Bài giảng Cơ khí đại cương - Chương II: Các khái niệm cơ bản về Kim loại và Hợp kim - Vũ Đình Toại

Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
1
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1 / 28
Ch−ơng II: Các khái niệm cơ bản về Kim loại và Hợp kim
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 2 / 28
I. Tính chất chung của Kim loại & Hợp kim
1. Cơ tính: là những đặc tr−ng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp
kim chịu tác dụng của các loại tải trọng
1.1. Độ bền: là khả năng của vật liệu chịu tác dụng của ngoại lực mà không
bị phá huỷ. Độ bền đ−ợc ký hiệu là σ
Sơ đồ mẫu đo độ bền kéo σk
σk: độ bền kéoσn: độ bền nénσu: độ bền uốnσx: độ bền xoắn
)/( 2
0
mmN
F
P
k =σ
->> Đơn vị đo độ bền đ−ợc tính bằng N/mm2; kN/m2 hay MN/m2
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
2
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 3 / 28
1.2. Độ cứng: là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có
ngoại lực tác dụng
1.2.1. Độ cứng Brinen - Brinell: HB [kG/mm2]
? Tuỳ theo chiều dày của mẫu thử mà chọn đ−ờng kính viên bi: 
D = 10mm, D = 5mm hoặc D = 0,25mm
? Tuỳ theo tính chất của vật liệu mà chọn tải trọng P cho thích hợp
- Gang: P = 30D2
- Đồng và Hợp kim đồng P = 10D2
- Nhôm, batit và các hợp kim mềm khác P = 2,25D2
F
PHB = 222
22
dDDDF −−= ππ
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 4 / 28
1.2.2. Độ cứng Rôcoen - Rockwell: HRA, HRB, HRC
được xỏc định bằng cỏch dựng tải trọng P ấn viờn bi bằng thộp đó
nhiệt luyện cú đường kớnh 1,587mm tức là 1/16’’ (thang B) hoặc mũi
côn bằng kim c−ơng có góc ở đỉnh 1200 (thang C hoặc A) lờn bề mặt vật
liệu thử
>> Viờn bi thộp dựng để thử những vật liệu ớt cứng
>> Mũi cụn kim cương dựng để thử cỏc vật liệu cú độ cứng cao: thộp đó
nhiệt luyện, ...
Tải trọng tỏc dụng hai lần: 
- tải trọng sơ bộ P0 = 10kG 
- tải trọng chớnh P: 
+ Bi thộp: P = 100kG
+ Mũi kim cương: P = 150kG
- Thang B: giỏ trị đo được ký hiệu HRB (P = 100kG)
- Thang C: giỏ trị đo được ký hiệu HRC (P = 150kG) 
- Thang A: giỏ trị đo được ký hiệu HRA (P = 60kG)
* Giỏ trị độ cứng Rockwell được chỉ thị trực tiếp trờn đồng hồ của mỏy đo
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
3
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 5 / 28
1.2.3. Độ cứng Vicke - Vicker: HV [kG/mm2]
Tải trọng P từ 5 – 120kG
th−ờng P = 5; 10; 20; 30;50;100 và 120kG 
28544,1 d
PHV =
* Phương phỏp đo độ cứng Vicke cú đo cho cả vật liệu mềm và vật liệu
cứng cú lớp mỏng của bề mặt sau khi thấm than, thấm nitơ, nhiệt luyện
v.v..
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 6 / 28
1.3. Độ dãn dài t−ơng đối δ%: là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa l−ợng d∙n dài
sau khi kéo và chiều dài ban đầu
%100.
1
11
0
01 −=δ l1: chiều dài sau khi kéo [mm]lo: chiều dài ban đầu [mm]
1.4. Độ dai va chạm ak:
Đơn vị: [J/mm2] hay [kJ/m2]
là khả năng của vật liệu chịu đựng đ−ợc các tải
trọng va đập mà không bị phá huỷ
Đơn vị: [%]
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
4
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 7 / 28
2. Lý tính: là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện t−ợng vật lý
khi thành phần hoá học của kim loại đó không bị thay đổi.
2.1. Khối l−ợng riêng: là khối l−ợng của 1cm3 vật chất
]/[ 3cmg
V
P=γ P: khối l−ợng của vật chất
V: thể tích của vật chất
2.2. Nhiệt độ nóng chảy: là nhiệt độ nung nóng đến đó sẽ làm cho kim loại 
từ thể rắn chuyển sang thể lỏng
2.3. Tính dãn nở: là khả năng d∙n nở của kim loại khi nung nóng
2.4. Tính dẫn nhiệt: là khả năng dẫn dòng nhiệt của kim loại 
2.5. Tính dẫn điện: là khả năng truyền dòng điện của kim loại 
2.6. Từ tính: là khả năng nhiễm từ của kim loại 
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 8 / 28
3. Hoá tính: là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hoá học của các
chất khác nh− ôxy, n−ớc axit v.vmà không bị phá huỷ
3.1. Tính chịu ăn mòn: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của các môi
tr−ờng xung quanh
3.2. Tính chịu nhiệt:
3.1. Tính chịu axit:
là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của ôxy trong
không khí ở nhiệt cao hoặc hoặc đối với tác dụng ăn 
mòn của một vài thể lỏng hoặc thể khí đặc biệt ở nhiệt
độ cao
là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của axit
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
5
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 9 / 28
4. Tính công nghệ: là khả năng của kim loại và hợp kim cho phép gia công
nóng hay gia công nguội
4.1. Tính đúc: đặc tr−ng bởi độ chảy lo∙ng, độ co và tính thiên tích
- Độ chảy lo∙ng biểu thị khả năng điều đầy khuôn của kim loại và hợp kim
- Độ co biểu thị sự co ngót của kim loại khi kết tinh từ lỏng sang đặc
- Tính thiên tích là sự không đồng nhất về thành phần hoá học của kim loại trong
các phần khác nhau của vật đúc
4.2. Tính rèn: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu tác dụng
của ngoại lực để tạo thành hình dạng của chi tiết mà không bị
phá huỷ
4.3. Tính hàn: là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các chi tiết hàn khi
đ−ợc nung nóng cục bộ chỗ mối hàn đến trạng thái chảy
hay dẻo
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 10 / 28
II. Cấu tạo và sự kết tinh của kim loại:
1. Cấu tạo của kim loại:
Một số chi tiết máy
bằng kim loại
Cấu trúc của kim loại
Cấu trúc KL nhìn qua 
kính hiển vi điện tử
Liên kết kim loại nhờ
đám mây điện tử
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
6
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 11 / 28
Sơ đồ mạng tinh thể của KL
Ghi nhớ:
- Các nguyên tử KL phân bố theo một quy luật nhất định
- Nhiều mạng tinh thể sắp xếp thành mạng không gian
- Mỗi nút mạng đ−ợc coi là tâm của các nguyên tử
? Kim loại có cấu tạo tinh thể
Mạng tinh thể của KL nhìn
d−ới kính hiển vi điện tử
2D 3D
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 12 / 28
1.1. Ô cơ bản:
là phần không gian nhỏ nhất của mạng 
tinh thể đặc tr−ng cho mạng không gian
Ô cơ bản của
mạng tinh thể KL
Mạng tinh thể của KL nhìn
d−ới kính hiển vi điện tử
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
7
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 13 / 28
1.2. Các kiểu Ô cơ bản:
1.2.1. Lập ph−ơng thể tâm:
1.2.2. Lập ph−ơng diện tâm:
Ký hiệu:
Ký hiệu:
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 14 / 28
1.2.3. Lục ph−ơng dày đặc :
Ký hiệu:
Ký hiệu:
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
8
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 15 / 28
? Tuỳ theo loại ô cơ bản ng−ời ta xác định các thông số mạng
Thông số mạng là giá trị độ dài đo theo chiều cạnh của ô cơ bản
? Đơn vị đo của thông số mạng là ăngstrong (Ao): 1Ao = 10-8cm 
2. Sự biển đổi mạng tinh thể của kim loại :
Khi điều kiện ngoài thay đổi (áp suất, nhiệt độ, v.v..) tổ chức kim loại sẽ thay đổi theo
Dạng ô cơ bản thay đổi
Thông số mạng có giá trị thay đổi} Sự biển đổi mạng tinh thể
- Mạng lập ph−ơng: chỉ có một thông số mạng là a
- Mạng lục giác: có 2 thông số mạng là a và c
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 16 / 28
Đ−ờng nguội:
Đ−ờng nguội
Tốc độ nguội
toC
τ (s)
α
tn
0
T1
T2
CR = tgα
? Đối với mỗi kim loại nguyên chất, 
bằng thí nghiệm ng−ời ta xác định đ−ợc 
một đ−ờng nguội nhất định
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
9
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 17 / 28
3. Sự kết tinh của kim loại 
Khi kim loại ở trạng thái lỏng chuyển sang trạng thái rắn đ−ợc gọi là sự kết tinh
Trung tâm kết tinh – tâm mầm
Quá trình kết tinh phát triển
Kết thúc quá trình kết tinh
? Kim loại kết tinh theo một quá trình gồm nhiều giai đoạn:
Tâm mầm:
- có thể là các phân tử tạp chất không nóng chảy nh− bụi t−ờng lò
- chất sơn khuôn v.v
- tâm mầm tự sinh hình thành ở những nhóm nguyên tử có trật tự đạt đến kích
th−ớc đủ lớn
? Tuỳ theo vận tốc nguội khác nhau mà l−ợng tâm mầm xuất hiện nhiều hay ít, sự kết
tinh sẽ tạo ra số l−ợng đơn tinh thể (hay hạt) nhất định
toC
τ (s)
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 18 / 28
Nhiệt độ
kết tinh
toC
τ (s)
Pha lỏng
Pha rắn
Các giai đoạn của Quá trình kết tinh tạo hạt kim loại
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
10
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 19 / 28
H−ớng kết tinh:
Kết tinh kiểu nhánh cây
Biên giới hạt
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 20 / 28
III. Khái niệm cơ bản về hợp kim:
Một số khái niệm:
1. Pha là những phần tử của hợp kim có thành phần đồng nhất ở cùng một trạng thái và
ngăn cách với các pha khác bằng bề mặt phân chia (nếu ở trạng thái rắn thì phải có sự
đồng nhất về cùng một kiểu mạng và thông số mạng)
?Một tập hợp các pha ở trạng thái cân bằng gọi là hệ hợp kim
2. Nguyên là một vật chất độc lập có thành phần không đổi, tạo nên các pha của hệ
Trong một số tr−ờng hợp nguyên cũng là các nguyên tố hoá học hoặc là hợp chất hoá
học có tính ổn định cao
3. Các tổ chức của hợp kim
3.1. Dung dịch đặc:
Hai hoặc nhiều nguyên tố có khả năng hoà tan vào nhau ở trạng thái đặc gọi là
dung dịch đặc
Có hai loại dung dịch đặc: 
- dung dịch đặc thay thế
- dung dịch đặc xen kẽ
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
11
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 21 / 28
- Dung dịch đặc thay thế:
- Dung dịch đặc xen kẽ:
? Sự hoà tan xen kẽ bao giờ cũng có giới hạn
B
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 22 / 28
3.2. Hợp chất hoá học:
Pha đ−ợc tạo nên do sự liên kết giữa các nguyên tố khác nhau theo một tỷ lệ xác định
gọi là hợp chất hoá học
Ví dụ: Hợp chất hoá học Fe3C
3.3. Hỗn hợp cơ học:
Những nguyờn tố khụng hoà tan vào nhau cũng khụng liờn kết để tạo
thành hợp chất hoỏ học mà chỉ liờn kết với nhau bằng lực cơ học thuần
tuý, thỡ gọi hệ hợp kim đú là hỗn hợp cơ học
? hỗn hợp cơ học không làm thay đổi mạng nguyên tử của các nguyên tố thành phần
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
12
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 23 / 28
Cấu trỳc của hợp kim:
Nguyên tử
Hydro
Nguyên
tử Titan
Nguyên
tử Sắt
Nguyên tử Sắt Nguyên tử
Titan
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 24 / 28
Cách xây dựng Giản đồ trạng thái của hệ Hợp kim
4. Giản đồ trạng thái của hợp kim: là sự biểu diễn quá trình kết tinh của hệ hợp kim
? Xây dựng giản đồ trạng thái
bằng ph−ơng pháp phân tích
nhiệt, nghĩa là thiết lập các đ−ờng
nguội
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
13
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 25 / 28
? Quá trình kết tinh phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của các chất tạo thành
Vớ dụ: Cỏc đường nguội của cỏc hợp kim chỡ - antimon: 
0 0 0 0 0
1
1
11
1 1’
2 2
2’
2
2 2’2’2’
33 3 3 3
toC toC toC t
oC toC
τ τ τ τ τ200
246
325
375
100%Pb 95%Pb
5%Sb
90%Pb
10%Sb
87%Pb
13%Sb
75%Pb
25%Sb
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 26 / 28
? Giản đồ trạng 
thái chỉ rõ cả tổ
chức của hợp kim
trong các điều
kiện cân bằng
? Dựa vào các đ−ờng nguội, ta xác định đ−ợc các điểm tới hạn của mỗi hợp kim
? Đ−a tất cả các điểm tới hạn lên 1 giản đồ tổng hợp, ta có giản đồ trạng thái của hệ
hợp kim
Giản đồ trạng thái của hệ hợp kim chì - antimon
ACB: đ−ờng lỏng
DCE: đ−ờng đặc
DCE: đ−ờng cùng tinh
Pha lỏng
A
C
B
D E246
375
toC toC
Pb + Lỏng
Sb + Lỏng
[[ P
bP
b
+ +
 S
bSb
]]
Pb + [Pb + Sb] Sb + [Pb + Sb]
200
5 10 130 25 40 60 80 100% Sb
95 90 87100% Pb 75 60 40 20 0
Bản quyền của ThS. Vũ Đỡnh Toại 13.08.2009
14
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 27 / 28
toC toC
0 100% B
100% A 0
Pha lỏng
toC toC
A + L B+L
[A
+B
]
[A
+B
]
A + 
[A+B]
B + 
[A+B]
0 100% B
100% A 0
Cỏc loại giản đồ trạng thỏi của hợp kim 2 nguyờn:
Loại I Loại II
Pha lỏng
α
α + L
C
Ơ
 K
H
Í Đ
Ạ
I C
Ư
Ơ
N
G
: CC
ấấ uu
tt ạạ
oo
cc ủủ
aa
K
im
K
im
 lolo
ạạ ii
&
 &
 HH
ợợ
pp
ki
m
ki
m
â ThS. KSHQT. Vũ Đỡnh Toại - Bộ mụn Hàn & CNKL - ĐHBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 28 / 28
Pha lỏng
toC t
oC
[[ A
m
B
m
A
m
B
m
]]
0 100% B
100% A 0
Loại III Loại IV
Pha lỏng
toC
toC
[[ αα
+ +
 ββ ]]
0 100% B
100% A 0
AmBm
L + β
βα
L + α
Cỏc loại giản đồ trạng thỏi của hợp kim 2 nguyờn:
Pha lỏng