Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology Chương 2: KẾT TINH CỦA KIM LOẠI LỎNG 2.1 Cấu tạo kim loại lỏng điều kiện kết tinh 2.1.1 Cấu tạo kim loại lỏng 2.1.2 Điều kiện lượng trình kết tinh 2.2 Độ nguội 2.3 Hai trình kết tinh Ho Chi Minh City University of Technology 2.3.1 Tạo mầm Faculty of Materials Technology - Sự tạo mầm tự sinh (mầm đồng pha) - Sự tạo mầm ký sinh (mầm khác pha) 2.3.2 Quá trình phát triển mầm HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology Chương 2: KẾT TINH CỦA KIM LOẠI LỎNG 2.4 Sự hình thành hạt tinh thể 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 Tiến trình kết tinh Hình dạng hạt Khái niệm độ hạt (kích thước hạt) Ý nghĩa độ hạt 2.5 Các phương pháp tạo hạt nhỏ đúc đúc 2.5.1 Nguyên lý Ho Chi Minh City University of Technology 2.5.2 Các phương pháp làm hạt nhỏ Faculty of Materials Technology - Tăng độ nguội - Phương pháp biến tính 2.6 Cấu tạo tinh thể thỏi đúc Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved HCMUT 2.6.1 Quá trình kết tinh thực tế kim Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology Chương 2: KẾT TINH CỦA KIM LOẠI LỎNG 2.6 Cấu tạo tinh thể thỏi đúc 2.6 Cấu thỏi đúc thực tế 2.6 Các khuyết tật thỏi đúc - Lõm co rỗ co - Rỗ khí - Thiên tích - Ứng suất đúc Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology 2.1 Cấu tạo kim loại lỏng điều kiện kết tinh 2.1.1 Cấu tạo kim loại lỏng - Phần lớn kim loại chế tạo từ trạng thái lỏng làm nguội khuôn thành trạng thái rắn Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology - Khi làm nguội kim loại kim loại lỏng xẩy trình kết tinh: mạng tinh thể hạt tạo thành Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology 2.1.1 Cấu tạo kim loại lỏng - Các nguyên tử có xu hướng tạo thành nhóm nguyên tử xắp xếp có trật tự (tức có trật tự gần mà khơng có trật tự xa trạng thái rắn); - Các nhóm nguyên tử sếp có trật tự hình thành thời gian ngắn, sau lại tản để lại xuất chỗ khác, có nghĩa hình thành lại tản chúng q trình xẩy liên tiếp; - Có điện tử tự liên kết kim loại Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology  giúp kết tinh dễ dàng HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology 2.1.2 Sự biến đổi lượng kết tinh - Năng lượng dự trữ đặc trưng đại lượng khác gọi G lượng tự G Gl ∆G - Ở nhiệt độ T > Ts kim Gr loại tồn trạng thái lỏng lượng tự trạng thái lỏng nhỏHo Chi Minh City University of Technology nhỏ Faculty of Materials Technology lượng tự trạng thái rắn Gl < Gr Hình: Biến đổi lượng tự theo nhiệt độ HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology 2.1.2 Sự biến đổi lượng kết tinh - Ở nhiệt dộ T < Ts kim loại tồn trạng thái rắn Gr < Gl - Ở nhiệt độ Ts, Gr= Gl Kim loại lỏng trạng thái cân động Ts gọi nhiệt độ kết tinh lý thuyết G Gl ∆G Gr Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology  kết Hình: Biến đổi lượng tự theo nhiệt độ tinh thực tế xảy T < of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology Ts hay Gr < Gl Faculty 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam HCMUT Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology 2.2 Độ nguội - Độ nguội ∆T hiệu nhiệt độ kết tinh lý thuyết Ts nhiệt độ kết tinh thực tế TKT ∆T = Ts - TKT - Đối với kim loại nguyên chất kỹ thuật, chúng kết tinh độ nguội khác nhau, tốc độ làm nguội lớn kim loại kết tinh với độ nguội lớn - Như chuyển biến pha cần độ nguội ∆T Minh City University of Technology động lực chuyển pha HolàChihiệu lượng hai pha Faculty of Materials Technology nhiệt độ cho: ∆G = Gr - Gl < HCMUT Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Công Nghệ Vật Liệu Vietnam National University-HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology 2.3 Hai trình kết tinh 2.3.1 Tạothể mầm - Mầm tinh đượckết hiểutinh phần chất rắn nhỏ ban đầu hình thành kim loại lỏng - Sự tạo mầm: trình xuất phân tử rắn có cấu tạo tinh thể, có kích thước xác định kim loại lỏng Đó trung tâm để từ phát triển lên thành hạt tinh thể HCMUT Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Materials Technology Faculty of Materials Technology, Ho Chi Minh City University of Technology 268 Ly Thuong Kiet  street, Ward 14, District 10, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tell: 38661320; Fax: 38661843 Copyright(c) 2000 All rights reserved