Vật liệu kim loại

Chia sẻ: quanglinh19902002

Kim loai: là vật thể sáng dẻo, có thể rèn, tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao. Đặc trưng cơ bản của kim loại: độ cứng, độ bền, độ dẻo, độ dai va đập. Độ bền là tập hợp của các đặc trưng cơ học phản ánh sức chịu đựng tải trọng cơ học tĩnh của vật liệu.

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

Nội dung Text: Vật liệu kim loại

• Kim loai: là vât thể sang deo, có thể ren, tinh dân
̣ ̣ ́ ̉ ̀ ́ ̃
̣
điên, dân nhiêt cao. ̃ ̣
• Đăc trưng cơ tinh cua kim loai:
̣ ́ ̉ ̣
- Độ cứng (HB, HR – HRA, HRB, HRC, HV )
- Độ bên (σp, σc, σb)
̀
- Độ deo (δ ,ψ) ̉
- Độ dai va đâp ̣
1. Độ cứng: Brinen (HB), Rocvel (HR – HRA, HRB,
HRC), Vicke (HV)
2. Độ bên: (KG/mm2,,, Pa, MPa, N/mm2,,, Psi, Ksi)
̀
Là tâp hợp cua cac đăc trưng cơ hoc phan anh sức
̣ ̉ ́ ̣ ̣ ̉ ́
chiu đựng tai trong cơ hoc tinh cua vât liêu. Chung
̣ ̉ ̣ ̣ ̃ ̉ ̣ ̣ ́
được xac đinh băng ứng suât quy ước cua tai
́ ̣ ̀ ́ ̉ ̉
trong gây ra cac đôṭ biên về hinh hoc cho mâu đo.
̣ ̣ ́ ́ ̀ ̣ ̃
• Độ bên được xac đinh băng ứng suât quy ước cua
̀ ́ ̣ ̀ ́ ̉
tai trong gây ra cac đôṭ biên về hinh hoc cho mâu
̉ ̣ ̣ ́ ́ ̀ ̣ ̃
đo.
- Giới han đan hôi: là ứng suât lớn nhât tac dung lên
̣ ̀ ̀ ́ ́ ́ ̣
mâu và khi bỏ tai trong mâu không bị thay đôi hinh
̃ ̉ ̣ ̃ ̉ ̀
dang và kich thước
̣ ́
σP=Pđh/F0 F0 - tiêt diên ban đâu cua mâu ́ ̣ ̀ ̉ ̃
- Giới han chay: là ứng suât tai đó kim loai bị chay
̣ ̉ ́ ̣ ̉
tức là tiêp tuc bị biên dang với ứng suât không đôi
́ ̣ ́ ̣ ́ ̉
σc=Pc/F0
Giới han chay quy ước σ0,2 là ứng suât tai đó sau
̣ ̉ ́ ̣
khi bỏ tai trong mâu có độ biên dang dư băng 0,2%
̉ ̣ ̃ ́ ̣ ̀
̀ ̀
chiêu dai ban đâu cua mâu. ̀ ̉ ̃
• Giới han bên: Là ứng suât với tai trong tac dung
̣ ̀ ́ ̉ ̣ ́ ̣
lớn nhât Pb (Pmax) ́
σb=Pb/F0
3. Độ deo: Là tâp hợp cac chỉ tiêu cơ tinh
̉ ̣ ́ ́
phan anh độ biên dang dư cua vât liêu khi
̉ ́ ́ ̣ ̉ ̣ ̣
bị phá huy dưới tai trong tinh
̉ ̉ ̣ ̃
- Độ gian dai tương đôi %:δ = (l1-
̃ ̀ ́
l0)/l0*100%
- Độ thăt tương đôi %: ψ = (F1-F0)/F0*100%
́ ́
L0, F0 chiêu dai và diên tich măt căt ngang
̀ ̀ ̣ ́ ̣ ́
̀
ban đâu cua mâu ̉ ̃
4. Độ dai va đâp: Là công (Ak) tiêu phí khi
̣
phá huy đông mâu có vêt khia chia cho
̉ ̣ ̃ ́ ́
diên tich tiêt diên ngang (F0) tai chỗ khia
̣ ́ ́ ̣ ̣ ́
Câu tao mang tinh thể
́ ̣ ̣
• Trong kim loai cac nguyên tử (ion) săp xêp theo ̣ ́ ́ ́
trât tự xac đinh tao nên măt tinh thể song song và
̣ ́ ̣ ̣ ̣
cach đêu nhau. Phân nhỏ nhât đăc trưng cho
́ ̀ ̀ ́ ̣
mang tinh thể goi là ô cơ ban.
̣ ̣ ̉
Cac kiêu mang tinh thể thường găp:
́ ̉ ̣ ̣
- Lâp phương thể tâm (cac nguyên tử năm ở tâm và
̣ ́ ̀
ở đinh cua khôi lâp phương)
̉ ̉ ́ ̣
- Lâp phương diên tâm (cac nguyên tử năm ở đinh
̣ ̣ ́ ̀ ̉
và tâm cac măt cua hinh lâp phương) ́ ̣ ̉ ̀ ̣
- Luc giac xêp chăt (cac nguyên tử năm ở đinh cua
̣ ́ ́ ̣ ́ ̀ ̉ ̉
hinh luc giac, giữa cac măt cua đay luc giac và 3
̀ ̣ ́ ́ ̣ ̉ ́ ̣ ́
nguyên tử năm ở trung tâm cua 3 khôi lăng trụ tam ̀ ̉ ́
́
giac cach đêu nhau) ́ ̀
Tinh thù hinh cua kim loai
́ ̀ ̉ ̣
Nhiêu kim loai ở nhiêt độ khac nhau có kiêu
̀ ̣ ̣ ́ ̉
mang tinh thể khac nhau. Khả năng thay đôi
̣ ́ ̉
kiêu mang theo sự thay đôi nhiêt độ goi là
̉ ̣ ̉ ̣ ̣
tinh thù hinh cua kim loai.
́ ̀ ̉ ̣
Sự chuyên biên từ kiêu mang nay sang kiêu
̉ ́ ̉ ̣ ̀ ̉
mang khac goi là chuyên biên thù hinh.
̣ ́ ̣ ̉ ́ ̀
Cac dang thù hinh cua kim loai được ký hiêu:
́ ̣ ̀ ̉ ̣ ̣
α,β,γ ,δ
Ví du: Săt nguyên chât
̣ ́ ́
0 - 9110C: lâp phương thể tâm Feα̣
911 – 13920C lâp phương diên tâm Feγ ̣ ̣
1392 – 15390C lâp phương thể tâm Feα ̣
Hợp kim
Là vật thể mang tính chất của kim loại gồm
hai hay nhiều nguyên tố mà trong đó ít nhất
một nguyên tố là kim loại (nguyên tố chính)
còn nguyên tố phụ có thể là á kim hay kim
loại.
Tính chất
• Tính công nghệ: Hợp kim tốt hơn kim loại
nguyên chất ở tính đúc, hàn, gia công cắt
gọt, gia công áp lực.
• Cơ tính: Hợp kim có độ bền độ cứng cao
hơn kim loại nguyên chất, độ dẻo nhỏ hơn
kim loại nguyên chất
Một số khái niệm
• Pha: là phần đồng nhất của một hệ thống
(hệ) có thành phần như nhau ở cùng một
trạng thái, cùng một kiểu mạng tinh thể,
phân cách với các bề mặt khác bằng bề
mặt phân cách.
• Tập hợp các pha ở cùng một trạng thái
được gọi là hệ thống
• Nguyên: là phần độc lập, nguyên tử hóa
học, chất hóa học cấu tạo nên pha. Các
nguyên không thể đổi lẫn cho nhau nhưng
có thể chuyển từ pha này sang pha khác.
Ví dụ
• Nước muối: gồm 1 pha (lỏng), 2 nguyên
(NaCl và H2O)
• Nước đá: gồm 2 pha (lỏng và rắn), 1
nguyên(H2O)
Các dạng cấu tạo của hợp kim

dung dịch rắn, hợp chất hóa học, hỗn hợp cơ học
• Dung dịch lỏng: Là trạng thái lỏng của nhiều
chất, trong đó có dung môi và chất tan, nồng độ
chất hòa tan có thể thay đổi trong một phạm vi
nào đó. Trong dung dịch lỏng ta không thể phân
chia các nguyên của chúng với nhau.
• Dung dịch rắn: là tổ chức tinh thể của hợp kim
trong đó mạng tinh thể của dung môi có chứa
những nguyên tử của chất tan với nồng độ thay
đổi trong một phạm vi nào đó. Trong dung dịch rắn
mạng tinh thể phải là mạng tinh thể của dung môi.
Có hai loại dung dịch rắn là dung dịch rắn thay thế
và dung dịch rắn xen kẽ.
• Dung dịch rắn thay thế: những nguyên tử của
nguyên tố hòa tan thay thế những nguyên tử của
dung môi. Kiểu mạng và số nguyên tử trong một
ô cơ bản không thay đổi.

• Dung dịch rắn xen kẽ: Là dung dịch rắn trong
đó các nguyên tử chất tan nằm xen vào giữa các
lỗ hổng trong mạng tinh thể của dung môi, nó
làm thay đổi thông số mạng và số nguyên tử
trong một ô cơ bản tăng lên.
• Hợp chất hóa học: Các nguyên tử khác nhau
trong hợp kim có tính chất điện hóa khác nhau,
kết hợp với nhau tạo thành hợp chất hóa học. về
cấu tạo hợp chất hóa học là một thể đặc đồng
nhất. khi tạo thành hợp chất hóa học nó có mạng
phức tạp, thường rất cứng và rất giòn khác hẳn
với mạng tinh thể tạo thành nó.

• Hỗn hợp cơ học: Hai nguyên A và B tạo thành
hỗn hợp cơ học khi nào chúng không có khả
năng hòa tan vào nhau ở trạng thái đặc và không
có phản ứng hóa học với nhau để tạo thành hợp
chất hóa học
Sơ lược về giản đồ trạng thái
• Giản đồ trạng thái là loại biểu đồ trong
đó biểu thị sự thay đổi trạng thái và thành
phần của hợp kim theo nhiệt độ ở điều
kiện áp suất không đổi.
Công dụng
• Xác định nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ
kết tinh, nhiệt độ chuyển biến pha của tất
cả hợp kim trong hệ
• Xác định cấu tạo pha và tỉ lệ giữa chúng
Giản đồ trạng thái Fe- C
Các tọa độ (nhiệt độ, thành phần C)
của các điểm trên giản đồ.
Ký Nhiệt độ Thành phần Ký Nhiệt độ Thành phần
hiệu cacbon,%C hiệu cacbon,%C
điểm 0c điểm 0c

A 1539 0 D 1600 6,67
B 1499 0,5 G 911 0
H 1499 0,1 P 727 0,02
J 1499 0,16 S 727 0,8
N 1392 0 K 727 6,67
E 1147 2,14 Q 0 0,006
C 1147 4,3 L 0 6,67
Các tổ chức của hợp kim Fe – C
Đường ABCD: đường lỏng
Đường AHJECF: đường đặc
Đường HJB: xảy ra phản ứng bao tinh
Đường ECF: xảy ra phản ứng cùng tinh
Đường PSK: xảy ra phản ứng cùng tích
S: điểm cùng tích
ES: giới hạn sự hòa tan của cacbon vào sắt γ
PQ: giới hạn sự hòa tan của cacbon vào sắt α khi
làm nguội
Các tổ chức một pha
Pha lỏng: Là trạng thái lỏng của hợp kim Fe – C,
tồn tại trên đường lỏng ABCD
Ferrit (ký hiệu F,Feα(C), α)
Là dung dịch rắn xen kẽ của C trong Feα, mạng lập
phương thể tâm, tồn tại trong vùng GPQ, lượng
cacbon lớn nhất ở t0 7270C, 0,02%C. Ở nhiệt độ
thường hàm lượng cacbon nhỏ 0,006 (điểm Q).
Ngoài ra ferit còn tồn tại ở khu vực AHN với %C
lớn nhất =0,1% ứng với nhiệt độ 14990C
Ferit dẻo dai, độ cứng độ bền thấp, là pha cơ bản
trong tổ chức cơ bản của thép và gang. Thực tế
coi ferit là sắt nguyên chất.
Austenit (ký hiệu A,Feγ (C), γ )


• là dung dịch rắn xen kẽ của C trong Feγ có
mạng lập phương diện tâm nằm trong khu
vực NJESG. A là pha mềm, dẻo dai là tổ
chức trung gian quan trọng khi nhiệt luyện
thép
• hàm lượng C hòa tan tối đa trong Feγ là
2,14%
Xêmentít(Xe, Fe3C)
Là hợp chất hóa học giữa Fe và C có công thức Fe3C,
có mạng phức tạp, rất cứng và giòn. Hàm lượng
cacbon trong Xe là 6,67% ứng với đường thẳng
DFKL
Các tổ chức hai pha trên giản đồ
Lêđêburit(Le):
Là hỗn hợp cơ học (cùng tinh của Xe và γ ). Là pha
rất cứng và giòn, lượng Xe trong Le lớn (chiếm 2/3
trong Le). Ở nhiệt độ < 7230C Le là hỗn hợp cơ
học của P và Xe.
Peclit (P)
Là hỗn hợp cơ học cùng tích của Ferit và
Xe. Cơ tính của P phụ thuộc vào độ phân
tán của Xe trong ferit.
Theo hình dạng của Xe trong hỗn hợp có 2
loại peclit
- Peclit tấm: là hỗn hợp của F và Xe tấm
- Peclit hạt: là hỗn hợp của F và Xe hạt
- P tấm cứng và bền hơn P hạt nhưng kém
dẻo dai hơn.
• Các phương pháp nhiệt luyện kim loại

• Ủ: là phương pháp nung nóng kim loại đến nhiệt
độ nhất định, giữ nhiệt lâu rồi làm nguội chậm
cùng với lò để đạt được tổ chức ổn định với độ
cứng thấp nhất và độ dẻo cao
• Thường hóa: là phương pháp nhiệt luyện gồm
nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn
austenit, giữ nhiệt rồi làm nguội tiếp theo trong
không khí tĩnh để austenit phân hóa thành peclit
phân tán hay xoocbit với độ cứng tương đối thấp
• Tôi: là phương pháp nhiệt luyện bao gồm nung
lên cao qua nhiệt độ tới hạn để làm xuất hiện tổ
chức austenit, giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh thích
hợp để austenit chuyển biến thành mactenxit hay
các tổ chức ổn định khác với độ cứng cao.
• Ram: là phương pháp nhiệt luyện nung nóng
thép đã tôi thành tổ chức mactenxit, lên đến nhiệt
cao hơn Ac1 để mactenxit và austenit dư phân
hóa thành các tổ chức thích hợp phù hợp với
điều kiện làm việc quy định
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