Cấu tạo và tính chất hoá học của Hợp Kim và ứng dụng Nhóm : Phạm xuân Hoàng Trần ngọc Duy Nguyễn huỳnh gia Bảo I Cấu tạo hợp kim • a Khái niệm hợp kim • v  Định nghĩa – Hợp kim là vật thể có chứa nhiều nguyên tố và mang tính chất kim loại Nguyên tố chủ yếu hợp kim là nguyên tố kim loại – v  Ưu điểm hợp kim so với kim loại – Trong lĩnh vực khí, hợp kim được sử dụng rộng rãi các ưu điểm sau: – -  Cơ tính hợp kim phù hợp với vật liệu chế tạo khí: ngành khí vật liệu sử dụng phải có các yêu cầu độ bền cao, tuổi thọ sử dụng lâu Về mặt này hợp kim hẳn kim loại nguyên chất, chúng có độ cứng, độ bền cao hẳn độ dẻo và độ dai đủ cao – -  Tính công nghệ thích hợp: kim loại nguyên chất có tính dẻo cao dễ gia công áp lực khó đúc, gia công cắt kém, không hóa bền được nhiệt luyện Hợp kim có tính công nghệ khác và phù hợp với điều kiện gia công: gia công áp lực trạng thái nóng và nguội, đúc, gia công cắt, nhiệt luyện… đảm bảo cho chế tạo sản phẩm có suất cao – -  Giá thành hạ hơn: dễ chế tạo không phải khử bỏ các tạp chất cách triệt để kim loại • b Các dạng cấu tạo hợp kim • Có thể nói tính chất hợp kim phụ thuộc vào kết hợp nguyên tố cấu tạo nên chúng Khi dạng lỏng, nguyên tố hòa tan lẫn để tạo nên dung dịch lỏng Tuy nhiên, làm nguội trạng thái rắn hình thành tổ chức pha hợp kim, khác tác dụng với nguyên tố Có thể có tổ chức pha  sau: • Tổ chức pha (một kiểu mạng tinh thể): • Khi nguyên tố hợp kim tác dụng hòa tan trạng thái rắn, gọi dung dịch rắn • Khi nguyên tố hợp kim tác dụng hóa học trạng thái rắn, gọi hợp chất hóa học • Tổ chức hai pha trở lên (có từ hai kiểu mạng tinh thể trở lên): pha hợp kim có tác dụng học với gọi hỗn hợp học • c. Dung dịch rắn • Khi nguyên tử hai hay nhiều nguyên tố xếp kiểu mạng Có thể chia dung dịch rắn làm hai loại: dung dịch rắn xen kẽ dung dịch rắn thay • Dung dịch rắn xen kẽ Nếu nguyên tử nguyên tố hòa tan (B) xen kẽ khoảng hở ngun tử dung mơi (A) ta có dung dịch rắn xen kẽ Sự hịa tan xen kẽ có giới hạn • - Dung dịch rắn thay Nếu nguyên tử nguyên tố hòa tan (B) thay nguyên tử nguyên tố dung mơi (A) ta có dung dịch rắn thay • - Cơ tính chung dung dịch rắn: có độ cứng thấp, độ bền thấp nhiên độ dẻo độ dai cao có cấu tạo mạng tinh thể kim loại nguyên chất d. Hợp chất hóa học   •  Trong nhiều loại hợp kim, nhiều pha tạo thành liên kết nguyên tố khác theo tỷ lệ định gọi hợp chất hóa học Mạng tinh thể hợp chất khác với mạng thành phần Hợp chất hóa học hệ có tính ổn định cao có nhiều dạng hợp chất khác • Ví dụ: Ngun tố sắt cacbon tạo nên Fe3C ổn định, nguyên tố Cu với Zn cho ta nhiều dạng hợp chất như: CuZn, Cu 3Zn3, CuZn3,… • - Cơ tính chung hợp chất hóa học: có độ cứng cao, độ dịn cao có kiểu mạng tinh thể phức tạp không giống với kiểu mạng kim loại nguyên chất đồng thời có nhiệt độ phân hủy cao (t 0nc cao) e. Hỗn hợp học • Trong hệ hợp kim, có ngun tố khơng hịa tan vào không liên kết tạo thành hợp chất hóa học mà liên kết với lực học thuần túy, gọi hợp kim đó là hỗn hợp học Như hỗn hợp học không làm thay đổi mạng nguyên tử của nguyên tố thành phần Vì để tạo được liên kết học nguyên tử các nguyên tố thành phần khác nhiều kích thước và mạng tinh thể • Cơ tính chung của hỗn hợp học: phụ thuộc vào tính của các pha tạo thành Muốn đánh giá tính của hợp kim tạo thành tại nhiệt độ xác định phải cứ vào tỉ lệ cấu tạo và tính của các pha tạo thành II Hợp kim cứng • Hợp kim cứng hợp kim chế tạo phương pháp luyện kim bột mà thành phần chủ yếu cacbit vonfram WC, cacbit titan TiC cacbit khác dạng hạt nhỏ kết dính với ngun tố coban • Tùy thuộc vào số lượng cacbit mà hợp kim cứng phân thành nhóm: nhóm cacbit vonfram nhóm hai cacbit vonfram titan * Quá trình chế tạo hợp kim • a Tính chất • Căn cứ vào định nghĩa ta biết được cấu tạo chủ yếu của hợp kim cứng là cacbit mạnh Do đó sau chế tạo nó có tính chất sau: • -   Tính cứng nóng cao (800 - 10000C) • -   Độ cứng rất cao (70 - 75 HRC 82 - 90 HRA) • -   Tính chống mài mịn rất tốt • -   Rất dịn • Các tính chất này phụ thuộc vào các loại cacbit theo thứ tự tăng dần độ cứng, tính chống mài mịn b.Mợt sớ loại hợp kim thường gặp và ứng dụng Làm đồ trang sức Làm vỏ,khungcủa điên thoại Bơ vuốt người sói ^^ Mơt số bô phân xe máy III.GiẢN ĐỒ PHA CỦA HỢP KIM • a.khái niệm giản đồ trạng thái -khơng có quy luật chung đê xác định tương tác các nguyên tố trạng thái rắn Đối với cặp nguyên tố, quy luật tương tác chúng biết được thực nghiệm và được ghi lại nhờ giản đồ trạng thái b.Công dụng giản đồ trạng thái -Giản đồ pha (còn gọi là giản đồ trạng thái hay giản đồ cân bằng) của hệ là công cụ để biểu thị mối quan hệ nhiệt độ, thành phần và số lượng (tỷ lệ) các pha (hoặc tổ chức) của hệ đó trạng thái cân Các hệ có giản đồ pha khác và chúng được xây dựng chỉ thực nghiệm Trong thực tế không có hai giản đồ pha nào giống hoàn toàn tương tác các cấu tử xảy rất phức tạp từ kiểu pha, các phản ứng nhiệt độ tạo thành - Hiện người ta xây dựng được hầu hết các hệ hai cấu tử các kim loại, kim loại với á kim và các hệ ba cấu tử thường gặp rất thuận tiện cho việc tra cứu Hệ cấu tử không có biến đổi thành phần nên giản đồ pha của nó có trục, đó đánh dấu nhiệt độ chảy (kết tinh) và các nhiệt độ chuyển biến thù hình (nếu có) hình 3.6 cho trường hợp của sắt Giản đồ pha hệ hai cấu tử có hai trục: trục tung biểu thị nhiệt độ, trục hoành biểu thị thành phần (thường theo % khối lượng) với đường phân chia các khu vực pha theo các nguyên tắc sau: - Xen hai khu vực pha là khu vực hai pha tương ứng - Mỗi điểm trục hoành biểu thị thành phần xác định của hệ Theo chiều từ trái sang phải tỷ lệ cấu tử B tăng lên, từ phải sang trái tỷ lệ của cấu tử A tăng lên, hai đầu mút tương ứng với hai cấu tử nguyên chất: A (trái), B (phải) Ví dụ hình 3.7 điểm C ứng với thành phần có 30%B (tỷ lệ của cấu tử thứ hai là phần lại, tức 70%A), *Giản đồ pha sắt (Fe) điểm D: 80%B + 20%A - Đường thẳng đứng bất kỳ biểu thị thành phần xác định các nhiệt độ khác Ví dụ đường thẳng đứng qua D biểu thị thay đổi nhiệt độ của thành phần này (80%B +20%A) - Hai trục tung chính là giản đồ pha của cấu tử tương ứng (trái cho A, phải cho B) *Các trục giản đồ pha hệ hai cầu tử Do được biểu thị mặt phẳng cách chính xác nên từ giản đồ pha của hệ hai cấu tử dễ dàng xác định được các thông số sau cho thành phần xác định nhiệt độ nào đó cảm ơn cô và các bạn đã thẽo dõi bài thuyết trình của nhóm em ... thước và mạng tinh thể • Cơ tính chung của hỗn hợp học: phụ thuộc vào tính của các pha tạo thành Muốn đánh giá tính của hợp kim tạo thành tại nhiệt độ xác định phải cứ vào...I Cấu tạo hợp kim • a Khái niệm hợp kim • v  Định nghĩa – Hợp kim là vật thể có chứa nhiều nguyên tố và mang tính chất kim loại Nguyên tố chủ yếu hợp kim là nguyên tố kim loại... thọ sử dụng lâu Về mặt này hợp kim hẳn kim loại nguyên chất, chúng có độ cứng, độ bền cao hẳn độ dẻo và độ dai đủ cao – - ? ?Tính công nghệ thích hợp: kim loại nguyên chất có tính