CHƯƠNG 2. HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ SẮT - CÁCBON
2.1. Cấu trúc tinh thể của hợp kim
2.2.1. Khái niệm hợp kim
Khái niệm
Hợp kim là sự kết hợp của 2 hay nhiều nguyên tố, trong đó nguyên
tố chính là kim loại, bản thân hợp kim mang tính chất kim loại. Hàm lượng
nguyên tố hợp kim biểu thị bằng phần trăm khối lượng của mỗi nguyên tố.
Tính ưu việt của hợp kim
-Độ bền, độ cứng cao
- Tính công nghệ đa dạng
- Một số hợp kim có giá thành rẻ
- Một số hợp kim có lý tính, cơ tính đặc biệt: chịu nhiệt độ cao hoặc rất thấp,
không gỉ trong các môi trường, hợp kim từ tính…
1
CHƯƠNG 2. HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ SẮT - CÁCBON
2.1. Cấu trúc tinh thể của hợp kim
2.2.2. Các khái niệm cơ bản
2
a. Cấu tử (nguyên)
Là thành phần cấu tạo nên hợp kim: thường là các nguyên tố, hợp chất hóa học
bền vững
b. Hệ (system)
Tập hợp các cấu tử ở trạng thái cân bằng
c. Pha (phase)
Là những thành phần trạng thái tạo nên vật chất. Vật chất trong 1 pha đảm bảo có
cùng tính chất, cùng một trạng thái, sắp xếp cùng 1 kiểu mạng.
d. Bậc tự do (Freedom)
Tổng các yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, áp suất…) và các yếu tố bên trong (thành
phần %A, %B…) mà người ta có thể thay đổi được mà vẫn không làm thay đổi số
lượng pha.
Quy tắc: Gibbs
Số bậc tự do: F = C - P + 1
CHƯƠNG 2. HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ SẮT - CÁCBON
2.1.3. Các thành phần tạo nên hợp kim
3
Các TP
tạo nên
HK
Dung dịch rắn
Pha trung gian
(Hợp chất hóa học)
Hỗn hợp cơ học
Thay thế
Xen kẽ
CHƯƠNG 2. HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ SẮT -CÁCBON
2.1.3. Các thành phần tạo nên hợp kim
4
a. Dung dịch rắn
+ Hai cấu tử A và B hòa tan với nhau ở trạng thái lỏng là khả năng này vẫn duy trì
được ở trạng thái rắn →dung dịch rắn.
+ Trong dung dịch rắn:Cấu tử có hàm lượng nhiều hơn →gọi là dung môi→giữ
lại kiểu mạng. Cấu tử có hàm lượng ít hơn →gọi là chất tan→xếp trong mạng của
dung môi.
Ký hiệu:A(B)
A – Chất tan; B –Dung môi.
+ Dung dịch rắn thay thế: Nguyên tử nguyên tố B
thay thế vào vị trí nguyên tử nguyên tố A.
+ Dung dịch rắn xen kẽ:Các nguyên tử hòa tan
phải có kích thước nhỏ để lọt vào lỗ hổng trong
mạng của kim loại chủ (dung môi)→kiểu mạng
giống kiểu mạng của kim loại chủ nhưng số nguyên
tử trong ô cơ sở tăng lên.
CHƯƠNG 2. HỢP KIM VÀ GIẢN ĐỒ SẮT - CÁCBON
2.1.3. Các thành phần tạo nên hợp kim
5
b. Pha trung gian (Hợp chất hóa học)
Hai cấu tử A và B không hòa tan vào nhau mà chung liên kết, phản
ứng với nhau theo một tỷ lệ nhất định ứng với một công thức hóa học →
Hợp chất hóa học.
Các pha trung gian bao gồm: Pha xen kẽ, pha điện tử, laves.
Vd:Fe3C – Xêmentit
c. Hỗn hợp cơ học
Hai cấu tử A và B không hòa tan vào nhau cũng không liên kết với
nhau tạo hợp chất hóa học mà chỉ nằm cạnh nhau, lực liên kết giữa chúng
là lực cơ học.
VD: Peclit – Hỗn hợp cơ học
3
Fe Fe C
+