Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương II: Các khái niệm cơ bản về kim loại và hợp kim - Vũ Đình Toại

Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Ch−¬ng II: C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ Kim lo¹i vµ Hîp kim kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C NG: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1 / 28 I. TÝnh chÊt chung cña Kim lo¹i & Hîp kim 1. C¬ tÝnh: lµ nh÷ng ®Æc tr−ng c¬ häc biÓu thÞ kh¶ n¨ng cña kim lo¹i hay hîp kim chÞu t¸c dông cña c¸c lo¹i t¶i träng kim kim p p ợ ợ H H 1.1. §é bÒn: lµ kh¶ n¨ng cña vËt liÖu chÞu t¸c dông cña ngo¹i lùc mµ kh«ng & & i i ạ ạ bÞ ph¸ huû. §é bÒn ®−îc ký hiÖu lµ σ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C S¬ ®å mÉu ®o ®é bÒn kÐo σ NG: k ƯƠ σk: ®é bÒn kÐo I C σn: ®é bÒn nÐn P 2 ĐẠ σu: ®é bÒn uèn σ k = (N / mm ) σ : ®é bÒn xo¾n F KHÍ x 0 Ơ C ->> §¬n vÞ ®o ®é bÒn ®−îc tÝnh b»ng N/mm2; kN/m2 hay MN/m2 © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 2 / 28 1 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 1.2. §é cøng: lµ kh¶ n¨ng cña vËt liÖu chèng l¹i biÕn d¹ng dÎo côc bé khi cã ngo¹i lùc t¸c dông 1.2.1. §é cøng Brinen - Brinell: HB [kG/mm2] kim kim p p ợ ợ 2 H H P πD πD 2 2 & & i HB = i F = − D − d ạ ạ F lo lo 2 2 Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C NG: Æ Tuú theo chiÒu dµy cña mÉu thö mµ chän ®−êng kÝnh viªn bi: ƯƠ D = 10mm, D = 5mm hoÆc D = 0,25mm I C ĐẠ Æ Tuú theo tÝnh chÊt cña vËt liÖu mµ chän t¶i träng P cho thÝch hîp 2 KHÍ - Gang: P = 30D Ơ 2 C - §ång vµ Hîp kim ®ång P = 10D - Nh«m, batit vµ c¸c hîp kim mÒm kh¸c P = 2,25D2 © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 3 / 28 1.2.2. §é cøng R«coen - Rockwell: HRA, HRB, HRC được xác định bằng cách dùng tải trọng P ấn viên bi bằng thép đã nhiệt luyện có đường kính 1,587mm tức là 1/16’’ (thang B) hoÆc mòi c«n b»ng kim c−¬ng cã gãc ë ®Ønh 1200 (thang C hoặc A) lên bề mặt vật kim kim p p liệu thử ợ ợ H H >> Viên bi thép dùng để thử những vật liệu ít cứng & & i i ạ ạ >> Mũi côn kim cương dùng để thử các vật liệu có độ cứng cao: thép đã lo lo nhiệt luyện, ... Kim Kim Tải trọng tác dụng hai lần: a a ủ ủ c c - tải trọng sơ bộ P0 = 10kG o o ạ ạ - tải trọng chính P: t t u u + Bi thép: P = 100kG ấ ấ C C + Mũi kim cương: P = 150kG NG: ƯƠ - Thang B: giá trị đo được ký hiệu HRB (P = 100kG) I C - Thang C: giá trị đo được ký hiệu HRC (P = 150kG) ĐẠ - Thang A: giá trị đo được ký hiệu HRA (P = 60kG) KHÍ Ơ C * Giá trị độ cứng Rockwell được chỉ thị trực tiếp trên đồng hồ của máy đo © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 4 / 28 2 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 1.2.3. §é cøng Vicke - Vicker: HV [kG/mm2] T¶i träng P tõ 5 – 120kG kim kim th−êng P = 5; 10; 20; 30;50;100 vµ 120kG p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a P ủ ủ c c HV =1,8544 o o 2 ạ ạ t t d u u ấ ấ C C NG: ƯƠ I C ĐẠ * Phương pháp đo độ cứng Vicke có đo cho cả vật liệu mềm và vật liệu KHÍ cứng có lớp mỏng của bề mặt sau khi thấm than, thấm nitơ, nhiệt luyện Ơ v.v.. C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 5 / 28 1.3. §é d·n dµi t−¬ng ®èi δ%: lµ tû lÖ tÝnh theo phÇn tr¨m gi÷a l−îng d∙n dµi sau khi kÐo vµ chiÒu dµi ban ®Çu kim kim 1 − 1 l1: chiÒu dµi sau khi kÐo [mm] p p 1 0 ợ ợ δ = .100 % l : chiÒu dµi ban ®Çu [mm] H H o & & 1 i 0 i ạ ạ lo lo §¬n vÞ: [%] Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C 1.4. §é dai va ch¹m ak: lµ kh¶ n¨ng cña vËt liÖu chÞu ®ùng ®−îc c¸c t¶i NG: träng va ®Ëp mµ kh«ng bÞ ph¸ huû ƯƠ I C ĐẠ §¬n vÞ: [J/mm2] hay [kJ/m2] KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 6 / 28 3 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 2. Lý tÝnh: lµ nh÷ng tÝnh chÊt cña kim lo¹i thÓ hiÖn qua c¸c hiÖn t−îng vËt lý khi thµnh phÇn ho¸ häc cña kim lo¹i ®ã kh«ng bÞ thay ®æi. 2.1. Khèi l−îng riªng: lµ khèi l−îng cña 1cm3 vËt chÊt kim kim p p ợ ợ H H P 3 P: khèi l−îng cña vËt chÊt & & γ = [g / cm ] i i ạ ạ V V: thÓ tÝch cña vËt chÊt lo lo Kim Kim a a ủ ủ 2.2. NhiÖt ®é nãng ch¶y: lµ nhiÖt ®é nung nãng ®Õn ®ã sÏ lµm cho kim lo¹i c c o o tõ thÓ r¾n chuyÓn sang thÓ láng ạ ạ t t u u ấ ấ C C 2.3. TÝnh d·n në: lµ kh¶ n¨ng d∙n në cña kim lo¹i khi nung nãng NG: 2.4. TÝnh dÉn nhiÖt: lµ kh¶ n¨ng dÉn dßng nhiÖt cña kim lo¹i ƯƠ I C ĐẠ 2.5. TÝnh dÉn ®iÖn: lµ kh¶ n¨ng truyÒn dßng ®iÖn cña kim lo¹i KHÍ Ơ C 2.6. Tõ tÝnh: lµ kh¶ n¨ng nhiÔm tõ cña kim lo¹i © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 7 / 28 3. Ho¸ tÝnh: lµ ®é bÒn cña kim lo¹i ®èi víi nh÷ng t¸c dông ho¸ häc cña c¸c chÊt kh¸c nh− «xy, n−íc axit v.vmµ kh«ng bÞ ph¸ huû kim kim 3.1. TÝnh chÞu ¨n mßn: lµ ®é bÒn cña kim lo¹i ®èi víi sù ¨n mßn cña c¸c m«i p p ợ ợ tr−êng xung quanh H H & & i i ạ ạ 3.2. TÝnh chÞu nhiÖt: lo 3.2. TÝnh chÞu nhiÖt: lµ ®é bÒn cña kim lo¹i ®èi víi sù ¨n mßn cña «xy trong lo lµ ®é bÒn cña kim lo¹i ®èi víi sù ¨n mßn cña «xy trong kh«ng khÝ ë nhiÖt cao hoÆc hoÆc ®èi víi t¸c dông ¨n Kim Kim a a mßn cña mét vµi thÓ láng hoÆc thÓ khÝ ®Æc biÖt ë nhiÖt ủ ủ c c ®é cao o o ạ ạ t t u u ấ ấ 3.1. TÝnh chÞu axit: lµ ®é bÒn cña kim lo¹i ®èi víi sù ¨n mßn cña axit C C NG: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 8 / 28 4 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 4. TÝnh c«ng nghÖ: lµ kh¶ n¨ng cña kim lo¹i vµ hîp kim cho phÐp gia c«ng nãng hay gia c«ng nguéi kim kim 4.1. TÝnh ®óc: ®Æc tr−ng bëi ®é ch¶y lo∙ng, ®é co vµ tÝnh thiªn tÝch p p ợ ợ H H - §é ch¶y lo∙ng biÓu thÞ kh¶ n¨ng ®iÒu ®Çy khu«n cña kim lo¹i vµ hîp kim & & i i - §é co biÓu thÞ sù co ngãt cña kim lo¹i khi kÕt tinh tõ láng sang ®Æc ạ ạ lo lo - TÝnh thiªn tÝch lµ sù kh«ng ®ång nhÊt vÒ thµnh phÇn ho¸ häc cña kim lo¹i trong c¸c phÇn kh¸c nhau cña vËt ®óc Kim Kim a a ủ ủ c c o o 4.2. TÝnh rÌn: lµ kh¶ n¨ng biÕn d¹ng vÜnh cöu cña kim lo¹i khi chÞu t¸c dông ạ ạ t t u u cña ngo¹i lùc ®Ó t¹o thµnh h×nh d¹ng cña chi tiÕt mµ kh«ng bÞ ấ ấ C C ph¸ huû NG: ƯƠ 4.3. TÝnh hµn: lµ kh¶ n¨ng t¹o thµnh sù liªn kÕt gi÷a c¸c chi tiÕt hµn khi I C ®−îc nung nãng côc bé chç mèi hµn ®Õn tr¹ng th¸i ch¶y ĐẠ hay dÎo KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 9 / 28 II. CÊu t¹o vµ sù kÕt tinh cña kim lo¹i: 1. CÊu t¹o cña kim lo¹i: kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim CÊu tróc cña kim lo¹i a CÊu tróc cña kim lo¹i a Mét sè chi tiÕt m¸y ủ ủ c c b»ng kim lo¹i o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C NG: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ CÊu tróc KL nh×n qua Liªn kÕt kim lo¹i nhê Ơ C kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö ®¸m m©y ®iÖn tö © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 10 / 28 5 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 kim kim p p ợ ợ H H & & 2D 3D i 2D i ạ ạ lo lo S¬ ®å m¹ng tinh thÓ cña KL Kim Kim a a ủ ủ c c o o M¹ng tinh thÓ cña KL nh×n ạ ạ t t d−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö u u ấ ấ ) Kim lo¹i cã cÊu t¹o tinh thÓ C C NG: ƯƠ Ghi nhí: I C Ghi nhí: ĐẠ - C¸c nguyªn tö KL ph©n bè theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh KHÍ - NhiÒu m¹ng tinh thÓ s¾p xÕp thµnh m¹ng kh«ng gian Ơ C - Mçi nót m¹ng ®−îc coi lµ t©m cña c¸c nguyªn tö © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 11 / 28 1.1. ¤ c¬ b¶n: kim kim p p lµ phÇn kh«ng gian nhá nhÊt cña m¹ng ợ lµ phÇn kh«ng gian nhá nhÊt cña m¹ng ợ H H tinh thÓ ®Æc tr−ng cho m¹ng kh«ng gian & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u M¹ng tinh thÓ cña KL nh×n ấ ấ C C d−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö NG: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C ¤ c¬ b¶n cña m¹ng tinh thÓ KL © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 12 / 28 6 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 1.2. C¸c kiÓu ¤ c¬ b¶n: 1.2.1. LËp ph−¬ng thÓ t©m: Ký hiÖu: kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u 1.2.2. LËp ph−¬ng diÖn t©m: ấ ấ C C Ký hiÖu: NG: Ký hiÖu: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 13 / 28 1.2.3. Lôc ph−¬ng dµy ®Æc : Ký hiÖu: kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C Ký hiÖu: NG: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 14 / 28 7 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 ) Tuú theo lo¹i « c¬ b¶n ng−êi ta x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè m¹ng Th«ng sè m¹ng lµ gi¸ trÞ ®é dµi ®o theo chiÒu c¹nh cña « c¬ b¶n kim kim - M¹ng lËp ph−¬ng: chØ cã mét th«ng sè m¹ng lµ a p p ợ ợ H H - M¹ng lôc gi¸c: cã 2 th«ng sè m¹ng lµ a vµ c & & i i ạ ạ lo lo ) §¬n vÞ ®o cña th«ng sè m¹ng lµ ¨ngstrong (Ao): 1Ao = 10-8cm Kim Kim a a ủ ủ c c 2. Sù biÓn ®æi m¹ng tinh thÓ cña kim lo¹i : o o ạ ạ t t Khi ®iÒu kiÖn ngoµi thay ®æi (¸p suÊt, nhiÖt ®é, v.v..) tæ chøc kim lo¹i sÏ thay ®æi theo u u Khi ®iÒu kiÖn ngoµi thay ®æi (¸p suÊt, nhiÖt ®é, v.v..) tæ chøc kim lo¹i sÏ thay ®æi theo ấ ấ C C D¹ng « c¬ b¶n thay ®æi NG: Sù biÓn ®æi m¹ng tinh thÓ Th«ng sè m¹ng cã gi¸ trÞ thay ®æi} ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 15 / 28 §−êng nguéi: Tèc ®é nguéi toC kim kim T1 C = tgα p 1 C = tgα p R ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim α a a ủ ủ T2 c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C τ (s) 0 tn NG: ƯƠ §−êng nguéi I C ĐẠ ) Đèi víi mçi kim lo¹i nguyªn chÊt, b»ng thÝ nghiÖm ng−êi ta x¸c ®Þnh ®−îc KHÍ mét ®−êng nguéi nhÊt ®Þnh Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 16 / 28 8 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 3. Sù kÕt tinh cña kim lo¹i Khi kim lo¹i ë tr¹ng th¸i láng chuyÓn sang tr¹ng th¸i r¾n ®−îc gäi lµ sù kÕt tinh ) Kim lo¹i kÕt tinh theo mét qu¸ tr×nh gåm nhiÒu giai ®o¹n: kim kim p p toC ợ ợ Trung t©m kÕt tinh – t©m mÇm H H & & i i ạ ạ lo lo Qu¸ tr×nh kÕt tinh ph¸t triÓn Kim Kim a a ủ ủ KÕt thóc qu¸ tr×nh kÕt tinh c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C τ (s) NG: T©m mÇm: ƯƠ - cã thÓ lµ c¸c ph©n tö t¹p chÊt kh«ng nãng chảy nh− bôi t−êng lß I C - chÊt s¬n khu«n v.v ĐẠ - t©m mÇm tự sinh h×nh thµnh ë những nhãm nguyªn tö cã trËt tù ®¹t ®Õn kÝch KHÍ th−íc ®ñ lín Ơ C ) Tuú theo vËn tèc nguéi kh¸c nhau mµ l−îng t©m mÇm xuÊt hiÖn nhiÒu hay Ýt, sù kÕt tinh sÏ t¹o ra sè l−îng ®¬n tinh thÓ (hay h¹t) nhÊt ®Þnh © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 17 / 28 C¸c giai ®o¹n cña Qu¸ tr×nh kÕt tinh t¹o h¹t kim lo¹i kim kim p p o ợ ợ t C H H & & i i ạ ạ lo lo Pha láng Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ Nhiệt ®é t t u u kÕt tinh ấ ấ C C Pha r¾n NG: ƯƠ τ (s) I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 18 / 28 9 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 H−íng kÕt tinh: kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t Biªn giíi h¹t u u ấ ấ C C NG: ƯƠ I C ĐẠ KÕt tinh kiÓu nh¸nh c©y KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 19 / 28 III. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ hîp kim: Mét sè kh¸i niÖm: 1. Pha lµ những phÇn tö cña hîp kim cã thµnh phÇn ®ång nhÊt ë cïng mét tr¹ng th¸i vµ ngăn c¸ch víi c¸c pha kh¸c b»ng bÒ mÆt ph©n chia (nÕu ë tr¹ng th¸i r¾n th× ph¶i cã sù kim kim p p ®ång nhÊt vÒ cïng mét kiÓu m¹ng vµ th«ng sè m¹ng) ợ ợ H H & & i i ) Mét tËp hîp c¸c pha ë tr¹ng th¸i c©n b»ng gäi lµ hÖ hîp kim ạ ạ lo lo Kim Kim 2. Nguyªn lµ mét vËt chÊt ®éc lËp cã thµnh phÇn kh«ng ®æi, t¹o nªn c¸c pha cña hÖ a a ủ ủ Trong mét sè tr−êng hîp nguyªn còng lµ c¸c nguyªn tè ho¸ häc hoÆc lµ hîp chÊt ho¸ c c o o häc cã tÝnh æn ®Þnh cao ạ ạ t t u u ấ ấ C C 3. C¸c tæ chøc cña hîp kim NG: 3.1. Dung dÞch ®Æc: ƯƠ I C Hai hoÆc nhiÒu nguyªn tè cã kh¶ năng hoµ tan vµo nhau ë tr¹ng th¸i ®Æc gäi lµ ĐẠ dung dÞch ®Æc KHÍ Cã hai lo¹i dung dÞch ®Æc: Ơ C - dung dÞch ®Æc thay thÕ - dung dÞch ®Æc xen kÏ © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 20 / 28 10 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 - Dung dÞch ®Æc thay thÕ: kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ - Dung dÞch ®Æc xen kÏ: t t u u ấ ấ C C NG: ƯƠ B I C ĐẠ KHÍ Ơ C ) Sù hoµ tan xen kÏ bao giê còng cã giíi h¹n © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 21 / 28 3.2. Hîp chÊt ho¸ häc: Pha ®−îc t¹o nªn do sù liªn kÕt giữa c¸c nguyªn tè kh¸c nhau theo mét tû lÖ x¸c ®Þnh gäi lµ hîp chÊt ho¸ häc kim kim p p ợ ợ VÝ dô: Hîp chÊt ho¸ häc Fe C H VÝ dô: H 3 & & i i ạ ạ lo lo 3.3. Hçn hîp c¬ häc: Kim Kim a a ủ ủ Những nguyên tố không hoà tan vào nhau cũng không liên kết để tạo c c o o thành hợp chất hoá học mà chỉ liên kết với nhau bằng lực cơ học thuần ạ ạ t t tuý, thì gọi hệ hợp kim đó là hỗn hợp cơ học u u ấ ấ C C ) hçn hîp c¬ häc kh«ng lµm thay ®æi m¹ng nguyªn tö cña c¸c nguyªn tè thµnh phÇn NG: ƯƠ I C ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 22 / 28 11 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Cấu trúc của hợp kim: kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t Nguyªn tö u u Hydro ấ ấ Nguyªn C C tö S¾t NG: Nguyªn tö Titan ƯƠ I C ĐẠ Nguyªn tö S¾t Nguyªn tö KHÍ Titan Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 23 / 28 4. Giản ®å tr¹ng th¸i cña hîp kim: lµ sù biÓu diÔn qu¸ tr×nh kÕt tinh cña hệ hîp kim C¸ch x©y dùng Gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hÖ Hîp kim kim kim p p ợ ợ H H & & i i ạ ạ lo lo Kim Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ t t u u ấ ấ C C NG: ƯƠ I C ĐẠ ) X©y dùng gi¶n ®å tr¹ng th¸i b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch KHÍ Ơ nhiÖt, nghÜa lµ thiÕt lËp c¸c ®−êng C nguéi © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 24 / 28 12 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 ) Qu¸ tr×nh kÕt tinh phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ nång ®é cña c¸c chÊt t¹o thµnh Ví dụ: Các đường nguội của các hợp kim chì - antimon: kim kim p p ợ ợ H H o o o o toC t C t C & & t C t C i i ạ ạ 375 0 0 0 0 0 lo lo 75%Pb 100%Pb 95%Pb 90%Pb 87%Pb 75%Pb 5%Sb 10%Sb 13%Sb 25%Sb Kim Kim 1 a a ủ ủ c c 1 o o 325 1’ ạ ạ t t 1 1 u u ấ ấ C C 2’ 2’ 2 2’ 2’ 246 2’ 2’ 2’ 2 2 1 2 NG: ƯƠ 3 3 3 3 200 3 I C τ τ τ τ τ ĐẠ KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 25 / 28 ) Dùa vµo c¸c ®−êng nguéi, ta x¸c ®Þnh ®−îc c¸c ®iÓm tíi h¹n cña mçi hîp kim ) Đ−a tÊt c¶ c¸c ®iÓm tíi h¹n lªn 1 gi¶n ®å tæng hîp, ta cã gi¶n ®å tr¹ng th¸i cña hÖ hîp kim toC toC B kim kim p p A ợ A ợ H 375 H 375 & & i Pha láng i ACB: ®−êng láng Pha láng ạ ACB: ®−êng láng ạ lo lo DCE: ®−êng ®Æc Sb + Láng Kim Kim Pb + Láng a a DCE: ®−êng cïng tinh ủ ủ C c c D E o o 246 ạ ạ t t u u ) Gi¶n ®å tr¹ng ấ ấ C C ] th¸i chØ râ c¶ tæ ] Sb Pb + [Pb + Sb] Sb + chøc cña hîp kim + Sb + [Pb + Sb] NG: Pb trong c¸c ®iÒu Pb [ [ ƯƠ kiÖn c©n b»ng I C 200 ĐẠ 0 5 10 13 25 40 60 80 100% Sb KHÍ 100% Pb 95 90 87 75 60 40 20 0 Ơ C Giản ®å tr¹ng th¸i cña hÖ hîp kim ch× - antimon © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 26 / 28 13 Bản quyền của ThS. Vũ Đình Toại 13.08.2009 Các loại giản đồ trạng thái của hợp kim 2 nguyên: o o t C toC t C toC kim kim p p ợ ợ Pha láng H H & & i i ạ Pha láng ạ Pha láng lo lo α + L B+L Kim A + L Kim a a ủ ủ c c o o ạ ạ α t t A + B + u u ấ ấ [A+B] [A+B] [A+B] [A+B] C C NG: 0 100% B 0 100% B ƯƠ 100% A 100% A 100% A 0 100% A 0 I C ĐẠ Loại I Loại II KHÍ Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 27 / 28 Các loại giản đồ trạng thái của hợp kim 2 nguyên: kim kim p p ợ ợ o H H o o t C o t C t C & & t C i i ] ] ạ ạ lo lo Pha láng AmBm AmBm [ [ Kim Kim a a Pha láng Pha láng ủ ủ c c o o ạ ạ t L + β t L + β L + α u u ấ ấ C C α β ] ] β β + + NG: α α [ [ ƯƠ I C 0 100% B 0 AmBm 100% B ĐẠ 100% A 0 100% A 0 KHÍ Loại III Loại IV Ơ C © ThS. KSHQT. VũĐình Toại-Bộ môn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 28 / 28 14