Chương 1: CẤU TẠO KIM LOẠI VÀ HP KIM I. KIM LOẠI: 1. Đònh nghóa: Kim loại là một vật thể sáng, dẻo có thể rèn được, có tính dẫn nhiệt, dẫn điện cao. 2. Các tính chất của kim loại: a, Cơ tính: * Độ bền được đo bằng giới hạn bền. +Giới hạn bền kéo б b +Giới hạn bền nén б bn +Giới hạn bền uốn б bu +Giới hạn bền chảy б c +Giới hạn bền mỏi б -1. +Giới hạn bền đàn hồi б dh . *Độ cứng: +Độ cứng Brinen (HB) +Độ cứng Rốcven (HRA, HRB, HRC) +Độ cứng VicKe (HV) *Độ dẻo: Xác đònh độ dãn dài tương đối δ(%) và độ thắt tương đối ψ(%). *Độ dai: Xác đònh băng độ dài vập a k . b. Lý tính: *Các tính chất điện từ là tính chất không có gì có thể thay thế được kim loại, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện, ngoài ra còn có tính chòu nhiệt cao, tính giãn nở vì nhiệt. c. Hóa tính: *Kim loại thường tác dụng mạnh với các kim loại như (oxy, clo). Hiện tượng bò rỉ gọi là ăn mòn kim loại, một số kim loại có tính ổn đònh rất cao trong khí quyển, axit, bazơ là các kim loại q. d. Tính công nghệ: Có khả năng chòu các dạng gia công khác nhau: Đúc, dập, gia công cắt, hàn, nhiệt luyện… 3. Cấu tạo tinh thể của kim loại: a. Mạng tinh thể lý tưởng: *Mạng tinh thể: Là mô hình không gian mô tả qui luật hình học của sự sắp xếp các chất điểm trong vật tinh thể. *Mạng tinh thể gồm các mặt đi qua các chất điểm, các mặt này luôn song song cách đều nhau gọi là mặt tinh thể. *Mạng tinh thể bao gồm các hình khối đơn giản giống nhau và xếp liên tiếp chúng theo 3 chiều đo thì có lại mạng tinh thể. Khối đó gọi là khối cơ bản. a. Mạng lập phương thể tâm: -Các nguyên tử, nằm giữa tâm và đỉnh của hình lập phương. -Các nguyên tử nằm ở đường chéo mặt hình lập phương cách rời nhau còn các nguyên tử nằm theo đường chéo khối hình lập phương thì sát nhau hơn. Đặc trưng cho các kiểu mạng này là Fe α , Cr, W, Mo… b. Mạng lập phương diện tâm: a a a -Các nguyên tử nằm ở đỉnh và giữa tâm các mặt hình lập phương. -Theo các cạnh và theo các đường chéo khối hình lập phương các nguyên tử nằm cách rời nhau còn theo đường chéo mặt các nguyên tử nằm sát nhau hơn. -Đặc trưng các kiểu mạng này là Fe γ , Cu, Ni, Al, Pb… c. Mạng lục giác xếp chặt: -12 nguyên tử nằm ở các đỉnh, 2 nguyên tử nằm ở giữa 2 mặt đáy, 3 nguyên tử nằm ở trung tâm khối lăng trụ. -Các nguyên tử nằm ở đáy dưới xếp sát nhau, 3 nguyên tử nằm ở giữa xếp vào khe lõm mặt đáy, tiếp theo là các nguyên tử mặt đáy trên xếp vào khe lõm của lớp giữa nhưng trùng vào vò trí đáy Các kim loại đặc trưng cho kiểu mạng này là Be, Mg, Ti α , Co α … d. Mạng chính phương thể tâm: -Giống như khối lập phương thể tâm kéo dài theo chiều cạnh của khối b. mạng tinh thể thực: Trên thực tế mạng nguyên tử kim loại luôn luôn có khuyết tật và sai lệnh. -Sai lệnh điểm: là sai lệch kích thước nhỏ theo 3 chiều không gian. +Các nguyên tử bứt khỏi vò trí cân bằng đi vào khoảng giữa các nút mạng. +Các nguyên tử tạp chất chiếm vò trí nút mạng. -Sai lệch đường: là sai lệch mạngcó kích thước nhỏ theo 2 chiều đo và lớn theo 1 chiều đo còn lại. a c c a +Sai lệch biên . +Sai lệch xoắn. +Sai lệch hỗn hợp. -Sai lệch mặt: Là sai lệch mạng có kích thước nhỏ theo 1 chiều đo và lớn theo 2 chiều đo còn lại. Những sai lệch mặt có thể là mặt phẳng hoặt mặt cong. II. HP KIM: 1. Đònh nghóa: Hợp kim là sản phẩm của sự nấu chảy hai hay nhiều nguyên tố kim loại hoặc á kim để được vậtliệu mới có tính chất kim loại. 2. Cấu tạo tinh thể của hợp kim: Câu tạo hợp kim có thể là dung dòch đặc, hợp chất hóa học, hỗn hợp cơ học. a. Dung dòch đặc: Nguyên tử của các nguyên tố thành phần có kích thước gần giống nhau, khi kết tinh các hợp kim này tạo thành mạng tinh thể trong đó có nguyên tử của các nguyên tố thành phần. *Người ta phân biệt 2 loại dung dòch đặc. -Dung dòch đặc thay thế: Nguyên tử A đẩy một số nguyên tử B ra khỏi nút mạng tinh thể và thay vào vò trí ấy +Ví dụ: Nguyên tử Ni đẩy một số nguyên tử Cu ra khỏi nút mạng và thay thế vào vò trí ấy. -Dung dòch đặc xen kẽ: Nguyên tử các nguyên tố hòa tan nằm giữa xen kẽ vào các lỗ hỏng giữa các nút mạng tinh thể của các kim loại cơ bản. +Ví dụ: Nguyên tử Bo, C, O 2 nằm xen kẽ vào lỗ hỏng giữa các nút mạng tinh thể của nguyên tố kim loại cơ bản. Ni Cu Ni b. Hợp chất hóa học: -Nguyên tử các nguyên tố khác nhau tác dụng hóa học với nhau, theo tỷ lệ chính xác giữa các nguyên tử có kiểu mạng xác đònh và thành phần hóa học xác đònh biểu diễn bằng một công thức hóa học xác đònh. -Đặc điểm chung có độ cứng, độ giòn cao do mạng tinh thể của nó phức tạp hơn mạng tinh thể kim loại. c. Hỗn hợp cơ học: -Hợp kim có cấu tạo là hỗn hợp cơ học khi nguyên tử của các nguyên tố thành phần khác nhau về kích thước, mạng tinh thể. -Các nguyên tử của mỗi nguyên tố sẽ tụ tập lại thành những hạt riêng rẽ phân biệt rõ rệt được trên tổ chức tế vi, còn dung dòch đặc thì không phân biệt được. 3. Phân biệt kim loại và hợp kim: Kim loại Hợp kim -Có độ bền và độ cứng thấp. -Tính dẻo cao, dễ biến dạng dẻo, tính đúc, gia công cắt kém. -Chế tạo khó. -Có độ bền và độ cứng cao hơn. -Có tính đúc tốt, gia công cắt cao, có khả năng hóa bền bằng nhiệt luyện. -Chế tạo dễ. 4. Phân tích cấu tạo của kim loại và vậtliệu phi kim loại: *Người ta chia vật rắn thành 2 nhóm lớn. -Vật rắn tinh thể: Chất điểm sắp xếp theo một quy luật hình học nhất đònh. -Vật rắn vô đònh hình: Chất điểm sắp xếp hỗn loạn. Kim loại Phi kim loại -Có cấu tạo tinh thể: Chất điểm sắp xếp theo một quy luật hình -Có cấu tạo vô đònh hình chất điểm sắp xếp hỗn loạn. học nhất đònh. -Có nhiệt độ nóng chảy, đông đặc xác đònh. Tức là có sự chuyển biến từ nguyên tử sắp xếp không tật tự (lỏng) có tật tự (rắn). -Không có nhiệt độ đông đặc nóng chảy xác đònh. Khi đun nóng bò mềm từ từ, không có ranh giới giữa hai trạng thái lỏng và rắn vì ở hai trạng thái này chất điểm sắp xếp không có trật tự. . loại và vật liệu phi kim loại: *Người ta chia vật rắn thành 2 nhóm lớn. -Vật rắn tinh thể: Chất điểm sắp xếp theo một quy luật hình học nhất đònh. -Vật rắn. Chương 1: CẤU TẠO KIM LOẠI VÀ HP KIM I. KIM LOẠI: 1. Đònh nghóa: Kim loại là một vật thể sáng, dẻo có thể rèn được,