CHƯƠNG 3: KHÁI NIỆM VỀ HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI

Chia sẻ: tranphubg89

Thành phần nguyên tố hoá học trong hợp kim thường được biểu thị bằng % trọng lượng, cũng có khi biểu thị bằng % nguyên tử.

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: CHƯƠNG 3: KHÁI NIỆM VỀ HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI

CHƯƠNG 3: KHÁI NIỆM VỀ HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI

3.1. KHÁI VỀ HỢP KIM
3.1.1. Định nghĩa hợp kim

- Hợp kim là vật thể gồm nhiều nguyên tố mang tính chất
kim loại. Nguyên tố chủ yếu trong hợp kim mang tính chất kim
loại.
Thành phần nguyên tố hoá học trong hợp kim thường được
biểu thị bằng % trọng lượng, cũng có khi biểu thị bằng %
nguyên tử.

VD: Thép 40 có 0,4%C;
Thép 40X có 0,4%C và 1%Cr
Thép 80W18Cr4V có 0,8%C, 18%W, 4%Cr và 1%V
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 1
3.1. KHÁI VỀ HỢP KIM

3.1.2. Đặc tính của hợp kim

+ Cơ tính cao: - Độ bền, độ cứng, giới hạn chảy, đàn hồi
của hợp kim cao hơn hẳn so với kim loại nguyên chất, còn độ
dẻo, độ dai vẫn đủ cao.
+ Tính công nghệ phù hợp với chế tạo cơ khí như: tính đúc,
tính gia công cắt gọt, có thể hoá bền bằng nhiệt luyện v.v…
+ Chế tạo (luyện) hợp kim: dễ và kinh tế hơn nhiều so với
kim loại nguyên chất.
- Do luyện hợp kim không cần phải khử triệt để tạp
chất, mà chỉ cần khống chế chúng ở mức độ nào đó.


BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 2
3.1. KHÁI VỀ HỢP KIM

3.1.3. Các khái niệm về hệ hợp kim
a, Pha
- Pha là dạng vật chất có thành phần đồng nhất, ở cùng
một trạng thái và kiểu mạng tinh thể.
Các pha ngăn cách nhau bằng bề mặt phân chia.
b, Hệ
- Hệ là một dạng tập hợp các pha ở trạng thái cân bằng.
+ Điều kiện:
- Mỗi pha trong đó phải đạt được giá trị năng lượng tự do bé
nhất.


BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 3
3.1. KHÁI VỀ HỢP KIM

c, Nguyên (cấu tử)
- Là những chất độc lập có thành phần hoá học không đổi
(có thể là nguyên tố hoá học hoặc hợp chất hoá học), chúng
tạo nên tất cả các pha của hệ.

Có thể đưa một vài ví dụ để làm rõ khái niệm này:
+ Một hệ gồm 2 pha là nước lỏng và nước đá (ở 00C), chỉ có
một nguyên tử là H2O.
+ Hợp kim Cu- Ni là một hệ gồm 2 nguyên (Cu, Ni) ở trạng
thái rắn hoặc lỏng chỉ có một pha vì chúng tạo ra dung dịch rắn
hoặc lỏng đồng nhất.

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 4
3.2. CÁC PHA VÀ TÍNH CHẤT CÁC PHA TRONG HỢP KIM


Cấu trúc mạng tinh thể của hợp kim phức tạp hơn kim loại
nguyên chất.

- Nếu mạng tinh thể của hợp kim vẫn giữ nguyên kiểu
mạng của kim loại nguyên chất, nhưng làm biến đổi thông số
mạng và gây xô lệch thì dạng cấu tạo này gọi là dung dịch
rắn.

- Nếu mạng tinh thể của hợp kim khác hẳn với mạng của
các nguyên tố thành phần thì dạng cấu tạo này gọi là hợp chất
hoá học hay pha trung gian.


BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 5
3.2. CÁC PHA VÀ TÍNH CHẤT CÁC PHA TRONG HỢP KIM

3.2.1. Dung dịch rắn
a, Khái niệm:
- Dung dịch rắn có nhiều điểm giống với dung dịch lỏng, song
điểm khác nhau cơ bản giữa chúng là dung dịch rắn có cấu tạo
tinh thể.
- Khi 2 nguyên tố hoà tan vào nhau ở trạng thái rắn, một
nguyên tố giữ nguyên kiểu mạng gọi là dung môi, còn nguyên tố
kia phân bố đều vào mạng của nguyên tố dung môi gọi là
nguyên tố hoa tan.
- Ký hiệu của dung dịch rắn bằng các chữ α, β, γ ... hoặc A
(B).
trong đó: A – dung môi, B – nguyên tố hoà tan.
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 6
3.2.1. Dung dịch rắn

b, Các đặc tính chung của dung dich rắn
- Có liên kết kim loại;
- Có kiểu mạng tinh thể của kim loại dung môi;
- Thành phần các nguyên tố có thể thay đổi trong phạm vi
nào đó mà vẫn không làm thay đổi kiểu mạng;
- Độ bền, độ cứng cao hơn kim loại dung môi còn độ dẻo
vẫn khá cao do vẫn giữ nguyên kiểu mạng của kim loại dung
môi, (Do mạng tinh thể bị xô lệch).
- Tuỳ theo vị trí phân bố của nguyên tố hoà tan trong mạng
tinh thể của dung môi, sẽ có hai loại dung dịch rắn thay thế và
xen kẽ.

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 7
3.2.1. Dung dịch rắn

c, Dung dịch rắn thay thế
- Khi nguyên tử của nguyên tố hoà tan thế vào vị trí nút mạng
của nguyên tố dung môi thì tạo nên dung dịch rắn thay thế.
Điều kiện: Dntht ≈ Dntdm
- Tuy nhiên vẫn làm xô lệch mạng tăng độ bền, độ cứng và
giảm một chút độ dẻo dai so với dung môi.
-nguyên tử dung
môi
-nguyên tử hoà
tan




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 8
3.2.1. Dung dịch rắn
Theo độ hoà tan lại chia ra dung dich rắn (thay thế) hoà
tan vô hạn và hoà tan có hạn.
* Dung dịch rắn hoà tan vô hạn
- Khi nguyên tử hoà tan B có thể lần lượt thay thế các vị trí
của nguyên tử dung môi A một cách liên tục, ta được dung
dịch rắn hoà tan vô hạn.




A(B) A(B) B(A)
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 9
3.2.1. Dung dịch rắn

* Dung dịch rắn hoà tan vô hạn
Điều kiện cần để hai kim loại hòa tan vô hạn vào nhau là:
:
- Có cùng kiểu mạng;
- Đường kính nguyên tử sai khác nhau ít (dưới 8% khi hoà
tan vào Fe);
- Các tính chất lý, hoá gần giống nhau nhất là nhiệt độ
chảy;
- Có cùng hoá trị.




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 10
3.2.1. Dung dịch rắn
* Dung dịch rắn hoà tan có hạn
- Khi nguyên tử hoà tan B chỉ có thể thay thế vị trí các
nguyên tử dung môi A đến một giới hạn nào đó (nếu hoà tan
thêm sẽ có kiểu mạng khác), ta được dung dịch rắn hoà tan
có hạn.




- Chỉ cần không thoả mãn một trong 4 điều kiện trên sẽ tạo
nên dung dịch rắn hoà tan có hạn. Đây là trường hợp thường
BgặMÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT
Ộ p. 11
3.2.1. Dung dịch rắn

d, Dung dịch rắn xen kẽ
- Khi nguyên tử hoà tan xen kẽ vào giữa các nút mạng của
kim loaị dung môi (tức là xen kẽ vào giữa các lỗ hổng của mạng)
ta có dung dịch rắn xen kẽ.


-nguyên tử dung môi
-nguyên tử hoà tan




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 12
3.2.1. Dung dịch rắn
+ Đặc điểm:
- Các lỗ hổng của mạng có kích thước nhỏ so với nguyên tử
dung môi A;
- Nguyên tử hoà tan B hoà tan xen kẽ vào mạng của dung môi
A khi tỷ số đường kính của chúng thoả mãn hệ thức:
B
dB
≤ 0,59
dA A
- Là loại dung dịch hoà tan có hạn;
- Thường được tạo thành bởi dung môi là
kim loại có đường kính nguyên tử lớn như:
Fe, Cr, W, Ti... và các nguyên tố hoà tan là
các á kim có đường kính nguyên tử nhỏ
như : C, N, H, B…
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 13
3.2.2. Pha trung gian

+ Đặc tính chung:
- Mạng tinh thể của pha trung gian thường phức tạp và khác
các nguyên tố tạo thành nó, nên tính dẻo kém;
- Có tính dòn, độ cứng cao và nhiệt độ nóng chảy khá cao;
- Thành phần cố định hoặc có thể thay đổi trong phạm vi
hẹp. Có thể biểu diễn được bằng công thức hoá học;
- Có thể ở nhiều dạng liên kết khác nhau: Liên kết kim loại,
ion, đồng hoá trị.
- Các pha trung gian thường gặp là pha xen kẽ, pha điện tử,
đó là các pha có liên kết kim loại.

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 14
3.2.2. Pha trung gian

a, Pha xen kẽ
- Là loại pha trung gian được tạo nên giữa kim loại và á kim
với các đặc tính sau đây:
+ Đường kính nguyên tử á kim (dA) bé hơn của kim loại(dK)
rất nhiều. Chúng cũng thoả mãn bất đẳng thức:

dA
≤ 0,59
dK
+ Mạng tinh thể có dạng đơn giản như lục giác xếp chặt, lập
phương diện tâm, trong đó nguyên tử á kim nằm xen kẽ lỗ hổng
của mạng;

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 15
3.2.2. Pha trung gian

+ Thành phần hoá học có công thức đơn giản như: KA,
KA2,, K4A, KA4;

(Ví dụ như những loại các bít đơn giản mà thường gặp :WC,
TiC, TaC)

+ Các kim loại có đường kính nguyên tử lớn như: Ti, W, Mo,
V, Nb, Zr, Ta và đôi khi cả Cr, Mn, Fe, thường kết hợp với
những á kim có đường kính nguyên tử như: C, N, H, B, để tạo
thành pha xen kẽ;

+ Tính chất điển hình là rất cứng và nhiệt độ chảy rất cao.


BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 16
3.2.2. Pha trung gian

b, Pha điện tử (Pha Hum - Rôđêri)
- Là pha phức tạp tạo nên giữa 2 kim loại và có đặc tính sau:
+ Về thành phần: Gồm 2 kim loại thuộc 2 nhóm sau:
Nhóm 1: Cu, Ag, Au (hoá trị 1) và Fe, Co, Ni, Pd, Pt (nhóm kim
loại chuyển tiếp).
Nhóm 2: Be, Mg, Zn , Cd, (hoá trị 2); Al(3), Si , Sn (4).
+ Có nồng độ điện tử (Số điện tử hoá trị / số nguyên tử) bằng
một trong các giá trị sau:

3 21 7
; ;
2 13 4
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 17
3.2.2. Pha trung gian

Mỗi giá trị này lại ứng với một kiểu mạng:
3 - Lập phương thể tâm (pha β)
2
21 - Lập phương phức tạp (pha γ )
13
7 - Lục giác xếp chặt (pha ε )
4

+ Thành phần hoá học có thể thay đổi trong phạm vi hẹp;
+ Ở nhiệt độ thấp có tính dòn cao.


BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 18
3.2.2. Pha trung gian

VD: Ở hệ Cu - Zn có các pha điện tử sau:

1.1 + 2.1 3
- CuZn – pha β =
1+1 2

- Cu5Zn8 – pha γ 1.5 + 2.8 21
=
5+8 13

- CuZn3 – pha ε 1 .1 + 2 .3 7
=
1+ 3 4



BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 19
3.2.3. Hỗn hợp cơ học

Sau khi kết tinh, các hợp kim ở một trong hai dạng tổ chức sau:
- Có tổ chức một pha: pha dung dịch rắn hoặc pha trung
gian;
- Có tổ chức hai hay nhiều pha đó chính là hỗn hợp cơ học.
Khái niệm
- Hỗn hợp cơ học gồm hai hay nhiều pha hỗn hợp với
nhau chứ không hoà tan vào nhau.
Ví dụ :
Hỗn hợp cơ học của hai dung dịch rắn; của dung dịch rắn
và pha trung gian...
+ Hai dạng điển hình của hỗn hợp cơ học là cùng tinh và
cùng tích.

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 20
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN
3.3.1. Khái niệm về giản đồ trạng
tháiĐịnh nghĩa
a,
- Giản đồ trạng thái là giản đồ biểu thị sự biến đổi tổ chức
pha theo nhiệt độ và thành phần hoá học của hệ ở trạng thái
cân bằng.
Giản đồ trạng thái được xây dựng trong điều kiện nung
nóng và làm nguội vô cùng chậm tức là ở trạng thái cân bằng.
b, Công dụng của giản đồ trạng thái
Từ giản đồ trạng thái có thể biết được:
- Nhiệt độ chảy, nhiệt độ chuyển biến pha của hợp kim với
thành phần đã cho khi nung nóng và làm nguội.
⇒ Xác định dễ dàng các chế độ nhiệt khi nấu luyện (để đúc),
khi gia công áp lực và nhiệt luyện;
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 21
3.3.1. Khái niệm về giản đồ trạng thái


- Trạng thái pha (gồm những pha nào, thành phần của mỗi
pha và tỷ lệ giữa những pha đó) của hệ hợp kim ở các nhiệt độ
và thành phần khác nhau.
⇒ Dự đoán được tính chất của hợp kim đã cho để sử dụng
vào mục đích khác nhau.

Các chỉ dẫn trên giản đồ trạng thái vẫn là cơ sở cho các suy
luận, giải thích.




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 22
3.3.1. Khái niệm về giản đồ trạng thái
c, Cấu tạo của giản đồ trạng thái hai nguyên
- Đối với kim loại nguyên chất

Giản đồ pha của Fe
(Giản đồ một nguyên)


- Đối với hệ hợp kim 2 nguyên




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 23
3.3.1. Khái niệm về giản đồ trạng thái

+ Mỗi điểm trên giản đồ biểu
thị một hợp kim có thành phần
nhất định, hai đầu mút ứng với
hai nguyên chất (100%A + 0%B
và 100%B + 0%A).

+ Đường thẳng bất kỳ trên giản đồ ứng với sự biến đổi nhiệt
độ của một hợp kim . Ví dụ đường thẳng vẽ trên giản đồ ứng
với hợp kim 80%B + 20%A.
+ Khoảng diện tích giữa 2 trục tung được các đường phân
chia thành từng vùng có trạng thái pha giống nhau và được gọi
là vùng tổ chức.
+ Hợp kim có trục toạ độ rơi vào vùng nào đó sẽ có trạng
thái tương ứng và tổ chức tại vùng đó.
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 24
3.3.1. Khái niệm về giản đồ trạng thái

+ Tỉ lệ (về số lượng) giữa các pha hoặc tổ chức được xác
định theo quy tắc đòn bẩy:


HK




Lượng pha trái Độ dài đoạn thẳng bên phải (đòn bên phải)
=
Lượng pha phải Độ dài đoạn thẳng bên trái (đòn bên trái)

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 25
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại một

L B
A




độ,0C
Nhiệt
A+L E B+L
C D




(A+
A+ B+




B)
(A+B) (A+B)
2 4 6 8
Nhiệt độ,0C




B 100% 100%
631 0 0% 0 0
A B
L B
A Sb+L
327
Pb+L E
245 D
C
Pb + Sb
x
13
Pb 20 40 60 80 Sb
%Sb



BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 26
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại một
- Giản đồ trạng thái hai nguyên A và B, hoàn toàn hoà tan
vào nhau ở trạng thái lỏng, không hoà tan vào nhau ở trạng
thái rắn và không tạo thành pha trung gian.
a, Một số khái niệm
- Đường lỏng - đường AEB: là
đường mà khi nguội đến đó, hợp
kim lỏng sẽ bắt đầu kết tinh;
- Đường đặc - đường CED: là
đường mà khi làm nguội đến đó
hợp kim lỏng sẽ kết thúc kết tinh,
nghĩa là dưới đường đặc sẽ
không còn pha lỏng nữa;
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 27
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

- Khu vực nằm trên đường lỏng, hợp kim hoàn toàn ở trạng
thái lỏng (L);
- Khu vực nằm giữa đường lỏng và đường đặc sẽ gồm hai pha
lỏng và pha rắn đã được kết tinh;


Ví dụ:
- Khu vực AEC - ( L +A).
- Khu vực BED - ( L +B).




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 28
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

VD: Xét sự kết tinh của hợp kim: 60%Sb + 40%Pb

+ Phía trên điểm 1 hợp kim?
+ Phía dưới điểm 2 hợp kim?
+ Trong khoảng 1÷ 2 hợp kim?




⇒ Tại 1 là điểm bắt đầu kết tinh hay kết thúc nóng chảy và tại 2
là điểm bắt đầu nóng chảy hay kết thúc kết tinh.

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 29
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

VD: Xác định tỉ lệ các pha của hợp kim 60%Sb + 40%Pb tại
4000C
- Hợp kim lỏng tại a’’(37%Sb) và tinh thể B tại a’ là 1(100%Sb).
L a ′′ aa ′
=
Ba ′ aa ′′



L 37
=
(100 − 60) = 40
Sb100 ( 60 − 37 ) 23

40 23
⇒ Pha lỏng chiếm ( 63,5% ) , pha rắn chiếm ( 36,5% )
63 63
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 30
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

- Điểm E gọi là điểm cùng tinh. Pha lỏng có thành phần ứng với
điểm E có tính chất đặc biệt là tại nhiệt độ này pha lỏng kết tinh
ra đồng thời cả hai pha rắn (A +B) và được gọi là hỗn hợp cơ
học cùng tinh.

Quy ước như sau:
- Hợp kim có thành phần ở chính
điểm E gọi là hợp kim cùng tinh;
- Hợp kim có thành phần ở bên
trái điểm E gọi là hợp kim trước
cùng tinh và hợp kim có thành
phần ở bên phải điểm E gọi là hợp
kim sau cùng tinh.
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 31
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

b, Các đặc tính của hợp kim
+ Cơ lý tính:
- Hợp kim sẽ có tính chất trung gian giữa nguyên A và B
theo quan hệ đường thẳng. Tính chất của hợp kim = %A x tính
chất của B.

Ví dụ
- Chì có độ cứng 4HB,
Angtimoan có độ cứng 30HB.
Thì hợp kim 60%Pb +40%Sb
có độ cứng là:
60% x 4 + 40% x 30 = 14HB

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 32
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN


+ Tính công nghệ:
- Tính đúc tốt, nhất là những hợp kim lân cận cùng tinh;
- Tính gia công cắt gọt nói chung là tốt vì phoi dễ gẫy nên
năng suất cắt gọt cao
- Còn tính gia công áp lực nói chung kém vì tính dẻo của
hợp kim loại này không cao.




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 33
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai
- Giản đồ trạng thái hai nguyên A và B hoà tan hoàn toàn vào
nhau ở trạng thái lỏng cũng như trạng thái rắn, không tạo thành
pha trung gian.
m B
Đường lỏng- AmB
A n
Đường đặc - AnB

- Vùng giữa hai đường lỏng và
đặc gọi là khoảng đông vùng này
gồm hai pha là pha lỏng và dung
dịch rắn α ( L + α) .
- α là dung dịch rắn hoà tan vô hạn của A(B) hoặc B(A).

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 34
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai

- Trong thực tế hệ hợp kim Cu – Ni, Al203 – Cr203có kiểu giảng
đồ này




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 35
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai

- Xét sự kết tinh của hệ hợp kim 35%Cu – 65%Ni
+ Tại điểm 1 – 13000C tồn tại pha lỏng
+ Tại điểm 2 – 12700C,
α2’’ – dung dịch rắn (49%Ni)

+ Tại điểm 3 – 12500C, gồm:
- Hợp kim: 3 – 35%Ni;
- Pha lỏng: 3’ – 30%Ni;
- Dung dịch rắn: 3’’ – 43%Ni.



60



BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 36
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai

- Tỉ lệ giữa các pha tại 12500C:
L 3' 33' '
=
α 3'' 33'


( 43 - 35) = 8
( 35 - 30) 5
33' ' ( 43 − 35) 8
⇒ L 3' = = = = 61,5% 60

3'3' ' ( 43 − 30) 13
33' ( 35 − 30) 5
⇒ α 3' = = = = 38,5%
3'3' ' ( 43 − 30) 13
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 37
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai
+ Các đặc tính của hợp kim

+ Cơ lý tính:
- Cơ lý tính phụ thuộc vào thành phần theo quan hệ đường
cong có cực trị;
- Độ bền, độ cứng hơn kim loại dung môi và chúng có giá
trị lớn nhất khi hai kim loại hoà tan vào nhau nhiều nhất( 50%A
+ 50%B);
- Tính dẻo tuy không cao bằng kim loại dung môi, song
vẫn còn đủ cao để gia công áp lực tốt.




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 38
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai
+ Tính công nghệ:
-Tính đúc của hệ hợp kim này nói chung kém, song nó phụ
thuộc vào khoảng đông;
Khoảng đông càng hẹp tính đúc càng tốt, bởi vì thành phần
giữa pha lỏng và pha rắn không khác nhau nhiều do đó khả
năng điền đầy khuôn và mật độ vật đúc cao hơn.
L
- Tính gia công áp lực tốt vì
độ dẻo cao;
-Tính gia công cắt gọt nói
chung kém vì độ dẻo cao làm
phoi khó gẫy.

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 39
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

3.3.3. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại ba

+ Đường lỏng AEB
+ Đườmg đặc ACEDB.
+ CED - Đường cùng tinh.
E
Điển hình là hệ hợp
kim chì - thiếc (Pb-Sn)



- Giản đồ trạng thái hai nguyên A và B hào tan vô hạn vào
nhau ở trạng thái lỏng, hoà tan có hạn vao nhau ở trạng thái
rắn, không tạo thành pha trung gian .
BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 40
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

- α: làdung dịch rắn hoà tan có hạn A(B). Sự hoà tan có
hạn thể hiện ở đường CF choãi về phía trái chứng tỏ nhiệt độ
càng thấp độ hoà tan càng giảm;
- β: là dung dịch rắn hoà tan có hạn B(A) - Sự hoà tan có
hạn thể hiện ở đường DG choãi về bên phải, chứng tỏ nhiệt
độ thấp thì độ hoà tan giảm.




E




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 41
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN

- Giản đồ loại III này là do hai giản đồ loại I và loại II ghép
lại, chỉ khác ở chỗ hoà tan có hạn. Có thể phân tích như sau:
+ Các hợp kim nằm ở phía trái điểm F và ở phía phải điểm G có
quy luật kết tinh giống giản đồ loại II;

+ Các hợp kim có thành phần
nằm trong khoảng C’D’ có quy
luật kết tinh giống như giản đồ
loại I; E
+ Các hợp kim có thành phần
nằm trong khoảng FC’ và D’G
có quy luật kết tinh hơi khác;

BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 42
3.3.3. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại ba

- Xét sự kết tinh của hệ hợp kim 60%Pb – 40%Sn
+ Tại điểm 1 – 3000C tồn tại pha lỏng
+ Tại điểm 2 – 2450C,
α2’ – dung dịch rắn (13,3%Sn)
+ Tại điểm 3 – 2000C, chứa:
- Dung dịch rắn: a’ – 18,5%Sn; L+α

- Pha lỏng: a’’ – 57%Sn.




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 43
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại hai

- Tỉ lệ giữa các pha tại 2000C:

α a'
=
( 57 - 40) = 17
L a'' ( 40 - 18,5) 21,5 L+α




3a' ' 17
⇒ α a' = = = 44,16%
a' a' ' 38,5

3a' 21,5
⇒ L a'' = = = 55,84%
a' a' ' 38,5



BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 44
3.3. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI CỦA HỆ HỢP KIM HAI NGUYÊN
3.3.2. Giản đồ trạng thái hai nguyên loại bốn
- Giản đồ trạng thái hai nguyên Avà B không hoà tan vào
nhau ở trang thái rắn nhưng tạo nên pha trung gian ổn định

- Pha trung gian có công thức
tổng quát là AmBn (viết tắt là
H) được biểu thị bằng đường
thẳng đứng, còn điểm H là
điểm chảy của nó.




BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 45
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản