tổ chức tế vi

1. Chương 1: Sự hình thành tổ chức cùng tinh
Hợp kim Ni-Al-Nb

2. QUÁ TRÌNH KẾT TINH
Lỏng
Mầm
Lỏng
Mầm phát
triển
Biên hạt Hạt tinh thể
Có 02 loại mầm:
Mầm đồng thể
Mầm Dị thể

3. QUÁ TRÌNH KẾT TINH

4. Chương 4: Sự hình thành tổ chức cùng tinh
 điều quan trọng là phải hiểu quá trình
kết tinh cùng tinh và ảnh hưởng của nó
đối với cấu trúc của hợp kim để hợp kim
có được các đặc tính ưu việt.
Kết tinh cùng tinh là một quá trình tiết ra đồng thời hai pha rắn từ một pha lỏng ở một
nhiệt độ không đổi và hợp kim cùng tinh chỉ hình thành khi có một tỷ lệ cụ thể giữa
thành phần các pha.
L ↔  + β

5. -Al sơ cấp
-Al +Si
Si sơ cấp
CT:-Al +Si
1.1 Hợp kim Al-Si
CT: -Al +Si

6.  Quá trình kết tinh của hợp kim Al-7Si
Nồng độ %
Thời gian
Nhiệt
độ
nhánh cây
sơ cấp 
Kll
Quá trình hình thành pha sơ cấp  -Al

7.  Quá trình kết tinh của hợp kim Al-7Si
Nhiệt
độ
Nồng độ %
Thời gian
nhánh cây
sơ cấp 
Kll
Quá trình tiết ra cùng tinh của chất lỏng dư

8.  Quá trình kết tinh của hợp kim Al-7Si
Khối lượng%
Thời gian
Nhiệt
độ
CT (  +
Si)
nhánh cây
sơ cấp 

9.  Quá trình kết tinh của hợp kim Al-7Si
 -sơ cấp
CT (  + Si)
Si phân tách ra khỏi
cùng tinh
Khối lượng%
Thời gian
Nhiệt
độ

10. CT (  + Si)
Si phân tách
 Quá trình kết tinh của hợp kim Al-12.6Si

11.  Quá trình kết tinh của hợp kim Al-17Si
Si – sơ cấp
Kll
Si – sơ cấp
CT(  +Si)
Si phân tách

12. 1.2 Tổ chức cùng tinh hình thành như thế nào?

13. Sự hình thành tổ chức
cùng tinh

14.  Sự hình thành tổ chức cùng tinh: Cơ chế khuếch tán

15.  Sự hình thành tổ chức cùng tinh: Cơ chế khuếch tán

16. Hiệu ứng mặt cong của mặt phân cách cùng tinh
Tốc độ phát triển cùng tinh phụ thuộc vào tốc
độ vận chuyển chất trong pha lỏng và phụ thuộc
vào khoảng cách giữa các tấm λ. Khi λ tăng tức
là tốc độ chuyển chất của pha lỏng (khuếch tán)
giảm như vậy tốc độ tạo thành tấm cũng giảm
Nếu trường khuếch tán biên làm cho khoảng
cách pha λ có giá trị tối thiểu và điều này sẽ dẫn
đến một sự tăng trưởng nhanh hơn.
 Tuy nhiên khi λ giảm thì độ cong của mặt phân cách rắn/ lỏng tăng → quá
trình tăng trưởng sẽ tăng chậm lại do đòi hỏi độ quá nguội lớn.

17. Hình thái học của cùng tinh phụ thuộc vào điểu kiện kĩ thuật và bản chất của 2
pha. Hình thái học của cùng tinh phụ thuộc vào tổng diện tích bề mặt biên giới
giữa hai pha và năng lượng của bề mặt biên giới hai pha.
Tinh thể học cùng tinh
1.2 Tổ chức cùng tinh hình thành như thế nào
Cùng tinh có khoảng cách giữa các pha nhỏ =1/10 khoảng cách giữa các nhánh cây thứ
nhất trong các điều kiện tăng trưởng như nhau → tổng diện tích bề mặt biên giới giữa hai
pha rắn là khá lớn .

18. Tinh thể học cùng tinh
1.2 Tổ chức cùng tinh hình thành như thế nào
 Năng lượng của bề mặt biên giới thường lớn và tăng lên theo sự khác nhau giữa hai
pha → có một số hướng tinh thể năng lượng thấp sẽ tồn tại và phát triển giữa các
pha và do đó làm cho năng lượng biên giới pha trở thành tối thiểu.
 Mặc dù tổ chức cùng tinh thường được coi là sự tiết ra 2 pha rắn gần như đồng thời
từ một pha lỏng, một trong 2 pha đó vẫn được hình thành trước (được gọi là pha dẫn
đầu ). Pha thứ hai được hình thành tại phần nhô ra hoặc các nhánh của pha thứ nhất

19.  Ảnh hưởng của tốc độ nguội đến sự kết tinh cùng tinh của hợp kim
Al-Si
Tăng tốc độ nguội

20. Sự phát triển của hợp kim cùng tinh tấm ( Pb-Sn)
Thành phần của pha α và pha β rất khác nhau→ phản ứng cùng tinh liên quan
đến sự phân bố lại nguyên tử Pb và Sn bằng sự khuếch tán nguyên tử. Pha α và
β hình thành đồng thời dẫn đến cấu trúc lớp (lamellar) : được gọi là tổ chức
cùng tinh eutectic

21. Các pha dẫn đầu trong phần lớn các họ hợp kim cùng tinh thường là các pha có nhiệt độ
liquidus cao hơn
Tinh thể học cùng tinh

22. Chương 4: Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.3 Phân loại cùng tinh
- Cùng tinh đều hay cùng tinh thông thường: hai pha phát triển trên cùng 1 bề
mặt phân cách trong pha lỏng với tốc độ phát triển như nhau với entropy nóng
chảy cả hai pha thấp, tạo hình tấm hay hình que. Sự đều của cùng tinh ảnh
hưởng đáng kể đến cơ tính
Cùng tinh đều dạng tấm: hợp kim Al –Al2Cu
Cùng tinh đều dạng sợi : hợp kim Ni-NbC
- Cùng tinh đều, không đều, cùng tinh tròn đều, cùng tinh nhiều pha, cùng tinh
phân tách, cùng tinh tấm hay sợi

23. Kiểu phát triển cùng tinh dạng tấm đều regular – theo giản đồ hai pha
V = Vβ = V phát triển cùng tinh
Pha  và β phát triển thành các tấm song song
với nhau, hỗ trợ nhau và với tốc độ phát triển
như nhau
Hợp kim cùng tinh lớn lên chủ yếu với bề mặt
phân cách rắn/lỏng đẳng nhiệt và tại nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ cùng tinh cân bằng.
Bề mặt biên giới hai pha vuông góc với bề mặt
phân cách rắn/lỏng và song song với hướng
phát triển cùng tinh.
Tốc độ phát triển cùng tinh phụ thuộc vào tốc độ vận chuyển chất trong pha lỏng và phụ
thuộc vào khoảng cách giữa các tấm λ. Khi λ tăng tức là tốc độ chuyển chất của pha lỏng
(khuếch tán) giảm như vậy tốc độ tạo thành tấm cũng giảm

24. - Cùng tinh không đều hay cùng tinh bất thường: không cùng phát triển , tức sẽ
có pha phát triển trước pha kia, hình thành khi 1 pha có emtropy nóng chảy cao,
bề mặt nét ( Al-Si)

26. Cùng tinh tấm hay sợi?
• Phụ thuộc vào tỷ phần giữa hai pha mà có cùng tinh dạng tấm hay cùng tinh dạng
sợi.
• Nếu gβ ≈ 0,5 ta có dạng cùng tinh dạng tấm
• Nếu gβ ≈ <1/3 ta có cùng tinh dạng sợi của pha β trên nền pha  hay ngược lại.

27. Có tính dị hướng lớn
Cùng tinh phát triển theo hình thái cặp đôi
Phát triển dạng tương hỗ
nhau: Hai pha của cùng tinh
phát triển cùng nhau theo
kiểu khuếch tán đôi, phân
loại này còn dựa trên tỷ lệ
phân bố hai pha và dựa vào
hình thái bề mặt S/L.

28. Cùng tinh phân tách: Cùng tinh không phải lúc nào cũng đông đặc theo kiểu 2 pha.
Khi tỷ phần của 1 pha rất nhỏ thì có thể hình thành 1 dạng tổ chức gọi là cùng tinh
phân tách. Là dạng cùng tinh phát triển độc lập với nhau tuy rằng vẫn có tác động qua
lại. Không có sự trao đổi trực tiếp chất tan giữa hai pha rắn và không có điểm 3 pha.
Pha phụ khi đó hình thành các đảo cô lập, còn pha chính hình thành thông qua sự dày
lên của nhánh cây.
Cùng tinh phân tách – gang cầu

29. Hai loại hợp kim cùng tinh được sử đụng nhiều
trong thực tế là Fe-C (gang) và Al-Si
- Cùng tinh phân tách
Gang trắng

30. - Cùng tinh phân tách
- Pha cùng tinh lớn phát triển vào trong pha sơ cấp
- Tổng lượng cùng tinh nhỏ
- Phát triển không tương hỗ nhau

31. Cùng tinh không đều: Một trong hai pha có entropy nóng chảy cao
(ΔSf
β /R <2< ΔSf
 /R )
1.2 Phân loại cùng tinh
Cùng tinh dạng sợi Cùng tinh dạng tấm
Al-Si

Hai pha hoàn toàn không hợp tác với nhau. Các phản ứng cùng tinh trong
quá trình kết tinh thường tạo ra các chất rắn có hình thái khác nhau.


32. Cùng tinh là đều hay
không đều ?
ΔSf
x/R <2?
ΔSf
y/R > 2?

33. Khi cả hai pha rắn đều có hình thái không có mặt non-faceted, đặc trưng khi cả
hai là kim loại, các điểm ba pha có thể được duy trì trong hầu hết mọi hướng phát
triển. Điểm ba pha  -β – lỏng nằm gần hơn với đường đẳng nhiệt, phát triển ở
nhiệt độ T thấp hơn một chút Tcùng tinh .  -β có thể là sợi hoặc tấm và trong trường
hợp này cùng tinh được gọi là cùng tinh đều regular.
Khi một trong hai pha phát triển theo kiểu không có mặt non-faceted, ví dụ pha
, trong khi pha β phát triển theo kiểu nhiều mặt, điểm 3 pha đạt được khi pha
faceted là dạng sợi hay dạng tấm. Từ đó các pha này phát triển dọc theo hướng
xác định, kết quả cấu trúc cùng tinh là phức tạp và không đều, mặt trước đông đặc
không phải là đẳng nhiệt. Từ đó cùng tinh được gọi là không đều (irregular) – phù
hợp với trường hợp Al-Si hay gang graphit.
Cùng tinh đều hay không đều ?

34. Cùng tinh là đều hay không đều ?
Khi cả hai pha rắn  và β đều có
mặt, chúng phát triển dọc theo
hướng tinh thể xác định và không
tạo ra các điểm 3 pha. Do đó các
dạng phát triển faceted dạng sợi hay
tấm của  và pha β là phát triển độc
lập với nhau mặc dù chúng vẫn trao
đổi chất tan vào pha lỏng. Do đó
không có sự phát triển cùng tinh
trong trường hợp này.

35. Độ bền của hợp kim cùng tinh
Cải thiện tổ chức tế vi
2. Cải thiện hình dáng và kích thước của pha thứ
nhất
3. Tăng lượng cùng tinh
4. Giảm kích thước hạt bằng cách bổ sung các
chất làm nhỏ mịn hạt hoặc các chất biến tính
1. Giảm khoảng cách pha cùng tinh bằng cách
tăng tốc độ đông đặc

36. Trường hợp cùng tinh Al-Si
Hợp kim Al-Si sau biến tính
Hợp kim Al-Si chưa biến tính
Tinh thể Si (pha dẫn đầu) tiết ra theo hình thái
có mặt ( nếu không được biến tính)
 Một số chất điện dương như Na, Ca và Sr có thể làm thay đổi hình thái Si cùng tinh
từ dạng tấm sang dạng sợi.
 Nhiệt độ phản ứng cùng tinh có thể hạ thấp 10o so với trường hợp không biến tính

37. So sánh tổ chức của hợp kim Al-Si trước và sau biến tính
Nguyên tử của các chất biến tính được
hấp thụ tại các gờ mép của tinh thể Si
và do đó cản trở sự phát triển của tinh
thể Si tại đó
Hợp kim Al-Si trước và sau biến tính

38. Chương 1. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.3. Một số ví dụ
Thí dụ 1: Xác định
a) Độ hoà tan của thiếc trong chì ở 1000
C;
b) Độ hoà tan tối đa của chì trong thiếc;
c) Lượng pha β được hình thành nếu hợp
kim Pb-10% Sn được làm nguội tới 00
C;
d) Khối lượng thiếc trong các pha  và β
trong hợp kim Pb-10% Sn .
e. Khối lượng của Pb trong 2 pha ở 00C
(Giả thiết tổng khối lượng của hợp kim là
100 g )

39. Chương 1. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.3. Một số ví dụ
Thí dụ 2: Hợp kim cùng tinh chứa
61,9% Sn. Pha  và β cùng xuất hiện
ở nhiệt độ cùng tinh 1830 C
a) Xác định hàm lượng và thành phần
các pha trong hợp kim cùng tinh
Pb-Sn
b) Tính khối lượng của các pha có
mặt;
c) tính lượng Pb và Sn trong mỗi pha
(Giả thiết tổng khối lượng của hợp kim
là 200 g )
+L +L

40. Chương 1. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.3. Một số ví dụ
Thí dụ 3. Hãy thiết kế một loại vật liệu hàn răng thoả mãn các điều kiện sau:
1. Có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 2300 C
2. Có độ bền kéo lớn hơn 40MPA
3. Có khoảng 60 - 70% pha lỏng
4. Giá thành thấp
Giải: Ta hãy chọn hợp kim Pb-Sn
Có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 2300 C
Có hàm lượng Sn >45%

41. 1.4. Cơ chế khuếch tán của cùng tinh
1.4.1 Cơ chế khuếch tán cặp đôi của cùng tinh tấm đều
Hướng phát
triển cùng tinh
- Trường khuếch tán
λ/2
Cùng tinh tấm đều Cacbon
tetrabromide – hexachloroethan
Vùng biên giới
khuếch tán

42. - Trường khuếch tán
 Xét trường hợp hai pha lớn lên riêng biệt
với bề mặt phân cách rắn/lỏng phẳng, độ dày
c =2D/v ( D/v: tốc độ khuếch tán chất tan từ
mặt phân cách vào pha lỏng/vận tốc thải chất
tan từ pha rắn).
 Một trường khuếch tán có bán kính tác dụng
lớn như vậy sẽ làm cho rất nhiều chất hoà tan
được tập trung và tương ứng là một nhiệt độ
thấp ở bề mặt phân cách 2 pha
 Trong quá trình lớn lên ở trạng thái ổn định
mỗi pha sẽ có nhiệt độ ở mặt phân cách bằng
nhiệt độ của đường đặc giả ổn định

43. - Trường khuếch tán
 Bởi vậy sự khuếch tán biên dọc theo mặt phân
cách rắn/lỏng, vuông góc với tấm, sẽ có vai trò
quyết định và dẫn tới sự giảm mức độ tập trung
chất hoà tan ở phía trước cả 2 pha. Một trường
khuếch tán theo chu kì sẽ được hình thành
 Xét trường hợp hai pha
đặt gần nhau, chất tan do
một pha thải ra lại cần cho
sự phát triển của pha khác.
 Một lớp biên rộng ở bề mặt hai pha được thay
bởi lớp biên nhỏ và mỏng, chiều dày chỉ =λ/2
( ≤ λ )
λ/2

44. - Trường khuếch tán
Cùng tinh tấm đều Cacbon
tetrabromide – hexachloroethan
λ/2 Vùng biên giới
khuếch tán
Thành phần của mặt phân cách ở lớp biên giới
sẽ dao động trong một khoảng nhỏ quanh thành
phần cùng tinh
Có thể thấy rằng biên độ dao động nồng độ, Cl

- Cl
β, trong pha lỏng ở mặt phân cách rắn/lỏng
tỷ lệ với độ quá nguội nồng độ ΔTc
max

45. Kiểu phát triển cùng tinh dạng tấm đều regular
Trong trường hợp phát triển của cùng tinh, sự trao đổi chất tan giữa hai pha rắn xảy
ra thông qua quá trình vận chuyển chất vào pha lỏng. Trong quá trình lớn lên, pha 
thải nguyên tử B, trong khi pha β thải nguyên tử A vào pha lỏng.
1.4.1. Cơ chế khuếch tán cặp đôi của cùng tinh tấm đều
V = Vβ = V phát triển cùng tinh
λ↓ → tốc độ tăng trưởng cùng
tinh ↑
Nhưng λ↓ → năng lượng bề mặt
phân cách γ αβ ↑ → giảm giá trị
tối thiểu của λ
Tốc độ tăng trưởng nhanh nhất
của cùng tinh sẽ đạt tại một giá trị
λ nào đó

46. 1.4.2 Sự phát triển của cùng tinh không đều
 Pha  là pha đầu tiên tiết ra khi nhiệt
độ giảm
Ví dụ: sự phát triển cùng tinh của hợp kim Al-Si trước cùng tinh)
 Khi nhiệt độ giảm đến nhiệt độ cùng
tinh, tâm mầm Si được tạo ra trong
trường chất tan phía trước pha  sơ
cấp đang kết tinh
 Khi được tạo ra, Si cùng tinh phát
triển như những tấm vào pha lỏng,
pha lỏng xung quanh tấm Si trở nên
giàu nhôm và nghèo Si, tâm mầm
nhôm cùng tinh được tạo ra ở ngày
biên hay đầu Si cùng tinh.

47. 1.4.2 Cơ chế phát triển của cùng tinh không đều
 Trường hợp này phức tạp hơn nhiều so với
trường hợp cùng tinh đều và khoảng cách
pha của cùng tinh không đều lớn hơn nhiều
so với cùng tinh đều.
 Trong trường hợp cùng tinh không đều một
trong các pha có entropy nóng chảy lớn
không dễ dàng thay đổi hướng trong quá
trình tăng trưởng và cứ tiếp tục lớn lên một
cách rất không đẳng hướng
Điều này dẫn tới sự phân nhánh hoặc ngừng
lớn.

48.  Cơ chế phân nhánh  Khoảng cách pha lớn trong trường hợp cùng tinh
không đều có thể được giải thích bởi những khó
khăn trong việc phân nhánh của chúng
 Sự phân nhánh là cơ chế chủ yếu cho phép cùng
tinh làm cho kích thước của nó thích ứng các
điều kiện tăng trưởng và tiến lại gần điểm cực trị.
 Trong trường hợp cùng tinh phát triển theo kiểu
hội tụ, khoảng cách pha sẽ giảm đi, độ cong của
cả hai pha tăng. Điều này sẽ dẫn tới sự ngừng lớn
ở vùng đó bởi lẽ nhiệt độ mặt phân cách giảm và
rơi vào vùng bên trái cực trị λe do sự tăng ΔT
 Trong trường hợp tăng phân nhánh, khoảng cách
pha sẽ tăng lên làm tăng mức độ tập trung chất
hoà tan phía trước mỗi pha, điều này ban đầu dẫn
đến sự hình thành những chỗ lõm ở pha chính,
sau đó là ở pha phụ.

49.  Cơ chế phân nhánh
Quá trình lớn lên của cùng tinh không đều
 Khi pha phụ bị lõm xuống ở giá trị λb , sự rẽ
nhánh (sự hình thành 2 tấm từ một tấm ban đầu)
có thể xảy ra và khoảng cách pha lại giảm
xuống. Điều này dẫn đến sự lớn lên theo kiều
zích-zắc của pha có mặt giữa λe và λb .
 Khi mặt phân cách của pha chính lõm
xuống do hậu quả của việc tăng chất hoà
tan ở tâm của nó dẫn đến hai tấm kề
nhau rẽ nhánh,
Một tấm mới được tạo ta (do rẽ nhánh) nó
thường có xu hướng hội tụ với tấm bên
cạnh.

50.  Cơ chế phân nhánh
Quá trình lớn lên của cùng tinh không đều
 Vì pha có mặt không dễ dàng thay đổi hướng
lớn nên quá trình lớn lên của nó sẽ làm giảm
khoảng cách cục bộ tới một giá trị cực trị (λe )
 Khoảng cách pha giảm đi, nhiệt độ ở mặt phân
cách sẽ tăng lên do sự giảm mức độ tập trung
chất hoà tan, và nó sẽ đạt được nhiệt độ max
(hoặc độ quá nguội min).

51. Tuy nhiên, khoảng cách pha thấp hơn nữa sẽ
nhanh chóng làm giảm nhiệt độ do độ dốc của
đường cong tại vùng này. Kết quả là sự dừng
lớn của một tấm (sự kết thúc cùng tinh phát
triển xảy ra)
 Cơ chế phân nhánh

52. Chương 4. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
 Sự không ổn định tại bề mặt phân pha
Sự không ổn định 1 pha
Sự không ổn định 2 pha ( sự
xuất hiện một nguyên tố thứ 3)
1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây

53. Chương 1. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
Quá trình kết tinh của hợp kim dạng này như sau:
1. Liquid
2. L + nhánh cây β
3. Cấu trúc cùng tinh + nhánh cây β
Sự mất ổn định của một pha
 Điều này rất quan trọng vì các tính chất của hợp
kim có thể giảm đi hoặc tăng lên đáng kể khi
các nhánh cây đơn pha xuất hiện
 Pha sơ cấp sẽ bị quá nguội trạng
thái mạnh và lớn nhanh hơn
cùng tinh. Nguyên nhân do có
một lớp biên giới rộng được
hình thành ở phía trước mặt
phân cách rắn/lỏng.

54. Chương 1. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
Sự mất ổn định của hai pha  Dạng mất ổn định của hai pha xảy ra khi có
một nguyên tố thứ ba (chất lẫn) làm toàn bộ
hình thái bị mất ổn định do có một lớp biên
giới khuếch tán rộng được tạo ra ở phía trước
bề mặt phân cách rắn / lỏng.
 Điều này sẽ dẫn tới sự xuất hịên của cùng
tinh hoặc nhánh cây hai pha, làm mất tính
ổn định toàn bộ cấu trúc bởi một lớp biên
giới khuếch tán xa, được hình thành trước
mặt phân cách rắn / lỏng

55. Chương 4. Sự hình thành tổ chức cùng tinh
1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
Ảnh ô cùng tinh Al–Mg2Si ( hợp kim Al- Mg-Si)
 Trong trường hợp này cả hai pha
đều thải nguyên tố thứ ba
 Nếu nồng độ nguyên tố thứ ba đủ
cao có thể hình thành nhánh cây
cùng tinh.

56. 4.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.1 Cùng tinh loại 1 ( cùng tinh đều)
 Trường hợp cùng tinh phát triển nhanh
hơn nhánh cây do quãng đường khuếch
tán chất chính là khoảng cách pha
(khoảng vài μm) ngắn hơn nhiều so với
quãng đường khuếch tán trong trường
hợp nhánh cây (vài trăm μm) với cùng độ
quá nguội.

57. 1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.1 Cùng tinh loại 1 ( cùng tinh đều)
Nhánh cây phát triển nhanh hơn
cùng tinh ở vùng nồng độ ngoài
cùng tinh của hợp kim carbon
tetrabromide-hexachloroethane
 Trường hợp pha  giàu A kết tinh trước ( điểm
chảy của pha  lớn hơn pha β). Pha  có thể phát
triển ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ cùng tinh và
do đó sẽ có một vùng mà  phát triển nhanh
hơn cùng tinh.

58. 1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.1 Cùng tinh loại 1 ( cùng tinh đều)
 Do đặc tính tăng trưởng của nhánh cây
và cùng tinh, ở một thành phần gần
cùng tinh thì cùng tinh vẫn thường phát
triển nhanh hơn nhánh cây và do đó
vượt qua nhánh cây trong toàn bộ
khoảng đông đặc
Vùng cùng tinh phát triển
nhanh hơn nhánh cây (Vùng
cặp đôi của cùng tinh)

59. 1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.1 Cùng tinh loại 1 ( cùng tinh đều)
Vùng cùng tinh loại 1: phát triển xấp xỉ
với 1 dộ quá nguội và tương hỗ nhau phát
triển thành dạng tấm đều

60. 1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.2 Cùng tinh loại 2 ( cùng tinh không đều)
Trong trường hợp cùng tinh loại 2, một pha ()
phát triển nhanh hơn nhiều so với pha kia (β),.
Cùng tinh sẽ có tốc độ phát triển trung bình
nằm giữa 2 pha, ở nồng độ cùng tinh, nhánh
cây  sẽ phát triển vượt cùng tinh về phía pha
lỏng phía trước cùng tinh, cùng tinh cặp đôi sẽ
phát triển về phía β.
Vùng cùng tinh phát triển (xám)
(do pha  có entropy nóng chảy thấp hơn do đó phát
triển nhanh hơn)

61. 1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.2 Cùng tinh loại 2 ( cùng tinh không đều)
Khi độ quá nguội nhỏ, tinh thể β có thể
phát triển về phía pha lỏng giầu B ở nhiệt
độ cao hơn nhiệt độ cùng tinh, bởi vậy sẽ
có một vùng nhiệt độ mà ở đó chỉ có một
pha (β) có thể phát triển.
Khi độ quá nguội lớn hơn, cùng tinh
cặp đôi sẽ phát triển nhanh nhất,
Khi độ quá nguội lớn hơn nữa thì nhánh
cây  có thể xuất hiện.

62. 1.5.2 Cùng tinh loại 2 ( cùng tinh không đều)
Độ quá nguội thấp, pha β phát triển
nhanh hơn cùng tinh
Độ quá nguội cao, pha  phát triển
nhanh hơn cùng tinh
Vùng cặp đôi
xiên
 đảm bảo tốc độ lớn như nhau của pha có mặt β - bằng
với tốc độ lớn của pha không mặt  để cùng tinh có
thể hình thành được - cần có một độ quá nguội xác
định → sự hình thành vùng cặp đôi xiên

63. 1.5. Sự lớn lên cạnh tranh giữa cùng tinh và nhánh cây
1.5.2 Cùng tinh loại 2 ( cùng tinh không đều)
Vùng cặp đôi
xiên
 Các vùng xiên như vậy thường liên quan tới
những cùng tinh có chứa các pha với đặc tính
lớn lên không đồng nhất (thí dụ Al-Si và Fe-
C)
 Nếu một hợp kim có thành phần cùng tinh
được nguội nhanh, một tổ chức cùng tinh
hoàn toàn không đạt được.
 Do vùng cặp đôi xiên thường hướng về phía
pha gặp khó khăn khi phát triển (thí dụ Si
trong hệ Al-Si) nên cần phải chọn thành phần
hợp kim ban đầu lớn hơn CCT (giầu pha có
mặt hơn) để đảm bảo đạt được tổ chức cùng
tinh không có nhánh cây

64. 1) Cho hệ hk Pb-Sn như hình vẽ:
a) hãy tìm tỷ phần khối lượng các pha ở
150oC
b) Tính tỷ phần thể tích của các pha ở 150oC
c) hãy tìm tỷ phần khối lượng các pha ở
220oC
d) hãy tính tỷ phần khối lượng pha cùng
tinh và pha  sơ cấp của hk 80% Sn-20% Pb ở
nhiệt độ 180oC và tỷ phần khối lượng pha 
trong cùng tinh.
( biết rằng tỷ khối của Pb và Sn là 11.23 và
7.24g/cm3
Bài tập:

65. 2) Cho hệ hk Pb-Sn như hình vẽ:
 a) hãy tính tỷ phần khối lượng các pha tại
nhiệt độ và thành phần cùng tinh
 b) Hãy tính tỷ phần khối lượng mỗi pha với
hk có 30% Sn
 C) Hãy tính khối lượng pha anpha trong cùng
tinh và trước cùng tinh ở cùng một nhiệt độ
với hk 30% Sn
Bài tập: