intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Vật liệu kim loại ( Hoàng Văn Vương ) - Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST
Báo xấu
672
lượt xem 188
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.2 Giản đồ pha hai cấu tử 3.3 Giản đồ pha Fe – C 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.1 Khái niệm về hợp kim a) Khái niệm: Hợp kim là hợp chất giữa các nguyên tố kim loại hay kim loại với á kim, mang tính chất của KL – nền VD: Thép: Fe + C, Mn, Si, Cr… Đura: Al + Cu, Mg b) Ưu điểm: Độ bền, độ cứng, tính chống mài mòn cao hơn; tính công nghệ tốt hơn, nhiệt luyện hóa bền tốt...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vật liệu kim loại ( Hoàng Văn Vương ) - Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha

  1. 09/2010 Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha Chương 3. Hợp kim và giản đồ pha 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.2 Giản đồ pha hai cấu tử 3.3 Giản đồ pha Fe – C 1
  2. 09/2010 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.1 Khái niệm về hợp kim a) Khái niệm: Hợp kim là hợp chất giữa các nguyên tố kim loại hay kim loại với á kim, mang tính chất của KL – nền VD: Thép: Fe + C, Mn, Si, Cr… Đura: Al + Cu, Mg b) Ưu điểm: Độ bền, độ cứng, tính chống mài mòn cao hơn; tính công nghệ tốt hơn, nhiệt luyện hóa bền tốt hơn và rẻ hơn 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.1 Khái niệm về hợp kim c) Các khái niệm cơ bản: - Pha: phần đồng nhất về: thành phần hóa học, cơ tính, hóa lý tính, có cấu trúc tinh thể xác định. Giữa các pha phân cách nhau bởi biên giới pha - Cấu tử: là các nguyên tố (hoặc hc hóa học bền vững) tạo nên pha trong hợp kim - Hệ: tập hợp các pha, có thể ở trạng thái cân bằng hoặc không cân bằng 2 + (1): giả cân bằng + (2): không cân bằng + (3): cân bằng ổn định 1 3 2
  3. 09/2010 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.1 Khái niệm về hợp kim d) Phân loại tương tác: Không tương tác: Ở trạng thái lỏng nguyên tố A và B hòa tan vào nhau, không hòa tan ở trạng thái rắn, tạo hỗn hợp cơ học: A+B Có tương tác: - Hòa tan vào nhau tạo dung dịch rắn A(B) – giữ nguyên kiểu mạng của nền - Phản ứng tạo hợp chất hóa học với kiểu mạng khác hẳn 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.2 Dung dịch rắn Khái niệm: là pha đồng nhất có cấu trúc mạng như của dung môi (kim loại nền), các nguyên tử hòa tan sắp xếp lại trong mạng dung môi một cách đều đặn Kí hiệu: A(B) = A là dung môi, B chất hòa tan a) Dung dịch rắn thay thế - B thay thể A trong mạng tinh thể - Δd = ⎢dA-dB⎥/dA < 15%(>15% không tồn tại) Điều kiện để hòa tan vô hạn: - Cùng kiểu mạng tinh thể - Δd < 8% - Số điện tử hóa trị như nhau - Tính âm điện gần như nhau 3
  4. 09/2010 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.2 Dung dịch rắn b) Dung dịch rắn xen kẽ - Các nguyên tử hòa tan nằm ở vị trí xen kẽ (lỗ hổng) trong mạng tinh thể dung môi (rB ≤ rlh) - Bán kính nguyên tử hòa tan nhỏ, giới hạn hòa tan thấp Các đặc tính của dung dịch rắn: - Có đặc trưng cơ lý hóa tính của kim loại - Mạng tinh thể bị biến dạng - Tăng độ cứng, độ bền so với kim loại nguyên chất - B tăng: tăng cứng, bền; dẻo giảm - Tính chống ăn mòn, dẫn điện, nhiệt kém kim loại nguyên chất 3.1 Các khái niệm cơ bản về hợp kim 3.1.2 Dung dịch rắn b) Pha trung gian - Các hợp chất hóa học có trong hợp kim nằm giữa hai vùng dung dịch rắn trên giản đồ pha Đặc điểm: - Có kiểu mạng tinh thể phức tạp, khác hẳn với nguyên tố thành phần - Có tỉ lệ giữa các nguyên tố xác định, biểu diễn bằng công thức hóa học AmBn - Tính chất khác hẳn so với các nguyên tố thành phần - Có nhiệt độ nóng chảy xác định Fe3C 4
  5. 09/2010 3.2 Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Khái niệm: giản đồ biểu thị sự biến đổi tổ chức pha theo nhiệt độ và thành phần của hệ ở trạng thái cân bằng 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 3.2 Giản đồ pha của hệ hai cấu tử Quy tắc đòn bảy: xác định tỉ lệ các pha, tổ chức trên giản đồ pha: M α.Xα = Mβ.Xβ Thành phần, %B 5
  6. 09/2010 3.2 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 tương tác nào (Pb-Sb) - aEb: Đường lỏng - cEd: Đường đặc - a, b nhiệt độ chảy của A và B - E điểm cùng tinh - Phản ứng cùng tinh: L → (A + B) 3.2 Giản đồ pha của hệ hai cấu tử b) Giản đồ pha loại 2: Giản đồ pha hệ hai cấu tử tương tác và hòa tan vô hạn vào nhau ở trạng thái rắn Nhiệt độ Ví dụ: Cu-Ni, Al2O3-Cr2O3 X Lỏng (L) m b - amb: đường lỏng L+α - anb: đường đặc A B C n - α = A(B), B(A) a - %L = ?, AL = ?, BL = ? - %α = ?, Aα = ?, Bα = ? α A %B B 6
  7. 09/2010 3.2 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 tan có vô hạn vào nhau ở trạng thái rắn Ví dụ: Pb-Sn, Cu-Ag Nhiệt độ X1X2 X3 X Lỏng (L) - aEb: đường lỏng a b - acEdb: đường đặc - α = A(B), L+α E - β = B(A) α L+β β c d - E: điểm cùng tinh: α+β L→α+β Ag %B f B 3.2 Giản đồ pha của hệ hai cấu tử d) Giản đồ pha loại 4: Giản đồ pha hệ hai cấu tử có tương tác hóa học tạo ra pha trung gian AmBn (Mg-Ca: Mg4Ca3) Nhiệt độ Lỏng (L) a c b L+A E1 L+AmBn E2 L+AmBn AmBn+B A+AmBn B+AmBn A AmBn B Tách thành hai giản đồ pha 2 cấu tử loại 1 7
  8. 09/2010 3.3 Giản đồ pha (GĐP) Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.1 Tương tác giữa Fe và C C: rnt = 0,077nm Fe: rnt = 0,124nm - Tạo dung dịch rắn xen kẽ: + Feα (A2; < 9110C): F(α) = Feα(C), %Cmax = 0,02%, 7270C + Feγ (A1; 911-13920C): A(γ) = Feγ(C), %Cmax = 2,14%, 11470C + Feδ (A2; > 13920C): δ = Feδ(C), %Cmax = 0,1%, 11390C - Tương tác hóa học giữa Fe và C: Fe3C (%C = 6,67%) r4m = 0,291rnt = 0,036nm r8m = 0,414rnt = 0,052nm 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 Các tổ chức một pha và hai pha 8
  9. 09/2010 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 Các tổ chức một pha và hai pha a) Các chuyển biến khi nguội chậm - Chuyển biến bao tinh: tại 14990C, điểm J: δ0,1 + L0,5 → γ0,16 - Chuyển biến cùng tinh: 11470C, điểm C: L4,3 → (γ2,14 + Xe6,67) - Chuyển biến cùng tích: 7270C, điểm S: γ0,8 → [α0,02 + Xe6,67] 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 Các tổ chức một pha và hai pha b) Các tổ chức một pha - Ferit (F, α): + Dung dịch rắn hòa tan của C trong Feα + Giới hạn hòa tan 0,02%C tại 7270C + Tổ chức hạt sáng đa cạnh - Austenit (A, γ): + Dung dịch rắn hòa tan của C trong Feγ + Giới hạn hòa tan 2,14%C tại 11470C, 0,8 tại 7270C + Tổ chức hạt sáng, đường song tinh - Xemantit (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 9
  10. 09/2010 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 Các tổ chức một pha và hai pha c) Các tổ chức hai pha - Peclit (P): + Hỗn hợp cùng tích F và Xe: 88%F + 12%Xe + Tạo ra từ phản ứng cùng tích + Tổ chức: P tấm, P hạt - Lêđêburit (Le): + Hỗn hợp cùng tinh γ và Xe (> 7270C); p và Xe (< 7270C) (43,1%P + 56,9%Xe) + Sinh ra từ phản ứng cùng tinh + Tổ chức có dạng da báo 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.3 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) - Thép: %C < 2,14% - Gang: %C > 2,14% b) Đặc điểm: - Thép có tổ chức một pha γ khi nung nóng (trên đường GSE), có độ dẻo cao dễ biến dạng - Tính đúc của thép thấp - Gang không đạt trạng thái một pha γ khi nung nóng nên giòn cứng, khó gia công biến dạng - Gang có tính đúc tôt 10
  11. 09/2010 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 Các tổ chức một pha và hai pha c) Phân loại thép và gang theo GĐP Thép theo GĐP: có 3 loại - Thép trước cùng tích: %C < 0,8% + Tổ chức: P + F(sáng) - Thép cùng tích: %C = 0,8% + Tổ chức 100% P: Ptấm, Phạt - Thép sau cùng tích: 0,8% < %C < 2,14% + Tổ chức: P + XeII (dạng lưới) F+P Ptấm Phạt P + XeII 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 Các tổ chức một pha và hai pha c) Phân loại thép và gang theo GĐP Gang theo GĐP là gang trắng: có 3 loại - Gang trước cùng tinh: %C < 4,3% + Tổ chức: P(đen) + XeII + Le - Gang cùng tinh: %C = 4,3% + Tổ chức 100% Le (da báo) - Gang sau cùng tinh: %C > 4,3% + Tổ chức: Le + XeI (dải sáng) P(đen) + XeII(sáng) + Le Le Le + XeI(đại lộ) 11
  12. 09/2010 3.3 Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3.3.2 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 γ → P [F + Xe], có trong mọi thép - A3: đường GS (911-7270C), ứng với chuyển biến γ → γ + α có trong thép trước cùng tích - Acm: đường SE (727-11470C), ứng với chuyển biến γ → γ + XeII có trong thép sau cùng tích - 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) 12
ADSENSE

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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2