Hợp kim là dung dịch rắn của nhiều nguyên tố kim loại hoặc giữa nguyên tố kim loại với nguyên tố phi kim. Hợp kim mang tính kim loại (dẫn nhiệt cao, dẫn điện, dẻo, dễ biến dạng, có ánh kim...).Thành phần của nguyên tố trong hợp kim thường được biểu thị bằng phần trăm (%) theo khối lượng, khi nói đến phần trăm theo nguyên tử phải chỉ định rõ kèm theo.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT ĐỨC KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ BỘ MƠN VẬT LIỆU CƠ KHÍ Dung dịch rắn Hợp chất hoá học Hỗn hợp c¬ häc * Hợp kim sử dụng phổ biến kim loại nguyên chất vì: - Hợp kim dễ chế tạo, có nhiều tính chất cơ, lý hố tính cơng nghệ ưu việt so với kim loại ngun chất a Định nghĩa: Hợp kim vật liệu mà thành phần gồm hai nhiều nguyên tố, nguyên tố kim loại Hợp kim mang tính chất kim loại Ví dụ: Thép hợp kim sắt bon Gang hợp kim sắt + mangan + silic bon + photpho + lưu huỳnh Ví dụ: hình 5.1 ảnh tổ chức tế vi hợp kim Cu-30%Pb, chuyên dùng làm trt Cu Pb 1.4.2 Các dạng cấu tạo hỵp kim - TÝnh chÊt cđa hỵp kim phơ thc vào cấu tạo bên hợp kim (mạng tinh thể) Mạng tinh thể hợp kim có cấu tạo phức tạp so với kim loại nguyên chất trạng thái rắn hợp kim có cấu trúc: Dung dịch rắn Hợp chất hoá học Hỗn hợp học Dung rắn * Khái dịch niệm: Dung dịch rắn pha tinh thể có hay nhiều nguyên tố hoà tan vào mng tinh thể kim loại, chim đa s gi dung môi, nguyên tố chiếm tỷ lệ gọi nguyên tè hoµ tan Ký hiệu: A(B) Trong đó: A ngun tố dung mơi, B ngun tố hịa tan Tùy theo phương thức phân bố nguyên tố hòa tan trong mạng tnh thể dung mơi , có loại dung dịch rắn sau : a Dung dịch rắn thay thế b.Dung dịch rắn xen kẽ A B 1) Kiểu mạng tnh thể A B phải giống nhau; 2) Đường kính nguyên tử A ≈ B (để hịa tan đường kính ngun tử B A sai khác không lớn - 12%) 3) Tính chất hóa - lý hai ngun tố A B phải gần giống nhau, t0 nóng chảy; 4) Điện tử hóa trị A B phải nhau, để B hòa tan vào mạng A không làm thay đổi nồng độ điện tử mạng Thỏa mãn điều kiện trên, hịa tan vào mạng A khơng ngược lại (A hịa tan vào hạn) Dung dịch rắn tạo thành rắn vơ hạn ngun tử B có giới hạn, B không giới dung dịch Khi điều kiện khơng thỏa mãn khả hịa tan bị giới hạn tác dụng hóa bền tạo thành dung dịch rắn lớn Những dung dịch rắn dung dịch rắn có hạn Khả hịa tan B vào A hồn tồn phụ thuộc vào tương quan kích thước đường kính nguyên tử B đường kính lỗ hổng mạng A (điều kiện để B hòa tan xen kẽ vào mạng A tỷ số đường kính nguyên tử dA/dB ≤ 0,59) Khi tạo thành dung dch rắn xen kẽ, mạng tinh th b xụ lệch mạng cho tác dụng hóa bền rÊt lớn Đối với dung dịch rắn xen kẽ, tồn dung dịch có hạn, khơng có dung dịch rn vô hạn, vỡ s lợng lỗ hổng mng tinh th có hạn * Các đặc tính dung dịch rắn: Hợp chất hoá học: - Hp chất hố học hình thành khác điện tích hai nguyên Thường hợp chất kim loại với kim điển O, S, P, - Mối liên kết hợp chất liên kết ion đồng hoá trị Các hợp chất loại cứng giòn nên sử dụng hợp kim 2 Hỵp chÊt hoá học: * Các đặc tính hợp chất hóa học: + Cấu trúc mạng tinh thể phức tạp khác với nguyên tố tạo thành nó, độ dẻo thp + Có tính dòn, độ cứng cao nhiệt độ chảy cao + Thành phần không đổi thay ®ỉi ph¹m vi hĐp, cã thĨ biĨu diƠn b»ng công thức hoá học + Có thể nhiều dạng liên kết khác nhau: Liên kết kim loại, ion, đồng hoá trị - Trong hệ HK có nhng nguyên tố không hoà tan vào không liên kết đông đặc để tạo thành hợp chất hoá học mà liên kết lực học gọi hỗn hợp học Kí hiệu: A + B + Các thành phần tạo nên hợp kim có bề mặt phân chia với + Mạng tinh thể khác nguyên tố thành phần nhng có dạng đơn giản: lục giác xếp chặt, lập phơng thể tâm, lập phơng diện tâm + Tính chất phụ thuộc vào tính chất nguyên tố chiếm đa số + Tính chất điển hènh: cứng, nhiệt độ nóng chảy cao ... tố, nguyên tố kim loại Hợp kim mang tính chất kim loại Ví dụ: Thép hợp kim sắt bon Gang hợp kim sắt + mangan + silic bon + photpho + lưu huỳnh Ví dụ: hình 5.1 ảnh tổ chức tế vi hợp kim Cu-30%Pb,... dạng cấu tạo hợp kim - Tính chất hợp kim phụ thuộc vào cấu tạo bên hợp kim (mạng tinh thể) Mạng tinh thể hợp kim có cấu tạo phức tạp so với kim loại nguyên chất trạng thái rắn hợp kim có cấu trúc:... hợp học * Hp kim c s dng phổ biến kim loại nguyên chất vì: - Hợp kim dễ chế tạo, có nhiều tính chất cơ, lý hố tính cơng nghệ ưu việt so với kim loại nguyên chất a Định nghĩa: Hợp kim vật liệu