Bài giảng Kim loại học (Phần 3)

Độ lớn của hạt ảnh hưởng lớn đến cơ tính, do đó thường người ta phải xácđịnh kích thước hạt. Có một số cách để đánh giá kích thước hạt:Đo diện tích trung bình của hạt. Phương pháp này phức tạp, ít dùng.Đo đường kính lớn nhất của hạt.So sánh với bảng chuẩn có độ phóng đại *100. Đây là cách phổ biến nhất.Bảng chuẩn chia độ lớn của hạt thành 8 cấp từ 1-8: từ 1-4 hạt to; từ 5-8 hạt nhỏ.(cấp 1 to nhất; cấp 8 nhỏ nhất)...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kim loại học (Phần 3) 154-Nguyên lí làm nhỏ hạt khi đúc. a-Kích thước hạt. Độ lớn của hạt ảnh hưởng lớn đến cơ tính, do đó thường người ta phải xácđịnh kích thước hạt. Có một số cách để đánh giá kích thước hạt: -Đo diện tích trung bình của hạt. Phương pháp này phức tạp, ít dùng. -Đo đường kính lớn nhất của hạt. -So sánh với bảng chuẩn có độ phóng đại *100. Đây là cách phổ biến nhất.Bảng chuẩn chia độ lớn của hạt thành 8 cấp từ 1-8: từ 1-4 hạt to; từ 5-8 hạt nhỏ.(cấp 1 to nhất; cấp 8 nhỏ nhất) b-Nguyên lí tạo hạt nhỏ. Kim loại có hạt nhỏ cho cơ tính tổng hợp tốt hơn, nên trong chế tạo cơ khíthường yêu cầu kim loại có hạt nhỏ. Kích thước hạt phụ thuộc vào hai quá trình của sự kết tinh: Tạo mầm và pháttriển mầm. Bằng thực nghiệm người ta nhận thấy kích thước hạt A phụ thuộc vào tốc độsinh mầm n( SL mầm/s) và tốc độ phát triển mầm v (mm/s) theo biểu thức sau: v A =a Trong đó a-hệ số. ; n Như vậy nguyên lí chung tạo hạt nhỏ là tăng tốc độ sinh mầm và giảm tốc độphát triển mầm. Tất cả các phương pháp tạo hạt nhỏ đều dựa trên nguyên tắc này. c-Các phương pháp làm nhỏ hạt khi đúc. -Tăng độ quá nguội: Khi tăng độ quá nguội thì tốc độ tạo mầm và sinh mầm cùng tăng. Nhưng ntăng nhanh hơn v nên kích thước hạt vẫn nhỏ. Người ta tăng độ quá nguội bằng haiphương pháp: Sử dụng vật liệu làm khuôn đúc có khả năng dẫn nhiệt nhanh (đúctrong khuôn kim loại nguội nhanh hơn đúc trong khuôn cát, hạt nhỏ hơn); Sử dụngchất làm nguội (Nước, không khí, kim loại) -Biến tính kim loại lỏng trước khi rót: Cho vào kim loại lỏng trước khi rót một lượng nhỏ chất biến tính có tác dụng: Tác dụng với tạp chất hoặc khí hoà tan trong kim loại lỏng tạo ra các hợp chấtkhó chảy nằm lơ lửng trong kim loại lỏng dưới dạng các hạt nhỏ tạo điều kiện tạomầm kí sinh. Hoà tan vào kim loại lỏng làm giảm tốc độ phát triển mầm v. 5-Cấu tạo tinh thể của thỏi đúc. a-Ba vùng tinh thể của thỏi đúc. -Vùng hạt nhỏ, đẳng trục. -Vùng hạt hình trụ. 16 -Vùng hạt lớn đẳng trục. b-Các khuyết tật của vật đúc. -Lõm co và rỗ co: -Rỗ khí: -Thiên tích: V-HỢP KIM. 1-Khái niệm về hợp kim. a-Định nghĩa: Hợp kim là loại vật liệu được tạo nên từ nhiều nguyên tố, mà nguyên tố chủyếu trong nó là nguyên tố kim loại và hợp kim mang tính chất kim loại. b-Ưu việt của hợp kim. -Độ bền cao hơn kim loại nguyên chất. -Có khả năng nhiệt luyện. -Tính công nghệ thích hợp. -Giá rẻ do dễ nấu luyện (Không cần loại bỏ hết tạp chất) c-Một số khái niệm. -Pha: Là những tổ, phần đồng nhất (cùng TPHH, cùng kiểu mạng, cùng trạngthái trong những điều kiện giống nhau) có bề mặt phân chia với các phần khác. -Cấu tử (Nguyên): Là các chât độc lập (nguyên tố HH, hợp chất) tạo nên cácpha. -Hệ: Là tập hợp các pha ở trạng thái cân bằng. 2-Các kiểu cấu trúc mạng tinh thể của hợp kim. a-Dung dich rắn. -Đặc tính chung của dung dịch rắn: +Kiểu mạng là kiểu mạng của kim loại dung môi. +Liên kết nguyên tử vẫn là liên kết kim loại. +TPHH thay đổi trong một phạm vi tương đối rộng. +Mang tinh thể có nhiều xô lệch nên DD rắn có cơ tính cao hơn KL nguyênchất nhưng vẫn giữ được độ dẻo của KL dung môi. -Dung dịch rắn thay thế: +Hoà tan vô hạn: Au-Ag; Au-Cu; Au-Ni; Cu-Ni; Feγ -Co; Feγ -Ni; Feγ -Cr; Feγ -V. +Hoà tan có hạn: +Dung dịch rắn trật tự -Dung dịch rắn xen kẽ: Ferit (α ); Austenit (γ ); b-Các pha trung gian và hợp chất hoá học. -Đặc tính chung: +Mạng tinh thể khác hẳn với các nguyên tạo thành nên có T/C khác nhiều vớicác KL nguyên chất làm cấu tử. +Liên kết nguyên tử có thể là liên kết Ion; Đồng hoá trị; hay KL. 17 +TPHH có thể cố định hoặc thay đổi trong phạm vi hẹp có thể biểu diễn gầnđúng bằng công thức hoá học. +Các t/c cơ học thường là cứng, giòn và có nhiệt độ chảy cao. -Hợp chất hoá học: Mg2Sn; Mg2Pb; Mg2P; Mg2Sb; Mg2Bi; Mg2S; Các Nitrit;Hyđrit; Cacbit; Oxit KL . . . -Hợp chất điện tử: Hình thành từ những kim loại thuộc hai nhóm sau: +Nhóm 1: Các kim lọai có hoá trị 1: Cu, Ag, Au và các kim loại chuyển tiếp Fe,Co, Ni, Pd, Pt. +Nhóm 2: các kim loại có hoá trị 2, 3, 4: Be, Mg, Zn, Od (2); Al (3); Si, Sn (4). +Có các giá trị của nồng độ điện tử p(Số điện tử tự do/Số nguyên tử) bằng cácgiá trị sau: 3/2; 21/13; 7/4 và có các kiểu mạng tương ứng: 3/2: LPTT, kí hiệu pha β . (CuBe, CuZn, Cu3Al, Cu5Sn, CoAl, FeAl, . . . .) 21/13:LP phức tạp, kí hiệu pha γ . (Cu5Zn8, Cu5Cd8, Fe5Zn21, Co5Zn21. ...