Tiểu luận: Vật liệu đồng và hợp kim đồng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT BỊ & CNVL CƠ KHÍ BÀI TIỂU LUẬN VẬT LIỆU ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG SVTH : Lưu Quang Linh MSSV : 1711952 GV LÝ THUYẾT NHÓM HỌC LÝ THUYẾT : Lương Hồng Đức : L05-A TP HCM, THÁNG NĂM 2019 SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 Mục Lục 1.Đồng nguyên chất 1.1 Khái quát 1.2 Tính chất 1.2.1 Tính chất vật lý 1.2.2 Tính chất hóa học 1.2.3 Đồng vị 1.2.4 Phân bố 1.3 Sản xuất 1.3.1 Trữ lượng 1.3.2 Phương pháp 1.3.3 Tái chế 1.4 Ứng dụng 1.5 Các loại đồng nguyên chất 1.6 Phân loại hợp kim đồng hệ thống kí hiệu hợp kim đồng Latông Brông 12 3.1 Brông thiếc 13 3.2 Brông nhôm 15 3.3 Brông berili 16 Hợp kim Cu - Ni Cu - Zn - Ni 17 SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 1.Đồng nguyên chất 1.1 Khái quát - Đồng nguyên tố hóa học bảng tuần hồn ngun tố có ký hiệu Cu số nguyên tử 29 Đồng kim loại dẻo có độ dẫn điện dẫn nhiệt cao Đồng nguyên chất mềm dễ uốn; bề mặt đồng tươi có màu cam đỏ Nó sử dụng làm chất dẫn nhiệt điện, vật liệu xây dựng, thành phần hợp kim nhiều kim loại khác - Đồng số kim loại xuất tự nhiên dạng kim loại sử dụng trực tiếp thay khai thác từ quặng Do có người sử dụng từ sớm khoảng 8000 TCN Nó kim loại nung chảy từ quặng vào khoảng 5000 TCN, kim loại đúc thành khối vào khoảng 4000 TCN kim loại tạo thành hợp kim với loại khác, thiếc để tạo đồng đỏ vào khoảng 3500 TCN - Kim loại hợp kim sử dụng cách hàng ngàn năm Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu khai thác Síp, tên gọi ban đầu kim loại сyprium (kim loại Síp), sau gọi tắt сuprum Các hợp chất thường tồn dạng muối đồng(II), chúng thường có màu xanh lam xanh lục loại khoáng ngọc lam lịch sử sử dụng rộng rãi làm chất nhuộm Các cơng trình kiến trúc xây dựng có đồng bị ăn mịn tạo màu xanh lục verdigris (hoặc patina) - Các ion đồng(II) tan nước với nồng độ thấp dùng làm chất diệt khuẩn, diệt nấm làm chất bảo quản gỗ Với số lượng đủ lớn, ion chất độc sinh vật bậc cao hơn, với nồng độ thấp hơn, vi chất dinh dưỡng hầu hết thực vật động vật bậc cao Nơi tập trung đồng chủ yếu thể động vật gan, xương Cơ thể người trưởng thành chứa khoảng 1,4 đến 2,1 mg đồng kg cân nặng SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 Hình khối đồng quặng tự nhiên Các sản phẩm từ đồng nguyên chất 1.2 Tính chất 1.2.1 Tính chất vật lý - Đồng, bạc vàng nằm nhóm 11 bảng tuần hồn nên chúng có nhiều thuộc tính giống nhau: chúng có electron phân lớp s1 nằm trước nhóm d10 đặc trưng tính dẻo dẫn điện cao Các orbital lấp đầy electron ngun tố khơng đóng góp nhiều vào tương tác nội nguyên tử, chủ yếu ảnh hưởng electron phân lớp s thông qua liên kết kim loại Trái ngược với kim loại mà phân lớp d không lấp đầu electron, liên kết kim loại đồng thiếu đặc điểm liên kết cộng hóa trị chúng tương đối yếu Điều giải thích tinh thể đồng riêng biệt có độ dẻo cao độ cứng thấp Ở quy mô lớn, việc thêm vào khuyết tật ô mạng tinh thể ranh giới hạt, làm cản trở dòng vật liệu áp lực nén từ làm tăng độ cứng Ví dụ, đồng thường đưa thị trường SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 dạng polycrystalline hạt mịn, dạng có độ cứng lớn dạng monocrystalline - Độ cứng thấp đồng giúp giải thích phần tính dẫn điện cao nó(59.6×106 S/m) tính dẫn nhiệt cao, tính chất xếp hạng thứ số kim loại nguyên chất có tính chất tương tự nhiệt độ phịng (trong số kim loại nguyên chất nhiệt độ phịng có bạc có độ dẫn điện cao hơn) Đặc điểm điện trở suất vận chuyển electron kim loại nhiệt độ phòng chủ yếu bắt nguồn từ tán xạ electron dao động nhiệt mạng tinh thể, mà điện trở xuất tương đối yếu cho kim loại mềm Mật độ dòng thấm tối đa đồng khơng khí ngồi trời vào khoảng 3,1×106 A/m2, vượt giá trị bắt đầu nóng mức Cùng với kim loại khác, đồng đặt cạnh kim loại khác, ăn mòn galvanic diễn - Cùng với lưu huỳnh vàng (cả hai có màu vàng), đồng nguyên tố có màu tự nhiên khác với màu xám bạc Đồng tinh khiết có màu đỏ cam tạp màu lam ngọc tiếp xúc với khơng khí Màu đặc trưng đồng tạo từ chuyển tiếp electron phân lớp 3d phân lớp 4s – lượng chênh lệch chuyển đổi trạng thái electrong hai phân lớp tương ứng với ánh sáng cam Cơ chế xảy tương tự màu vàng vàng lưu huỳnh Hình đĩa đồng (độ tinh khiết 99.95%) làm đúc liên tục khắc SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 Hình đồng nhiệt độ nóng chảy cao điểm nóng chảy chút làm cho có ánh hồng đủ ánh sáng làm cho rạng rỡ với màu cam đỏ 1.2.2 Tính chất hóa học - Đồng tạo nhiều hợp chất khác với trạng thái ơxy hóa +1 +2, mà thường gọi theo thứ tự cuprous cupric.Nó khơng phản ứng với nước, phản ứng chậm với ơxy khơng khí tạo thành lớp ôxit đồng màu nâu đen Ngược lại với ơxy hóa sắt khơng khí ẩm, lớp ơxit sau ngăn cản ăn mịn Một lớp màu lục verdigris (đồng cacbonat) thường bắt gặp cơng trình cổ có sử dụng đồng Tượng Nữ thần tự do, tượng đồng lớn giới xây dựng dùng repoussé and chasing Hydrogen sulfua sulfua phản ứng với đồng tạo hợp chất đồng sulfua khác bề mặt Trong trường hợp phản ứng với sulfua, ăn mòn đồng diễn đồng tiếp xúc với khơng khí có chứa hợp chất sulfua Các dung dịch amoni chứa ơxy tạo phức chất hòa tan nước với đồng, phản ứng với ôxy axit clohydric để tạo thành đồng clorua hydro peroxit bị axit hóa để tạo thành muối đồng(II) Đồng(II) clorua đồng phản ứng với tạo thành đồng (I) clorua Hình Sợi đồng khơng bị oxy hóa(trái) sợi đồng bị oxy hóa( phải) SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 1.2.3 Đồng vị - Đồng có 29 đồng vị.63Cu and 65Cu đồng vị bền, với 63Cu chiếm khoảng 69% đồng có mặt tự nhiên; hai có spin 3/2 Các đồng vị cịn lại có tính phóng xạ, đồng bị phóng xạ bền 67Cu với chu kỳ bán rã 61,83 Bảy đồng vị kích thích đặc trưng 68mCu tồn lâu với chu kỳ bán rã 3,8 phút Các đồng vị với số khối lớn 64 phân rã β-, ngược lại đồng vị có số khối 64 phân rã β+ 64Cu, có chu kỳ bán rã 12,7 giờ, phân rã theo hai chế 62Cu 64Cu có ứng dụng đáng ý.64Cu chất sử dụng chụp hình tia-X, dạng tạo phức với chelate dùng điều trị ung thư.62Cu dùng 62Cu-PTSM phương pháp vết phóng xạ chụp cắt lớp positron 1.2.4 Phân bố - Đồng tìm thấy đồng tự nhiên dạng khoáng chất Đồng tự nhiên dạng polycrystal, với tinh thể riêng lẻ lớn ghi nhận có kích thước 4,4×3,2×3,2 cm Khối đồng nguyên tố lớn có cân nặng 420 tấn, tìm thấy năm 1857 bán đảo Keweenaw Michigan, Hoa Kỳ - Có nhiều dạng khống chứa đồng cacbonat azurit (2CuCO3Cu(OH)2) malachit (CuCO3Cu(OH)2) nguồn để sản xuất đồng, sulfua chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalco cit (Cu2S) ơxít cuprit (Cu2O) - Phần lớn đồng trích xuất mỏ lộ thiên khống sản có 1% đồng Các ví dụ bao gồm: mỏ Chuquicamata Chilê mỏ El Chino New Mexico Việt Nam có mỏ đồng Sinh Quyền Lào Cai - Đồng có mặt vỏ Trái Đất với hàm lượng 50 ppm, tổng hợp ngơi có khối lượng lớn 1.3 Sản xuất - Hầu hết đồng khai thác chiết tách dạng đồng sulfua từ mỏ đồng porphyr khai thác lộ thiên chứa từ 0,4 đến 1,0% đồng Ví dụ số mỏ như: mỏ Chuquicamata Chile; Bingham Canyon Mine Utah, Hoa Kỳ; El Chino Mine New Mexico, Hoa Kỳ Theo Cục Khảo sát địa chất Anh, năm 2005, Chile nước dẫn đầu khai thác đồng chiếm 1/3 SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 sản lượng đồng giới, theo sau Hoa Kỳ, Indonesia Peru Đồng thu hồi qua trình In-situ leach Nhiều nơi tiểu bang Arizona xem ứng viên cho phương pháp Lượng đồng đượng sử dụng tăng số lượng có sẵn không đủ phép tất nước để đạt đến mức độ sử dụng giới phát triển 1.3.1 Trữ lượng - Đồng sử dụng cách 10.000 năm, có 95% tất đồng khai thác nấu chảy tách thập niên 1900 Với nhiều nguồn tài nguyên tự nhiên, tổng lượng đồng Trái Đất lớn (khoảng 1014 nằm vòng vài km vỏ Trái Đất, tương đương triệu năm khai thác với tốc độ khai thác Tuy nhiên, có tỷ lệ nhỏ trữ lượng có giá trị kinh tế điều kiện chi phí cơng nghệ Nhiều ước tính trữ lượng đồng cho thấy việc khai thác diễn từ 25 đến 60 năm tùy thuộc vào giả định cốt lõi tốc độ phát triển.Tái chế nguồn đồng giới đại Do ảnh hưởng nhiều yếu tố khác nhau, sản lượng cung ứng đồng tương lai chủ đề nhiều tranh cãi, bao gồm khái niệm đỉnh đồng, tương tự đỉnh dầu - Giá đồng lịch sử không ổn định, tăng gấp lần từ giá thấp trì 60 năm từ US$1,32/kg tháng năm 1999 đến US$8,27/kg tháng năm 2006 Nó rớt từ US$5,29/kg tháng năm 2007, sau tăng lên US$7,71/kg tháng năm 2007.[28] Tháng năm 2009, nhu cầu tồn cầu giảm giá hàng hóa giảm mạnh từ mức cao năm trước US$1,51/lb.000000000 1.3.2 Phương pháp - Hàm lượng đồng quặng trung bình 0,6%, hầu hết quặng thương mại loại đồng sulfua, đặc biệt chalcopyrit (CuFeS2) chalcocit (Cu2S) Các khoáng tách từ quặng nghiền để nâng hàm lượng lên 10–15% đồng froth flotation hay bioleaching Nung vật liệu với silica flash smelting để loại sắt dạng xỉ Quá trình khai thác dễ dàng chuyển sắt sulfua thành dạng ơxit nó, sau ôxit phản ứng với silica để tạo xỉ silicat lên khối nóng chảy Sản phẩm tạo copper matte chứa Cu2S sau roasted để chuyển tất sulfua thành ôxit: SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 Cu2S + O2 → Cu2O + SO2 - Ôxit đồng chuyển thành đồng blister theo phản ứng nung: Cu2O → Cu + O2 - Quá trình Sudbury matte biến đổi 1/2 sulfua thành ơxit sau sử dụng ơxit để loại phần sulfua cịn lại thành ôxit Sản phẩm sau đem điện phân This step exploits the relatively easy reduction of copper oxides to copper metal Khí thiên nhiên thổ qua blister để loại hầu hết ơxy cịn lại áp dụng tinh chế điện (electrorefining) để tạo đồng tinh khiết: Cu2+ + e– → Cu 1.3.3 Tái chế - Đồng, giống nhơm, tái chế 100% mà khơng bị giảm chất lượng cho dù dạng thô nằm sản phẩm khác Về khối lượng, đồng kim loại tái chế phổ biến xếp hàng thứ sau sắt nhơm Ước tính có khoảng 80% đồng khai thác sử dụng Theo Metal Stocks in Society report International Resource Panel, phân bổ bình quân đầu người đồng sử dụng xã hội 35–55 kg Phần nhiều số nước phát triển nhiều (140– 300 kg/người) nước phát triển (30–40 kg/người) - Quá trình tái chế đồng tuân theo bước gần tương tự với chiết tách đồng địi hỏi cơng đoạn Đồng phế liệu có độ tinh khiết cao nung lị cao sau khử, đúc thành billet ingot; phế liệu có độ tinh khiết thấp tinh chế mạ điện bể axit sulfuric 1.4 Ứng dụng - Đồng vật liệu dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả dẫn điện dẫn nhiệt tốt, sử dụng cách rộng rãi sản xuất sản phẩm: • Dây điện • Que hàn đồng • Tay nắm đồ vật khác xây dựng nhà cửa SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 • Đúc tượng: Ví dụ tượng Nữ thần Tự Do, chứa 81,3 (179.200 pao) đồng hợp kim • Cuộn từ nam châm điện • Động cơ, đặc biệt động điện • Động nước Watt • Rơ le điện, dây dẫn điện bảng mạch chuyển mạch điện • Ống chân khơng, ống tia âm cực magnetron lò vi ba • Bộ dẫn sóng cho xạ vi ba • Việc sử dụng đồng mạch IC trở nên phổ biến để thay cho nhơm độ dẫn điện cao • Là thành phần tiền kim loại • Trong đồ nhà bếp, chẳng hạn chảo rán • Phần lớn đồ dùng niken trắng dùng bàn ăn (dao, nĩa, thìa) có chứa lượng đồng định • Trong chế tạo đồ đựng thức ăn bạc (hàm lượng bạc từ 92,5% trở lên), có chứa số phần trăm đồng • Là thành phần gốm kim loại thủy tinh màu • Các loại nhạc khí, đặc biệt loại nhạc khí từ đồng thau • Làm bề mặt tĩnh sinh học bệnh viện hay phận tàu thủy để chống hà • Các hợp chất, chẳng hạn dung dịch Fehling, có ứng dụng phân tích hóa học • Đồng (II) Sulfat sử dụng thuốc bảo vệ thực vật chất làm nước 1.5 Các loại đồng nguyên chất - Các loại đồng nguyên chất để dẫn điện phải có 99.9% Cu sản xuất theo phương pháp sau: + Đồng điện phân ETP (Electrolytic Tough Pitchc ) có chứa khoảng 0.04%O2 Trong đồng, oxy khơng hịa tan, tạo Cu2O nên khơng làm giảm tính dẫn điện Tuy nhiên loại nhạy cảm với hydro nhiệt độ > 400 C (H2 khử Cu2O tạo nên bọt nước, gây nứt biên hạt) Do loại dùng để gia công, chế biến < 400 C + Đồng oxy OFHC ( Oxygen Free High Conducvity) loại nấu chảy catot đồng khí hồn ngun, có 99,95% Cu, lượng oxy nhỏ 0,003% nên không nhạy cảm với hidro SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 + Đồng dược khử oxy loại khử oxy triệt để photpho, toàn oxy dạng P2O5 Nếu lượng P tự đồng < 0,005% khơng làm giảm tính dẫn điện ( với 0,04%P tính dẫn điện 85% loại OFHC), oxy nên biến dạng nóng 1.6 Phân loại hợp kim đồng hệ thống kí hiệu hợp kim đồng - Cũng giống hợp kim nhôm, hộp kim đồng phân loại thành: biến dạng đúc nguyên tắc Ngoài lịch sử lâu đời, hợp kim khác đồng mang tên riêng latơng brơng, latơng hợp kim Cu - Zn, brông tên hợp kim Cu - nguyên tố Zn - Để ký hiệu hợp kim đồng, người ta thường dùng hệ thống đánh số theo CDA( Copper Development Association) Hoa Kỳ xxx, số có ý nghĩa sau 1xx - đồng đỏ hợp kim Cu - Be 2xx - latông (Cu- Zn) đơn giản 4xx - latông phức tạp 5xx - brông thiếc 6xx - brông nhôm 7xx - brông nhôm 8xx 9xx - hợp kim đồng đúc - Để ký hiệu trạng thái gia cơng hóa bền, nước phương Tây dùng ký hiệu O, H, T nhôm ( riêng trạng thái tạo phơi thơ ký hiệu M), song có chữ số khác Ví dụ, hóa bền biến dạng nguội có từ H00 ( tương đương với H11 nhôm) đến H04 (~H18) H06, H08, H10, H12, H13, H14 Latông Latông hợp kim đồng mà nguyên tố hợp kim kẽm [tên gọi TCVN 1659-75 quy định sở thuật ngữ dùng phổ biến ta từ tiếng Pháp, ngồi gọi đồng thau (cần ý thực tế cịn có nhiều tên gọi khác nữa) Các từ nước tương ứng là: Pháp - laiton, Anh brass, Nga - латунь SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 Giản đồ pha Cu - Zn Latông đơn giản dùng nhiều cả, hợp kim có hai nguyên tố Cu Zn Giản đồ pha Cu - Zn (hình 6.8) loại phức tạp, tạo nên nhiều pha, song thực tế dùng loại có 45%Zn nên gặp hai pha α β Pha α dung dịch rắn thay Zn Cu với mạng A1, chứa tới 39%Zn 454oC Đó pha latơng pha latơng Zn, định quan trọng tính chất latông Điều đặc biệt Zn hịa tan vào Cu khơng nâng cao độ bền mà độ dẻo dung dịch rắn (đây số trường hợp có, thông thường độ bền tăng lên, độ dẻo, độ dai phải giảm đi), đồng thời có hiệu ứng hóa bền biến dạng cao (hình 6.9) Do nói chung tính latơng pha cao rẻ đồng Độ dẻo cao ứng với khoảng 30%Zn Ngoài pha thêm Zn, màu đỏ đồng nhạt dần chuyển dần thành vàng SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 10 Ảnh hưởng Zn độ biến dạng đến tính dung dịch rắn α: a giới hạn đàn hồi, b giới hạn bền, c độ giãn dài tương đối [với mức tăng biến cứng 1/4, 2/4, 3/4, 4/4 (toàn phần) R - cứng đàn hồi] - Pha β pha điện tử ứng với cơng thức CuZn (N = 3/2) có thành phần dao động khoảng 46 - 50%Zn Khác với α, β cứng giòn hơn, đặc biệt nhiệt độ thấp (< 457oC) bị trật tự hóa thành pha β' Do dùng latông 45%Zn với tổ chức hoàn toàn β' Trong thực tế thường dùng ≤ 40%Zn với hai loại pha α hai pha α + β - Latông pha (α) thường chứa 35%Zn Do có tính dẻo cao loại biến dạng cán nguội thành bán thành phẩm, làm chi tiết máy qua dập - Latơng chứa Zn thấp, - 12%, có màu đỏ nhạt tính chất giống đồng (nhưng tốt hơn) dùng làm đồ dùng chi tiết giả đồng tiền xu, huy chương, khuy áo, fecmơtuya - Latông với khoảng 20%Zn (CDA 240, Л80) có màu vàng giống Au, làm chi tiết trang sức, giả vàng (ngạn ngữ có câu “vàng, thau lẫn lộn”, thau đồng thau, latơng) - Latơng với khoảng 30%Zn (CDA 260, Л70) có tính dẻo cao độ bền cao nên dùng làm chi tiết dập sâu với công dụng chủ yếu làm vỏ đạn (catridge brass) Các latông pha bền dẻo cao nên khó gia cơng cắt Để cải thiện tính chất người ta thường đưa thêm Pb vào với lượng 0,4 - 3,0% với chế tác dụng thép dễ cắt - Nhược điểm latông với ≥ 20%Zn trạng thái biến cứng hay chịu ứng suất cao có khuynh hướng bị nứt ăn mịn có nước, amơniac, ơxy Để tránh khuyết tật phải đem ủ - Latông hai pha (α + β) thường dùng với 40%Zn (có tên Muntz với mác CDA 280, ΓOCT Л60) hay có pha thêm Pb để cải thiện tính gia cơng cắt (CDA 370, Γ?OCT ЛC59-1) Tuy cứng bền loại pha, hợp kim biến dạng dẻo trạng thái nóng (do > 454oC pha β dẻo hơn) - Các latơng đúc có thành phần Zn nguyên tố hợp kim khác cao hơn, mác CDA 863 với tổng lượng nguyên tố đưa vào cao tới 38% Bảng 6.2 Thành phần hóa học (%) tính số mác hợp kim đồng theo CDA SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 11 Đối với hai loại biến dạng đúc, ngồi thành phần người ta cịn đưa thêm vào nguyên tố khác để tăng tính tăng tính chống ăn mịn - Hình ảnh số sản phẩm latông Brông SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 12 - Brông hợp kim Cu với nguyên tố Zn Sn, Al, Be gọi brông thiếc, brông nhôm, brông berili (riêng hợp kim Cu - Ni không gọi brông) Các từ nước tương ứng là: bronze (Anh, Pháp), бронза - (Nga) 3.1 Brông thiếc - Brông thiếc (hợp kim Cu - Sn) hợp kim cổ xưa mà loài người biết sử dụng, thực tế gọi brơng nên hiểu brơng thiếc (như biết theo vật liệu sử dụng, loài người trải qua thời kỳ đồ đá - Stone Age, thời kỳ đồ đồng - Bronze Age) - Từ giản đồ pha Cu - Sn (hình 6.10) thấy với hàm lượng Sn nhỏ 13,5%, sau kết tinh có pha α dung dịch rắn thay Sn Cu có kiểu mạng A1 dẻo tương đối bền chế hóa bền dung dịch rắn Vì khoảng kết tinh lớn, trình thiên tích xảy mạnh nên với hàm lượng Sn nhỏ (< 8%) điều kiện đúc thông thường xuất pha β; làm nguội tiếp, pha chuyển thành pha γ sau thành pha δ Quá trình chuyển biến pha δ →? [α + ε] 350oC tiết pha ε α 350oC khơng xảy tốc độ phản ứng nhỏ β, γ, δ, ε hợp chất điện tử cứng giòn nhiệt độ thường hợp kim chứa 8%Sn sau ủ có tổ chức pha đồng nhất, dẻo chịu biến dạng tốt Khi lượng Sn vượt 8%, lớn 10%, hợp kim có tổ chức hai pha α + δ Hàm lượng Sn dùng brông công nghiệp không vượt 16% - Brơng thiếc biến dạng thường 8%Sn (có thể tới 10%) có tính cao chống ăn mịn nước biển tốt latơng Để cải thiện tính gia cơng cắt thường có thêm Pb (CDA 521, CDA 524, ΓOCT БрOC5-1) hay có thêm Zn để vừa thay cho Sn rẻ vừa có tác dụng hóa bền dùng 4% cho nguyên tố (4%Sn - 4%Zn - 4%Pb) với mác CDA 544 hay ΓOCT БрOЦC4-44 SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 13 Giản đồ pha Cu - Sn (góc Cu) - Brơng thiếc đúc loại chứa nhiều 10%Sn hay với tổng lượng nguyên tố đưa vào cao 12% loại 5%Sn - 5%Zn - 5%Pb với mác CDA 835, ΓOCT БрOЦC5-5-5, hay 10%Sn - 2%Zn với mác CDA 905 - Nhờ tính đúc tốt khả điền đầy khn cao, hệ số co ngót nhỏ, chống ăn mịn tốt khí quyển, có bề mặt nâu - đen (do tạo nên lớp ôxyt thiếc) nên brông thiếc chứa Zn, Pb dùng để đúc tác phẩm nghệ thuật: tượng đài, chng, phù điêu, họa tiết trang trí Hình ảnh sản phẩm Brơng thiếc SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 14 3.2 Brông nhôm Từ giản đồ pha hệ Cu - Al (hình 6.11) ta thấy hợp kim chứa 9,4%Al có tổ chức dung dịch rắn thay Al Cu có mạng A1 dẻo bền Do bề mặt có lớp Al2O3 nên hợp kim Cu - Al chịu đựng tốt khí cơng nghiệp hay nước biển Brơng nhôm pha (với - 9%Al) sử dụng rộng rãi để chế tạo ngưng tụ hơi, hệ thống trao đổi nhiệt, lò xo tải dòng, chi tiết bơm, đồ dùng cho lính thủy (CDA 614, ΓOCT БрAЖ9-4), tiền xu (CDA 608, ΓOCT БрA5) Brông hai pha (> 9,4%Al) với xuất pha β (hợp chất điện tử mạng A2 Cu3Al) ổn định 565oC chịu biến dạng tốt 565oC có chuyển biến tích β → [α + γ2] Nếu làm nguội nhanh β → β' (mạng sáu phương) có tên mactenxit, khơng cứng, song ram 500oC γ2 tiết dạng nhỏ mịn, làm tăng mạnh độ bền, lại gây giịn nên brơng nhơm chứa 10 - 13%Al tơi ram cao có tính cao SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 15 Giản đồ pha Cu - Al (góc Cu) Các brơng nhơm đúc có lượng Al ≥ 9% nên có thành phần loại biến dạng CDA 952 (giống với CDA 614), ΓOCT БрAЖ9-4Л (giống với БрAЖ9-4) - Hình ảnh sản phẩm Brông nhôm 3.3 Brông berili Hợp kim Cu với 2%Be (CDA 172, ΓOCT БрБ2) sau 750 - 790oC nước, hóa già 320 - 320oC có tính đàn hồi cao (như thép đàn hồi) lại không phát tia lửa điện va đập nên làm chi tiết đàn hồi mỏ thiết bị điện - Hình ảnh sản phẩm Brơng Berili SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 16 Hợp kim Cu - Ni Cu - Zn - Ni SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 17 Từ giản đồ pha Cu - Ni hai nguyên tố hòa tan vơ hạn vào nên ln ln có vùng tổ chức pha kiểu mạng A1 Ni hòa tan vô hạn vào Cu làm tăng mạnh độbền, độ cứng, tính chống mài mịn nước biển Hợp kim Cu - Ni với 10 - 30%Ni (ví dụ CDA 715 có 30%Ni) dùng làm ngưng tụ tàu biển, ống dẫn nước biển, cơng nghiệp hóa học Hợp kim Cu với 17 - 27%Zn - 18%Ni dùng làm dây biến trở, với tổ chức dung dịch rắn nên có điện trở suất cao có màu bạc niken Hình ảnh sản phẩm hợp kim Cu - Ni Cu - Zn - Ni SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 18 SV: LƯU QUANG LINH MSSV: 1711952 19 ... thành khối vào khoảng 4000 TCN kim loại tạo thành hợp kim với loại khác, thiếc để tạo đồng đỏ vào khoảng 3500 TCN - Kim loại hợp kim sử dụng cách hàng ngàn năm Trong thời kỳ La Mã, đồng chủ yếu... P tự đồng < 0,005% khơng làm giảm tính dẫn điện ( với 0,04%P tính dẫn điện 85% loại OFHC), oxy nên biến dạng nóng 1.6 Phân loại hợp kim đồng hệ thống kí hiệu hợp kim đồng - Cũng giống hợp kim. .. hợp kim nhôm, hộp kim đồng phân loại thành: biến dạng đúc nguyên tắc Ngoài lịch sử lâu đời, hợp kim khác đồng mang tên riêng latơng brơng, latơng hợp kim Cu - Zn, brông tên hợp kim Cu - nguyên