1. 36
PhÇn II
Hîp kim vµ biÕn ®æi tæchøc
Ch−¬ng 3 Hîp kim vµ gi¶n ®å pha
3.1.3.1.3.1.3.1. CÊu tróc tinh thÓ cña hîp kimCÊu tróc tinh thÓ cña hîp kimCÊu tróc tinh thÓ cña hîp kimCÊu tróc tinh thÓ cña hîp kim
3.1.1.3.1.1.3.1.1.3.1.1. Kh¸i niÖ m vÒ hîp kimKh¸i niÖ m vÒ hîp kimKh¸i niÖ m vÒ hîp kimKh¸i niÖ m vÒ hîp kim
a.a.a.a. §Þ nh nghÜ a§Þ nh nghÜ a§Þ nh nghÜ a§Þ nh nghÜ a
Hîp kim lµ hçn hîp cña kim lo¹i víi mét hoÆc nhiÒ u kim lo¹i hoÆc ¸ kim kh¸c.
La t«ng= hîp kim Cu + Zn → hîp kim ®¬n gi¶ n chØ gåm 2 nguyª n tè
Gang: Fe+Mn+Si vµ C+P+S, nguyª n tè chÝ nh lµ Fe (kim lo¹ i) → hîp kim phøc t¹p.
Nguyª n tè kim lo¹ i chÝ nh (> 50%) ®−îc gäi lµ nÒ n hay nguyªn tè c¬ së.
b.b.b.b. −u viÖ t cña hîp kimu viÖ t cña hîp kimu viÖ t cña hîp kimu viÖ t cña hîp kim so víi kim lo¹iso víi kim lo¹iso víi kim lo¹iso víi kim lo¹i
Hîp kim: ®é bÒ n, ®é cøng, tÝ nh chèng mµi mßn cao h¬n, tÝ nh c«ng nghÖ tèt h¬n: ®óc, c¾ t
gät, nhiÖ t luyÖ n ®Ó ho¸ bÒn tèt h¬n, rÎ h¬n.
Kim lo¹ i nguyª n chÊ t: dÉ n nhiÖ t, dÉ n ®iÖ n tèt (d© y dÉ n, trang søc, ®iÖ n cùc Pt, Au)
c.c.c.c. Mét sè kh¸i niÖ mMét sè kh¸i niÖ mMét sè kh¸i niÖ mMét sè kh¸i niÖ m
• Pha: cïng cÊ u tróc, cïng tr¹ng th¸i, cïng kiÓ u vµ th«ng sè m¹ ng, c¸c tÝ nh chÊ t c¬ - lý -
hãa x¸c ®Þ nh, ph© n c¸ch nhau bëi mÆt ph©n chia pha.
• CÊ u tö lµ c¸c phÇ n ®éc lË p cã khèi l−îng kh«ng ®æi, chóng t¹ o nª n c¸c pha trong hîp
kim.
• HÖ lµ tË p hîp c¸c pha, cã thÓ ë c© n b» ng hoÆ c kh«ng c©n b»ng.
T¹ o thµ nh hçn hîp c¬ häc A + B
KKKKhihihihi cã t−¬ng t¸c:cã t−¬ng t¸c:cã t−¬ng t¸c:cã t−¬ng t¸c: 2 tr−êng hîp x¶ y ra:
- hßa tan thµ nh dung dÞ ch r¾ n, tæ chøc mét pha nh− kim lo¹ i nguyª n chÊ t (h× nh 3.2b) dung
m«i
- ph¶ n øng víi nhau thµnh hîp chÊ t hãa häc, t¹ o thµ nh kiÓu m¹ng míi kh¸c h¼n.
3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2. Dung dÞ ch r¾nDung dÞ ch r¾nDung dÞ ch r¾nDung dÞ ch r¾n
a. Kh¸i niÖ ma. Kh¸i niÖ ma. Kh¸i niÖ ma. Kh¸i niÖ m ---- ph©n lo¹iph©n lo¹iph©n lo¹iph©n lo¹i
§/n:§/n:§/n:§/n: lµ hîp kim trong ®ã 1 hay nhiÒ u nguyªn tè hoµ tan vµ o m¹ ng tinh thÓ cña kim lo¹ i
chiÕ m ®a sè ®−îc gäi lµ nÒ n. Dung m«i chiÕm ®a sè, nguyª n tè chiÕ m tû lÖ Ý t h¬n lµ chÊ t
tan.
§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm: kiÓ u m¹ ng cña dung m«i, nång ®é chÊ t tan cã thÓ thay ®æi trong mét ph¹m vi mµ
kh«ng lµ m mÊ t ®i sù ®ång nhÊ t ®ã. Dung dÞ ch r¾ n lµ cña B trong A: A(B), m¹ng cña A.
• Tr¹ng th¸i kh«ng c© n b»ng (3) = kh«ng æn ®Þ nh: th−êng
gÆ p: khi t«i→c¬ tÝ nh (bÒ n, cøng) cao h¬n, xu
h−íng→(1&2)
• Tr¹ ng th¸i gi¶ æn ®Þ nh (2) muèn sang (1) ph¶ i th¾ng ∆G
• æn ®Þ nh (1).
d.d.d.d. Ph©n lo¹i c¸c t−¬ng t¸cPh©n lo¹i c¸c t−¬ng t¸cPh©n lo¹i c¸c t−¬ng t¸cPh©n lo¹i c¸c t−¬ng t¸c
ChÕ t¹ o hîp kim = nÊ u ch¶y % x¸c ®Þ nh råi lµ m nguéi.
Tõ pha láng ®ång nhÊ t khi lµ m nguéi sÏ cã t−¬ng t¸c t¹ o
nª n c¸c pha kh¸c nhau.
∆G
1
3
2
H× nh 3.1. S¬ ®å c¸c vÞ trÝ
æn ®Þ nh (1), gi¶ æn ®Þ nh (2)
vµ kh«ng æn ®Þ nh (3)

2. 37
C¸c kiÓ u:C¸c kiÓ u:C¸c kiÓ u:C¸c kiÓ u: thay thÕ vµ xen kÏ (h× nh 3.3)
H× nh 3.3. S¬ ®å s¾p xÕp nguyªn tö hßa tan thay thÕ
vµ xen kÏ vµo dung m«i cã m¹ng lËp ph−¬ng t©m mÆt,
mÆt (100)
b.b.b.b. Dung dÞ ch r¾n thay thÕDung dÞ ch r¾n thay thÕDung dÞ ch r¾n thay thÕDung dÞ ch r¾n thay thÕ
§/n:§/n:§/n:§/n: nguyª n tö chÊ t tan thay thÕ vÞ trÝ nguyª n tö dung m«i.
§/kiÖ n:§/kiÖ n:§/kiÖ n:§/kiÖ n: sai kh¸c dnguyª n tö kh«ng qu¸ 15%. TÝ nh chÊ t ho¸ lý t−¬ng tù nhau.
Ph©n lo¹i:Ph©n lo¹i:Ph©n lo¹i:Ph©n lo¹i: theo giíi h¹ n h/tan gåm 2 lo¹ i: dd r¾ n hoµ tan cã h¹ n vµ dd r¾ n hoµ tan v« h¹ n
theo sù ph© n bè ng/tö chÊ t tan, cã 2 lo¹ i: dd r¾ n cã tr/tù vµ dd r¾ n o cã tr/tù
GGGGiíi h¹n hßa tan lµ nång ®é chÊ t tan lín nhÊt mµ vÉ n b¶ o tån ®−îc m¹ ng tinh thÓ .
§iÒ u kiÖ n hoµ t§iÒ u kiÖ n hoµ t§iÒ u kiÖ n hoµ t§iÒ u kiÖ n hoµ tan v« h¹n:an v« h¹n:an v« h¹n:an v« h¹n: chØ cã thÓ (cã khi o) x¶ y ra khi tháa m· n c¶ 4 yÕ u tè sau:
H× nh 3.4. S¬ ®å thay thÕ ®Ó t¹o dung dÞch r¾n hßa tan v« h¹n gi÷a hai kim lo¹i A vµ B
1- cïng kiÓu m¹ng, 2-®−êng kÝ nh nguyª n tö kh¸c nhau Ý t (< 8%)
3-tho¶ m·n giíi h¹ n nång ®é ®iÖ n tö: vÝ dô: m¹ ng lftm → Ce
≤ 1,36, lftk → Ce
≤ 1,48,
4-cã cïng ho¸ trÞ , tÝ nh © m ®iÖ n sai kh¸c nhau Ý t.
Ngoµ i ra, tÝ nh lý - hãa (®Æc biÖt lµ nhiÖ t ®é ch¶ y) gièng nhau → dÔ t¹ o thµ nh dung dÞ ch
r¾n hßa tan v« h¹ n. VÝ dô: Ag - Au (m¹ ng A1, ∆r = 0,20%, cïng nhãm IB), Cu - Ni (m¹ ng
A1, ∆r = 2,70%, IB vµ VIII), Feα - Cr (m¹ ng A2, ∆r = 0,70%, VIB vµ VIII).
DDDDung dÞ ch r¾nung dÞ ch r¾nung dÞ ch r¾nung dÞ ch r¾n cãcãcãcã trËt tùtrËt tùtrËt tùtrËt tù:::: c¸c nguyª n tö chÊ t tan s¾ p xÕ p cã trËt tù trong m¹ ng tinh thÓ
dung m«i, (®−îc nguéi rÊ t chË m trong kho¶ ng nO
nhÊt ®Þ nh). §a sè tr−êng hîp lµ kh«ng
trËt tù.
c.c.c.c. Dung dÞ ch r¾n xen kÏDung dÞ ch r¾n xen kÏDung dÞ ch r¾n xen kÏDung dÞ ch r¾n xen kÏ
§/n:§/n:§/n:§/n: c¸c nguyªn tö hßa tan n» m xen kÏ vµ o c¸c lç hæng trong m¹ ng tinh thÓ dung m«i.
§iÒ u kiÖ n:§iÒ u kiÖ n:§iÒ u kiÖ n:§iÒ u kiÖ n: b¸n kÝ nh nguyª n tö chÊ t tan ph¶ i rÊ t nhá: N (0,071nm), C (0,077nm) vµ ®«i khi
c¶ B (0,091nm) míi cã kh¶ n¨ ng xen kÏ vµ o c¸c lç hæng gi÷a c¸c nguyª n tö lín nh− Fe
(0,1241nm), Cr (0,1249nm), W (0,1371nm), Mo (0,136nm),... Lç hæng lín nhÊ t trong m¹ng
A1 lµ lo¹ i 8 mÆ t chØ b»ng 0,414dng/tö , ngoµ i H, o cã ¸ kim nµ o bá lät → ®È y c¸c nguyª n
tö chñ bao quanh gi·n ra, g©y ra x« lÖch m¹nh m¹ ng (h× nh 3.5).
. chØ cã dung dÞ ch r¾ n xen hßa tan cã h¹ n.
H× nh 3.5. Sù x« lÖch m¹ng trong dd r¾n:
a. hßa tan thay thÕ khi rht > rchñ,
b. hßa tan xen kÏ rht> rlç hæng
d.d.d.d. C¸c ®Æc tÝ nh cña dung dÞ ch r¾nC¸c ®Æc tÝ nh cña dung dÞ ch r¾nC¸c ®Æc tÝ nh cña dung dÞ ch r¾nC¸c ®Æc tÝ nh cña dung dÞ ch r¾n
Cã kiÓ u m¹ ng tinh thÓ cña kim lo¹ i dung m«i → cã ®Æ c tr−ng c¬, lý, hãa tÝ nh cña kim lo¹ i
nÒ n:
1) M¹ ng tinh thÓ, ®¬n gi¶ n vµ xÝ t chÆ t (A1, A2...) cña kim lo¹ i víi liª n kÕ t kim lo¹ i
2) C¬ tÝ nh gièng kim lo¹ i c¬ së:
thaythÕ
xen kÏ
a-thaythÕ
b-xen kÏ
ban®Çu

3. 38
. dÎ o, cã gi¶ m ®i 1 chót song vÉ n ®ñ cao, dÔ biÕ n d¹ng dÎ o, c¸ biÖ t t¨ ng ®é dÎo: Cu(Zn)
víi 30%Zn cßn dÎ o h¬n c¶ Cu → chi tiÕ t dË p s© u, ®å d¸t = lat«ng
. t¨ ng ®é bÒ n, ®é cøng, kh¶ n¨ng chÞ u t¶ i h¬n h¼n kim lo¹ i nguyª n chÊt
. nång ®é chÊ t tan cµ ng lín → dÎ o cµ ng gi¶ m, bÒ n cµ ng t¨ ng. Qu¸ lín → g© y ra gißn, dÔ
bÞ g· y, vì → chän nång ®é thÝ ch hîp.
3) DÉ n nhiÖ t, dÉ n ®iÖ n tèt nh−ng kÐ m h¬n kim lo¹i nguyª n chÊt, thay ®æi tÝ nh chèng ¨ n
mßn.
Dung dÞ ch r¾ n lµ pha c¬ b¶ n chiÕ m tíi 90% thË m chÝ 100% trong vË t liÖ u kÕ t cÊ u.
3.1.3.3.1.3.3.1.3.3.1.3. Pha trung gianPha trung gianPha trung gianPha trung gian
Trªn gi¶n ®å pha 2 phÝ a lµ dung dÞ ch r¾ n, ë gi÷a lµ c¸c pha trung gian.
a.a.a.a. B¶n chÊt vµ ph©n lo¹iB¶n chÊt vµ ph©n lo¹iB¶n chÊt vµ ph©n lo¹iB¶n chÊt vµ ph©n lo¹i
§Æ c ®iÓ m: 1) Cã m¹ng tinh thÓ phøc t¹ p vµ kh¸c h¼ n víi nguyª n tè thµ nh phÇ n
2) Cã tû lÖ chÝ nh x¸c gi÷a c¸c nguyª n tè theo c«ng thøc hãa häc AmBn
3) TÝ nh chÊt : kh¸c h¼ n c¸c nguyªn tè thµnh phÇn → gißn
4) Cã nhiÖ t ®é ch¶ y x¸c ®Þ nh, khi t¹ o thµ nh táa nhiÖ t.
5) kh¸c víi c¸c hîp chÊ t hãa häc th«ng th−êng, c¸c pha trung gian kh«ng hoµ n toµ n tu© n
theo quy luË t hãa trÞ → kh«ng cã thµ nh phÇ n hãa häc chÝ nh x¸c theo c«ng thøc, cã liªn
kÕ t kim lo¹ i. C¸c pha trung gian trong hîp kim th−êng gÆp: pha xen kÏ , pha ®iÖ n tö vµ pha
Laves.
b.b.b.b. PhaPhaPhaPha xen kÏxen kÏxen kÏxen kÏ
§/n:§/n:§/n:§/n: Lµ pha t¹ o nª n gi÷a c¸c kim lo¹i chuyÓn tiÕ p (cã b¸n kÝ nh nguyª n tö lín) víi c¸c ¸
kim cã b¸n kÝ nh nguyª n tö bÐ nh− C, N, H (vµ B): cacbit, nitrit, hy®rit (vµ borit).
§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm: M¹ ng tinh thÓ cña pha xen kÏ ∈ t−¬ng quan kÝ ch th−íc nguyªn tö gi÷a ¸ kim (X)
vµ kim lo¹ i (M):. khi rX / rM < 0,59 → mét trong ba kiÓ u m¹ ng lµ A1, A2, A3 (tuy kh«ng gi÷
l¹ i kiÓ u m¹ ng vèn cã nh−ng vÉn mang ®Æ c ®iÓ m kim lo¹ i), c¸c nguyªn tö ¸ kim xen kÏ
vµ o c¸c lç hæng trong m¹ng, t¹ o nª n hîp chÊ t víi c¸c c«ng thøc ®¬n gi¶n nh− M4X, M2X.
. khi rX / rM > 0,59 → m¹ ng tinh thÓ phøc t¹p (®−îc gäi lµ pha xen kÏ víi m¹ ng
phøc t¹ p) t−¬ng øng víi c«ng thøc M3X, M7X3, M23X6.
TTTT/chÊt:/chÊt:/chÊt:/chÊt: NhiÖ t ®é ch¶ y rÊ t cao (th−êng > 2000 ÷ 3000o
C), rÊ t cøng (HV > 2000 ÷ 5000) vµ
gißn → hãa bÒ n, n© ng cao tÝ nh chèng mµ i mßn vµ chÞ u nhiÖ t cña hîp kim.
H vµ N cã kÝ ch th−íc nguyª n tö nhá nª n rX / rM < 0,59, → Fe4N, Fe2N, Mo2N, Cr2N...
cã m¹ ng ®¬n gi¶n. C cã rX / rM>0,57 nª n t¹ o Fe3C, Mn3C, Cr7C3, Cr23C6,WC, TiC, Mo2C, VC
→ m¹ ng phøc t¹ p → t¨ ng ®é cøng vµ tÝ nh chèng mµi mßn cña hîp kim.
c.c.c.c. Pha ®iÖ n töPha ®iÖ n töPha ®iÖ n töPha ®iÖ n tö (Hum - Rothery)
§/n:§/n:§/n:§/n: Lµ pha cã kiÓ u m¹ ng x¸c ®Þ nh, t¹ o thµ nh víi nång ®é ®iÖ n tö N x¸c ®Þ nh (sè ®iÖ n
tö hãa trÞ /sè nguyª n tö): 3/2 (21/14), 21/13 vµ 7/4 (21/12), mçi tû lÖ øng víi mét cÊ u tróc
m¹ng phøc t¹ p nhÊ t ®Þ nh. Th−êng lµ hîp kim cña Cu, Ag, Au víi Zn, Sn, Cd. Víi Cu1+
,
Zn2+
ta cã:
Ce
= 21/14 → pha β m¹ ng A1: CuZn, AgZn, AuZn (Ce
=(1.1+1.2)/2=3/2)
Ce
= 21/13 → pha γ m¹ ng lf phøc t¹ p: Cu5Zn8, Ag5Sn8 (Ce
=(5.1+8.2)13=21/13)
Ce
= 21/12 → pha ε, m¹ ng lgxc: CuZn3, AgZn3 (Ce
=(1.1+3.2)/4=7/4=21/12)
d.d.d.d. Pha LavesPha LavesPha LavesPha Laves
§/n:§/n:§/n:§/n: Pha t¹ o bëi hai nguyª n tè A, B cã tû lÖ b¸n kÝ nh nguyª n tö rA / rB = 1,2 (1,1 ÷ 1,6)
víi c«ng thøc AB2 cã kiÓ u m¹ ng A3: MgZn2, MgNi2 hay A1 (MgCu2). Do gißn nªn chØ
®−îc dïng trong HKTG hoÆc c¸c pha ho¸ bÒ n.

4. 39
3.2.3.2.3.2.3.2. Gi¶n ®å pha cña hÖ hai cÊu töGi¶n ®å pha cña hÖ hai cÊu töGi¶n ®å pha cña hÖ hai cÊu töGi¶n ®å pha cña hÖ hai cÊu tö
§/n:§/n:§/n:§/n: G§P lµ gi¶ n ®å biÓ u thÞ sù biÕn ®æi thµ nh phÇ n vµ tr¹ ng th¸i pha ë c©n b» ng theo
nhiÖ t ®é vµ thµ nh phÇ n cña hÖ d−íi ¸p suÊ t kh«ng ®æi (1 at).
C¸ch biÓ u diÔ n:C¸ch biÓ u diÔ n:C¸ch biÓ u diÔ n:C¸ch biÓ u diÔ n:
§Æ c ®iÓ m: G§P chØ ®óng vµ phï hîp víi hîp kim ë tr¹ ng th¸i c© n b» ng (nguéi rÊ t chËm
hay ñ), C«ng dông:C«ng dông:C«ng dông:C«ng dông: x¸c ®Þ nh cÊ u tróc cña hîp kim, x¸c ®Þ nh no
ch¶ y, chuyÓ n biÕ n pha →
nÊ u luyÖ n vµ xö lý nhiÖ t, gia c«ng (biÕ n d¹ng, ®óc, rÌn, c¸n, kÐ o,..), rÊt quan träng.
3.2.1.3.2.1.3.2.1.3.2.1. Quy t¾c pha vµ øng dôngQuy t¾c pha vµ øng dôngQuy t¾c pha vµ øng dôngQuy t¾c pha vµ øng dông
Quy t¾ c pha cña Gibbs: T= N-F+2 khi P=1at th× T=N-F+1
TTTT====0000 → hÖ bÊ t biÕ n, c¶ % vµ no
, lóc ®ã F = N + 1 (sè pha=sè cÊ u tö +1). VÝ dô kim lo¹ i
nguyª n chÊ t (N = 1) khi nãng ch¶ y: T=1-2+1=0 → nhiÖ t ®é kh«ng ®æi.
T=1:T=1:T=1:T=1: → VÝ dô, khi kÕt tinh HK 2 nguyª n: (T = 2 - 2 + 1=1) kÕ t tinh hoÆ c nãng ch¶ y
trong kho¶ ng nhiÖ t ®é hoÆc %.
TTTT = 2= 2= 2= 2:::: hÖ cïng mét lóc cã thÓ thay ®æi c¶ hai yÕ u tè nhiÖ t ®é vµ thµ nh phÇ n
§Æc ®iÓm:§Æc ®iÓm:§Æc ®iÓm:§Æc ®iÓm: T ≥ 0 → sè pha nhiÒ u nhÊ t cña hÖ (ë tr¹ ng th¸i c© n b» ng!) Fmax = N + 1 → hÖ
mét cÊu tö Fmax = 2, hai cÊ u tö Fmax = 3, ba cÊ u tö Fmax = 4.
3.2.2. Quy t¾c ®ßn bÈy3.2.2. Quy t¾c ®ßn bÈy3.2.2. Quy t¾c ®ßn bÈy3.2.2. Quy t¾c ®ßn bÈy
§/n:§/n:§/n:§/n: lµ quy t¾ c cho phÐ p x¸c ®Þ nh tû lÖ cña c¸c pha, c¸c tæ chøc trª n G§P.
BiÓ u thøc:BiÓ u thøc:BiÓ u thøc:BiÓ u thøc:
QA.XA=QB.XA
Trong vïng 2 pha: ®iÓ m
kh¶ o s¸t cµ ng gÇ n pha nµ o
th× tû lÖ pha Ê y cµ ng lín
βα
α
βα
β
+
=β
+
=α
XX
X
%
XX
X
%
FA.XA=FB.XB
FA=FB(XB/XA)
Mα.Xα=Mβ.Xβ
3.2.3.3.2.3.3.2.3.3.2.3. Gi¶n ®å lGi¶n ®å lGi¶n ®å lGi¶n ®å lo¹i Io¹i Io¹i Io¹i I
§/n:§/n:§/n:§/n: Lµ G§P cña hÖ 2 cÊ u tö kh«ng cã bÊ t kú t−¬ng t¸c nµ o víi nhau.
M« t¶:M« t¶:M« t¶:M« t¶: AEB lµ ®−êng láng, CED (245o
C) lµ ®−êng r¾ n, lµ nhiÖ t ®é ch¶ y (kÕ t tinh): B, A
(h× nh 3.9a), ®iÓ n h× nh lµ hÖ Pb - Sb ë h× nh 3.9b. (Pb ch¶ y 327o
C), (Sb ch¶ y- 631o
C).
kho¶ ng gi÷a hai ®−êng láng vµ ®−êng ®Æ c: kho¶ ng kÕ t tinh.
a) b)
H× nh 3.9. D¹ng tæng qu¸t cña gi¶n ®å pha lo¹i I (a) vµ gi¶n ®å pha Pb - Sb (b).
Hîp kim 1: 60%Sb + 40%Pb. B¾ t ®Çu ®«ng ®Æ c ë 1 (500o
C), kÕ t thóc ®«ng ®Æc ë 2 (245o
C)
FA
FBXA
XB
α β
T
%B →
M
Xα Xβ
L
L+B
A+L
B+(A+B)
E
A
B
A+B
A+
(A+B)
100%A 100%B%B →
nhiÖt
L
L+Sb
Pb+L
E
327
631
[Pb+Sb]
Pb Sb%Sb →
nhiÖt
13
a’’ a a’
1 1’
60
245
Sb+[Pb+Sb]
37
b b’b’’

5. 40
+ > 500o
C → láng hoµ n toµn L, < 245o
C r¾ n hoµ n toµ n, trong kho¶ ng (500 ÷ 245o
C) 2 pha
(láng + r¾ n) = (L + Sb). Khi lµ m nguéi th× tinh thÓ B (Sb) t¹ o thµ nh cµng nhiÒu.
¸p dông quy t¾c c¸nh tay ®ßnp dông quy t¾c c¸nh tay ®ßnp dông quy t¾c c¸nh tay ®ßnp dông quy t¾c c¸nh tay ®ßn::::
- t¹ i ®iÓ m a tû lÖ pha r¾ n %Sb= a’’a/a’’a’=(60-37)/(100-37)= 36,5%, pha láng %L=63,5%
- t¹ i ®iÓ m b tû lÖ pha r¾n %Sb= b’’b/b’’b’= (60-13)/(100-13)=54%, pha láng %L=46%
¸p dông quy t¾c pha:p dông quy t¾c pha:p dông quy t¾c pha:p dông quy t¾c pha: t¹ i ®iÓ m 1& a T=2-2+1= 1 ®«ng ®Æ c trong kho¶ ng no
→cã thÓ thay
®æi
trª n ®iÓ m 1 T=2-1+1=2 → thay ®æi c¶ % vµ no
mµ pha láng (hÖ ) vÉn b¶o tån
t¹ i ®iÓ m cïng tinh E T=2-3+1=0 → ®«ng ®Æ c cïng tinh th× no
kh«ng ®æi gièng KL ng/chÊ t
Ph¶ n øng cïng tinh: LE → (A + B) hay L13%Sb → (Pb + Sb).
Hîp kim cã thµnh phÇn ë chÝ nh ®iÓ m E → hîp kim cïng tinh, cã nhiÖ t ®é ch¶ y thÊ p nhÊ t,
Hîp kim < 13%Sb = HK tr−íc cïng tinh, HK>13%Sb →sau cïng tinh (tù kh¶ o s¸t HKTCT)
3.2.4.3.2.4.3.2.4.3.2.4. Gi¶n ®å lo¹i IIGi¶n ®å lo¹i IIGi¶n ®å lo¹i IIGi¶n ®å lo¹i II
§/n: lµ G§P cña hÖ 2 cÊ u tö hoµ tan v« h¹ n ë tr¹ ng th¸i r¾ n vµ láng (h× nh 3.10)
HÖ ®iÓ n h× nh Cu - Ni ë h× nh 3.10.a vµ hÖ Al2O3 - Cr2O3 ë h× nh 3.10b.
S¬ ®å biÓu diÔn sù h×nh thµnh tæ chøc khi kÕt tinh ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau.
a) b)
H× nh 3.10. Gi¶n ®å pha lo¹i II, hÖ Cu-Ni (a) vµ hÖ Al2O3 - Cr2O3 (b).
3.2.5.3.2.5.3.2.5.3.2.5. Gi¶n ®å lo¹i IIIGi¶n ®å lo¹i IIIGi¶n ®å lo¹i IIIGi¶n ®å lo¹i III
§/n:§/n:§/n:§/n: Lµ gi¶ n ®å pha cña hÖ hai cÊ u tö, hßa tan cã h¹ n ë tr¹ ng th¸i r¾n vµ cã t¹ o thµ nh
cïng tinh, h× nh 3.12. HÖ ®iÓ n h× nh lµ Pb-Sn. D¹ ng kh¸ gièng víi gi¶n ®å lo¹i I, kh¸c nhau
ë ®© y lµ
+ T−¬ng tù nh− gi¶ n ®å lo¹i I, nhiÖ t ®é ch¶ y cña HK gi¶ m khi t¨ ng cÊ u tö thø hai.
c¸c dung dÞ ch r¾n cã h¹ n α vµ
β thay thÕ cho c¸c cÊ u tö A vµ
B.
AEB - ®−êng láng, ACEDB-
®−êng r¾ n.
H× nh 3.12. Gi¶n ®å lo¹i III, hÖ
Pb - Sn vµ s¬ ®å h×nh thµnh
tæ chøc khi kÕt tinh ë tr¹ng
th¸i c©n b»ng cña hîp kim
F
G
A
B245
200
19,2 61,9 97,5
183
100
13,3
300
20 40 60 80 SnPb
%Sn
E
aa’
2
3
4
1
2’
C D
α
α+Sn
18,5 57
nhiÖt®é,o
C
L L+40%S
1
α13,3%Sn
L40%Sn2
3 4
%Cr2O3
Cr2O3Al2O3 20 40 8060
2000
2100
2200
nhiÖt®é,
L
L+α
α
2266
2045
%Ni
NiCu 20 40 8060
1000
1200
1400
nhiÖt
1455
1083
®−êng
®−êng
L
α
L+α
1
2
2’’
0
1’

6. 41
+ §iÓ m cïng tinh E víi ph¶ n øng cïng tinh : LE → [α+β] hay L61,9 → [α19,2+ β97,5]
+ HK < 61,9%Sn → tr−íc cïng tinh (tr¸i E) vµ HK> 61,9%Sn → HK sau cïng tinh (ph¶ i E)
+ CF vµ DG lµ giíi h¹ n hßa tan. §é hßa tan max ë nhiÖ t ®é cïng tinh 183o
C
+ Cã thÓ chia c¸c hîp kim cña hÖ thµ nh ba nhãm sau.
• Nhãm chøa rÊ t Ý t cÊ u tö thø hai (bª n tr¸i F, bª n ph¶ i G), sau khi kÕ t tinh xong chØ cã
mét dung dÞ ch r¾ n α hoÆ c β, cã ®Æ c tÝ nh nh− gi¶n ®å lo¹i II.
• Nhãm cã thµ nh phÇ n n» m trong kho¶ ng (tõ F®Õ n C vµ D ®Õ n G), no
< CF vµ DG →βII&αII.
• Nhãm giµ u nguyªn tè HK (tõ C ®Õ n D), sau khi tiÕt ra dung dÞ ch r¾ n → (αC hay βD), pha
láng cßn l¹ i → ®iÓ m cïng tinh E.
Kh¶ o s¸t HK 40%Sn cña hÖ Pb - Sn (h× nh 3.12).
- Trªn 245o
C HK ch¶ y láng hoµ n toµ n, ë 245o
C hîp kim b¾ t ®Ç u kÕ t tinh ra α2’ víi
13,3%Sn, nguéi tiÕ p tôc dung dÞ ch r¾ n A→C, pha láng cßn l¹ i A→E chiÒ u t¨ ng lª n cña
hµ m l−îng Sn.
¸p dông quy t¾ c ®ßn bÈy: ë 200o
C pha α chøa 18,5%Sn (a’) vµ L chøa 57%Sn (a’’),
%r¾ n= (57-40)/(57-18,5) = 44,2%, %L = 55,8%
ë nhiÖ t ®é cïng tinh (LE → [αC + βD]), %L=(61,9-40)/(61,9-19,2)=51,3%, vµ %α=48,7%
trong cïng tinh %α=(97,5-61,9)/(97,5-19,2)= 45,5% vµ %β=54,5%
§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm: hai lo¹ i dung dÞ ch r¾ n α: lo¹ i kÕ t tinh ®Ç u tiª n ë trª n 183o
C vµ lo¹ i cïng kÕ t tinh
víi β ë nhiÖ t ®é kh«ng ®æi (183o
C) vµ ®−îc gäi lµ α cïng tinh (bá qua αII).
H× nh 3.13 lµ tæ chøc tÕ vi cña hai hîp kim hÖ nµy.
3.2.6.3.2.6.3.2.6.3.2.6. Gi¶n ®å lo¹i IVGi¶n ®å lo¹i IVGi¶n ®å lo¹i IVGi¶n ®å lo¹i IV
§/n: Lµ G§P hai cÊ u tö cã t¹ o thµ nh hîp chÊ t hãa häc
AmBn,
Trªn ®© y lµ bèn gi¶ n ®å pha hai cÊu tö c¬ b¶ n nhÊ t, thùc tÕ cßn cã nhiÒ u kiÓ u gi¶n
®å pha phøc t¹ p víi c¸c ph¶ n øng kh¸c.
3.2.7.3.2.7.3.2.7.3.2.7. C¸c gi¶nC¸c gi¶nC¸c gi¶nC¸c gi¶n ®å pha víi c¸c ph¶n øng kh¸c®å pha víi c¸c ph¶n øng kh¸c®å pha víi c¸c ph¶n øng kh¸c®å pha víi c¸c ph¶n øng kh¸c
GGGG§P víi c¸c p§P víi c¸c p§P víi c¸c p§P víi c¸c ph¶n øng bao tinh (peritectic)(peritectic)(peritectic)(peritectic)::::L+R1→R2.VÝ dô G§P Fe-C→L0,5+ δ0,1 → γ0,16
D¹ ng ®iÓ n h× nh lµ hÖ HK Mg-Ca (h× nh 3.14) víi
hîp chÊ t ho¸ häc æn ®Þ nh Mg4Ca3, = tæng cña hai
gi¶ n ®å lo¹ i I: Mg - Mg4Ca3 vµ Mg4Ca3-Ca. §−îc
kh¶ o s¸t nh− 2 gi¶ n ®å ®éc lË p.
H× nh 3.14. Gi¶n ®å lo¹i IV, hÖ Mg-Ca %Ca
CaMg 20 40 8060
400
600
800
nhiÖt®é,
55,3
L
L+Ca
Mg4Ca3+CaMg+Mg4Ca3
L+Mg4Ca3
Mg4Ca3+L
Mg+L
516
445
H× nh 3.13. Tæ chøc tÕ vi
cña hîp kim Pb - Sb: a.
cïng tinh [α+β], mµu tèi lµ
α giµu Pb, b. tr−íc cïng
tinh víi 40%Sn [α ®éc lËp
lµ c¸c h¹t lín mµu ®en bÞ
bao bäc bëi cïng tinh [α+β]

7. 42
§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm: r¾n míi R2 n» m gi÷a Lbt& R1 trª n G§P, p/ø bao tinh kh«ng x¶ y ra hoµ n toµ n, v× R2
t¹ o thµ nh bao bäc lÊy R1 t¹ o nª n líp mµ ng ng¨ n c¸ch kh«ng cho ph¶n øng tiÕ p tôc.
G§P cã ph¶n øng cïng tÝ ch (eutectoid)(eutectoid)(eutectoid)(eutectoid):::: R → [R1+R2]
§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm:§/®iÓm: kh¸c víi ph¶ n øng cïng tinh, cïng tÝ ch lµ pha r¾ n → 2 pha r¾ n.
VÝ dô: G§P Fe - C: Feγ(C)0,8 → [Feα + Fe3C] (sÏ kh¶ o s¸t sau).
Sù tiÕt pha khái dung dÞ ch r¾n
TiÕ t pha βII & αII (h× nh 3.12) lµ c¸c phÇ n tö nhá mÞ n, ph© n t¸n, ph© n bè ®Ò u trong nÒ n
pha mÑ → ho¸ bÒ n → hãa bÒ n tiÕ t pha.
3.2.8.3.2.8.3.2.8.3.2.8. Quan hÖ gi÷a d¹ng gi¶n ®å pha vµ tÝ nh chÊt cña hîp kimQuan hÖ gi÷a d¹ng gi¶n ®å pha vµ tÝ nh chÊt cña hîp kimQuan hÖ gi÷a d¹ng gi¶n ®å pha vµ tÝ nh chÊt cña hîp kimQuan hÖ gi÷a d¹ng gi¶n ®å pha vµ tÝ nh chÊt cña hîp kim
a.a.a.a. TÝ nh chÊt c¸c pha thµnh phÇnTÝ nh chÊt c¸c pha thµnh phÇnTÝ nh chÊt c¸c pha thµnh phÇnTÝ nh chÊt c¸c pha thµnh phÇn
Hîp kim cã tæ chøc mét pha → tÝ nh chÊt cña hîp kim lµ tÝ nh chÊ t cña pha ®ã
HK cã tæ chøc bao gåm hçn hîp cña nhiÒ u pha th× tÝ nh chÊ t cña hîp kim lµ sù tæng hîp
hay kÕ t hîp tÝ nh chÊ t cña c¸c pha thµnh phÇ n (kh«ng ph¶ i lµ céng ®¬n thuÇ n), gåm c¸c
tr−êng hîp:
HK lµ DDR (dung dÞ ch r¾n) + c¸c pha trung gian: Quan hÖ tÝ nh chÊ t - nång ®é th«ng
th−êng ®−îc x¸c ®Þ nh b» ng thùc nghiÖm.
§/®iÓm tÝ nh chÊt vµ sù h× nh thµnh:§/®iÓm tÝ nh chÊt vµ sù h× nh thµnh:§/®iÓm tÝ nh chÊt vµ sù h× nh thµnh:§/®iÓm tÝ nh chÊt vµ sù h× nh thµnh:
DDDDung dÞ ch r¾nung dÞ ch r¾nung dÞ ch r¾nung dÞ ch r¾n (tÝ nh chÊ t gÇ n gièng víi KL dung m«i), th−êng rÊ t dÎ o, dai vµ mÒ m,
Pha trung gianPha trung gianPha trung gianPha trung gian :::: tÝ nh chÊ t kh¸c h¼ n víi c¸c cÊ u tö nguyª n chÊ t: cøng hoÆ c rÊ t cøng, gißn.
PPPPha trung gian chØ xuÊt hiÖ nha trung gian chØ xuÊt hiÖ nha trung gian chØ xuÊt hiÖ nha trung gian chØ xuÊt hiÖ n khi ®−a cÊ u tö thø hai vµ o víi l−îng v−ît qu¸ giíi h¹ n hßa
tan.
b.b.b.b. TÝ nh chÊt cña hçn hîp c¸c phaTÝ nh chÊt cña hçn hîp c¸c phaTÝ nh chÊt cña hçn hîp c¸c phaTÝ nh chÊt cña hçn hîp c¸c pha: Quan hÖ tuyÕ n tÝ nh:: Quan hÖ tuyÕ n tÝ nh:: Quan hÖ tuyÕ n tÝ nh:: Quan hÖ tuyÕ n tÝ nh: h× nh 3.16, ®¬n gi¶n nhÊ t
TÝ nh chÊ t cña hçn hîp : ∑=Σ
1
n
ii XTT , trong ®ã Ti vµ Xi lµ tÝ nh chÊ t vµ tû lÖ cña pha i, ®èi
víi hîp kim 2 pha: PHK = T1X1 + T2.X2 hay PHK = T1 + X2.(T2 - T1). Víi Xi ∈ G§P (h× nh 3.16)
H× nh 3.16. TÝ nh chÊt cña hîp kim vµ gi¶n ®å pha - quan hÖ tuyÕn tÝ nh
q/hÖ tuyÕ n tÝ nh chØ ®óng khi cïng cì h¹ t vµ c¸c pha ph© n bè ®Ò u ®Æ n.
%B → BA
nhiÖt®é,PΣ
L
L+B
A+L
PΣ
A+B
%B → AmBn
A
nhiÖt®é,PΣ
Lα+L
PΣ
L+AmBn
α
α+AmBn
%B → BA
nhiÖt®é,PΣ
L
L+α
PΣ α
PA
PB
%B → BA
nhiÖt®é,PΣ
Lα+L
PΣ
L+β
α
β
α+β
Pβ
Pα
PA
PB
Pα
PAmBn

8. 43
Quan hÖ phi tuyÕn:Quan hÖ phi tuyÕn:Quan hÖ phi tuyÕn:Quan hÖ phi tuyÕn:. Trong tr−êng hîp h¹ t nhá ®i hoÆ c to lª n, tÝ nh chÊt ®¹ t ®−îc sÏ thay
®æi
tuú theo tr−êng hîp: h¹ t nhá di → ®é dai t¨ng = bÒ n
+ dÎ o t¨ ng
ChÝ nh v× thÕ mµ tÝ nh chÊ t cña hîp kim cã thÓ kh«ng
cßn tu© n theo quan hÖ tuyÕ n tÝ nh nhÊ t lµ t¹ i ®iÓ m
cïng tinh, cïng tÝ ch vµ l© n cË n (h× nh 3.17).
H× nh 3.17. Quan hÖ phi tuyÕ n gi÷a tÝ nh chÊ t vµ G§P
3.3.3.3.3.3.3.3. Gi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha Fe ---- C (FeC (FeC (FeC (Fe ---- FeFeFeFe3333C)C)C)C)
Gi¶ n ®å pha Fe - C (chØ xÐ t hÖ Fe - Fe3C) kh¸ phøc t¹ p, rÊ t ®iÓ n h× nh ®Ó minh häa c¸c
t−¬ng t¸c th−êng gÆ p vµ ®−îc sö dông rÊ t nhiÒ u trong thùc tÕ .
Ngoµ i ra cßn cã gi¶n ®å Fe - grafit lµ hÖ c© n b»ng æn chñ yÕ u lµ dïng trong gang.
3.3.1.3.3.1.3.3.1.3.3.1. T−¬ng t¸c gi÷a Fe vµ CT−¬ng t¸c gi÷a Fe vµ CT−¬ng t¸c gi÷a Fe vµ CT−¬ng t¸c gi÷a Fe vµ C
Fe,Fe,Fe,Fe, kh¸ dÎ o (dÔ biÕ n d¹ ng nguéi), dai, tuy bÒn, cøng h¬n Al, Cu nhiÒ u song vÉn cßn rÊ t
thÊ p so víi yª u cÇ u sö dông.
Khi ®−a C vµ o Fe gi÷a → hãa bÒ n, rÎ h¬n → HK Fe-C trë nª n th«ng dông
a.a.a.a. Sù hßa tan cñaSù hßa tan cñaSù hßa tan cñaSù hßa tan cña CCCC vµovµovµovµo FeFeFeFe
T¹o dung dÞ ch r¾n xen kÏ :T¹o dung dÞ ch r¾n xen kÏ :T¹o dung dÞ ch r¾n xen kÏ :T¹o dung dÞ ch r¾n xen kÏ : b¸n kÝ nh nguyª n tö rC = 0,077nm, rFe = 0,1241nm) → C chØ cã
thÓ hßa tan cã h¹ n vµ o Fe ë d¹ ng dung dÞ ch r¾ n xen kÏ .
Fe cã 2 kiÓ u m¹ ng tinh thÓ: lftk A2 (no
< 911o
C - Feα vµ 1392 ÷ 1539o
C - Feδ) vµ lftm A1
(911 ÷ 1392o
C - Feγ), kh¶ n¨ ng hßa tan cacbon vµ o c¸c pha Fe kh¸c nhau:
FeFeFeFeαααα vµ Fevµ Fevµ Fevµ Feδδδδ víi mvíi mvíi mvíi m¹ng¹ng¹ng¹ng A2A2A2A2 tuy mË t ®é xÕ p thÊ p, cã nhiÒ u lç hæng, song mçi lç hæng l¹ i cã
kÝ ch th−íc qu¸ nhá (lç t¸m mÆ t cã r = 0,02, lç bèn mÆt lín h¬n cã r = 0,036), lín nhÊ t
còng chØ b» ng 50% kÝ ch th−íc cña nguyª n tö s¾t → Feα chØ hoµ tan ®−îc ≤0,02%C vµ
Feδ ≤0,1%C.
FeFeFeFeαααα vvvvµ Feµ Feµ Feµ Feδδδδ, Fe, Fe, Fe, Feγγγγ víi m¹ng A1víi m¹ng A1víi m¹ng A1víi m¹ng A1:::: tuy cã mËt ®é xÕ p cao h¬n, nh−ng lç hæng l¹ i cã kÝ ch th−íc
lín h¬n (lç bèn mÆ t r = 0,028nm, lç t¸m mÆ t r = 0,051nm), vÉ n cßn h¬i nhá nh−ng nhê c¸c
nguyª n tö s¾t cã thÓ gi· n ra → Feγ hßa tan ®−îc cacbon ≤2,14%C.
b.b.b.b. T−¬ng t¸c hãa häcT−¬ng t¸c hãa häcT−¬ng t¸c hãa häcT−¬ng t¸c hãa häc gi÷a Fe vµ Cgi÷a Fe vµ Cgi÷a Fe vµ Cgi÷a Fe vµ C
Austenit (γ) lµ DDR cña C trong Feγ, m¹ng A1, g/h¹n hoµ tan: 727o
C -0,8%C, 1147o
C-
2,14%C
Ferit (α) lµ DDR cña C trong Feα, m¹ ng A2, giíi h¹ n hoµ tan: 20o
C-0,006%C, 727o
C-0,8%C
Fe3C lµ pha xen kÏ , cã kiÓ u m¹ ng phøc t¹ p, cã thµ nh phÇ n 6,67%C + 93,33%Fe.
3.3.2.3.3.2.3.3.2.3.3.2. Gi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha Fe ---- FeFeFeFe3333C vµ c¸c tæ chøcC vµ c¸c tæ chøcC vµ c¸c tæ chøcC vµ c¸c tæ chøc
a.a.a.a. Gi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha FeGi¶n ®å pha Fe ---- FeFeFeFe3333CCCC
H× nh 3.18 víi c¸c ký hiÖ u c¸c täa ®é
(no
, o
C - %C) nh− sau:
Mét sè ®−êng cã ý nghÜ a thùc tÕ rÊt quan träng:Mét sè ®−êng cã ý nghÜ a thùc tÕ rÊt quan träng:Mét sè ®−êng cã ý nghÜ a thùc tÕ rÊt quan träng:Mét sè ®−êng cã ý nghÜ a thùc tÕ rÊt quan träng:
- ABCD lµ ®−êng láng ®Ó x¸c ®Þ nh nhiÖ t ®é ch¶ y → ®óc
- AHJECF lµ ®−êng r¾ n → kÕ t tinh hoµ n toµ n → ®óc.
- PSK (727o
C) lµ ®−êng cïng tÝ ch → nhiÖ t luyÖ n
- ES - giíi h¹ n hßa tan cacbon trong Feγ → ho¸ nhiÖ t luyÖ n, nhiÖ t luyÖ n.
%B → BA
nhiÖt®é,PΣ
Lα+L
PΣ
L+β
α
β
α+β
Pβ
Pα

9. 44
- PQ - giíi h¹ n hßa tan cacbon trong Feα → nhiÖ t luyÖ n kÐ m quan trong h¬n
A (1539 - 0) B (1499 - 0,5)
C (1147 - 4,3) H (1499 - 0,10)
P (727 - 0,02) Q (0 - 0,006)
S (727 - 0,80) D (~1250 - 6,67)
E (1147 - 2,14) K (727 - 6,67)
G (911 - 0) F (1147 - 6,67)
J (1499 - 0,16) N (1392 - 0)
H× nh 3.18. Gi¶n ®å pha Fe - C
(Fe - Fe3C)
b. C¸c chuyÓ n biÕ n khi lµm nguéi chËmb. C¸c chuyÓ n biÕ n khi lµm nguéi chËmb. C¸c chuyÓ n biÕ n khi lµm nguéi chËmb. C¸c chuyÓ n biÕ n khi lµm nguéi chËm
- ChuyÓ n biÕ n bao tinh x¶ y ra ë 1499o
C: δH + LB → γJ hay δ0,10+ L0,50 → γ0,16 (3.1)
- ChuyÓ n biÕ n cïng tinh x¶ y ra ë 1147o
C: LC→ (γE + Xª ) hay L4,3 → (γ2,14+ Xª ) (3.2)
- ChuyÓ n biÕ n cïng tÝ ch x¶ y ra ë 727o
C: γS → [αP + Xª] hay γ0,8 → [α0,02+ Xª ] (3.3)
- Sù tiÕ t pha Fe3C d− ra khái dung dÞ ch r¾n cña cacbon: γ, no
< ES →XªII vµ α, no
< PQ
→Xª III.
c.c.c.c. C¸c tæ chøc mét phaC¸c tæ chøc mét phaC¸c tæ chøc mét phaC¸c tæ chøc mét pha
FeritFeritFeritFerit (αααα, F, F, F, F), ®· nªu ë trªn, Ferit lµ pha tån t¹ i ë nhiÖ t ®é th−êng, tû lÖ cao nhÊt (tíi 90%),
quan träng ®ãi víi c¬ tÝ nh cña hîp kim Fe - C. Tæ chøc tÕ vi cña ferit (xem h× nh 3.22) cã
d¹ ng c¸c h¹ t s¸ng, ®a c¹ nh.
AustenitAustenitAustenitAustenit [γγγγ, AAAA, FeFeFeFeγγγγ(C)(C)(C)(C)], ®· nªu trªn, kh¸c víi F, γγγγ kh«ng cã tÝ nh s¾ t tõ, chØ tån t¹ i ë nhiÖ t
®é cao (> 727o
C), chØ tån t¹ i ë nhiÖ t ®é cao hoÆ c TKG austenit, Γ13,…nh−ng l¹ i cã vai trß
quyÕ t ®Þ nh trong biÕ n d¹ ng nãng vµ nhiÖ t luyÖ n.
TÝ nh chÊ t cña γγγγ:::: cã tÝ nh dÎ o rÊ t cao (m¹ ng A1).
Nhê γγγγ cã tÝ nh dÎ o caocã tÝ nh dÎ o caocã tÝ nh dÎ o caocã tÝ nh dÎ o cao →→→→ thÓ tiÕ n hµ nh biÕ n d¹ ng nãng mäi hîp kim Fe - C víi C < 2,14%
Lµ m nguéi austenit víi tèc ®é ≠ → tæ chøc ≠ → c¬ tÝ nh ≠: nguéi chË m → P+F mÒ m,
nguéi nhanh → mactenxit cøng. Tæ chøc tÕ vi cña γγγγ gåm c¸c h¹ t s¸ng, cã thÓ víi mµ u
®Ë m nh¹ t kh¸c nhau ®«i chót, cã c¸c ®−êng song tinh.
Xª mXª mXª mXª mentitentitentitentit (XXXXªªªª , FeFeFeFe3333CCCC): lµ pha xen kÏ víi kiÓ u m¹ng phøc t¹p cã c«ng thøc Fe3C vµ thµ nh
phÇ n 6,67%C, cøng vµ gißn, cïng víi ferit nã t¹ o nª n c¸c tæ chøc kh¸c nhau cña hîp kim
Fe - C.
Ng−êi ta ph©n biÖt 4 lo¹ i Xª :
- XeI tiÕ t ra tõ pha láng khi lµ m nguéi HK > 4,3%C. XªI cã d¹ ng th¼ng, th« to (h× nh 3.24b)
®«i khi cã thÓ thÊ y ®−îc b»ng m¾ t th−êng.
γ
γ+L
L
E C
P
α
G
J
BA
H
Q
δ
F+P
peclit
lª®ªburi
P+Xª I
P+Xª II+Lª Lª + Xª I
727
1147
A3
Acm
L+Xª
Fe Fe3C0,8 2,14 4,3
910
1200
nhiÖt®é,
o
C
%C →
1 2 3 4 5 6
500
D
F
K
γ+Xª II
γ+Xª II+Lª Lª + Xª I
S

10. 45
- XeII ®−îc t¹ o thµnh lµ m nguéi γ theo ®−êng ES HK cã 0,80<%C< 2,14, D¹ ng l−íi bao
quanh h¹ t γγγγ (peclit) h× nh 3.23, l−íi liªn tôc lµ m gi¶m m¹ nh tÝ nh dÎ o vµ dai cña hîp kim,
l−íi r¸ch t¨ ng cøng vµ chÞ u mµ i mßn tèt.
- XeIII ®−îc t¹ o thµ nh khi lµ m nguéi F d−íi ®−êng PQ, qu¸ nhá th−êng ®−îc bá qua.
- Xª cïng tÝ ch ®−îc t¹ o thµ nh do chuyÓ n biÕ n cïng tÝ ch → peclit, rÊt quan träng, xÐ t sau.
GrafitGrafitGrafitGrafit chØ ®−îc t¹ o thµ nh trong gang v× cã Si, kh¶ o s¸t trong gang sau nµ y.
d.d.d.d. C¸c tæ chøc hai phaC¸c tæ chøc hai phaC¸c tæ chøc hai phaC¸c tæ chøc hai pha
PeclitPeclitPeclitPeclit (cã thÓ ký hiÖ u b» ng PPPP, [Fe[Fe[Fe[Feαααα + Fe+ Fe+ Fe+ Fe3333C]C]C]C]).
§/n: lµ hçn hîp cïng tÝ ch cña F vµ Xª ®−îc t¹ o thµ nh tõ ph¶n øng cïng tÝ ch (3.3).
§/®iÓm: Trong P cã 88% F vµ 12% Xª ph© n bè ®Ò u → kÕ t hîp dÎ o víi pha cøng → bÒ n
cao, cøng nh−ng còng ®ñ dÎ o, dai lµ vË t liÖu kÕ t cÊ u vµ c«ng cô tèt, gåm: P tÊ m vµ peclit
h¹ t.
Peclit tÊm (h× nh 3.21a): th−êng gÆ p h¬n, F & Xª ®Ò u ë d¹ ng tÊ m n» m xen kÏ nhau.
Peclit h¹t (h× nh 3.21b): Ý t gÆ p h¬n, Xª thu gän l¹ i thµ nh d¹ ng h¹ t n» m ph© n bè ®Ò u trª n
nÒ n F. So víi peclit tÊ m, peclit h¹t cã ®é bÒ n, ®é cøng thÊ p h¬n, ®é dÎ o, ®é dai cao h¬n
®«i chót. Peclit h¹ t th−êng ®−îc t¹ o thµ nh khi gi÷ nhiÖt l©u ë (600 ÷ 700o
C).
Lª ®ª buritLª ®ª buritLª ®ª buritLª ®ª burit (Lª hay [[[[P + XeP + XeP + XeP + Xe]) trª n 727o
C lµ [γ+Xª ] d−íi 727o
C lµ [P+Xª ]
H× nh 3.21: Lª = hçn hîp cña peclit tÊm (c¸c h¹ t tèi nhá) trª n nÒ n xª mentit s¸ng.
Lª ®ª burit cøng vµ gißn v× tû lÖ Xª cao (%Xª =(4,3-0,8)/(6,67-0,8)=59,6%) vµ chØ cã trong
gang tr¾ ng.
3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3. Ph©n lo¹iPh©n lo¹iPh©n lo¹iPh©n lo¹i
a.a.a.a. Kh¸i niÖ mKh¸i niÖ mKh¸i niÖ mKh¸i niÖ m chung vÒ thÐ p, gangchung vÒ thÐ p, gangchung vÒ thÐ p, gangchung vÒ thÐ p, gang
ThÐ p vµ gang ®Ò u lµ hîp kim Fe-C, trong ®ã: < 2,14%C lµ thÐ p, ≥ 2,14%C lµ gang.
§/®iÓm: tÊ t c¶ c¸c thÐ p khi ®−îc nung nãng trªn ®−êng GSE t−¬ng øng ®Ò u cã 1 pha γ
TÝ nh ®óc cña thÐ p lµ thÊ p (no
ch¶y cao, co nhiÒu), Ý t ®−îc sö dông ®Ó chÕ t¹o vË t ®óc.
Gang kh«ng thÓ nung nãng ®Ó cã tæ chøc mét pha γ mµ bao giê còng cßn Xª (hay grafit)
→ kh«ng biÕ n d¹ ng nguéi lÉ n nãng ®−îc (kÓ c¶ lo¹ i ®−îc gäi lµ gang rÌ n), tÝ nh ®óc tèt.
b. C¸c lo¹i thÐ p, gang theo gi¶n ®å pha Feb. C¸c lo¹i thÐ p, gang theo gi¶n ®å pha Feb. C¸c lo¹i thÐ p, gang theo gi¶n ®å pha Feb. C¸c lo¹i thÐ p, gang theo gi¶n ®å pha Fe ---- CCCC
ThÐ p C:ThÐ p C:ThÐ p C:ThÐ p C: lo¹i chØ chøa C vµ 1 l−îng kh«ng ®¸ng kÓ c¸c nguyªn tè kh¸c, gåm 3 lo¹ i: -
ThÐ p tr−íc cïng tÝ ch: %C <0,8%, bª n tr¸i ®iÓ m S, tæ chøc F (s¸ng) + P (tèi) (h× nh 3.22).
PhÇn lín thÐ p th−êng dïng lµ lo¹i nµy mµ tËp trung ë lo¹i ≤ 0,20%C råi tiÕ p ®Õn 0,30 ÷
0,40%C. Khi %C ↑→ %P ↑, → F ↓
- ThÐ p cïng tÝ ch: thÐ p chøa 0,80%C → tæ chøc peclit.
- ThÐ p sau cïng tÝ ch: víi thµ nh phÇ n > 0,80%C (th−êng chØ tíi 1,50%, c¸ biÖ t cã thÓ tíi
2.0 ÷ 2,2%), tæ chøc P+Xª II (h× nh 3.23).
H× nh 3.21. Tæ chøc tÕ vi cña:
a) Pec lit tÊm
b) Peclit h¹ t
c) Lª ®ª burit
b)a)
c)

11. 46
GangGangGangGang:::: t−¬ng øng víi G§P Fe-C (Fe-Fe3C) lµ gang tr¾ ng, Ý t dïng v× qu¸ cøng, gißn, kh«ng
thÓ gia c«ng c¾ t ®−îc gåm 3 lo¹ i:
- Gang tr¾ng tr−íc cïng tinh víi %C< 4,3%, cã tæ chøc P+ Xª II + Lª (h× nh 3.24a).
- Gang tr¾ng cïng tinh cã 4,3%C, ®óng ®iÓ m C hay l© n cË n, víi tæ chøc chØ lµ Lª (h× nh
3.21).
- Gang tr¾ng sau cïng tinh víi > 4,3%C ë bª n ph¶ i ®iÓm C, cã tæ chøc Lª + Xª I (h× nh
3.24b).
H× nh 3.23. Tæ chøc tÕ vi
cña thÐp sau cïng tÝ ch H× nh 3.24. Tæ chøc tÕ vi cña gang tr¾ng (x500):
(1,20%C) (x500). tr−íc cïng tinh (a) vµ sau cïng tinh (b)
c.c.c.c. C¸c ®iÓ m tíi h¹n cña thÐ pC¸c ®iÓ m tíi h¹n cña thÐ pC¸c ®iÓ m tíi h¹n cña thÐ pC¸c ®iÓ m tíi h¹n cña thÐ p
A (tõ tiÕ ng Ph¸p arrªt=dõng, c- chauffer=nung nãng, r- refroidir=lµ m nguéi)
A víi 1, 2, 3, 4, vµ cm, chóng ®−îc gäi lµ c¸c ®iÓm (hay nhiÖ t ®é) tíi h¹ n, gåm:
A1 - ®−êng PSK (727o
C) øng víi chuyÓn biÕn austenit ↔ peclit, cã trong mäi lo¹ i thÐ p.
A3 - ®−êng GS (911 ÷ 727o
C) øng víi b¾ t ®Ç u tiÕt ra F khái γ khi lµm nguéi hay kÕt thóc
hßa tan ferit vµ o austenit khi nung nãng, chØ cã trong thÐ p tr−íc cïng tÝ ch.
AAAAcmcmcmcm ---- ®−êng ES (1147 ÷ 727o
C) øng víi b¾ t ®Ç u tiÕ t ra Xª II khái γ khi lµ m nguéi hay kÕ t
thóc hßa tan XªII vµ o γ khi nung nãng, chØ cã trong thÐ p sau cïng tÝ ch. AAAA0000---- (210o
C) - ®iÓ m
Curi cña Xª, A2- (768o
C) - ®iÓ m Curi cña ferit,
Cïng mét thÐ p bao giê còng cã: Ac1 > A1 > Ar1; Ac3 > A3 > Ar3...,
H× nh 3.22. Tæ chøc tÕ vi cña
thÐp tr−íc cïng tÝ ch (x500):
a. 0,10%C,
b. 0,40%C,
c.0,60%C.