CHỈÅNG 2 : GIN ÂÄƯ PHA 2.1.CẠC KHẠI NIÃÛM CÅ BN : 2.1.1.Pha, hãû, cáúu tỉí, hãû cán bàòng: 1 - Cáúu tỉí : l cạc ngun täú (hay håüp cháút họa hc bãưn vỉỵng) cáúu tảo nãn váût liãûu. Chụng l cạc thnh pháưn âäüc láûp. 2 - Hãû (âäi khi cn gi l hãû thäúng) l mäüt táûp håüp váût thãø riãng biãût ca váût liãûu trong âiãưu kiãûn xạc âënh hay l mäüt loảt håüp kim khạc nhau våïi cạc cáúu tỉí giäúng nhau. 3- Pha : l täø pháưn âäưng nháút ca hãû (håüp kim) cọ cáúu trục v cạc tênh cháút cå, l, họa hc xạc âënh, giỉỵa cạc pha cọ bãư màût phán cạch. Vê dủ : - Ta cọ mäüt hãû gäưm nỉåïc âạ v nỉåïc. Hãû ny chè cọ mäüt cáúu tỉí âọ l håüp cháút H 2 O nhỉng cọ hai pha : ràõn (nỉåïc âạ), lng (nỉåïc) - Mäüt chi tiãút bàòng la täng mäüt pha : Hãû ny cọ hai cáúu tỉí l Cu v Zn nhỉng chè cọ mäüt pha α (dung dëch ràõn ca hai cáúu tỉí trãn). 4 -Hãû cán bàòng (äøn âënh) : Hãû åí trảng thại cán bàòng khi cạc pha ca nọ âãưu cọ nàng lỉåüng tỉû do nh nháút trong cạc âiãưu kiãûn vãư nhiãût âäü, ạp sút v thnh pháưn xạc âënh. Tỉïc l cạc âàûc tênh ca hãû khäng biãún âäøi theo thåìi gian. Thäng thỉåìng hãû våïi cạc pha åí trảng thại cán bàòng bao giåì cng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng tháúp nháút, khäng cọ ỉïng sút bãn trong, xä lãûch mảng tinh thãø tháúp nháút v âỉåüc hçnh thnh våïi täúc âäü ngüi cháûm. Hãû cán bàòng cọ tênh cháút thûn nghëch. 5- Hãû khäng cán bàòng (khäng äøn âënh) : Khi thay âäøi nhiãût âäü v ạp sú t lm tàng nàng lỉåüng tỉû do v hãû tråí nãn trảng thại khäg cán bàòng. Lục ny hãû cọ thãø chuøn biãún sang trảng thại cán bàòng måïi cọ nàng lỉåüng tỉû do nh hån. Nọi chung trảng thại khäng cán bàòng l khäng äøn âënh, ln cọ xu hỉåïng tỉû biãún âäøi sang trảng thại cán bàòng, äøn âënh. Trong thỉûc tãú mäüt säú trảng thại khäng cán bàòng váùn täưn tải láu di, do åí nhiãût âäü thỉåìng chuøn biãún xy ra ráút cháûm háưu nhỉ khäng nhçn tháúy âỉåüc. Trảng thại khäng cán bàòng thỉåìng cọ âäü bãưn, âäü cỉïng cao hån nãn âỉåüc sỉí dủng khạ nhiãưu trong thỉûc tãú (täø chỉïc mactenxit sau khi täi). Trảng thại khäng cán bàòng âỉåüc hçnh thnh våïi täúc âäü ngüi nhanh. 6-Hãû gi äø n âënh : Trảng thại gi äøn âënh täưn tải khi trảng thại cán bàòng (äøn âënh) tuût âäúi chè täưn tải trãn l thuút, tỉïc l phi nung nọng hay lm ngüi vä cng cháûm m trong thỉûc tãú ráút khọ xy ra. Váûy gi äøn âënh thỉûc cháút l khäng äøn âënh nhỉng thỉûc tãú lải täưn tải mäüt cạch äøn âënh ngay c khi nung nọng hay lm ngüi trong mäüt phảm vi no âọ. 2.1.2.Quy tàõc pha v cäng dủng : Trảng thại cán bàòng ca hãû âỉåüc xạc âënh båíi cạc úu täú bãn trong (thnh pháưn họa hc) v cạc úu täú bãn ngoi ( nhiãût âäü v ạp sút). Tuy nhiãn cạc úu täú ny phủ thüc láùn nhau. Báûc tỉû do l säú lỉåüng cạc úu täú âäüc láûp cọ thãø thay âäøi âỉåüc trong phảm vi nháút âënh m khäng lm thay âäøi säú pha ca nọ (k hiãûu F -freedom). Quy tàõc pha xạc âënh mäúi quan hãû giỉỵa säú pha P (phase), báûc tỉû do F v säú cáúu tỉí C (component). Ta cọ : F = C - P + 2. Nhỉng do viãûc nghiãn cỉïu váût liãûu tiãún hnh trong khê quøn, cọ ạp sút khäng âäøi nãn säú úu täú bãn ngoi chè cn mäüt l nhiãût âäü. Vç váûy cäng thỉïc ca nọ l : 15 F = C - P + 1 Cáưn lỉu ràòng báûc tỉû do l nhỉỵng säú ngun v khäng ám, säú pha cỉûc âải ca mäüt hã chè cọ thãø låïn hån säú cáúu tỉí ca nọ mäüt âån vë (P MAX = C + 1), nọ giụp cho viãûc xạc âënh säú pha ca mäüt hãû håüp kim dãù dng. Vê dủ : - Khi F = 1 tỉïc la ìchè cọ mäüt úu täú cọ thãø thay âäøi âỉåüc (nhiãût âäü hay thnh pháưn), lục ny säú pha bàòng säú cáúu tỉí. - Khi F = 2 cọ hai úu täú thay âäøi âỉåüc cng mäüt lục, säú pha bàòng säú cáúu tỉí trỉì âi 1. 2.2.DUNG DËCH RÀÕN V CẠC PHA TRUNG GIAN : 2.2.1.Khại niãûm v phán loải dung dëch ràõn : 1-Khại niãûm : Cng giäúng nhỉ dung dëch lng, trong dung dëch ràõn ta khäng phán biãût âỉåüc mäüt cạch cå hc cạc ngun tỉí ca cạc cáúu tỉí, cạc ngun tỉí ca chụng phán bäú xen vo nhau trong mảng tinh thãø. Cáúu tỉí no cọ säú lỉåü ng nhiãưu hån, váùn giỉỵ âỉåüc kiãøu mảng ca mçnh gi l dung mäi. Cạc cáúu tỉí cn lải gi l cháút ha tan. Dung dëch ràõn l pha âäng nháút cọ cáúu trục mảng tinh thãø ca cáúu tỉí dung mäi nhỉng thnh pháưn ca nọ cọ thãø thay âäøi trong mäüt phảm vi nháút âënh m khäng lm máút âi sỉû âäưng nháút âọ. K hiãûu ca dung dëch ràõn l A(B). Dung dëch ràõn âỉåüc chia ra lm hai loải : dung dëch ràõn thay thãú v dung dëch ràõn xen k. Hçnh 2.1 -Häùn håüp cå hc (a) v dung dëch ràõn (b) 2-Dung dëch ràõn thay thãú : l loải dung dëch ràõn m trong âọ ngun tỉí ca cáúu tỉí ha tan thay thãú vo vë trê trãn nụt mảng ca cáúu tỉí dung mäi (ngun täú ch). Nhỉ váûy kiãøu mảng v säú ngun tỉí trong khäúi cå såí âụ ng nhỉ ca cáúu tỉí dung mäi. Tuy nhiãn sỉû thay thãú ny êt nhiãưu âãưu gáy ra sỉû xä lãûch mảng, vç khäng thãø cọ hai lai ngun tỉí cọ kêch thỉåïc hon ton giäúng nhau. Do váûy sỉû thay thãú chè xy ra våïi cạc cáúu tỉí cọ kêch thỉåïc ngun tỉí khạc nhau êt (våïi kim loải sỉû sai khạc ny khäng quạ 15%). Ty thüc vo mỉïc âäü ha tan ngỉåìi ta cn chia ra dung dëch ràõn ha tan vä hản v cọ hản. 16 Hỗnh 2.2 -Sồ õọử taỷo thaỡnh dung dởch rừn thay thóỳ vaỡ xen keợ a - Dung dởch rừn thay thóỳ hoỡa tan vọ haỷn : Laỡ dung dởch rừn maỡ trong õoù nọửng õọỹ cuớa chỏỳt hoỡa tan coù thóứ bióỳn õọứi lión tuỷc, tổùc laỡ vồùi nọửng õọỹ bỏỳt kyỡ. Trong loaỷi dung dởch rừn naỡy khọng thóứ phỏn bióỷt õổồỹc cỏỳu tổớ naỡo laỡ dung mọi, cỏỳu tổớ naỡo laỡ chỏỳt hoỡa tan, cỏỳu tổớ naỡo coù lổồỹng chổùa nhióửu nhỏỳt laỡ dung mọi, caùc cỏỳu tổớ coỡn laỷi laỡ chỏỳt hoỡa tan. Vờ duỷ ta coù dung dởch rừn cuớa cỏỳu tổớ A vaỡ B thỗ nọửng õọỹ A bióỳn õọứi tổỡ 0 ữ 100%, nọửng õọỹ B bióỳn õọứi tổỡ 100% ữ 0. ióửu kióỷn õóứ hai cỏỳu tổớ hoỡa tan vọ haỷn vaỡo nhau : * Coù cuỡng kióứu maỷng tinh thóứ * ổồỡng kờnh nguyón tổớ khaùc nhau ờt, nhoớ hồn 8%. Nóỳu sai khaùc nhau nhióửu tổỡ 8 ữ 15% chố coù thóứ hoỡa tan coù haỷn, lồùn hồn 15% khọng thóứ hoỡa tan vaỡo nhau * Nọửng õọỹ õióỷn tổớ khọng vổồỹt quaù mọỹt giaù trở xaùc õởnh vồùi mọựi loaỷi dung dởch rừn (sọỳ lổồỹng õióỷn tổớ hoùa trở tờnh cho mọỹt nguyón tổớ), tổùc laỡ caùc nguyón tọỳ phaới coù cuỡng hoùa trở. 17 Hỗnh 2.3 -Sồ õọử taỷo thaỡmh dung dởch rừn thay thóỳ hoaỡ tan vọ haỷn * Caùc tờnh chỏỳt vỏỷt lyù vaỡ hoùa hoỹc gỏửn giọỳng nhau (cỏỳu taỷo lồùp voớ õióỷn tổớ, tờnh ỏm õióỷn, nhióỷt õọỹ chaớy .) Noùi chung caùc nguyón tọỳ cuỡng trong mọỹt nhoùm cuớa baớng hóỷ thọỳng tuỏửn hoaỡn thoớa maợn õióửu kióỷn naỡy. Caùc cỷp nguyón tọỳ hỗnh thaỡnh dung dởch rừn vọ haỷn chố coù thóứ laỡ nguyón tọỳ kim loaỷi. Cỏửn chuù yù rũng õỏy chố laỡ õióửu kióỷn cỏửn cuớa dung dởch rừn vọ haỷn. b - Dung dởch rừn thay thóỳ hoỡa tan coù haỷn : Laỡ dung dởch rừn maỡ trong õoù caùc cỏỳu tổớ chố hoỡa tan vaỡo nhau vồùi giaù trở nhỏỳt õởnh, tổùc laỡ nọửng õọỹ cuớa chuùng bở giaùn õoaỷn. Caùc cỷp cỏỳu tổớ khọng thoớa maợn bọỳn õióửu kióỷn trón seợ taỷo thaỡnh dung dởch rụn coù haỷn c - Dung dởch rừn trỏỷt tổỷ vaỡ khọng trỏỷt tổỷ : Nóỳu sổỷ phỏn bọỳ nguyón tổớ cuớa cỏỳu tổớ hoỡa tan trong maỷng dung mọi mọỹt caùch ngỏựu nhión thỗ õổồỹc goỹi laỡ dung dởch rừn khọng trỏỷt tổỷ. Trong mọỹt sọỳ õióửu kióỷn naỡo õoù (nhióỷt õọỹ, nọửng õọỹ) trong mọỹt sọỳ hóỷ caùc nguyón tổớ thay thóỳ coù tờnh quy luỏỷt vaỡ goỹi laỡ dung dởch rừn trỏỷt tổỷ. Vờ duỷ trong hóỷ Au-Cu khi laỡm nguọỹi chỏỷm nguyón tổớ õọửng sừp xóỳp taỷi tỏm caùc mỷt bón, coỡn nguyón tổớ vaỡng nũm ồớ caùc õốnh cuớa khọỳi cồ sồớ. 3-Dung dởch rừn xen keợ : Laỡ loaỷi dung dởch rừn trong õoù nguyón tổớ hoỡa tan nũm xen giổợa caùc nguyón tổớ cuớa kim loa ỷi dung mọi, chuùng chui vaỡo lọự họứng trong maỷng dung mọi.Nhổ vỏỷy ta thỏỳy rũng soù nguyón tổớ trong khọỳi cồ sồớ tng lón. Do kờch thổồùc caùc lọự họứng trong maỷng tinh thóứ rỏỳt nhoớ nón caùc nguyón tổớ hoỡa tan phaới coù kờch thổồùc rỏỳt nhoớ. où chờnh laỡ caùc nguyón tổớ C, N, H, B . vồùi dung mọi Fe. ổồng nhión laỡ dung dởch rừn xen keợ chố coù loaỷi hoỡa tan coù haỷn. 4-Caùc õỷc tờnh cuớa dung dởch rừn : a - Maỷng tinh thóứ cuớa dung dởch rừn laỡ kióứu maỷng cuớa kim loaỷi dung mọi, thổồỡng coù caùc kióứu maỷng õồn giaớn vaỡ xờt chỷt. ỏy laỡ yóỳu tọỳ cồ baớn quyóỳt õởnh caùc tờnh chỏỳt cồ, lyù hoùa . Vóử cồ baớn noù vỏựn giổợ õổồỹc caùc tờnh chỏỳt cuớa kim loaỷi dung mọi. Tuy nhión vóử thọng sọỳ maỷng luọn khaùc vồùi dung mọi : - Trong dung dởch rừn xen keợ : thọng sọỳ maỷng dung dởch luọn lồùn hồn thọng sọỳ maỷng dung mọi. - Trong dung dởch rừn thay thóỳ : nóỳu õổồùng kờnh nguyón tổớ hoỡa tan lồùn hồn õổồỡng kờnh nguyón tổớ dung mọi thỗ thọng sọỳ maỷng dung dởch lồùn hồn dung mọi. Nóỳu õổồỡng kờnh nguyón tổớ hoỡa tan nhoớ hồn nguyón tổớ dung mọi thỗ thọng sọỳ maỷng dung dởch nhoớ hồn dung mọi. 18 b - Lión kóỳt vỏựn laỡ lión kóỳt kim loaỷi. Do vỏỷy dung dởch rừn vỏựn giổợ õổồỹc tờnh deớo giọỳng nhổ kim loaỷi nguyón chỏỳt, tuy coù keùm hồn (trổỡ hóỷ hồỹp kim Cu-Zn, vồùi 30%Zn hồỹp kim naỡy coỡn deớo hồn caớ keợm) c - Thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc thay õọứi trong phaỷm vi nhỏỳt õởnh maỡ khọng laỡm thay õọứi kióứu maỷng. d - Tờnh chỏỳt bióỳn õọứi nhióửu : õọỹ deớo, õọỹ dai, hóỷ sọỳ nhióỷt õọỹ õióỷn trồớ giaớm, õióỷn trồớ, õọỹ bóửn, õọỹ cổùng tng lón . Do caùc õỷc tờnh trón nón dung dởch rừn laỡ cồ sồớ cuớa caùc hồỹp kim kóỳt cỏỳu duỡng trong cồ khờ. Trong caùc hồỹp kim naỡy pha cồ baớn laỡ dung dởch rừn, noù chióỳm xỏỳp xố 90%, coù trổồỡng hồỹp õóỳn 100%. Hỗnh 2.4 - Sổỷ xọ lóỷch maỷng trong dung dởch rừn a) Trong dung dởch rừn xen keợ b) Trong dung dởch thay thóỳ khi r ht >r dm c) Trong dung dởch thay thóỳ khi r h <r dm 2.2.2.Caùc pha trung gian : Trong caùc hồỹp kim hỏửu nhổ khọng coù loaỷi hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc hoùa trở thổồỡng. Caùc hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc tọửn taỷi trong hồỹp kim thổồỡng goỹi laỡ pha trung gian vỗ trón giaớn õọử pha noù nũm ồớ vở trờ giổợa vaỡ trung gian caùc dung dởch rừn. 1-Khaùi nióỷm vaỡ phỏn loaỷi : Caùc hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc taỷo thaỡnh theo quy luỏỷt hoùa trở thổồỡng coù caùc õỷc õióứm sau : * Coù maỷng tinh thóứ phổùc taỷp vaỡ khaùc hún maỷng nguyón tọỳ thaỡnh phỏửn * Luọn luọn coù mọỹt tyớ lóỷ chờnh xaùc giổợa caùc nguyón tọỳ vaỡ õổồỹ bióứu dióựn bồới cọng thổùc hoùa hoỹc nhỏỳt õởnh. *Tờnh chỏỳt khaùc hún caùc nguyón tọỳ thaỡnh phỏửn, õọỹ cổùng cao, tờnh doỡn lồùn. * Co ù nhióỷt õọỹ noùng chaớy xaùc õởnh, khi hỗnh thaỡnh laỡ phaớn ổùng toớa nhióỷt. Caùc pha trung gian trong hồỹp kim coù nhổợng õỷc õióứm khaùc vồùi hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc theo hoùa trở, õoù laỡ : * Khọng tuỏn theo quy luỏỷt hoùa trở. * Khọng coù thaỡnh phỏửn chờnh xaùc. * Coù lión kóỳt kim loaỷi. 19 Cạc pha trung gian trong håp kim thỉåìng gàûp l : pha xen k, pha âiãûn tỉí, pha La ves, pha σ . 2-Pha xen k : L pha tảo nãn giỉỵa cạc kim loải chuøn tiãúp (Fe, Cr, Mo, W .) cọ âỉåìng kênh ngun tỉí låïn våïi cạc ạ kim (H, B, N, C .) cọ âỉåìng kênh ngun tỉí bẹ. Kiãøu mảng ca pha xen k âỉåüc xạc âënh theo quan hãû giỉỵa âỉåìng kênh ngun tỉí kim loải v ạ kim : - Nãúu d A /d K < 0,59 thç pha xen k cọ cạc kiãøu mảng âån gin : tám khäúi, tám màût, sạu phỉång xãúp chàût . Cạc ngun tỉí ạ kim xen k vo läù häøng trong mảng. Chụng cọ cäng thỉïc âån gin nhỉ : K 4 A (Fe 4 N), K 2 A (W 2 C), KA (NbC, NbH, TiC), KA 2 (Ti 2 H). Våïi K l kim loải, A l ạ kim. - Nãúu d A /d K > 0,59 pha xen k s cọ kiãøu mảng phỉïc tảp v cäng thỉïc phỉïc tảp hån K 3 A (Mn 3 C), K 7 A 3 (Cr 7 C 3 ), K 23 A 6 (Cr 23 C 6 ). Âàûc âiãøm ca pha xen k nọi chung l cọ nhiãût âäü chy ráút cao (thỉåìng > 3000 0 C) v cọ âäü cỉïng låïn (2000 5000 HV), cọ tênh dn låïn. Chụng cọ vai tr ráút låïn trong viãûc náng cao tênh chäúng mi mn v chëu nhiãût ca håüp kim. ÷ 3-Pha âiãûn tỉí (Hum-Rozãri) L pha trung gian cọ cáúu tảo phỉïc tảp, tảo nãn båíi hai kim loải. Thnh pháưn ca nọ nhỉ sau : * Nhọm mäüt : gäưm cạc kim loải họa trë mäüt Cu, Ag, Au v kim loải chuøn tiãúp : Fe, Ni, Co, Pt, Pd. * Nhọm hai : cạc kim loải họa trë hai, ba, bäún :Be, Mg, Zn, Cd, Al, Si, Sn. Näưng âäü âiãûn tỉí N cọ giạ trë xạc âënh l 3/2, 21/13 v 7/4 (21/14, 21/13, 21/12). Mäùi giạ trë näưng âäü âiãûn tỉí ỉïng våïi mäüt kiãøu mảng tinh thãø. Vê dủ : -N = 3/2 l pha β våïi kiãøu mảng láûp phỉång tám khäúi, hay láûp phỉång phỉïc tảp, hay sạu phỉång (Cu 5 Sn, Cu 5 Si). - N = 21/13 l pha γ våïi kiãøu mảng láûp phỉång phỉïc tảp (Cu 31 Sn 8 ). - N = 7/4 l pha ε våïi kiãøu mảng sạu phỉång xãúp chàût (AgCd 3 ). 4-Pha Laves : La pha tảo nãn båíi hai ngun täú (A, B), cọ t lãû âỉåìng kênh ngun tỉí d A /d B = 1,2 (t lãû ny cọ thãø biãún âäøi trong phảm vi 1,1 ÷ 1,6), cọ cäng thỉïc AB 2 , kiãøu mảng sạu phỉång xãúp chàût (MgZn 2 ) hay láûp phỉång tám màût (MgCu 2 ). Trong håüp kim cọ thãø cn gàûp cạc pha : σ , λ , δ , µ . Tuy nhiãn cạc loải pha ny êt phäø biãún. Mäüt âàûc tênh quan trng ca cạc pha trung gian l cỉïng v dn. Vç váûy khäng bao giåì ngỉåìi ta dng håüp kim chè cọ mäüt pha l pha trung gian. T lãû ca chụng trong cạc håüp kim thäng thỉåìng < 10% (cọ khi âãún 20 ÷ 30%), âáy l cạc pha cn trỉåüt lm tàng âäü bãưn, âäü cỉïng. 2.2.3.Häùn håüp cå hc : Khạ nhiãưu trỉåìng håüp, håüp kim cọ täø chỉïc hai hay nhiãưu pha : hai dung dëch ràõn, dung dëch ràõn v håüp cháút họa hc . Cáúu tảo nhỉ váûy gi l häùn håüp cå hc. Trãn täø chỉïc tãú vi ta phán biãût âỉåüc ráút r cạc pha khạc nhau trong häùn håüp cå hc. Hai trỉåìng håüp âiãøn hçnh ca häùn håüp cå hc l cng tinh v cng têch. 20 2.3.CẠC DẢNG GIN ÂÄƯ PHA HAI CÁÚU TỈÍ KHÄNG CỌ CHUØN BIÃÚN ÂA HÇNH (TH HÇNH) 2.3.1.Cạc gin âäư pha hai cáúu tỉí : 1-Cáúu tảo ca gin âäư pha hai cáúu tỉí : a-Cáúu tảo ca gin âäư pha 1 cáúu tỉí : Do l cáúu tỉí ngun cháút nãn thnh pháưn hoạ hc ca chụng khäng thay âäøi, vç thãú gin âäư pha mäüt cáúu tỉí ráút âån gin. Nọ chè l mäüt âỉåìng thàóng âỉïng trãn âọ ta ghi cạc nhiãût âäü chuøn biãún pha ca cáúu tỉí. b-Cáúu tảo ca gin âäư pha hai cáúu tỉí : Gin âäư pha håüp kim hai cáúu tỉ gäưm cọ hai trủc : trủc tung biãøu diãùn nhiãût âäü, trủc honh biãøu diãù n thnh pháưn hoạ hc. Trãn âọ ta v cạc âỉåìng phán chia cạc khu vỉûc pha khạc nhau. Cạc âiãøm nàòm trãn âỉåìng nàòm ngang biãøu thë cho cạc håüp kim cọ thnh pháưn hoạ hc khạc nhau nhỉng åí cng mäüt nhiãût âäü. Cạc âiãøm nàòm trãn âỉåìng thàóng âỉïng biãøu thë cho håüp kim cọ thnh pháưn xạc âënh nhỉng åí cạc nhiãût âäü khạc nhau. Nãúu håüp kim cọ cáúu tảo l hai pha thç âiãøm biãøu diãùn ca chụng nàòm vãư hai phêa âäúi diãûn våïi âiãøm biãøu diãùn håüp kim. 908070605040302010 B 100 A 0 DC L(lng) 1539 911 δ-Fe(A 2 ) Nhiãût âäü Nhiãût âäü, 0 C γ-Fe(A 1 ) α-Fe(A 2 ) Hçnh 2.5- Gin âäư pha ca sàõt Hçnh 2.6-Hãû trủc ca gin âäư pha 2 cáúu tỉí í 2-Gin âäư pha hai cáúu tỉí khäng ha tan vo nhau, khäng tảo thnh pha trung gian (gin âäư loải 1) : Säú cáúu tỉí : A v B (C = 2) Cạc pha cọ thãø tảo thnh : lng (L) ha tan vä hản ca A v B, A v B. Säú pha låïn nháút P MAX = 3 AEB l âỉåìng lng : tải nhiãût âäü ỉïng våïi âỉåìng ny håüp kim bàõt âáưu kãút tinh. ÅÍ cao hån âỉåìng lng håüp kim hon ton åí trảng thại lng. CED l âỉåìng âàûc : tải nhiãût âäü ỉïng våïi âỉåìng âàûc håüp kim lng kãút thục kãút tinh. Tháúp hån nhiãût âäü ny håüp kim åí trảng thại ràõn. Trong khong nhiãût âäü giỉỵa âỉåìng lng v 21 âỉåìng âàûc l quạ trçnh nọng chy hay kãút tinh ca håüp kim, täưn tải âäưng thåìi c pha ràõn v lng. Våïi loải gin âäư ny CED cn gi l âỉåìng cng tinh. E gi l âiãøm cng tinh (eutectic). Cạc håüp kim cọ thnh pháưn nàòm bãn trại âiãøm E gi l håüp kim trỉåïc cng tinh (hypoeutectic). Cạc håüp kim cọ thnh pháưn nàòm bãn phi âiãøm E gi l håüp kim sau cng tinh (hypereutectic). Håüp kim cọ thnh pháưn tải E gi l håüp kim cng tinh. Trong thỉûc tãú hãû Pb - Sb thüc loải gin âäư ny. a - Quạ trçnh kãút tinh ca håüp kim trỉåïc cng tinh : * ÅÍ cao hån nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 0 : håüp kim hon ton åí trả ng thại lng (L). * Lm ngüi tỉì 0 âãún 1: âáy l quạ trçnh ngüi ca håüp kim lng (L↓). * Tải nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 1: tỉì håüp kim lng kãút tinh ra tinh thãø A. * Lm ngüi tỉì 1 âãún 2 : tinh thãø A sinh ra ngy cng nhiãưu, håüp kim lng cng ngy cng êt âi v thnh pháưn ca nọ biãún âäøi theo âỉåìng tỉì 1 ÷ E (giu B hån). *Tải nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 2 : pháưn håüp kim lng cúi cng cọ thnh pháưn tải E s kãút tinh âäưng thåìi ra A v B cng mäüt lục, täø chỉïc ny gi l täø chỉïc cng tinh. Quạ trçnh ny gi l chuøn biãún cng tinh (eutectic), xy ra tải nhiãût âäü khäng thay âäøi. L E → (A + B) t 0 = const * Lm ngüi tỉì 2 âãún 3 l quạ trçnh ngüi ca håüp kim ràõn, khäng xy ra chuøn biãún no khạc. Täø chỉïc nháûn âỉåüc åí nhiãût âäü thỉåìng l A + (A +B). Cạc tinh thãø A kãút tinh ra trỉåïc cọ kêch thỉåïc thä to hån cng tinh (A + B). b - Quạ trçnh kãút tinh ca håüp kim sau cng tinh : Hçnh 2.7 -Gin âäư pha loải 1, dảng täøng quạt (a), hãû Pb-Sb (b) 3 2 1’ 1 0 * Quạ trçnh kãút tinh ca håüp kim sau cng tinh hon ton giäúng nhỉ håüp kim trỉåïc cng tinh, nhỉng chè khạc l tỉì håüp kim lng s kãút tinh ra tinh thãø B trỉåïc v pháưn lng cn lải s ngho B âi khi nhiãût âäü tiãúp tủc gim xúng. * Täø chỉïc nháûn âỉåüc åí nhiãût âäü thỉåìng l B + (A + B). c - Quạ trçnh kãút tinh ca håüp kim cng tinh Håü p kim ny cọ thnh pháưn ỉïng våïi âiãøm E. Khi lm ngüi âãún nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm E håüp kim lng s kãút tinh âäưng thåìi ra (A + B) cng mäüt lục v sn pháøm cúi cng l cng tinh (A + B). Nháûn xẹt : Cạc håüp kim cọ gin âäư loải 1 kãút tinh theo thỉï tỉû sau : trỉåïc tiãn pha lng kãút tinh ra mäüt trong hai cáúu tỉí ngun cháút trỉåïc, lm cho pha lng ngho cáúu tỉí ny 22 vaỡ bióỳn õọứi thaỡnh phỏửn õóỳn õióứm cuỡng tinh E. óỳn õỏy pha loớng coỡn laỷi seợ kóỳt tinh ra hai cỏỳu tổớ cuỡng mọỹt luùc. d - Tam giaùc Tam man : Trong caùc hóỷ hồỹp kim coù giaớn õọử loaỷi 1 ta veợ thóm mọỹt tam giaùc phuỷ õóứ xaùc õởnh tyớ lóỷ cuớa tọứ chổùc cuỡng tinh cuợng nhổ caùc cỏỳu tổớ nguyón chỏỳt mọỹt caùch dóự daỡng ổùng vồùi caùc thaỡnh phỏửn khaùc nhau. Tam giaùc naỡy goỹi laỡ tam giaùc Tam - man (do Tam - man ngổồỡi ổùc õổa ra). Taỷi õióứm E tọứ chổùc cuỡng tinh chióỳm 100%. Ta coi õoaỷn EF bũng 100% (A + B), vỗ vỏỷy caùc õổồỡng song song vồùi EF seợ chố ra tố lóỷ cuớa tọứ chổùc cuỡng tinh tổồng ổùng trong caùc hồỹp kim. Tổồng tổỷ nhổ vỏỷy ta hoaỡn toaỡn coù thóứ xaù c õởnh tyớ lóỷ caùc cỏỳu tổớ A vaỡ B tổồng ổùng trong caùc hồỹp kim. F Hỗnh 2.8 - Tam giaùc Tamman A E B e - Thión tờch vuỡng : Caùc hồỹp kim coù giaớn õọử loaỷi 1 thổồỡng xaớy ra thión tờch vuỡng khi kóỳt tinh, õỷc bióỷt laỡ khi laỡm nguọỹi chỏỷm (thión tờch vuỡng laỡ sổỷ khaùc nhau vóử thaỡnh phỏửn hoùa hoỹc giổợa caùc vuỡng khaùc nhau cuớa vỏỷt õuùc) . Vờ duỷ : Hóỷ hồỹp kim Pb - Sb nóỳu chỗ kóỳt tinh ra trổồùc noù seợ chỗm xuọỳng õaùy khuọn õuùc ( = 11,34 g/cm 2 ).Stibi nóỳu kóỳt tinh ra trổồùc thỗ noù seợ nọứi lón trón( = 6,69g/cm 2 ).Do vỏỷy phờa trón vỏỷt õuùc giaỡu Sb, phờa dổồùi giaỡu Pb. Tuy nhión hióỷn tổồỹng thión tờch vuỡng coù thóứ khừc phuỷc õổồỹc bũng caùch laỡm nguọỹi thỏỷt nhanh õóứ khọng kởp xaớy ra hióỷn tổồỹng chỗm nọứi cuớa caùc tinh thóứ hay cho vaỡo hồỹp kim loớng mọỹt chỏỳt õỷc bióỷt noù seợ taỷo ra bọỹ khung xổồng trổồùc (tyớ troỹng hồỹp kim loớng), chuùng lồ lổớng trong hồỹp kim loớng ngn caớn quaù trỗnh thión tờch. 3-Giaớn õọử pha hai cỏỳu tổớ hoaỡn toaỡn hoỡa tan vaỡo nhau, khọng taỷo thaỡnh pha trung gian (giaớn õọử loỹai 2) : Sọỳ cỏỳu tổớ : A vaỡ B (C = 2) Sọỳ pha coù thóứ taỷo thaỡnh : hồỹp kim loớng hoỡa tan vọ haỷn cuớa A vaỡ B, dung dởch rừn hoỡa tan vọ haỷn cuớa A vaỡ B laỡ (P max = 2). ổồỡng AmB goỹi laỡ õổồỡng loớng, õổồỡng AnB goỹi laỡ õổồỡng õỷc. Hóỷ Cu - Ni coù giaớn õọử loaỷi naỡy. 23 3 2 2’ 1’ 1 0 Hçnh 2.9 -Gin âäư pha loải 2, dảng täøng quạt (a), hãû Cu-Ni (b) a - Xẹt quạ trçnh kãút tinh ca mäüt håüp kim củ thãø (håüp kim 1) * Tải nhiãût âäü ỉïng våïi 0 håüp kim täưn tải åí trảng thại lng. * Lm ngüi tỉì 0 - 1 : quạ trçnh ngüi ca håüp kim lng. * Tải nhiãût âäü ỉïn våïi âiãøm 1 tỉì håüp kim lng kãút tinh ra dung dëch ràõn ha tan vä hản ca A v B l α . * Lm ngüi trong khong nhiãût âäü tỉì 1 âãún âiãøm 2 dung dëch ràõn α sinh ra ngy cng nhiãưu, thnh pháưn họa hc ca nọ biãún âäøi theo âỉåìng tỉì 1 - 2', håüp kim lng ngy cng êt âi v thnh pháưn họa hc biãún âäøi tỉì 1' - 2. * Tải nhiãût âäü ỉïng våïi âiãøm 2 håüp kim lng hãút. * Lm ngüi tỉì 2 - 3 l quạ trçnh ngüi ca dung dëch ràõn α . Nháûn xẹt : Cạc håüp kim cọ gin âäư loải 2 cọ quy lût kãút tinh nhỉ sau : nãúu ta láúy âån vë l cáúu tỉí cọ nhiãût âäü nọng chy cao hån thç âáưu tiãn tỉì håüp kim lng kãút tinh ra dung dëch ràõn giu cáúu tỉí ny hån, do váûy pha lng cn lải s ngho cáúu tỉí ny âi. Nhỉng nãúu lm ngüi cháûm thç dung dëch ràõn tảo thnh biãún âäøi thnh pháưn theo hỉåïng ngho cáúu tỉí ny v cúi cng âảt thnh pháưn håüp kim. b - Thiãn têch nhạnh cáy (thiãn têch trong bn thán hảt): Håüp kim cọ gin âäư loải 2 khi kãút tinh tải mäùi nhiãût âäü khạc nhau, thnh pháưn họa hc ca dung dëch ràơn cng khạc nhau. Do âọú bàòng cạch lm ngüi thäng thỉåìng (ngüi chá ûm) hảt kim loải âục tảo thnh s khäng âäưng nháút vãư thnh pháưn họa hc. Hiãûn tỉåüng ny gi l thiãn têch nhạnh cáy (hay thiãn têch trong bn thán hảt). Khàõc phủc bàòng cạch lm ngüi cháûm hay khúch tạn sau khi âục. 4-Gin âäư pha hai cáúu tỉí ha tan cọ hản vo nhau, khäng tảo thnh pha trung gian (gin âäư loải 3) : Säú cáúu tỉí : A v B (C = 2) Säú pha cọ thãø tảo thnh : P Max = 3 Håüp kim lng ha tan vä hản ca A v B α - dung dëch ràõn ca B ha tan cọ hản trong cáúu tỉí A, A(B) β - dung dëch ràõn ca A ha tan cọ hản trong cáúu tỉí B, B(A) 24 [...]... vãư nghiãn cỉïu hai gin âäư pha loải 1 l A-H v H-B (H âỉåüc xem l mäüt cáúu tỉí âäüc láûp) 2.3.2.Quan hãû giỉỵa dảng gin âäư pha v tênh cháút ca håüp kim : Cạc loải gin âäư pha khạc nhau cọ mäúi quan hãû giỉỵa dảng ca gin âäư v tênh cháút ca håüp kim hon ton khạc nhau Ta biãút ràòng pha thnh pháưn l pha tảo nãn täø chỉïc ca håüp kim Khi håüp kim cọ täø chỉïc mäüt pha thç pha thnh pháưn duy nháút âọ... kim, tỉïc l tênh cháút ca nọ chênh l tênh cháút ca håüp kim Trỉåìng håüp cọ täø chỉïc gäưm nhiãưu pha thç tênh cháút ca ca håüp kim la sỉû täøng håüp tênh cháút ca cạc pha thnh pháưn Ta s xem xẹt củ thãø mäúi quan hãû giỉỵa dảng ca gin âäư pha våïi tênh cháút ca håüp kim nhỉ thãú no 26 Hçnh 2.11 -Gin âäư pha loải 4, dảng täøng quạt (a), hãû Mg-Cu (b) a - Gin âäư loải 1 : - Cå l tênh : Tênh cháút ca håüp... 29 2.4.2.Gin âäư pha Fe - C (Fe - Fe3C) : 1- Dảng täøng quạt ca gin âäư pha Fe - C : Chụng ta chè nghiãn cỉïu gin âäư pha chỉïa 6,67%C nãn cn gi l gin âäư pha Fe Fe3C Dảng ca gin âäư pha ny thoảt nhçn khạ phỉïc tảp, tuy nhiãn nãúu phán têch ra thç nọ l täøng håüp ca bäún loải gin âäư pha â nghiãn cỉïu trỉåïc âáy K hiãûu cạc âiãøm v ta âäü ca chụng â âỉåüc qúc tãú họa Củ thãø nhỉ sau : Âiãøm %C Nhiãût... ↔ ( α P + Fe3CK) - Sỉû tiãút ra pha Fe3C dỉ ra khi dung dëch ràõn : Xy ra trong dung dëch ràõn Fe γ theo âỉåìng ES v trong Fe α theo âỉåìng PQ Hçnh 2.13 -Gin âäư pha Fe-C (Fe-Fe3C) 3 - Cạc täø chỉïc ca håüp kim Fe - Fe3C : a- Täø chỉïc mäüt pha : * Ferit (k hiãûu α , F hay Fe α ) : l dung dëch ràõn xen k ca cạc bon trong Fe α , cọ kiãøu mảng láûp phỉång tám khäúi L pha do, dai, mãưm v kẹm bãưn, åí... Cạc âỉåìng trãn gin âäư pha : -ABCD l âỉåìng lng -ẢHECF l âỉåìng âàûc - ECF l âỉåìng cng tinh, tải nhiãût âäü ny xy ra phn ỉïng cng tinh (eutẹtic) - PSK l âỉåìng cng têch, tải âáy xy ra phn ỉïng cng têch (eutectoid) - SE l giåïi hản ha tan ca cạc bon trong sàõt gamma - PQ l giåïi hản ha tan ca cạc bon trong sàõt an pha 2 - Cạc chuøn biãún xy ra khi lm ngüi cháûm : Trong gin âäư pha Fe - Fe3C cọ âáưy... Xãmentit l pha xen k cọ kiãøu mảng phỉïc tảp, nhiãût âäü nọng chy khong 1250oC v cọ âäü cỉïng cao - 800HB ÅÍ nhiãût âäü nh hån 217oC cọ tỉì tênh Låïn hån nhiãût âäü ny máút tênh sàõt tỉì Khi ha tan thãm cạc ngun täú håüp kim (Cr, Mn, W ) dỉåïi dảng thay thãú ta cọ xãmentit håüp kim (ngun täú håüp kim thay vo vë trê ca sàõt 29 2.4.2.Gin âäư pha Fe - C (Fe - Fe3C) : 1- Dảng täøng quạt ca gin âäư pha Fe -... nàòm láùn läün våïi α C nãn khäng nhçn tháúy âỉåüc Do váûy täø chỉïc nháûn âỉåüc åí nhiãût âäü thỉåìng l α + β II + ( α + β ) 5-Gin âäư pha hai cáúu tỉí hon ton khäng ha tan vo nhau, tảo thnh håüp cháút họa hc äøn âënh (gin âäư loải 4) : Cạc cáúu tỉí : A v B (C = 2) Cạc pha cọ thãø tảo thnh : håüp kim lng, cáúu tỉí A, B v håüp cháút họa hc ca chụng l AmBn (k hiãûu l H) Håüp cháút họa hc H cọ nhiãût âäü... tàng lãn, âäü do dai gim âi Ferit l pha täưn tải åí nhiãût âäü thỉåìng, chiãúm t lãû khạ låïn (khong ≥ 90%) nãn nh khạ nhiãưu âãún cå tênh ca håüp kim Täø chỉïc ca nọ l cạc hảt sạng, âa cảnh Gi l phe rit xút phạt tỉì tiãúng Latinh ferum nghéa l sàõt *Austenit [k hiãûu γ , As , Fe γ (C)] : l dung dëch ràõn xen k ca cạc bon trong Fe γ cọ mảng láûp phỉång tám màût L pha ráút do v dai, âäü cỉïng tháúp Nọ... austenit âãø k niãûm nh váût liãûu hc ngỉåìi Anh : Räbe Ästen Hçnh 2.14 -Täø chỉïc tãú vi ca ferit (a) v austenit *Xãmentit (k hiãûu Xã, Fe3C) : l pha xen k våïi kiãøu mảng phỉïc tảp, chỉïa 6,67%C v cọ cäng thỉïc Fe3C, tỉång ỉïng våïi âỉåìng DFKL Xãmentit l pha cỉïng, dn, åí nhiãût âäü nh hån 217oC cọ tỉì tênh, cao hån nhiãût âäü ny máút tỉì tênh Cng våïi ferit, nọ tảo nãn cạc täø chỉïc khạc nhau ca... Ngoi ra cn cọ thãm mäüt säú ngun täú khạc : Mn, Si, P, S Gang cọ täø chỉïc tỉång ỉïng våïi gin âäư pha Fe-C gi l gang tràõng (màût gy ca nọ cọ mu sạng tràõng, âọ l mu ca xãmentit) Gang tràõng ráút cỉïng v dn, khäng thãø gia cäng càõt gt âỉåüc Ranh giåïi âãø phán chia thẹp v gang l âiãøm E trãn gin âäư pha Fe-C Càn cỉï vo hm lỉåüng cạc bon cọ trong gang v thẹp ta phán chia chụng thnh nhiãưu loải khạc . kóỳt kim loaỷi. 19 Cạc pha trung gian trong håp kim thỉåìng gàûp l : pha xen k, pha âiãûn tỉí, pha La ves, pha σ . 2 -Pha xen k : L pha tảo nãn giỉỵa cạc. nháút âënh m khäng lm thay âäøi säú pha ca nọ (k hiãûu F -freedom). Quy tàõc pha xạc âënh mäúi quan hãû giỉỵa säú pha P (phase), báûc tỉû do F v säú cáúu