1.2.1. cấu tạo của kim loại
a. khái niệm về kim loại
Định nghĩa
kim loại là vật thể sáng, dẻo có thể rèn được, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện cao.
cấu tạo mạng tinh thể của kim loại
1.
các kiểu mạng tinh thể thường gặp:
- mạng lập phương thể tâm: các nguyên tử (ion) nằm ở các đỉnh và ở tâm của khối lập phương. các kim loại nguyên chất có kiểu mạng này như: feα , cr, w, mo, v…
- LụC GIÁC XếP CHặT: BAO GồM 12 NGUYêN TửMM ở Các ỉNH, 2 NGUYêN TửMM ở GIữA 2 MặT đAY CủA HìNH LăNG TRụC GIÁC Và 3
các kim loại nguyên chất có kiểu mạng này như: mg, zn…
như vậy có thể xem một khối kim loại nguyn chất là tập hợp vô số các mạng tinh thể (hạt tinh thể) ược sắp xếp hỗn ộn, mạng tinh thể lại gồm vôm vô số số cơ sở tùy thuộc vào kiểu mạng của kim loại đó.
b. tính thù hình của kim loại
Định nghĩa
là một kim loại có thể có nhiều kiểu mạng tinh thể khác nhau tồn tại ở những khoảng nhiệt độ và áp suất khác nhau.
Đặc tính thù hình
- khi có chuyển biến thù hình thì kim loại có sự thay đổi thể tích và tính chất bên trong. Đây là đặc tính quan trọng khi sử dụng chúng.
- Cơ TINH HợP KIM PHù HợP với vật liệu chếo tạo cơ khí: ối với ngành cơ khí vật liệu sửng dụng pHảic cóc yêu cầu như ộ bền cao, Tuổi thọ về mặt này thì hợp kim hơn hẳn kim loại nguyên chất, chúng có độ cứng, độ bền cao hơn hẳn trong khi độ dẻo và đừn dai và
- tính công nghệ thích hợp: kim loại nguyên chất có tính dẻo cao dễ gia công áp lực nhưng khó đúc, gia công cắt kém, không hóa bền đƻợn bện bhi. HợP Kim Có Tính Công NGHệ KHAC NHAU Và pHù HợP Với TừNG điều Kiện Gia Công: Gia Công Áp Lực ở Trạng This Nóg và nguội, đúc, gia công cắt, nhiệt luyện… ảm.
- giá thành hạ hơn: dễ chế tạo hơn do không phải khử bỏ các tạp chất một cách triệt để như kim loại.
- khi các nguyên tố trong hợp kim tác dụng hòa tan ở trạng thái rắn, gọi là dung dịch rắn.
- khi các nguyên tố trong hợp kim tác dụng hóa học ở trạng thái rắn, gọi là hợp chất hóa học.
- tổ chức hai pha trở lên (có từ hai kiểu mạng tinh thể trở lên): khi giữa các pha trong hợp kim có tác dụng cơ học với nhau gọi là hc.ọi là hc
- dung dch rắn xen kẽ. nếu nguyên tử của nguyên tố hòa tan (b) xen kẽ ở khoảng hở của các nguyên tử trong dung môi (a) thì ta có dung dịch rắn xen kẽ. sự hòa tan xen kẽ bao giờ cũng có giới hạn.
- dung dịch rắn thay thế. nếu nguyên tử của nguyên tố hòa tan (b) thay thế nguyên tử của nguyên tố dung môi (a) thì ta có dung dịch rắn thay thế.
các kim loại nguyên chất có kiểu mạng này như: feg, cu, ni, al, pb…
vi dụ: khi nung nóg sắt người ta thấy ở Trạng thati rắn sắt thay ổi ba kiểu mạng tinh thể ở ba khoảng nhiệt ộ khác nhau (≤ 9110c, 911 – 13920c, ≥ 13920c). vậy sắt có ba dạng thù hình được ký hiệu là: feα, feg, feδ. ta thấy sắt có ba kiểu mạng tinh thể khác nhau do đó tính chất của sắt ứng với từng kiểu mạng cũng khác nhau.
1.2.2. cấu tạo của hợp kim
a. khái niệm về hợp kim
Định nghĩa
hợp kim là vật thể có chứa nhiều nguyên tố và mang tính chất kim loại. nguyên tố chủ yếu trong hợp kim là nguyên tố kim loại.
Ưu điểm của hợp kim so với kim loại
trong lĩnh vực cơ khí, hợp kim được sử dụng rộng rãi vì các ưu điểm sau:
b. các dạng cấu tạo của hợp kim
có thể nói tính chất của hợp kim phụ thuộc vào sự kết hợp của các nguyên tố cấu tạo nên chúng. khiở dạng lỏng, các nguyên tố hòa tan lẫn nhau để tạo nên dung dịch lỏng. tuy nhiên, khi làm nguội ở trạng thái rắn sẽ hình thành các tổ chức pha của hợp kim, có thể sẽ rất khác nhau d dong với nhau t giữa các ữn. có thể có các tổ chức pha như sau:
tổ chức một pha (một kiểu mạng tinh thể):
dung dịch rắn
khi nguyên tử của hai hay nhiều nguyên tố được sắp xếp trong cùng một kiểu mạng. có thể chia dung dịch rắn làm hai loại: dung dịch rắn xen kẽ và dung dịch rắn thay thế.
cơ tính chung của dung dịch rắn: có ộ ộ cứng thấp, ộ bền thấp tuy nhiên ộộ dẻo và ộộ dai cao do có cấu tạo mạng thể kể cể loguy.
hợp chất hóa học
trong nhiều loại hợp kim, nhiều pha ược tạo thành do sự liên kết giữa các nguyên tố khác nhau theo một tỷ lệ nhất ịnh gọi hàc hà. mạng tinh thể của hợp chất khác với mạng thành phần. hợp chất hóa học trong hệ có tính ổn định cao hoặc có nhiều dạng hợp chất khác nhau.
ví dụ: nguyên tố sắt và cacbon tạo nên fe3c rất ổn ịnh, nhưng nguyên tố cu với zn có thể cho ta nhiều dạng hợp chất nh,ư: cuz3, cuzn, …
cơ tính chung của hợp chất Hóa Học: Có ộộ Cứng cao, ộ dòn cao do có kiểu mạng tinh thể pHức tạp không giống với kiểu mạng của kim loại nguyn chất t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t ng ột ột ột ột ột ộ. .
hỗn hợp cơ học
trong hệ hợp kim, có những nguyên tố không hòa tan vào nhau cũng không liên kết tạo thenh hợp chất hóa học mà chỉn kết với nhau bợng à cà lực. . như vậy hỗn hợp cơ học không làm thay đổi mạng nguyên tử của nguyên tố thành phần. vì để tạo được liên kết cơ học nguyên tử các nguyên tố thành phần khác nhau nhiều về kích thước và mạng tinh thể.
cơ tính chung của hỗn hợp cơ học: phụ thuộc vào cơ tính của các pha tạo thành. muốn đánh giá cơ tính của hợp kim tạo thành tại nhiệt độ xác định phải căn cứ vào tỉ lệ cấu tạo và cơ tính của các.
