Giáo trình Khoa học vật liệu_ Chương 6

Tài liệu giáo trình Kỹ thuật công nghệ, bộ môn Khoa học vật liệu_ Chương: Hợp kim màu và bột.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Khoa học vật liệu_ Chương 6 253 Ch¬ng 6 hîp kim mµu vµ bét Trong ch¬ng nµy sÏ kh¶o s¸t c¸c hîp kim kh«ng ph¶i trªn c¬ së s¾t haytheo c¸ch gäi th«ng dông ë níc ta còng nh mét sè níc lµ hîp kim mµu vµ c¸chîp kim ®îc chÕ t¹o theo ph¬ng ph¸p bét, trong ph¬ng ph¸p nµy c¸c cÊu töchØ ®îc trén lÉn nhau mét c¸ch c¬ häc ë tr¹ng th¸i r¾n (kh¸c víi theo ph¬ngph¸p truyÒn thèng ®∙ häc lµ trén lÉn b»ng nÊu ch¶y). Tuy hai lo¹i hîp kim nµykh«ng ®îc dïng víi khèi lîng lín nh thÐp, gang song tû lÖ cña chóng ngµymét t¨ng vµ cã c¸c ®Æc tÝnh sö dông vµ c«ng nghÖ rÊt u viÖt trong mét sè trênghîp.6.1. Hîp kim nh«m VÒ ph¬ng diÖn s¶n xuÊt vµ øng dông, nh«m vµ hîp kim nh«m chiÕm vÞ trÝthø hai sau thÐp. Së dÜ nh vËy v× vËt liÖu nµy cã c¸c tÝnh chÊt phï hîp víi nhiÒuc«ng dông kh¸c nhau, trong mét sè trêng hîp ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ lín,kh«ng thÓ thay thÕ ®îc.6.1.1. Nh«m nguyªn chÊt vµ ph©n lo¹i hîp kim nh«m a. C¸c ®Æc tÝnh cña nh«m nguyªn chÊt Nh«m lµ kim lo¹i cã nhiÒu ®Æc tÝnh næi tréi. - Khèi lîng riªng nhá (2,7g/cm3), kho¶ng b»ng 1/3 cña thÐp. ChÝnh nhêu ®iÓm nµy mµ ngêi ta u tiªn xÐt sö dông nã khi ph¶i gi¶m nhÑ tèi ®a khèilîng cña hÖ thèng hay kÕt cÊu (nh trong hµng kh«ng, vËn t¶i ®Ó tiÕt kiÖm n¨nglîng ph¶i t×m c¸ch gi¶m t¶i träng kh«ng t¶i, t¨ng t¶i träng cã Ých). - TÝnh chèng ¨n mßn nhÊt ®Þnh trong khÝ quyÓn nhê lu«n lu«n cã líp mµng«xyt (Al2O3), xÝt chÆt b¸m ch¾c vµo bÒ mÆt. §Ó t¨ng tÝnh chèng ¨n mßn trong khÝquyÓn ngêi ta lµm cho líp b¶o vÖ nµy dµy lªn b»ng c¸ch anod hãa, nhê ®ã nh«mvµ c¸c hîp kim nh«m cã thÓ dïng trong x©y dùng, trang trÝ néi thÊt mµ kh«ng cÇnb¶o vÖ. - DÉn ®iÖn cao, tuy chØ b»ng 62% cña ®ång nhng do khèi lîng riªngcha b»ng 1/3 nªn víi c¸c ®Æc tÝnh vÒ truyÒn ®iÖn nh nhau vµ truyÒn dßng ®iÖncã cêng ®é nh nhau, d©y dÉn nh«m chØ nhÑ b»ng nöa d©y ®ång, l¹i bÞ nung nãngÝt h¬n. - TÝnh dÎo rÊt cao, do kiÓu m¹ng A1 rÊt dÔ biÕn d¹ng dÎo nhÊt lµ khi kÐosîi, d©y vµ c¸n máng thµnh tÊm, l¸, b¨ng, mµng (foil), Ðp ch¶y thµnh c¸c thanh dµivíi c¸c biªn d¹ng (profile) phøc t¹p rÊt kh¸c nhau. Ngoµi c¸c u viÖt kÓ trªn nã còng cã nh÷ng ®Æc tÝnh kh¸c cÇn ph¶i ®Ó ý. - NhiÖt ®é ch¶y t¬ng ®èi thÊp (660oC) mét mÆt lµm dÔ dµng cho nÊu ch¶ykhi ®óc, nhng còng lµm nh«m vµ hîp kim kh«ng sö dông ®îc ë nhÖt ®é cao h¬n300 ÷ 400oC. - §é bÒn, ®é cøng thÊp, ë tr¹ng th¸i ñ σb = 60MPa, σ0,2 = 20MPa, HB 25.Tuy nhiªn do cã kiÓu m¹ng A1 nã cã hiÖu øng hãa bÒn biÕn d¹ng lín, nªn ®èi víinh«m vµ hîp kim nh«m, biÕn d¹ng nguéi víi lîng Ðp kh¸c nhau lµ biÖn ph¸p hãabÒn thêng dïng. 254 §Ó ký hiÖu møc ®é biÕn cøng ®¬n thuÇn (t¨ng bÒn nhê biÕn d¹ng nguéi) ëHoa Kú, NhËt vµ c¸c níc T©y ©u thêng dïng c¸c ký hiÖu H1x, trong ®ã x lµ sèchØ møc t¨ng thªm ®é bÒn nhê biÕn d¹ng dÎo (x/8): 8 - møc t¨ng toµn phÇn (8/8 hay 100%), øng víi møc ®é biÕn d¹ng rÊt lín(ε = 75%), 1 - møc t¨ng Ýt nhÊt (1/8 hay 12,5% so víi møc toµn phÇn, øng víi møc ®ébiÕn d¹ng nhá, 2, 4, 6 - møc t¨ng trung gian (2/8, 4/8, 6/8 hay 25%, 50%, 75% so víi møctoµn phÇn), øng víi møc ®é biÕn d¹ng t¬ng ®èi nhá, trung b×nh, lín, 9 - møc t¨ng tèi ®a (bÒn, cøng nhÊt) øng víi møc ®é biÕn d¹ng ε > 75%. Nh thÕ c¬ tÝnh cña nh«m vµ hîp kim ë d¹ng b¸n thµnh phÈm phô thuécrÊt nhiÒu vµo tr¹ng th¸i biÕn d¹ng nµy. Trong s¶n xuÊt c¬ khÝ thêng dïng c¸c hîp kim nh«m qua nhiÖt luyÖn vµbiÕn d¹ng dÎo cã ®é bÒn kh«ng thua kÐm g× thÐp cacbon. Do vËy trong c«ngnghiÖp, nh«m nguyªn chÊt ®îc sö dông chñ yÕu ®Ó truyÒn t¶i ®iÖn nhÊt lµ ë c¸c®êng trôc chÝnh, ®Ó t¨ng ®é bÒn trong d©y dÉn ngêi ta thêng ghÐp thªm d©ythÐp ®Ó chÞu lùc (®îc gäi lµ c¸p nh«m). Nh«m nguyªn chÊt còng ®îc sö dôngnhiÒu lµm ®å gia dông. b. Hîp kim nh«m vµ ph©n lo¹i §Ó cã ®é bÒn cao ngêi ta ph¶i hîp kim hãa nh«m vµ tiÕn hµnh nhiÖtluyÖn, v× thÕ hîp kim nh«m cã vÞ trÝ kh¸ quan träng trong chÕ t¹o c¬ khÝ vµ x©ydùng. H×nh 6.1. Gãc nh«m cña gi¶n ®å pha Al - nguyªn tè hîp kim Khi ®a nguyªn tè hîp kim vµo nh«m (ë tr¹ng th¸i láng) thêng t¹o nªngi¶n ®å pha Al - nguyªn tè hîp kim nh biÓu thÞ ë h×nh 6.1, trong ®ã tho¹t tiªn(khi lîng Ýt) nguyªn tè hîp kim sÏ hßa tan vµo Al t¹o nªn dung dÞch r¾n thay thÕα nÒn Al, khi vît qu¸ giíi h¹n hßa tan (®êng CF) sÏ t¹o thªm pha thø hai(thêng lµ hîp chÊt hãa häc cña hai nguyªn tè), sau ®ã khi vît qu¸ giíi h¹n hßatan cao nhÊt (®iÓm C hay C’) t¹o ra cïng tinh cña dung dÞch r¾n vµ pha thø hai kÓtrªn. Do vËy dùa vµo gi¶n ®å pha nh vËy bÊt cø hÖ hîp kim nh«m nµo còng cã thÓ®îc ph©n thµnh hai nhãm lín lµ biÕn d¹ng vµ ®óc. ...