zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Vật liệu học: Chương 3 - TS. Hoàng Văn Vương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật liệu học" Chương 3: Hợp kim và giản đồ pha, cung cấp cho người học những kiến thức như dung dịch rắn và pha trung gian; giản đồ pha Fe – Fe3C. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu học: Chương 3 - TS. Hoàng Văn Vương

29/09/2021 Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha HUST – MSE HUST – MSE 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.2. Giản đồ pha Fe – Fe3C Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 1 2 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian HUST – MSE HUST – MSE a) Khái niệm hợp kim: Hợp kim là hợp chất giữa các nguyên tố kim l c) Các khái niệm cơ bản: oại hay kim loại với á kim, mang tính chất của KL – nền - Pha: phần đồng nhất về: thành phần hóa học, cơ tính, hóa lý tính, c VD: Thép: Fe + C, Mn, Si, Cr… ó cấu trúc tinh thể xác định. Giữa các pha phân cách nhau bởi biên Đura: Al + Cu, Mg giới pha b) Ưu điểm: Độ bền, độ cứng, tính chống mài mòn cao hơn; tính công - Cấu tử: là các nguyên tố (hoặc hc hóa học bền vững) tạo nên pha tr nghệ tốt hơn, nhiệt luyện hóa bền tốt hơn và rẻ hơn ong hợp kim - Hệ: tập hợp các pha, có thể ở trạng thái cân bằng hoặc không cân b ằng 2 + (1): giả cân bằng + (2): không cân bằng + (3): cân bằng ổn định 1 3 Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 3 4 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian HUST – MSE HUST – MSE d) Phân loại tương tác: Dung dịch rắn Khái niệm: là pha đồng nhất có cấu trúc mạng như của dung môi (kim loạ Không tương tác: i nền), các nguyên tử hòa tan sắp xếp lại trong mạng dung môi một cá Ở trạng thái lỏng nguyên tố A và B ch đều đặn hòa tan vào nhau, không hòa tan ở Kí hiệu: A(B) = A là dung môi, B chất hòa tan trạng thái rắn, tạo hỗn hợp cơ học: a) Dung dịch rắn thay thế A+B - B thay thể A trong mạng tinh thể Có tương tác: - d = dA-dB/dA < 15%(>15% không tồn tại) - Hòa tan vào nhau tạo dung dịch Điều kiện để hòa tan vô hạn: rắn A(B) – giữ nguyên kiểu mạng - Cùng kiểu mạng tinh thể của nền - d < 8% - Phản ứng tạo hợp chất hóa học với - Số điện tử hóa trị như nhau kiểu mạng khác hẳn - Tính âm điện gần như nhau Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 5 6 1
29/09/2021 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian HUST – MSE HUST – MSE Dung dịch rắn Dung dịch rắn b) Dung dịch rắn xen kẽ b) Pha trung gian - Các hợp chất hóa học có trong hợp kim n - Các nguyên tử hòa tan nằm ở vị trí xen kẽ (lỗ hổng) trong mạng ti ằm giữa hai vùng dung dịch rắn trên giản nh thể dung môi (rB  rlh) đồ pha - Bán kính nguyên tử hòa tan nhỏ, giới hạn hòa tan thấp Các đặc tính của dung dịch rắn: Đặc điểm: - Có đặc trưng cơ lý hóa tính của kim - Có kiểu mạng tinh thể phức tạp, khác loại hẳn với nguyên tố thành phần - Mạng tinh thể bị biến dạng - Có tỉ lệ giữa các nguyên tố xác định, biểu diễn bằng công thức hóa học AmBn - Tăng độ cứng, độ bền so với kim loại nguyên chất - Tính chất khác hẳn so với các nguyên tố thành phần - B tăng: tăng cứng, bền; dẻo giảm - Có nhiệt độ nóng chảy xác định - Tính chống ăn mòn, dẫn điện, nhiệt kém kim loại nguyên chất Fe3C Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 7 8 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian HUST – MSE HUST – MSE Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Khái niệm: giản đồ biểu thị sự biến đổi tổ chức pha theo nhiệt độ và t Quy tắc đòn bảy: xác định tỉ lệ các pha, tổ chức trên giản hành phần của hệ ở trạng thái cân bằng đồ pha: M.X = M.X Quy tắc pha Gibbs - Xác định bậc tự do: F = C – P + 1 (F: Số bậc tự do, C: số cấu tử, P : số pha) 1 3 2 Thành phần, %B Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 9 10 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian HUST – MSE HUST – MSE Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Giản đồ pha của hệ hai cấu tử a) Giản đồ pha loại 1: Giản đồ pha hệ hai cấu tử không có bất kỳ b) Giản đồ pha loại 2: Giản đồ pha hệ hai cấu tử tương tác và hòa tan tương tác nào (Pb-Sb) vô hạn vào nhau ở trạng thái rắn - aEb: Đường lỏng Ví dụ: Cu-Ni, Al2O3-Cr2O3 Nhiệt độ X Lỏng (L) m - cEd: Đường đặc - amb: đường lỏng b - a, b nhiệt độ chảy của A và B - anb: đường đặc L+ A B n C - E điểm cùng tinh -  = A(B), B(A) a - Phản ứng cùng tinh: - %L = ?, AL = ?, BL = ? L  (A + B) - % = ?, A = ?, B = ?  A %B B Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 11 12 2
29/09/2021 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian 3.1. Dung dịch rắn và pha trung gian HUST – MSE HUST – MSE Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Giản đồ pha của hệ hai cấu tử c) Giản đồ pha loại 3: Giản đồ pha hệ hai cấu tử tương tác và hòa ta d) Giản đồ pha loại 4: Giản đồ pha hệ hai cấu tử có tương tác hóa h n có hạn vào nhau ở trạng thái rắn ọc tạo ra pha trung gian AmBn (Mg-Ca: Mg4Ca3) Ví dụ: Pb-Sn, Cu-Ag Nhiệt độ Lỏng (L) - aEb: đường lỏng X1X2 X3 Nhiệt độ X Lỏng (L) a a c b - acEdb: đường đặc b -  = A(B), L+AmBn L+ L+A E1 -  = B(A)  E L+ E2  L+AmBn AmBn+B - E: điểm cùng tinh: c d + A+AmBn L+ B+AmBn Ag %B f B A Am B n B Tách thành hai giản đồ pha 2 cấu tử loại 1 Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 13 14 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) HUST – MSE HUST – MSE Tương tác giữa Fe và C 15390C A J 14990C B H - Tạo dung dịch rắn xen kẽ: C: rnt = 0,077nm Fe: rnt = 0,124nm L N + Fe (A2; < 9110C): F() = Fe(C), %Cmax = 0,02%, 7270C 13920C γ+L D + Fe (A1; 911-13920C): A() = Fe(C), %Cmax = 2,14%, 11470C E C L+XeI γ F + Fe (A2; > 13920C):  = Fe(C), %Cmax = 0,1%, 14990C Le(+Fe3C) - Tương tác hóa học giữa Fe và C: Fe3C (%C = 6,67%) G 9110C  S +XeII +XeII+Le(+Fe3C) XeI+Le(+Fe3C) P K 0,8 Le(P+Fe3C) P[+Fe3C] +P P+XeII P+XeII+Le(P+Fe3C) XeI+Le(P+Fe3C) Q Fe Fe3C r4m = 0,291rnt = 0,036nm (A2) r8m = 0,414rnt = 0,052nm (A1) Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 15 16 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) HUST – MSE HUST – MSE Các tổ chức một pha và hai pha Các tổ chức một pha và hai pha a) Các chuyển biến khi nguội chậm b) Các tổ chức một pha - Chuyển biến bao tinh: tại 14990C, điểm J: - Ferit (F, , Fe(C)): 0,1 + L0,5  0,16 + Dung dịch rắn hòa tan của C trong Fe - Chuyển biến cùng tinh: 11470C, điểm C: + Giới hạn hòa tan 0,02%C tại 727oC L4,3  (2,14 + Xe6,67) + Tổ chức hạt sáng đa cạnh - Chuyển biến cùng tích: 7270C, điểm S: - Austenit (A, , Fe(C)): 0,8  [0,02 + Xe6,67] + Dung dịch rắn hòa tan của C trong Fe + Giới hạn hòa tan 2,14%C tại 11470C, 0,8 tại 7270C + Tổ chức hạt sáng, đường song tinh - Xementit (Fe3C, Xe): + XeI: sinh ra từ trạng thái lỏng, dạng tấm thô to + XeII: tiết ra từ austenit, dạng lưới bao quanh hạt + XeIII: tiết ra từ ferit, rất ít + Xe cùng tích: tạo từ chuyến biến cùng tích Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 17 18 3
29/09/2021 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) HUST – MSE HUST – MSE Các tổ chức một pha và hai pha Phân loại thép và gang theo GĐP a) Khái niệm: Thép và gang là hợp kim của Fe-C (Mn, Si, P, S…tạp chất) c) Các tổ chức hai pha - Thép: %C < 2,14% - Peclit (P): - Gang: %C > 2,14% + Hỗn hợp cùng tích F và Xe: 88%F + 12%Xe b) Đặc điểm: + Tạo ra từ phản ứng cùng tích - Thép có tổ chức một pha  + Tổ chức: P tấm, P hạt khi nung nóng (trên đường GSE), có độ dẻo cao dễ biến - Lêđêburit (Le): dạng + Hỗn hợp cùng tinh  và Xe (> 7270C); - Tính đúc của thép thấp p và Xe (< 7270C) (40,4%P + 59,6%Xe) - Gang không đạt trạng thái một pha  khi nung nóng nên + Sinh ra từ phản ứng cùng tinh giòn cứng, khó gia công biến + Tổ chức có dạng da báo dạng Thép Gang - Gang có tính đúc tôt Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 19 20 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) HUST – MSE HUST – MSE Các tổ chức một pha và hai pha Các tổ chức một pha và hai pha c) Phân loại thép và gang theo GĐP c) Phân loại thép và gang theo GĐP Thép theo GĐP: có 3 loại Gang theo GĐP là gang trắng: có 3 loại - Thép trước cùng tích: %C < 0,8% - Gang trước cùng tinh: %C < 4,3% + Tổ chức: P + F(sáng) + Tổ chức: P(đen) + XeII + Le - Thép cùng tích: %C = 0,8% - Gang cùng tinh: %C = 4,3% P[+Fe3C] + Tổ chức 100% P: Ptấm, Phạt + Tổ chức 100% Le (da báo) - Gang sau cùng tinh: %C > 4,3% - Thép sau cùng tích: 0,8% < %C < 2,14% + Tổ chức: Le + XeI (dải sáng) + Tổ chức: P + XeII (dạng lưới) F+P Ptấm Phạt P + XeII P(đen) + XeII(sáng) + Le Le Le + XeI(đại lộ) Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 21 22 3.2. Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) HUST – MSE Các tổ chức một pha và hai pha d) Các điểm tới hạn: tương ứng với các điểm chuyển biến pha trong thép A1, A3, Acm - A1: đường PSK (7270C), ứng với chuyển biến  Acm  P [F + Xe], có trong mọi thép - A3: đường GS (911-7270C), ứng với chuyển biến A3    +  có trong thép trước cùng tích A1 - Acm: đường SE (727-11470C), ứng với chuyển biến    + XeII có trong thép sau cùng tích P[+Fe3C] - Nung nóng thêm chữ “c”, làm nguội “r” Ac1 > A1 > Ar1; Ac3 > A3 > Ar3; Accm > Acm > Arcm A3 = 727 + 230(0,8-x) 0C; Acm = 727 + 313(y-0,8) 0C; (x, y là %C) Hanoi University of Science and Technology www.hust.edu.vn 23 4

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.