CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VẬT ĐÚC
PHẦN 2
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 1
4. KẾT TINH CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM TRONG KHUÔN ĐÚC
• Từ khoá: Crystallization; Solidification
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 2
4.1. CÁC PHƢƠNG THỨC ĐÔNG ĐẶC CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 4.1.1. Mở đầu
Kim loại nguyên chất:
- Kết tinh ở T không đổi: đường lỏng (TL) và đường
đặc (TS) trùng nhau
- KL đông đặc có hướng:
pha rắn từ bề mặt tiến dần
vào tâm nhiệt của vật đúc
4.1.1. Mở đầu
Hợp kim: nói chung, kết tinh xảy ra trong
một khoảng nhiệt độ: “khoảng đông đặc”
(gọi tắt: “khoảng đông”)
Trong khoảng đông, hai pha rắn và lỏng
cùng tồn tại: “vùng 2 pha”
Bề mặt phân cách rắn – lỏng: “bề mặt kết
tinh” hay “sóng kết tinh”
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 4
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 5
4.1.2. Đông đặc có hƣớng
Đông đặc có hƣớng: vật đúc có 3 vùng
rõ rệt:
1. Vùng rắn: T 2. Vùng 2 pha: TS 3. Vùng lỏng: T>TL PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 6 Đông đặc thể tích: vùng 2 pha choán hầu như toàn bộ chiều dày thành vật đúc: VĐ đông đặc gần như đồng thời trên toàn thể tích PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 7 Kết tinh là quá trình hình thành VĐ ở trạng thái vi mô, bao gồm: - Quá trình hình thành tâm mầm
- Sự phát triển của các tâm mầm
- Sự hình thành và phát triển của nhánh cây
Nghiên cứu quá trình kết tinh là NC sự PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 8 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 9 Trong quá trình đông đặc, thành phần pha rắn
và pha lỏng thay đổi theo
đường đặc và đường
lỏng trên giản đồ trạng
thái Hệ số phân bố k của hợp
kim có thành phần C0:
k= hàm lượng chất tan
trong pha rắn / hàm
lượng chất tan trong pha
lỏng Trong quá trình kết tinh, k thay đổi liên tục PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 10 Quá trình kết tinh HK có thành phần C0
- Khi T giảm đến T1: pha rắn xuất hiện có thành phần CS; pha lỏng-vẫn C0 - Khi T giảm đến T2: pha rắn kết tinh có thành phần C1 ; pha lỏng-C2 - Khi T đến T3: giọt KLL cuối cùng có thành phần CL trong quá trình kết tinh, pha rắn ngày
càng giàu B Thiên tích trong VĐ PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 11 KL nguyên chất ở trạng thái lỏng được làm nguội dù với tốc độ rất chậm thì T kết tinh thực tế vẫn thấp hơn T kết tinh lý thuyết KLL có thể tồn tại ở T thấp hơn T kết tinh lý thuyết T0. KLL lúc này được gọi là KLL quá nguội T= T0-T: độ quá nguội PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 12 Làm nguội KLL với độ quá nguội T năng lượng tự do của hệ giảm: đây là động lực thúc đẩy quá trình kết tinh PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 13 Giả sử có 1 cụm nguyên tử với bán kính r, thể tích V, diện tích bề mặt F đang hình thành trong KLL quá nguội. Năng lượng tự do của hệ sẽ thay đổi một lượng G do 2 nguyên nhân: PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 14 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 15 Xuất hiện pha mới (rắn) có diện tích bề mặt F làm năng lượng tự do tăng: GF= F - scbm của mầm PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 16 G= GV+GF
= -4r3Lnc T/(3T0Vm) + 4r2
G= f(r, T)
T càng lớn G càng âm càng dễ PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 17 Khi T= const
Đường biểu diễn G=f(r) có cực đại Gmax tại rth
- Những mầm có r< rth không thể phát triển lên
được do khi r tăng thì G cũng tăng
- Chỉ những mầm có r> rth mới có thể phát triển
lên được PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 18 Thực tế, quá trình kết tinh của KLL xảy ra
với T nhỏ hơn rất nhiều so với độ quá
nguội cần cho mầm tự sinh Nguyên nhân: do các phần tử rắn có mặt
trong KLL, mầm được tạo nên trên chúng
Bằng các tính toán tương tự, năng lượng cần thiết để tạo mầm ký sinh có rth: max=(2-3cos+cos3) Gmax/4= c.Gmax
G’
-góc thấm ướt của mầm lên phần tử rắn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 19 thay đổi từ 0 1800 cos
thay đổi từ 1 -1 c thay
đổi từ 0 1: - Khi = 1800; cos= -1; c=1
- Khi = 00; cos= 1; c= 0
trong mọi trường hợp, sự
tạo mầm ký sinh đều có lợi
hơn sự tạo mầm tự sinh do: G’ max Gmax PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 20 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 21 Nguồn gốc các phần tử rắn trong KLL:
- Các hợp chất hóa học có nhiệt độ nóng chảy cao trong bản thân KLL Thí dụ: khử ôxy trong thép lỏng bằng nhôm Al2O3 - Các khí hòa tan trong KLL tạo nên các ôxit, nitrit có nhiệt độ nóng chảy cao - Cố tình đưa vào KLL các chất đặc biệt để tạo mầm ký sinh - Các vết nứt, chỗ lồi lõm trên thành khuôn, chất sơn khuôn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 22 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 23 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 24 Nguyên lý để cho vật đúc có nhiều hạt tinh thể (hạt nhỏ mịn): 1.Làm nguội nhanh (T lớn)
2.Tạo mầm theo kiểu kí sinh PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 25 Trong một số điều kiện, KL có thể kết tinh theo cơ chế nhánh cây: - Đầu tiên, mầm phát triển theo một hướng xác định tạo thành trục chính của tinh thể - Sau đó, trục thứ 2 phát triển từ trục chính, rồi đến trục thứ 3, trục thứ 4 … - KLL còn lại lấp đầy khoảng không giữa các trục
- Khi khoảng cách giữa các nhánh cây đạt đến
một giá trị nhất quá trình kết tinh kết thúc PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 26 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 27 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 28 Giả sử bề mặt kết tinh (BMKT) dịch chuyển theo
chiều x do dòng nhiệt dịch chuyển theo chiều
ngược lại Nếu dòng nhiệt nhỏ, BMKT dịch chuyển chậm
nhiệt lượng kết tinh (NLKT) sinh ra không làm
thay đổi đáng kể sự phân bố T đã có của KLL
T tăng liên tục về phía KLL. Nếu trên BMKT xuất
hiện phần nhô ra về phía pha lỏng thì nó sẽ rơi
vào vùng có Tq>TL bị hòa tan lại vào KLL:
không thể kết tinh kiểu nhánh cây PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 29 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 30 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 31 Nếu KL nguội với tốc độ đủ lớn :
- Nhiệt kết tinh không kịp truyền đi để san bằng nhiệt độ - Xuất hiện hiện tượng tích tụ chất tan trên BMKT xuất hiện vùng quá nguội trạng thái: nếu có KL kết tinh nhô khỏi BMKT nó sẽ
rơi vào vùng có độ quá nguội lớn và sẽ
phát triển nhanh sâu vào trong KL trục
chính của nhánh cây PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 32 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 33 Quá trình kết tinh nhánh cây tạo nên các tinh thể nhánh cây (dendrite) Các tinh thể làm cơ tính vật đúc bị giảm mạnh PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 34 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 35 Khi làm nguội KLL có thành phần cùng tinh đến T chuyển biến cùng tinh từ pha lỏng sẽ tiết ra đồng thời các pha rắn khác nhau tạo nên tổ chức cùng tinh Nói chung: những quy luật kết tinh của KL nguyên chất đều có thể áp dụng cho hợp kim cùng tinh (HKCT) PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 36 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 37 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 38 và kích thước hạt tinh thể Nguyên lý chung: hạt tinh thể càng nhỏ mịn cơ tính càng cao Điều khiển được độ hạt của tinh thể khi kết tinh điều chỉnh được các tính chất (chủ yếu là cơ tính) của VĐ theo ý muốn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 39 1. Tăng tốc độ tạo mầm và số lượng mầm kết tinh ký sinh 2. Hạn chế tốc độ phát triển mầm bằng cách tăng năng lượng bề mặt ở biên giới lỏng - rắn 3. Tăng tốc độ nguội khi kết tinh PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 40 Quá trình kết tinh được đặc trưng bởi:
- Tốc độ tạo mầm vt
- Tốc độ phát triển mầm vp
Nếu vt lớn và vp nhỏ nhận được hạt nhỏ
mịn: đây là cơ sở lý luận của QT biến tính
Biến tính là đưa vào KLL một lượng nhỏ các chất (chất biến tính) thay đổi kích thước và
đôi khi hình dạng của các tinh thể sơ cấp thay
đổi cơ tính (đôi khi cả các tính chất khác) của
HK nhưng không làm thay đổi thành phần của
HK PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 41 kim nhôm Thí dụ: đưa Mg vào gang lỏng PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 42 Cơ tính gang (và một số tính chất khác)
phụ thuộc chủ yếu vào tổ chức của gang Tổ chức gang bao gồm:
- Nền kim loại: F, P+F, P
- Graphit
Độ lớn, hình dạng, kích thước, sự phân bố
của graphit ảnh hưởng lớn đến cơ tính
của gang PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 43 Biến tính gang là cho một số chất vào gang lỏng nhằm: - Tăng số tâm mầm kết tinh
- Làm thay đổi số lượng, hình dạng và kích thước graphit - Làm thay đổi cách thức tiết ra graphit
Biến tính gang không làm thay đổi tổ chức nền kim loại PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 44 trình graphit hóa PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 45 Mục đích:
- Hạt tinh thể nhỏ mịn
- Tạp chất nhỏ mịn và phân bố đều
Tác dụng cơ bản của chất biến tính:
- Đóng vai trò của mầm ngoại sinh
- Làm thay đổi sức căng bề mặt giữa các pha - Làm giảm Gmax giảm rth PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 46 Al:
- Là chất khử ôxy mạnh [O] trong thép giảm mạnh sức căng bề mặt giữa mầm
và thép lỏng giảm nhiều mầm hơn
hạt mịn
Ce, Y, La:
- Khử ôxy, lưu huỳnh mạnh
- Làm nhỏ hạt
- Làm nhỏ mịn các tạp sunfit, ôxit, nitrit … PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 47 Gồm: rung cơ học, siêu âm, từ trường, điện trường Tác động:
- Làm hình thành và biến mất các lỗ hổng, tạo nên áp suất rất cao ở vùng xung quanh tăng nhiệt độ
tăng độ quá nguội làm nhỏ hạt - Tạo nên ba động năng lượng thuận lợi cho việc hình thành mầm hạt nhỏ mịn - Bẻ gẫy các nhánh cây, các tinh thể thô to tạo nhiều mầm hạt nhỏ mịn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 48 - Một số tính chất vật lý tốt hơn - Khả năng chống ăn mòn hóa học cao hơn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 49 các nguyên tử có độ linh động rất thấp - Không xảy ra quá trình kết tinh KLL mà hầu như
vẫn giữ nguyên cấu trúc không trật tự của KLL
trước đó Vng > 105 – 106 độ K/s PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 50 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 51 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 52 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 53 Thời gian đông đặc của VĐ TTS là thời gian cần
thiết để VĐ đông đặc hoàn toàn sau khi rót TTS phụ thuộc hình dạng và kích thước VĐ, được xác định theo công thức Chvorinov: V – thể tích vật đúc; A – diện tích bề mặt VĐ; n = 2
(trong nhiều trường hợp); Cm – hằng số khuôn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 54 Hằng số khuôn Cm phụ thuộc: – Vật liệu làm khuôn – Các tính chất nhiệt vật lý của hợp kim đúc – Nhiệt độ rót Giá trị của Cm được xác định bằng thực nghiệm PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 55 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 56 Khuôn có độ dẫn nhiệt càng cao khoảng cách giữa 2 sóng kết tinh càng hẹp (càng thu
hẹp vùng 2 pha) Khuôn có hệ số tích nhiệt càng lớn càng thu hẹp vùng 2 pha Khuôn có khả năng lấy nhiệt của KL PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 57 Các yếu tố làm thu hẹp vùng 2 pha: - Hệ số dẫn nhiệt của hợp kim thấp - Hợp kim có nhiệt độ đông đặc cao - Hợp kim có khoảng đông hẹp PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 58 vng nhỏ: kết tinh trong điều kiện gần như cân
bằng tinh thể phát triển tự do và đều theo
mọi hướng hạt thô, đều trục vng đủ cao: vùng 2 pha hẹp tinh thể dạng trụ vng lớn: tổ chức xuyên tâm
vng rất lớn: mọi vị trí kết tinh đồng thời không còn tinh thể dạng trụ vng cực lớn: nguyên tử ở nguyên vị trí
không có chuyển biến vô định hình PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 59 Khi rót khuôn, KLL thải nhiệt chủ yếu qua khuôn phần KLL sát thành khuôn được nguội với tốc độ nguội rất lớn và càng vào tâm VĐ, tốc độ nguội càng giảm dần PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 60 KLL được nguội rất nhanh; trong vùng tiếp xúc thành khuôn 4 có vô số tâm mầm ngoại sinh 1 được hình thành 2 Những hạt tinh thể nhỏ mịn có trục định hướng bất kỳ Cơ tính cao, chịu mài mòn tốt, có khả năng chống ăn mòn cao 3 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 61 Các tinh thể vùng 1 phát triển đến khi chúng tiếp xúc số lượng mầm kết tinh ít & cản trở lẫn nhau Các tinh thể phát triển chủ - KLL toả nhiệt gần như
đồng đều theo mọi
hướng yếu theo hướng toả nhiệt chính (vuông góc thành khuôn) tạo thành những Các mầm kết tinh phát
triển theo các hướng là
như nhau và tạo thành
các tinh thể đẳng trục thô
to tinh thể dài hình trụ PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 62 .
e
s
n
e
c
i
l
r
e
d
n
u n
i
e
r
e
h d
e
s
u
k
r
a
m
e
d
a
r
t
a
s
i ™
g
n
i
n
r
a
e
L
n
o
s
m
o
h
T .
c
n
I
, g
n
i
n
r
a
e
L
n
o
s
m
o
h
T
f
o n
o
i
s
i
v
i
d
a
,
e
l
o
C
/
s
k
o
o
r
B
3
0
0
2
© (a): tạo mầm ở bề
mặt khuôn
(b): lớp tinh thể nhỏ
mịn
(c): hình thành lớp
tinh thể hình trụ
(d): các tinh thể thô
to đẳng trục PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 63 Các tinh thể hình trụ có thể phát Chỉ tồn tại vùng 1 và 2
Đặc điểm:
- KL có tính dị hướng
- Ít rỗ co, ít bọt khí phân tán
- Mật độ KL cao
- Dễ bị nứt khi biến dạng dẻo PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 64 PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 65 Hầu như chỉ quan sát thấy các tinh thể vùng 1 và 3 Lớp da đúc (vùng 1) mỏng
Cơ tính VĐ thấp do phần lớn thể tích là các tinh thể thô to Tổ chức VĐ hầu như chỉ tồn tại vùng 1
KL có nhiều tính chất siêu việt PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 66 Thay đổi chiều dày thành khuôn Sử dụng vật liệu làm khuôn có hệ số dẫn nhiệt khác nhau Thay đổi nhiệt độ rót Làm nguội cưỡng bức khuôn PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 67 Thiên tích là sự không đồng đều về thành phần hóa học trong vật đúc, xảy ra trong quá trình đông đặc của hợp kim PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 68 Không đồng đều về thành phần hóa học của hợp kim ngay trong từng tinh thể: - Tinh thể dạng hạt: phần tâm (kết tinh trước) giàu các nguyên tố khó chảy hơn ngoài - Tinh thể nhánh cây: Trục chính chứa nhiều nguyên tố khó chảy hơn các trục thứ cấp và phần ở giữa các trục nhánh cây PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 69 Nguyên nhân: sự khuếch tán không hoàn
toàn của các nguyên tố trong quá trình kết
tinh Các yếu tố ảnh hưởng đến thiên tích - Tính chất của hợp kim (thể hiện qua GĐTT)
- Điều kiện nguội: nguội càng chậm càng ít thiên tích trong tinh thể PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 70 Biện pháp phòng tránh và khắc phục: 1.Làm nguội đủ chậm trong quá trình kết tinh 2.Sử dụng các tác động vật lý để phá hủy nhánh cây trong quá trình kết tinh 3.Ủ khuếch tán để làm đồng đều thành phần hóa học PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 71 Không đồng đều về thành phần hóa học ở phần trên và phần dưới của vật đúc Nguyên nhân: sự khác biệt đáng kể về tỉ
trọng của pha rắn đã kết tinh và phần KLL
còn lại: Pha rắn đã kết tinh nổi lên (nếu nhẹ hơn pha lỏng còn lại) hoặc lắng xuống Thường quan sát thấy khi đúc các HK đồng
trong điều kiện nguội chậm hoặc đúc li tâm PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 72 Khuấy trộn hợp kim trước khi rót
Tăng tốc độ nguội trong quá trình kết tinh
Biến tính bằng một số nguyên tố nhằm:
- Làm quá trình kết tinh xảy ra sớm
- Tạo thành khung xương ngăn cản quá trình lắng hoặc nổi Ví dụ: Cu HK Pb-Sb; Ni HK Cu-Pb PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 734.1.3. Đông đặc thể tích
4.2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM
4.2.1. Kết tinh (Crystallization)
hình thành tổ chức của VĐ
4.2.2. Đông đặc (Solidification)
Đông đặc là quá trình KL chuyển từ trạng
thái lỏng rắn mà không xét đến cấu
trúc tinh thể
NC quá trình đông đặc bao gồm:
- Quá trình hình thành và phát triển lớp KL rắn
- Sự hình thành và dịch chuyển vùng 2 pha
NC quá trình đông đặc nhằm xác định
nguyên nhân các khuyết tật có liên quan
4.2.3. Hệ số phân bố cân bằng
4.2.3. Hệ số phân bố cân bằng
4.2.4. Độ quá nguội
4.3.HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN MẦM
4.3.1.Sự hình thành mầm nội sinh
4.3.1.Sự hình thành mầm nội sinh
4.3.1.Sự hình thành mầm nội sinh
1. Giảm năng lƣợng tự do thể tích GV
- Pha rắn có năng lượng tự do nhỏ hơn
pha lỏng năng lượng tự do giảm:
GV= - nGm
n-số mol của mầm; n= V/Vmol = 4r3/3Vmol
Gm- ứng với 1 mol KL
Gm= Hm - TSm = Hm - T.H/To
Lnc - T.Lnc/T0= Lnc(1-T/T0)= Lnc T/T0
GV= -4r3Lnc T/(3T0Vm)
4.3.1.Sự hình thành mầm nội sinh
2. Tăng năng lƣợng tự do bề mặt GF
4.3.1.Sự hình thành mầm nội sinh
tạo mầm
4.3.2.Sự hình thành mầm ký sinh
(Ngoại sinh, ngoại nhập)
4.3.2. Sự hình thành mầm ký sinh
So sánh tạo mầm tự sinh và ký sinh
4.3.2.Sự hình thành mầm ký sinh
4.3.3. Sự phát triển mầm
Mô hình lớp nguyên tử không hoàn chỉnh
Mô hình bề mặt nhấp nhô
Mô hình mặt lệch xoắn
Sơ đồ quá trình tạo mầm và
phát triển thành hạt tinh thể
Tóm tắt
4.4. KẾT TINH NHÁNH CÂY
4.4.1. Mở đầu
4.4.1. Mở đầu
4.4.1. Mở đầu
4.4.2. Nguyên nhân KL kết tinh kiểu
nhánh cây
4.4.2. Nguyên nhân KL kết tinh kiểu
nhánh cây
4.4.2. Nguyên nhân KL kết tinh kiểu
nhánh cây
4.4.2. Nguyên nhân KL kết tinh kiểu
nhánh cây
4.4.2. Nguyên nhân KL kết tinh kiểu
nhánh cây
4.4.3. Hệ quả quá trình kết tinh
nhánh cây
3 dạng cấu trúc đúc cơ bản
4.5. KẾT TINH CÙNG TINH
4.5. KẾT TINH CÙNG TINH
4.5. KẾT TINH CÙNG TINH
4.6.ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH KẾT TINH
4.6.1. Mở đầu
Tính chất VĐ phụ thuộc nhiều vào hình dạng
4.6.1. Mở đầu
Các nguyên lý làm nhỏ hạt tinh thể bằng
các biện pháp cải thiện điều kiện đông
đặc:
4.6.2. Biến tính
Tác dụng của chất biến tính
1. Tạo mầm kết tinh ngoại nhập
Thí dụ: - Đưa Ce, Y … vào thép lỏng
- Đưa TiC, TiN, Ce, Zr … vào hợp
2. Làm thay đổi sức căng bề mặt giữa
pha lỏng và pha rắn để ngăn cản sự
lớn lên của tinh thể
a. Biến tính gang
a. Biến tính gang
Cơ chế tác dụng của chất biến tính gang
1. Cơ chế tạo tâm mầm mới
- Chất biến tính phải có kiểu mạng và thông
số mạng gần giống kiểu mạng và thông số
mạng của graphit
- Thí dụ: dùng CaC2 làm chất biến tính
2. Cơ chế làm thay đổi sức căng bề mặt
- Biến tính bằng Mg: graphit có dạng cầu
- Biến tính bằng Fe-Si, SiC: thúc đẩy quá
b. Biến tính thép
Một số chất biến tính thép
4.6.3. Sử dụng các tác động vật lý
4.6.4. Làm nguội nhanh
a. Ƣu điểm của chất rắn vô định hình so
với chất rắn tinh thể:
- Độ bền cơ cao hơn
4.6.4. Làm nguội nhanh
b. Chế tạo hợp kim vô định hình bằng
phƣơng pháp nguội nhanh
Khi làm nguội KLL với tốc độ rất lớn:
- KLL tồn tại ở nhiệt độ thấp hơn T0 rất nhiều
- Độ sệt tăng cao hệ số khuếch tán giảm mạnh
Làm nguội nhanh trên đĩa đồng
4.6.4. Làm nguội nhanh
5. ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH
ĐÔNG ĐẶC
5.1. THỜI GIAN ĐÔNG ĐẶC CỦA
VẬT ĐÚC
Hằng số khuôn
Trƣờng nhiệt độ khuôn – vật đúc
5.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH ĐÔNG ĐẶC
5.2.1. Vật liệu làm khuôn
càng nhanh, càng mạnh càng thu hẹp
vùng 2 pha
5.2.2. Hợp kim đúc
5.2.3. Tốc độ nguội (vng)
5.3. ĐÔNG ĐẶC CỦA KL TRONG
KHUÔN ĐÚC
5.3.1. Đặc điểm chung
5.3.2. Tổ chức vật đúc
1. Lớp ngoài cùng (lớp da đúc):
5.3.2. Tổ chức vật đúc
2. Lớp các tinh thể hình trụ:
3. Vùng trung tâm:
Đặc điểm:
- KLL được nguội chậm:
Quá trình
đông đặc của
thỏi đúc
5.3.2. Tổ chức vật đúc
Khi làm nguội đủ nhanh
triển vào tận tâm thỏi đúc: tổ chức
xuyên tinh
5.3.2. Tổ chức vật đúc
5.3.2. Tổ chức vật đúc
Khi làm nguội đủ chậm
Khi làm nguội rất nhanh
5.3.3. Phƣơng thức điều chỉnh
tốc độ nguội
5.4.THIÊN TÍCH TRONG VẬT ĐÚC
5.4.1. Thiên tích trong tinh thể
5.4.1. Thiên tích trong tinh thể
trong tinh thể:
5.4.1. Thiên tích trong tinh thể
5.4.2. Thiên tích tỉ trọng
(thiên tích lớp)
5.4.2. Thiên tích tỉ trọng
Các biện pháp phòng tránh
