- Sự tiết pha Fe3C dư ra khỏi dung d ch rắn của cacbon trong các dung d ch rắn: trong Fe γtheo đư ng ES và trong Feαtheo đư ng PQ.
i. Phần trên của giản đồ
Phần tr n của giản đồ trạng thái Fe – C ứng với sự kết tinh từ trạng thái lỏng thấy cĩ ba khu vực r rệt ứng với ba khoảng thành phần cacbon khác nhau.
Khu vực cĩ thành phần 0,1 – 0,51%C (cĩ phản ứng bao tinh).
Tất cả các hợp kim cĩ thành phần cacbon 0,1 – 0,51%C khi kết tinh sẽ xảy ra phản ứng bao tinh: δH + LB→ γJ.
L c đầu, khi làm nguội đến đư ng lỏng AB, hợp kim lỏng sẽ kết tinh ra dung d ch rắn trước. Khi nhiệt độ hạ xuống tới 1499oC (ứng với đư ng HB), hợp kim cĩ hai pha là dung d ch rắn δ chứa 0,10%C và dung d ch rắn ơstenit chứa 0,16%C:
Các hợp kim cĩ 0,1 – 0,16%C sau phản ứng bao tinh cịn thừa pha δ và khi làm
nguội tiếp, pha này tiếp tục chuyển biến thành pha γ.
khi làm nguội tiếp theo pha lỏng tiếp tục chuyển biến thành pha γ. Như vậy, cuối c ng hợp
kim 0,10 – 0,51%C khhi làm nguội xuống dưới đư ng NJE chỉ cĩ tổ chức một pha austenit.
Khu vực cĩ thành phần 0,51 – 2,14%C kết th c kết tinh b ng sự tạo thành dung d ch rắn ơstenit.
Hợp kim thành phần 2,14 – 4,3%C: khi làm nguội hợp kim tới đư ng lỏng BC nĩ sẽ kết tinh ra austenit. Làm nguội tiếp tục, ơstenit cĩ thành phần thay đổi theo đư ng JE, hợp kim lỏng cịn lại thay đổi theo đư ng BC.
Khu vực cĩ thành phần 0,51 – 2,14%C kết th c kết tinh b ng sự tạo thành dung
d ch rắn ơstenit.
Hợp kim cĩ thành phần 2,14 – 4,3%C, kết th c kết tinh b ng sự kết tinh của dung
d ch lỏng cĩ thành phần ứng với điểm C ra hai pha: austenit cĩ thành phần ứng với điểm E và x mentit ở 1147o
C.
Hỗn hợp c ng tinh l đ burit
Sau khi kết tinh xong hợp kim này cĩ tổ chức ơstenit + l đ burit (γ + Xe). Khu vực cĩ thành phần 4,3 – 6,67%C (kết tinh ra x mentit thứ nhất).
Phần hợp kim 4,3 – 6,67%C: khi hợp kim được làm nguội tới đư ng lỏng DC nĩ kết tinh ra x mentit và gọi là x mentit thứ nhất. Khi làm nguội tiếp tục sẽ phản ứng tạo n n c ng tinh l đ burit xảy ra ở 1147oC. Sau khi kết tinh xong, hợp kim này cĩ tổ chức x mentit thứ nhất + l đ burit (γ + Xe).
Tĩm lại: khi kết tinh từ pha lỏng, trong hợp kim Fe – C cĩ xảy ra các quá tr nh sau: kết tinh ra δ (< 0,51%C) và phản ứng c ng tinh (2,14 – 6,67%C).
ii. Phần dƣới của giảnđồ
Phần dưới của giản đồ ứng với những chuyển biến ở trạng thái rắn. Cĩ ba pha chuyển biến đáng ch sau đây xuất phát từ ơstenit.
Các hợp kim cĩ thành phần cacbon lớn hơn 0,8% khi làm nguội từ 1147oC đến
727oC, astenit của nĩ b giảm thành phần cacbon theo đư ng ES, do vậy, sẽ tiết ra x mentit mà
ta gọi là x mentit thứ hai. Cuối c ng ở 727oC, ơstenit cĩ thành phần cacbon 0,8% ứng với
điểm S.
Sự tiết ra ferit từ austenit
Các hợp kim cĩ thành phần cacbon nhỏ hơn 0,8% khi làm nguội từ 911o
C ÷ 727oC,
austenit của nĩ sẽ tiết ra ferit là pha ít cacbon, do vậy austenit cịn lại giàu cacbon theo đư ng GS. Cuối c ng ở 727oC hợp kim gồm hai pha là ferit ứng với điểm P (0,02%C) và austenit ứng với điểm S (0,8%C).
Như vậy khi làm nguội tới 727oC trong tổ chức của mọi hợp kim Fe – C đều chứa
austenit với 0,8%C (ứng với điểm S).
Chuyển biến c ng tích: austenit thành peclit.
Tại 727oC austenit cĩ thành phần 0,8%C sẽ chuyển biến thành peclit là hỗn hợp của
hai pha ferit và xêmentit.
Như đã nĩi ở tr n, chuyển biến này cĩ ở trong mọi hợp kim Fe – C.
CÂU HỎI ƠN TẬP
Câu 1. Đ nh nghĩa, phân loại gang, thép.
Câu 2. N u ảnh hưởng của các nguy n tố đến tính chất của gang. Câu 3. Giải thích cơ tính của gang theo tổ chức tế vi.
Câu 4. Hãy phân biệt các loại gang d ng trong cơ khí: gang xám, gang cầu, gang dẻo theo
tổ chức tế vi, cơ tính, k hiệu, cơng dụng.
Y u cầu:
- Phân tích k hiệu trên.
- T m một sản phẩm cơ khí được chế tạo từ các vật liệu tr n. Giải thích việc lựa chọn vật liệu để chế tạo là tốiưu.
- Nếu cần chế tạo một chi tiết ch u tải trọng kéo và va đập cĩ h nh dạng đơn giản ( ví dụ: trụ trơn) th chọn loại gang nào để chế tạo? Giải thích?
Câu 6: Định nghĩa thép hợp kim và nêu sự khác nhau giữa thép cacbon và thép hợp kim.
Câu 7: Thế nào là hợp kim cứng ? Đặc điểm và công dụng của chúng ? Câu 8: Nêu cách ghi ký hiệu của thép cacbon và thép hợp kim
Câu 9: Cho biết các thành phần chủ yếu của hợp kim cứng? So sánh giữa hợp kim và hợp kim cứng ?
Câu 10: Nêu các tính chất của hợp kim cứng ? Câu 11: Nêu ký hiệu hợp kim cứng theo TCVN ? Câu 12: Trình bày cơng dụng của hợp kim cứng ?
Câu 13: Định nghĩa, đặc điểm và công dụng của đồng thau, đồng thanh ? Giải thích các ký hiệu sau : M1, L70, Br.Al.Fe9-4 ?