Bài giảng môn Vật liệu học: Chương 3 - Hợp kim và giãn đồ pha

Bài giảng "Vật liệu học: Chương 3 - Hợp kim và giãn đồ pha" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Cấu trúc tinh thể của hợp kim; Các loại giản đồ pha; Giản đồ pha Fe-C (Fe-Fe3C); Phân loại thép-gang theo GĐP;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng dưới đây để nắm được nội dung chi tiết nhé!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Vật liệu học: Chương 3 - Hợp kim và giãn đồ pha Chương 3: HỢP KIM & GIẢN ĐỒ PHA3.1 Cấu trúc tinh thể của hợp kimHợp kim là gì?  là vật thể gồm nhiều nguyên tố và mang tính kim loạiNhiều nguyên tố: nguyên tố chính là kim loại, các nguyên tố còn lại có thể là kim loại hoặc phi kimMang tính kim loại: tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo, dễ biến dạng và có anh kimThành phần nguyên tố tính trong hợp kim- Thành phần về phần trăm khối lượng (thường dùng)- Thành phần về phần trăm nguyên tửMột số chi tiết làm từ hợp kimVì sao phải nghiên cứu về hợp kim? Vì nó có một số ưu việt về gia công, tính kinh tế hơn sovới KL nguyên chất1. Có độ bền cao chịu được tải trọng cao và vẫn đảm bảovật liệu không quá cứng dẫn đến phá huỷ giòn2. Có tính công nghệ đa dạng3. Có giá thành rẻMột số khái niệm:Cấu tử: là các nguyên tố (hoặc hợp chất hoá học bền vững)Hệ: dùng để chỉ một tập hợp các vật thể riêng biệt của HKtrong điều kiện xác địnhPha: là phần đồng nhất của hệ có cùng cấu trúc và các tínhchất cơ-lý-hoá tính xác địnhTrạng thái cân bằng ổn định: trong điều kiện P, T và thànhphần xác định  cấu trúc, tính chất của hệ không phụ thuộcthời gianTrạng thái không cân bằng (không ổn định): trong điều kiện P,T hoặc thành phần thay đổi  cấu trúc, tính chất của hệ sẽchuyển sang trạng thái cân bằng mớiTrạng thái giả ổn định: trong điều kiện P, T và thành phần xácđịnh, hệ có thể tồn tại ở trạng thái năng lượng cao hơn ttcb ổnđịnhHợp kim Al-Cu với hai pha  và  Pha  Pha Giữa các pha luôn có bề mặt phân cáchCác loại tương tác trong hợp kimKhông có tương tác  Các cấu tử không hoà tan, tương tác vào nhau  thể hiện trên các vùng với màu sắc khác nhau trên ảnh tổ chức tế viCó tương tác- Hoà tan vào nhau tạo dung dịch rắn (giữ nguyên kiểu mạng của nền)- Phản ứng hoá học tạo hợp chất mới với kiểu mạng khác Dung dịch rắnDung dịch rắn là gì?  là pha đồng nhất, có cấu trúc mạng như của dung môi ngay cả khi thành phần được thay đổiDụng dịch rắn thay thế  các nguyên tử của nguyên tố hoà tan có thể thay thế vị trí các nút mạng của nguyên tử nguyên tố dung môi Điều kiện thay thế (hoà tan) vô hạn - tương quan về kiểu mạng - tương quan về kích thước - tương quan về nồng độ điện tử - tương quan về tính âm điệnDụng dịch rắn xen kẽ các nguyên tử của nguyên tố hoà tan phải có kích thướcnhỏ để nằm lọt trong các lỗ hổng của dung môi Nguyên tử xen kẽ Các đặc tính của dung dịch rắn- Kiểu mạng tinh thế đơn gian: A1, A2….- Tăng độ cứng, độ bền, tính chống mài mòn rõ rệt so vớikim loại nguyên chất- Tăng khả năng chống ăn mòn điện hoá cho vật liệu Pha trung gianThế nào là pha trung gian?  là các hợp chất hoá học có trong hợp kimĐặc điểm:- Có kiểu mạng tinh thể phức tạp, khác hẳn với các nguyên tố thànhphần - Có thể biểu diễn bằng công thức xác định AmBn - Tính chất khác hẳn so với các nguyên tố thành phần (do kiểu mạng tinh thể khác nhau) - Có nhiệt độ nóng chảy xác định, toả nhiệt khi được tạo thànhMột số pha trung gian: xen kẽ, điện tử và Laves  tài liệu tham khảo3.2 Giản đồ pha hai cấu tử Quy tắc pha F=C-P+1 Giản đồ pha  Công cụ biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt độ, thành phần và số lượng các pha của hệ ở trạng thái cân bằng Nhiệt độ Lỏng10850C Rắn Thành phần CuLoại một cấu tử Loại hai cấu tử Loại ba cấu tử Giản đồ pha loại 1 Là loại giản đồ pha của hệ hai cấu tử không có bất kỳ tươngtác nào  tổ chức gồm hỗn hợp riêng rẽ của 2 cấu tửMột số chú ý: Nhiệt độ XaEb  đường lỏng b Lỏng (L)cEd  đường đặc aa, b nhiệt độ chảy tcủa A và B L+B A+L EE điểm cùng tinh c d (A+B)Xác định thành phần A+(A+B) (A+B)+Bcác pha của hợp kim CX tại nhiệt độ t A F %B D B DB CD%L  %B  Khi t = 250C %L = ? %B = ? CB CB Giản đồ pha loại 2 là giản đồ của hệ hai cấu tử tương tác và hoà tan vô hạnvào ...