce Thiờn tớch

- = Là sự khụng: đồng nhất về thành phần và tổ chức của vật đỳc, Xõy | ra a khOng những doin với si hop kim cú thành phần'phức tạp.mà cả kim loại dơ tớch tụ tạp chất, es, ne —-

Sự khụng đồng nhất này dẫn-đến sự sai khỏc về tớnh chất giữa cỏc phần, sử "dựng kộm hiệu quả - Để khắc phục thiờn tớch phải ủ khuếch tan tỳc Ở nhiệt " ca: ‘trong nhiều giờ) a me ơ CÂU HỎI ễN TẬP P CHƯƠNG IT ae ale -~l2 ơ" = S6

“Cõu 1> Điều l kiện xõy 1 ra › kết tỉnh la gi?

Cõu 2>.Cỏc quỏ,trỡnh kết tỉnh xảy.ra như thế nào? ơ ax tuệ

Cõu 3> Tại sao trong kỹ thuật đỳc lại, ean shat nhỏ? Trinh, bay nguyen Wow iva cac; phương phỏp t tao-hat' nhộ khidtic? ô 2 a ơơ ee bee ey an a a Meh ted het web i

Cõu 4> Thỏi, đỳc cú cấu tao như thộ nào? ơ_— Pa ote Ses Hệ ca ty BỈ Cõu 5> Trỡnh bầy cỏc khuyết lật của,vật đỳc? -ð( cú là nie DỰ di ng cc củ cua s-R 2 The

Mba TP, pen pe tt THỦ] bry ad

Trang 28

với kim loại, nguyện, chất nú cú cỏc đặc tớnh phủ hợp hơn về sử -đụng,Ê gia cong val kinh tẾ, : CHƯƠNG IH: KHÁI NIỆM VE HOP KIM VA GIAN DO TRANG THÁI

Bo fas Ely ềềễ

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

.— Khỏi niệm về hợp kim; Tu Ha TỦ

„si _ Cỏc ‘pha va tớnh chat cỏc pha trong hợp] kim; oe alae 7, - “Gian đề trạng thỏi cửa hệ hợp kim hai nguyờn; oe | | can

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

= Yờu cầu sinh viờn nắm được cỏc kiến thức sau: Wp eee he It

- Khai niộm hop kim và cỏc tinh chất ưu việt của hợp kim so với kim loại nguyờn ‹ chat; ơ Dung, dịch: rắn và pha,trụng gian; x ơ

ơ Khảo sỏt cỏc loại giản đề trạng thỏi hai: nguyờn thường gap;

- Vộva hiộu được giản đồ trạng thỏi sắt — cỏc-bon; : - _ Nhớ được tổ chức của thộp cỏc bon và gang trắng theo giản đồ trạng thỏi sắt — cỏc bon

3.1 KHÁI NIỆM VẺ HỢP KIM

3.1.1 Định nghĩa hợp kim

Hợp kim là vật thể của nhiều nguyờn, tổ, và mang tớnh chất kim loại (dẫn điện, dẫn nhiệt cao, dẻo, dễ biến dang, cú ỏnh kim, " nỗi

Hợp kim được tạo thành trờn cơ sở kim loại: giữa hai kim loại với nhau (Latụng: €u.- - Zn) m mà cũng cú thộ la giữa, một kim loại với một a kim: (thep: Fe ; â), song nguyờn tố chớnh vẫn là kim loại, đồ là hợp kim đơn, giản hay | giữa nguyờn tố: chớnh là kim, loai vi hai hay nhiều "Pguyờn tố khỏc, đú là hợp kim phức tap " ts i tage aide cui agi dfs

“Thành phan cỏc nguyờn tố trong hợp kim thường được biểu thị bằng phan t trăm khối lượng và cũng cú khi được biểu thị bằng phần trăm nguyờn tử (nếu biểu thị bằng phan tram nguyờn tử thỡ phải cú ghi chỳ kốm theo) "Ta

3.1.2 Cỏc đặc tớnh của hợp kim " sdk - " as

ˆ Cỏc kim loại nguyờn chất cú tớnh ‘uu việt trong dẫn điện, dẫn nhiệt, tn th Trong chế tạo cơ khớ, thiết bị, đồ dựng, cỏc 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 cộ dộ bộn Cao, đề, chịu được tải cao khi: làm, việc, nhưng: đồng thời cũng khụng được giũn để dẫn đến phỏ hủy ơ

„Cỏc kim loại nguyờn chất rất dẻo (rất: dễ, dỏt mỏng, kộo sợi ngay ở trạng † thỏi: nguội — nhiệt độ thường) nhưng cú độ bền, độ cứng, tớnh chống mài mũn kộm xa hợp kim (cú thể hàng trục

lần) - Ho

_ Cho đến nay ‘hop kim van là loại vật liệu cú sự kết hợp tốt nhất cỏc đặc tớnh cơ học kể trờn: với tỷ lệ ỏp đảo trong mỏy múc và thiết bị :

b Tớnh cụng nghệ quờn ơ : "mm na d

Để tạo thành bỏn thành phẩm và sản n phẩm, \ vật tiiệu phải e cú ú khả năng ‘chiu gia cụng g thớch hợp và được gọi là tớnh cụng nghệ ơ— ơ ab ag ơ Sv a!

Kim loai nguyộn ‘chat tuy dễ biến dạng dẻo nhưng khú cắt ‘got, đỳc \ là khụng h húa bền được bằng nhiệt duyờn Trai dại hop kim, với Thiệu ching Ic loai khỏc nhạu cú the ne6 sigh ote

Trang 29

+ eat cs of ơ aos tt ita re ye a ` ơ RR ER Ss od OP et ơ bà n8 v0 để (au M cà VÀ W2 ha

- - Hầu như mọi hợp kim đều cú thể tạo hỡnh được bằng một trong hai phương phỏp: biến đạng dẻo (cỏn, kộo, ộp chảy, rốn, dập) và đỳc ỡ

-_ Hợp kim cú tớnh gia cụng cắt nhất định dộ bao dam san pi

chớnh xỏc, bề mặt nhón búng, điều này đặc biệt ( quần trong 'khi lắp |

- thiết bị : cư,

- Nhiều hợp kim, đặc biệt là thộp, rất nhạy, cảm với nhiệt luyện để tà

phự ae với điều kiện làm việc và gia cụng ˆ ee weeny oe : + Cụng nghệ chế tụo" ` SEE CNS ST Pe he OS ana EE

Trong nhiều trừ trường g hop, chộ tao ›hợp kim đơn gión Và rể "hơn sọ với "Kim ‘oar ng niguyộn chất, do khụng phải chỉ phớ để khử cỏc: iguỷờn tố: tap’ chất lấn vào Thà chỉ c can’ khong: chế | ở mức độ nào

đú Cú thể thấy điều đú qua hai trường hợp' Say l2 T02 dỏn ANH Hàn đến

- SO VỚI: luyện sắt nguyờn chất;:luyện hợp kim Fe Cc (thộp va gaié) don: giản hơn do nhiệt là be ú kớch thước, hỡnh dạng si nhau trọng mỏy múc Pos định te

hỏi độ bền cao, việc luyện sắt đũi hỏi khử bỏ cỏc bon và cỏc tạp chất Hắc một cỏch đriệt, để ma những: khụng: tăng được độ” bền mà cũn làm giảm độ bền: a ae

` Khi pha Kếm Vào kim loại chủ dong ta được laong vừa bờn đại vừa re hin (đú: kẽmr rễ Shon Pay tỡ Lyfe iva + \ eee Dy youd đồng) :"' d - Cỏc tớnh chất đặc biệt: pet hhỦ

củ “Hop kim cú cỏc ‘tinh: chat đặc biệt mà 'nhiều kim loại ngyờn chất khong cớ được (đàn hồi, 'từ tinh, Chiu’ mai mỗn, "ehịư ări ‘mon, làm việc ở nhiệt độ cao, 1 Vớ dụ, đối với Fe nguyờn chất khả năng chịu mài mũn, tớnh đàn hồi và làm việc ở nhiệt độ cảo 'đều kộm, ngược lại, với Ă'“ thộp sau khi nhiệt ot luyện đỳng ở cỏch thi’ è cỏc tớnh chất trờn đều tăng, đặc biết a đối' Xới ới thộp, hợp

" VUE Ey ơ

Lb

kime nàng mm" "ơ Si

3.1.3 Cỏc khỏi niệm về hệ hợp kim nhàn 0n T0

Khi khảo sỏt hợp kim cũng như cỏc > vat liệu khỏc, thường gặp mot số 'khỏi R niệm mới ‘ean n phõn

định rừ po co eID gv HREM BIg ets sO

qe Cau tử (guyờn)' Hà aes *“.a mm vi

Là cỏc nguyờn tố húa học: (hay hợp chất húa học ‘ban’ 'vững) cấu tạo hờn Ă hộp K kim „ Chỳng

tạo nờn tất cả cỏc pha của hệ _

~ Viidu latong (Hợp: kim Cũ: Zn} cú ú haẽ' cầu'tử là: Civ va àZn° : : “

b Pha " - Am

canh Pha là tổ phần đồng nhat' của hệ: (hop kim) cú cấu trỳc và cỏc tớnh chất ‹ cơ

định, giữa cỏc pha cú bề tmặt phõn cỏch ơ

Cỏc đơn chất, cỏc dung dịch long, ô cac dung dich ran, chat khớ, cỏc dang thủ hỡnh là ẻ cỏc”

pha khỏc ủhảu: ` 72 + 26 80 ền ng nh nà ee rr

c Hộ pe oe GUE ea Es

La tap hop tat cả cỏc hợp kim khỏc nhau với cỏc cau tử giống nhau

My dy: a tung CE TAY a hi, “fl to ands tai lệ ho 1119 tr PH wey un - rắn: củỏ 'hai kih' loại đú)

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

Sau GER TEA RT

nước đỏ, pha TỏRg: hước)” 8 me

Trang 30

Phuong phỏp chế tạo hợp kim thụng dụng nhất là hũa trộn (nấu chảy rồi làm nguội) cỏc cấu tử Ở trạng thỏi lỏng núi chung cỏc cấu tử đều tương tỏc với nhạu tạo:nờn.đung dịch lỏng — pha đồng nhất Người ta đặc: biệt quan tõm đến tương tỏc giữa: cỏc cầu.tử:ở trạng thỏi rắn vỡ chớnh điều nay moi quyột định cấu trỳc và do đú quyết định tớnh chất Của hợp kim iG day, cú thể e cú hai trường hợp lớn xõy ra: khụng và cú tương tỏc với nhau ee — hoes Bo a

*Khi har cau tử A va Bị khụng tương : tỏc với nhạu, tức “trợ” :VỚI- nhau, cỏc: 'iguyờn, tử, ‘ion cla từng cầu tử khụng đan xen Vào nhau, chỳng giữ lai cả hai kiểu mạng của cầu tử:thành phan, dưới dạng cỏc hạt riờng r rễ của hai pha nằm cạnh nhau với tổ chức tế VỊ biộu thị:ở hỡnh 3.1, hỗn

“hợpA+B „- " TH MTKr._ dy

- 'Khi hai cấu tử A va B cú tương tỏc với nhau, tức nguyờn tử của cỏc cấu tử dan xen vao nhau tạo nờn một pha duy nhất, khụng cũn lại cỏc hạt riờng rẽ của từng cấu tử (hỡnh 3 2), lỳc này cú thể cú hai trường hợp xảy ra:

- Hoa tan thành dung dịch rắn, lỳc đú hợp kim giữ lại một trong hai kiểu mạng ban đầu làm nền, cú tổ chức một pha như kim loại nguyờn chất

- Phan ứng húa học với nhau tạo thành hợp chất.húa học, lỳc đú khụng cũn cả ‘hai kiểu

mang ban đầu, mà tạo nờn kiểu mạng mới khỏc hẳn bo ơ a eee _:Dung dịch ne) hoặc: nop cl chat Ân Pn- ee a a -

Hỡnh 3 1 Tộ ch ức tộ vi của nà Hỡnh 3 2, Tổ chức tế vị của hợp kim hai nguyờn cú ú tượng tỏc

| hợp kim hai nguyờn khụng voi nhau -

ương tỏc với nhau “— .aen

3.2.1 Dung dịch rắn: ::.: - ơ

q Khỏi niệm Ă : HO pope lộc gần Al aceon Dung dịch rắn là pha đồng nhất cú cấu trỳc mạng tỉnh thể khi hai nguyờn tố Shoat tan \ vào > nhau: ở trạng thỏi rắn, một nguyờn t6 (A), giữ nguyờn kiểu mạng gọi là nguyờn tố dung mụi, nguyờn tố

kia (B) phõn bố đều vào mạng tỉnh thể của nguyờn tố dung mụi gọi là nguyờn tố hũa tan Ký hiệu dung dịch rắn bằng cỏc chữ cỏi Hy Lạp Œ, é, Y„:8, hoặc A(B)_ :

b Cỏc đặc tớnh chung cia dung dich ran — tớ : : ơ

- - Cú kiểu mạng, tỉnh thộ là kiểu mạng: của kịm loại, dụng m mụi Ă (đặc tớnh n này quyết 'định đến: cỏc '

Trang 31

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

Ă+ Gỏc nguyờn tố: hũa tan đi vào ‘hang tinh’ thộ Â cua” "nguyờn tố: dung mụi gay: Tả: x6 lệch: mang "ơ

¿+ Đử mạng tỉnh thể bị xụ Tệch nờn ‘dung dich’ ran

cú độ bền độ cứng cao hơn kim loại Ă nguyờn ‘chat, do)

-dộoituy:cộ giam- song khỏ: cao do v van giữ được kiờu” s -Hiệng của dựng i mdi pan as s

- Dung dịch rắn cũng cú tớnh: dẫn nhiệt, dẫn điện tốt song kộm hơn kim loại nguyờn chất

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

bao giờ cũng là phả cơ bản chiếm trờn đưới 90% cú khi chỉ cú pha này (100%) ` - ˆ

¿! Tũy thẻo cỏch phõn bố:iguyờn tử: dủa nguyờn: tổ

hũa tan vào mạng tỉnh thờ của nguyờn to dung mụi .SẼ: Cú: hai: loại dung dịch rắn: dung địch rắn xen 'kế và:

dung dịch rắn thay thế (hỡnh 3.3) — Bf

sanh PUấN ay, hy

:.tan thay thộ và xen kế vào.dụng:mụi cú | mang, lap phương, tõm mặt

Sau đõy, lần lượt xột từng loại dung dịch rắn

:e: Dưng tịch: rắn thay thộ " oS N

“Trong dung dịch: rắn thay thế

cỏc nguyờn tử hũa tan chiếm chỗ ˆ fl

hay thay thế vào đỳng cỏc vị trớ f of |; oe

nỳt mạng của kim loại dung mụi : "

(vẫn cú kiểu mạng và số nguyờn

tử trong ụ cơ sở đỳng nhự của cầu tử:dung mổi) (hỡnh3:4)." :

Về mặt hỡnh học cú thể thấy sự thay thế nguyờn tử này bằng nguyờn tử khỏc ớt nhiều gõy ra xụ lệch mạng do khụng cú hai nguyờn tố nào cú đường kớnh nguyờn tử hoàn-toàn gion g nhau,”’

vỡ vậy sự thay! thế: chỉ: Xõy” Tả đối với cỏc nguyờn tổ cú kớch thước nguyờn tử khỏc nhau ớt (giữa, cỏc kim loại sai lệch khụng ‹ quia’ 15%) 'Vượt Êqua giới hạn n này sự thay, thế Xõy ta rat khú vi làm xụ

lệch mạng quỏ mạnh trở nờn mắt ụn định ` " nà HP nộ nà ae

Su thay thộ trong dung dich ran thường chỉ là cú: han \ vỡ nụng: 'độ chỏt tan cảng tăng mạng ử nguyờn tố hũa tan '

Hỡnh 3.4 ễ cơ bản của dung dich ran thayithế với kiểu

mang lập phương thể tõm BAY

ee

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

tinh; thộ càng bị:xụ; lệch:cho đến? hồng độ bóo hũa; lỳc nay: riểu tăng nữa sẽ tạo nền hải mới (dung, |

eo TT

dichiran: khỏc hay: pha trung: gian), 'nồng: độ bao’ hũa đú được gúi là giới hạn hũa tần, ve :

Trong thuc tế cú một số cặp kim loại cú thể hũa tan vụ hạn vào nhau tạo niờn một “dóy cả cỏc dung dịch rắn cú nồng độ > thay đổi một cỏch liờn t tục từ 100%A - + 0%B cho đến LUA + J100%B như biểu thi: ở hỡnh 3.8, 61, 6c sự nung Tụn, caesd Đấi Jvl ANH dó TÀI GOM NINH g6ữ HN ĐHU

Trang 32

tiện rat khộ hoa, tan vao "Th wong quan về ộ nộng độ điện ủ tử, Gỗ lượng điện t tử hoa tri, ‘tinh cho, một nguyờn tử); nếu 1 dai sia lughe nay, VƯỢT quỏ I “Xỏc định đối với lo dung dịch, ăn đó cho sộ tao nộn, Phaj khỏc; điều này cú nghĩa là chỉ cú thể, hũa: tan, cú hạn “Chỉ cỏc nguyờn, tố cựng: hũa trị mới, Cể, thộ °hũa tan,vụ han vào tihau, Ac nguyộn tế khỏc nhau về húa trị chỉ cú thể hũa tan cú hạn spat Lal anv as - _ Tượng quan về độ õm điện: Trong húa học, độ õm điện thường dựng ‹ để biểu thị khả năng húa học tạo thành phõn tử, Nếu hai nguyờn tố cú tớnh õm điển khỏc, nhau rat nhiều dễ tạo hờn hợp chất húa học, pha trung: gian, sẽ hạn chế khả năng hũa tan vào nhau thành đụng: dịch rắn và ngược

lại " "

Hai tương quan sau cựng thường được đỏnh giỏ qua sự gần n nhau trong bảng hệ thụng tuần hoàn: cỏc nguyờn tố ở cựng trong một nhúm hay ở những nhúm cạnh nhau-thường cú cấu tạo lớp vỏ điện tử húa trị, tớnh õ õm điện và cỏc đặc tớnh ly- húa (đặc biệt là nhiệt độ chảy) giống nhau, dễ

tạo thành dung dịch rắn hũa tan vụ hạn Chỉ cần khụng đạt một trong bến yếu, tố trờn, rene dich ran tao: thành chỉ ‹ cú thộ là cú hạn Đa: số cỏc cặp nguyờn tố tạo nờn dung dịch ran nay

Cae cặp) 'nguyờn tố hỡnh thành dung dịch rắn vụ hạn chỉ cú thể xảy ra giữa cỏc c kim loại thỏa món cỏc điều kiện kể trờn Vớ du: Ag - Au (mang Al, Ar = 0,2%, cựng: nhúm:JB),:Cu ~ Ni (mang, Al, Ar = =,2,7%, nhom IB va VIID, Feo:; Crmang A2, Nà r0 1/026 n nhúm VIB và; li

tà PPS pc HH :iứlfa hai: him 1lửgi24 và: iB Ahi luphg B tăng: dần ae

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

hye rit vr hig

i sài ĐÍ va;

d Dung dich } ran xen, Lhe oe ig

Khi-nguyộn tir cua, nguyờn, dối hoa tae ot xen n kế vào cỏc lỗ hổng của mạng tỉnh thể kim -

loại dụng mụi ta cú dung dịch rắn xen.kẽ Trong dung dịch rắn xen kẽ cỏc nguyờn

tử hũa tan phải cú kớch thước nhỏ hơn hẳn để

cú, thể lọt vào 16 ,hộng, trong mạng của kim.loại :::j chủ (dung mụi), tức là vẫn cú kiểu mạng như

kim loại chủ những số nguyờn tử trong ụ cơ sở _tấng lờn

(0,046 nm), N (0, 071 nm), C (, 077 nm) và đụi khi cả B B (0,05 091 | nm) mới cú kha nang hũa: tan x xen kế vào cỏc kim loại chuyển tiếp cú bỏn kớnh nguyờn tử lớn như: Fe (0,1241 nm), Cr (0,1249 nm), PE———VW (0,1371 nm), TĂ (0,145 ủm), „TP

Trang 33

-31-— dung dịch rắn xen kẽ thường được tạo thành bởi dung mụi là cỏc kim loại cú đường kớnh nguyen | tử lớn hơn và cỏc ỏ kim là nguyờn tố hũa tan cú đường, kớnh nguyờn tử nhỏ hơn

”- "To số lỗ ống: cú han * va cỏc nguyờn tửỏ kỉm khụng thể chui vào, mọi lễ hồng của mạng i như thế sẽ gõy ra xụ lệch mang quỏ mạnh lắm mat dn định) Ă nộn ‘dung dich ran xen kế khụng thộ c cú loại hũa tan vụ hạn, chỉ cú thộ là hũa tan cú hạn và độ hũa tõn thường nhỏ hoặc rat nhỏ

7 Trong trường hợp hũa tah xen kẽ, xung quảnh nguyờn tử hũa tan, cỏc nguyện è ‘ter nguyộn tổ dũng: tụi Tuụn' bị gión ra Cũn trong trường hợp hũa tan thay thế, tựy theo ¿ quản hệ kớch thước nguyờn tử: mà cỏc nguyờn t tử + chủ bảo: quanh nguyện t tử + hũa | tan cú ú thể bis gidn 1 ra khi Thể > Ted hay

co vao > khi ithe S Teh ~ TỰ

“ Hỡnh 3 7 Sit xd lậch mang trong dung ơ | ‘Hit nh 3 8 Sux xụ 2 lậch mạng trọng dung

dich ran thay thộ khi Th Petia ơ | dich ran thay thộ khi Tn: < Toh

1

3.2.2 Cỏc pha trỳng s gian

Cỏc hợp chất húa:học cú trũng: hợp kim: thường được gọi là pha trung gian do trờn giản đề pha nú cú vị trớ ở giữa, trung gian giữa cỏc dung dịch rắn cú hạn ở hai đầu r mut

a Dac tinh.cia phatrung gian ` ơ

Thường hiểu, hợp chất húa học tạo; thành tuõn theo ( guy luật húa trị Cỏc hợp chất này mang cỏc đặc điểm sau: co

- Cú mạng tỉnh: thể phỳc tạp và ỡ khỏc han với ủiguyờn tố thành phận i

- Luộn c6 ty 1ộ chinh xac gitta cdc nguyộn tố (cú thộ thay đổi trong- một Phar VỊ “hep) va biểu diễn bằng cụng thức húa học AmBn với.m, n là cỏc số nguyờn củ :

- _ Tớnh chất khỏc hẳn cỏc nguyờn tố thành phần với đặc điểm,là giũn (hụng giữ được tớnh chất của kim loại là dẻo), độ cứng Cao, nhiệt độ núng chảy cao = re

- Cộnhiột độ núng chảy cố định và khi tạo thành tỏa ra một tượng nhiệt ding kể - _ Pha trung gian cú liờn kết kim loại, liờn kết ion và liền kết đồng húatrị.` " ~ Wee

Trong hợp kim gặp rất ớt'cỏc hợp chất húa trị với tư cỏch là pha tham-gia quyết định tớnh chất (cú thể thấy chỳng trong, hợp kim dưới dạng vật lẫn, tap: chat nhir oxit, sunfit với lượng rat nhỏ) ' Phần lớn cỏc hợp chất húa hoe trọng hợp kim cú những đặc đ điểm khỏc với 'cỏc hop: ‘chat’ húa hoc |

theo húa trị: : ơ

- Khụng tuõn theo quy luật húa tr; "^^

- Khụng cú thành phần húa học chớnh xỏc = động trong! một khoảng quanh thành phần: :

_ chinh xdc theo cụng thức) "— ok “™

' Cú liờn 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

Trang 34

l

PMG CD he ake ett

ơ i 2

“La pha tạo, nờn giữa cỏc c kim loại chuyển tiếp (cú bỏn kớnh nguyờn tử lớn: Ti; Ww; Mo, ‘N, fy với cỏc ỏ kim (cú bỏn kớnh nguyờn tử nhỏ - C, N, H, Bo ) oop

Cấu trỳc mạng của pha xen kẽ được xỏc định bởi tương quan kớch thước nguyờn: tử giữa a kim (X) va kim loai (M): De, Baty ee beeen

- Nộu oe < 0,59 cỏc nguyờn 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 khụng giữ được kiểu mạng: vốn cú), cũn cỏc nguyờn tử ỏ kim xen kẽ vào cỏc lỗ hồng trong mạng tạo nờn hợp chất với: cỏc: cụng thức, đơn giản như.MaX, -MoX, ‘Mx aa es : re "

ũ' "Nếu = 5 0,59 sộ tạo nờn hợp chất với mạng tinh thộ phức tạp (pha xen kế với mạng

M

phức tạp) với cỏc cụng thức phức tạp hơn như M:X, M;X:, Ma3Xs

Đặc tớnh nổi bật của pha xen kẽ là nhiệt độ chảy rất cao (> 2000 + 3000°C), rat cứng (> 2000 + 5000 HV) và giũn, cú vai trũ rất lớn trong húa bờn, nõng cao, tinh, chống | mài mũn, VÀ, à chịu

nhiệt của hợp kim :

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

c Tà pha phức tập được tạo nờn từ 2 kim loại của 2 hai nhúm sau: — — CỐ cà ne T 5 - Nhúm I1: gồm cỏc kim loại húa trị I (Cu, Ag, Au, Li, Na +) và: kim loại chuyển tiếp (Pe, Co, Ni, Pd, Pt, Mn, va) Ope the

= Nhúm 2: Cac kim loi cú ú húa trị từ r2? 5 Be, Mg, Zn, a, AI, Si, Sn

trị xỏc định là 3/2 aus, 21/13 va 7/4 seu) ma mội ty lệỳ ung, với một cấu trỳc mạng phức tap

nhật dink HÁT "1T

- NE 3/2: được: gọi la pha, By với Ă kiểu n mạng gip phương tõm khối hay lp phương phỳc lập hoặc sỏu phuong;, a Lorie gab pl spi ah peda

—— N= = 21/13: được g gọi Hà pha + với kiểu: mang: > phức eps Tờn tsnfrannfrfnErmitrirHftrrramf tro cỏn N=,/7/4:.được gọi là pha e với mạng sỏu | phuong xếp chặt: :::,.: -: "

- Thành phần húa hoc cộ thộ thay đội, rong n mhột: Phạm vi ep be

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

Vớ dụ hệ,Cu,~ Zn tao nờn một loạt:pha: điện tỨt 0 cúc sườn eR se eB AS fee abt CuZn,N= + nà L K gọi là pha P điệp phương tõm khối hoặc sỏu phương) ơ tee)

CusZin N= ———— oi là ha mạn hức tạ ơ 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 (sỏu Phương xộp chit), ag Be oyna - `"

s8, Pha Laves :

Tao nộn bởi hai nguyờn tố A, B cú tỷ lệ bỏn: kớnh: nguyờn Từ Tra = Í, 2 (c ha biển, dai trong khoảng'ẽ,l' + 1 6) với cụng thức” ẢB; cú Kid mạng, sỏu Ú, phượng xếp chặt như Mg2ne, bào hay lập phương tõm mặt MgCu; ` `

Trang 35

-33-Do đặc tớnh nỗi bật là giũn nờn khụng bao giờ dựng hop kim với tổ chức chỉ cú một pha duy nhất là pha trung gian Trong hợp kim lượng cỏc pha trung gian thường chiếm ty lệ nhỏ < 10%1(đụù khi tới 20 + 30%: yt bờn can dụng dịch tắn cú ‘tac dụng cản “thigt làn lăng độ bờn, độ

cứng — at HUẾ B lờn Fe

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

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

noi Ă Cể to chức một pha; dung dich ran, pha, trune gian atk

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

- Hỗn hợp cơ học: :cú thờ từ:2:kimi loại riguyờn chất hoặc: từ cỏc dung dich: tắn (a: 3) gdm dung.dich ratrvaiphia trung:gian et peu ene cab oe nen te

Khi cú thờm pha trung giản độ bền độ cứng của hợp kim tăng lờn và độ dộo, “độ dai giảm để” Hai dạng điển tỡnh ‹ của ‘hộn hop coh hoc là cựng, tỉnh và, Cựng, tớch (nghiờn cứu ở, phần sau)

ẹ Bo igi dan Tae eye eye, :

: wey 8 Hưới dữ lớ Mare a

POOR CEL BM AE EE

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

3 3 1 Khỏi niệm về giản đồ trạng thỏi s ơơ - ` we

"Gian đồ trạng tHỏi (giản đỗ pha) là giản độ biểu thị sự rbiến đổi tổ ụ chức pha yao nhiột độ và thành bhầh của hệ ở trạng thỏi cần bằng `” ˆ ` ai

Mỗi hệ hợp kim cú một giản đồ trạng thỏi riờng và được xõy dựng bằng, thực nghiệm

Cụng dụng của giản đồ trang t thỏi; cú y, nghĩa, rất quan trong trong y việc ệc nghiện cứu và sử dụng

nop kim gh oh opi app "

: Từ giản ‘dd trang thai túthếbiếp es ơ 1

+ Nhiệt độ chảy, nhiệt độ chuyển biến pha của hợp, kim với thành phần đó cho khi nung t núng và làm nguội Do đú cú thể xỏc định dễ dang ( cỏc chế độ nhiệt khi ỡ nấu luyện (đỳc), khi gia cụng ỏp lực và nhiệt luyện "

+ Trạng thỏi pha (gồm những: pha nào, thành phần ( của mỗi pha và tỷ lệ giữa cỏc ỏc pha đú) ci của hợp kim ở cỏc nhiệt độ và thành phần khỏc nhau Qỳa đú cú thộ biết được cầu tạo pha va dur doan được tớnh ehất của hợp kim để sử dụng Vào mục đớch khỏc nhau: ơ_ oo,

Giản đồ trạng thỏi được xõy dựng trong điệu kiện nung núng và làm nguội lỏ cI ủng chậm m hay ý

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

Trong thực tế sản xuất thường-riung nộng va lam’ | Trguội' nhanh hon nộn i 'gõ iy ra it nhiều sai khỏc, khụng hoàn toàn hay khụng phự hợp với giản đồ trang thaie me sad : SA HUẬI

Tuy nhiờn giản đồ trạng thỏi vẫn là cơ sở xỏc định cấu 'trỳe-của hợp kim đš cho Ge với nhiệt và thành phần xỏc định), những sai lệch:xuất:Hiện!hoàn toàn cú thể giải thớch được:

Vi i vay giản đồ trạng thỏi là Cụng e cụ “quan trong 6 để Khảo sat hop k kim,: qua đú cú: thể: biết điều chớnh yếu nhất là tấu trỳc ` - i

Biột doc va phõn tớch giản đụ pha là điều cần thiết, cơ Sở dộ hiểu và sử + ching tot hop kim Do hạn chế về thời gian ở đõy) thi tỡnh bảy, giản đồ trạng thỏi của hộ hai cdu tử (hop kim

don gian) °

Cu tạo của giản đồ trạng thỏi hai nguyời

- Đối với kim loại nguyờn chất: giản đồ trạng thỏi rất đơn giản 1 chi cú.một, trục, nhiệt độ,, tren, đú cú ,ghỉ nhiệt độ chảy ' và, biến đổi thự hỡnh + hốt nh ưượn Di tọa sĩ

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

Trang 36

1539- 13921 - a # „ nhiệt độ, "C ˆ - 7911: cứ Hà 1 3 06075" io 30 ró ơ" os A _ hành phỏn/SB gõn RẺ

Hỡnh 3 Giản do pha cua Fe - ˆ Mỡ nh 3 1 0 Cỏc trục của giản đó pha hệ hai cẩu tử

Duong thang đứng b bất Mà biểu thị một thành h phần xỏc định nhưng: ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau Khu: ih es ơ-ơ "Ha

Hai trục tung chớnh là giản đồ pha ci của a từng cầu tử tương ứng "- Do được biểu thị trờn mặt phẳng một cỏch chớnh xỏc,nờn từ giản: đồ-phả:của hệ hai cấu tử dễ dàng xỏc định được cỏc, thụng: số: sau đõy cho một thành; :phần xỏc định.ở nhiệt độ.nào,đú

- - Cỏc pha tồn tại; dite Và 1a sỀp

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

- Nhiột dộ chay đột thi 7 ce Nt aa coer quid aati tides

- _ Cỏc chuyờn biến pha;, - tụ " WHT Sei Sa tỡ tiện nổi Ame ee Dur đoỏn cỏc tổ chức: hỡnh thành ở trạng thỏi khụnge cõn thằng (chin ngudi 3i.nhanh): ioe

- _ Tỷ lệ (về số lượng):giữa cỏc:pha:hửặc tổ: chỳc: cú thờ xỏc: định: được chớnh : *ỏc giữa chỳng nhờ quy tắc đũn bảy (hay cỏnh tay đũn) như trong :sơ đồ $óUš:- +2 ửớc Gh pas nh TƯ,

plm trải -—_ HK “phat pha lượng pha trỏi 7 để dai đoạn thẳng phải (don ben 5h phải) ea ka ks kh ka Ak kk A A Gd at

lượng pha phải - độ dai dodit thẳng trỏi (đàn bờn tral Ụ

Ồ Mi nh 3 11, So đồ quy lắc cỏnh tay don cú FT TT na

Vỡ vậy, giản đồ pha lắc căn cứ khụng thể thiếu khi nghiờn cứu cỏc chệ hop kim Gian dộ pha hai cầu tử của cỏc hệ thực tế cú lửại rất phức fạp, song đó phỳc tạp đến bao nhiều cũng cú thộ coi:

Trang 37

3.3.2, Gian đồ trạng thỏi hai nguyờn loai I:

Đú là giản đồ trạng thỏi hai nguyờn A và B, t (0c hoàn: toàn hũa tan vào nhau ở trạng thỏi lỏng,

khụng hũa tan vào nhau ở trạng thỏi rắn Xà; A khụng tạo ra pha trung gian (hỡnh 3.12) khụ A+L

Một số khỏi niệm mới: c c

ơ Đường lỏng (đường AEB): là đường Ha mà khi: làm- nguội đến đú 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 đúhợp '„ kim lụng: sẽ kết thỳc kết tỉnh, Hỡnh 3.12 Cấu tạo giản đề hai nguyen logil

i (5b Khu vue nam trộn-dudng.long hop kim hoan toản ở trạng thỏi long; ya

+ Khu vực nằm giữa đường lỏng và à đặc sẽ gồm cú hai pha là pha lỏng và pha rắn 1 da được

kế nh bs mode, ET ee gs

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

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

dễ chảy nhất}:

+ Hop kim cú thành phần ứng với điểm E gọi là hợp kim cựng tỉnh; “' :°°: + Bờn trỏi E: gọi là hợp kim trước cựng tỉnh — hypoeutectic; lo ấi Hư

+ Bụn phải E: gọi là hợp kim sau cựng tỉnh — hypereutectic :

Pha: lỏng: cú thành phần ứng với điểm E cú tớnh chất đặc biệt là tại nhiệt độ này: pha lỏng kết tinh ra đồng thời cả hai:pha ran (A + B) va goi la hộn hop co hoc cung tinh

Vớ dụ: giản đồ pha của chỡ (Pb) — antimon 65 _ " 7 ae ` : nhiệt d | B bes 8 be : 20,40, 860 80 Bb, | a _„gỡnh 3 13, Giản dd pha Po Sb, Ă : cài tin Tờ ho eons Pavte os ab “ơ" Pha d outs es

“Xe sự kết ti tinh của một hợp kim cụ “thế gồm 60%B Sb) + L 40%A(Pbỡ, Đường than ng Ê bit hợp kim này.‹ cất đường-lỏng ở.1.(500°C) và đường rắn ở 2 (245°C), đõy là hai mốc đỏng chỳ ý one

- 36 -

Trang 38

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

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

+ Oo trong khoảng I2 (245 3 + 500°C) hợp ở cả hại: trang thai lng + + rấn: L- + “BE +: S9) ứng với quỏ trỡnh kết tinh hay núng chảy -

Vậy tại 1 là nhiệt độ bắt đầu kết tỉnh hay kột thỳc r núng, g chấyv và 2 là nhiệt độ bit đầu nồng chảy hay kết thỳc kết.tỉnh , ơ ans ơ- ơ Ab IP ie!

Sự kết tỉnh của hợp kim t từ trạng thỏi lũng xõy 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 cũn lại giảm đi nờn điểm, biểu diễn tọa độ dịch sang trỏi theo dung long tir] đến E:

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

điểm a tức 100%B (100%Sb) Áp dụng quy tắc cỏnh tay đũn, 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 cũn Ălại nghốo B61)4 đi nữa và cú tọa độ ở điểm E (13580), cũn pha Ă 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%)

'Cú nhận xột là: tuy cú hai cầu tử A vaB (Pb va Sb) nhưng cho đến đầy hợp kim mới chi kột tinh ra B (Sb) và mới chỉ cú một phần B Gb) trong, hợp, kim 4 trong, 60%) kết tỉnh, cấu, tử A (Pb) chua kột tinh

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

" it " we ơ

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

_ Vậy gọi là c cựng Tỉnh (cựng kết tinh - eutectic) ; Le> (A+ B) hay Lis —>(Pb+ Sb)

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

‘Su kết tinh kết thỳc ở đõy và: khi làm nguội đến nhiệt độ thường khụng cú chuyển biến gỡ khỏc Cuối cựng hop kim: này cú tụ chức B + (A + B) hay Sb + (Pb + Sb), trong đú B: (Sb) được tạo thành trước ở nhiệt độ cao hơn nờn cú kớch thước hạt lớn (độ quỏ nguội nhỏ) cũn cựng tỉnh (A + B) hay (Pb + Sb) được tạo thành sau ở nhiệt độ thấp hơn nờn cú cấu 1 tao cỏc pha nhỏ min hơn (do độ quỏ nguội lớn)

Trang 39

Nhu vay cac hop kim của giản đỗ loại T: kết tỉnh theo thứ' tir sau: : “đầu tiờn phỏ lồng kết tỉnh (ra một trong hai'cắu tử: hghyjờn 'chất thước và:lền chú: ‘pha’ ‘Teng: nghộo cấu tứ nay’ ‘va biộn đổi thành phan dộn diộm cựng ớ tinh E, den n đỏy pha lỏng con:lai moi kết tĩnh) ra edu tử tứ hai tức Ứ9 ;hai cấu tử: cựng Mote? bi ie ee cớ ebd s02 1e dua TTỔ ah ty ahd ơ apy

Ngoài ra cú nhận xột tia đầu tiờn khi đưa thờm cấu tử khỏc vào cấu dữ ‘bat ng đều: lõm cho nhiệt độ kết tinh giảm đi, đạt đến giỏ trrlộn nhat sau đú mới tang’ lờn, By Po Gý 18: 1E TH

:Ă Cỏc đặc:tớnh của họp:kim:: li la lúh coi Vào Cải Hụ [12 Danh Tịnh vọt `

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

| + iw›#Tớnh:chất của Hợp kim = :'%A x tớnh chất: của 'A'+.%B x tớnh chất của B phú

Vi du: Pb: cú: độ cứng 4 HB, Sb cú độ: cứng 30 HB thi hop kim 84%Pb # 16%8b: cú độ cứng là: 84% ô44.16% x 30=8HB, ¿ cú hy Ay etter 4

+ Tinh cộng ‘nghộ: trong t6-chire luộn cộ-ciing tink dộ lễ chủy 1a Dha ¿ cứng và gion nờn: Hợp kim giản đồ hai pha loại 1 cú tớnh đỳc tốt (nhất là những hợp kim xung quanh điểm

sừng tnh).” aT : 8

Tớnh gia cụng cắt gọt núi chung là tốt vỡ phoi đễ g sẫy nờn năng suất cất got cao Tinh gia cụng ỏp lực kộm vỡ tớnh đẻo của Hợp kim này khong  cao the 3.3:3 Gión đồ trang thai hai nguyờn loại TT ' ph VỀ 8

Là giản đồ trang: thỏi 2 nguyờn ‘A vaB hũa tah + hoàn toàn vào hau  ở trang thỏi lụng: cũng

Giản đồ cú dạng hai đường cong khộp kớn, trong đú đường trờn: " đường lũng, đường dưới là đường rắn, dưới vựng rắn là vựng tồn tại của dung dịch rắn ơ cú thành phan thay đụi liờn tục

Vựng giữa hai đường lỏng \ và rắn là khoảng đụng, vựng này gồm cú hai pha là phỏ lỏng và dung dịch ran (L + a) |

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

người — se ˆ (dang định lấy àa là ĩ

ơ vụ hạn của Cu và Ni ion 2 Ha "mm 005A 27 làn 00%B8 ˆ Hỡnh 3.14 Cầu tạo giản đồ hai nguyờm loại HT ` “Ni

Cỏc đặc tinh của hợp kim: : Độ : ve

+ Co ứ tớnh: đối với hệ hợp kim kiểu này co ly.’ tớnh phụ thuộc vào thành phần theo.quan hệ

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

Dung dich rắn cú độ bền, độ cứng cao hơn kim loại dung mụi ide bh _Độ đẻo khụng bằng kim loại nguyờn chất nhưng vẫn đủ cao để gia cụng ỏp lực tốt

+ Tớnh cụng nghệ:

Trang 40

yee “Tinh “tte, của hệ hợp km nà nay | núi i chung kộm;,p phụ thuộc vào › Khoảng: đụng, "Khoảng đụng cựng hẹp tinh, đỳc cang | tốt lờn vỡ thành phan giữa pha Hee và Pha an khong khỏc nhau nhiờu đo

đú khả, nang, điển: đõy khuụn và mật độ vật, đỳc a0 tỳ sa ° :

- Tớnh gia cụng ỏp lực tốt vỡ độ dẻo cao

Hộ Linh gia cộng cắt; gọt kộm w 4 deo cao lam: cho nhu khú Sabi >

( dung dich rin haa lan

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

Hỡ ahs $ 1 6 Gin đồ Bang thỏi AlO-CzO; Hỡnh 3: I 7 Co tinh cua hop kim cộ kiộu

i Ầ vị l - giản đụ loại IT :

Cac hợp im: etd hệ này ‹ cú quy luật kết tỉnh rất giống nhau: nếu lấy đơn: vi do là lượng cầu tử thành phần khú: chảy hơn thỡ đầu tiờn hợp kim lỏng kết tỉnh ra dung dich ran giàu: hơn, vỡ thế pha lỏng cũn lại bị nghốo: đi, song khi làm nguội chậm tiếp tục dung, dịch rắn tạo thành biến đổi thành phần theo hướng nghốo, đi, và cuối cựng đạt đỳng như thành phần của hợp kim,

Hóy xột sự kết tỉnh của, một hợp kim cụ thể 35%Ni:+ 65%Cu như ở hỡnh 3 18

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

ơ - â 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

khú chảy hon) -

- C6 thộ tinh dộ dang tỉ lệ giữa hai pha này tiie xỏc › định, vi i du  ở ù điểm 3, 1250 5C, Với tọa độ hop kim 3 (35%Ni va hai pha: L3> 30%Ni; ấn an bdo che ny

u! Lg/ogx 337/33? = (43: 35)/(35. 30) = 8/5-: căm tui Lạ› = 33”/3'3” = (43-~ - 3531/(43 -:30)= 8/13:=:0, 615 hay 61 5%

œạằ = 33°/3°3” = (35 - 30)/(43 - 30) = 5/13 = 0,385 hay 38,5%;zi:Í rối any - Dộn 1220°C ung vội diộm 4 (cham vao đường rắn); dung: dick tran ax’ C6 Thành' phần: ứng với điểm 4 (đỳng bằng thành phần của hợp kim), đoạn 33" ” Gờn phải) bằng: khụng (tức khụng cũn

pha lỏng) PE nad Šà moi núi cõu da he oto

Nhu- vậy; lỳc- đầu-eú-khỏe-xa; song-trong-quỏ- -trỡnh kết: tỡnh: dung dịch-rắn:tạo -thành: biến- đổi dần về đỳng thành phần của hợp kim Tuy nhiờn điều này chỉ đạt được khi kết tỉnh cõn bằng tức là khi làm nguội chậm và rất chậm nhờ kịp xảy ra khuếch tấn làm đều thành phần

{