Vật liệu kỹ thuật - Phần 1 Cơ sửo vật liệu học - Chương 3

CHƯƠNG 3 : KẾT TINH VÀ KHUẾCH TÁN TRONG VẬT LIỆU 3.1.QUÁ TRÌNH KẾT TINH TỪ TRẠNG THÁI LỎNG : Phần lớn các kim loại được luyện bằng phương pháp nấu chảy lỏng sau đó đem đúc thành hình sản phẩm hay bán thành phẩm. Chất lượng của vật đúc phụ thuộc phần lớn vào quá trình chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, đó là quá trình kết tinh . Định nghĩa : kết tinh là quá trình hình thành mạng tinh thể từ trạng thái lỏng và thường gọi là kết tinh lần thứ nhất . ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu kỹ thuật - Phần 1 Cơ sửo vật liệu học - Chương 3 CHÆÅNG 3 : KÃÚT TINH VAÌ KHUÃÚCH TAÏN TRONG VÁÛT LIÃÛU 3.1.QUAÏ TRÇNH KÃÚT TINH TÆÌ TRAÛNG THAÏI LOÍNG : Pháön låïn caïc kim loaûi âæåüc luyãûn bàòng phæång phaïp náúu chaíy loíng sau âoï âem âuïc thaình hçnh saín pháøm hay baïn thaình pháøm. Cháút læåüng cuía váût âuïc phuû thuäüc pháön låïn vaìo quaï trçnh chuyãøn tæì traûng thaïi loíng sang traûng thaïi ràõn, âoï laì quaï trçnh kãút tinh . Âënh nghéa : kãút tinh laì quaï trçnh hçnh thaình maûng tinh thãø tæì traûng thaïi loíng vaì thæåìng goüi laì kãút tinh láön thæï nháút . 3.1.1.Âiãöu kiãûn nàng læåüng cuía quaï trçnh kãút tinh : Trong tæû nhiãn moüi quaï trçnh tæû 2 phaït âãöu xaíy ra theo chiãöu giaím nàng læåüng, tæïc laì theo chiãöu åí traûng thaïi måïi coï nàng læåüng dæû træî nhoí hån.Vê du û: mäüt hoìn bi âàût taûi vë trê 3 A luän coï xu hæåïng làn xuäúng vi trê B äøn âënh hån . Trong træåìng håüp 1 naìy nàng læåüng dæû træî chênh laì thãú Hçnh 3.1- Så âäö biãøu thë vë trê äøn âënh nàng cuía hoìn bi. (1), khäng äøn âënh(2) vaì giaí äøn âënh (3) Trong hãû thäúng váût cháút gäöm chuyãøn âäüng cuía caïc cháút âiãøm (nguyãn tæí, phán tæí) thç nàng læåüng dæû træî âæåüc âàûc træng bàòng nàng læåüng tæû do F. F = U - TS F Trong âoï : -U laì näüi nàng cuía hãû thäúng -S laì enträpi -T laì nhiãût âäü tuyãût âäúi 0K Nàng læåüng tæû do thay âäøi theo Fr nhiãût âäü vaì caïc yãúu täú khaïc. Tæì biãøu âäö vãö mäúi quan hãû giæîa nàng læåüng tæû do vaì nhiãût Fl âäü ta tháúy : Ts -Våïi T > Ts ta coï Fr > Fl do âoï kim Nhiãût âäü loaûi täön taûi åí traûng thaïi loíng Hçnh 3.2 - Så âäö biãún âäøi nàng -Våïi T < Ts ta coï Fr < Fl , do âoï læåüng tæû do F cuía traûng thaïi loíng vaì ràõn theo nhiãût âäü kim loaûi täön taûi åí traûng thaïi ràõn. Nhæ váûy khi laìm nguäüi kim loaûi loíng xuäúng dæåïi nhiãût âäü Ts seî coï quaï trçnh kãút tinh xaíy ra . Taûi nhiãût âäü Ts ta coï Fr = Fl, nàng læåüng tæû do cuía hai traûng thaïi bàòng nhau, quaï trçnh kãút tinh chæa xaíy ra,nghéa laì giæîa kim loaûi ràõn vaì kim loaûi loíng coï cán bàòng âäüng . Âiãöu âoï coï nghiaî laì : nãúu coï mäüt læåüng kim loaûi loíng kãút tinh thç cuîng coï mäüt læåüng nhæ váûy kim loaûi ràõn noïng chaíy . Chè åí nhiãût âäü T < Ts , Fr < Fl roî rãût sæû kãút tinh måïi xaïy ra . Ts âæåüc goüi laì nhiãût âäü kãt tinh lyï thuyãút. 37 Nhæ váûy nhiãût âäü kãút tinh thæûc tãú luän tháúp hån Ts hiãûn tæåüng naìy goüi laì sæû quaï nguäüi vaì hiãûu säú giæîa hai nhiãût âäü âoï goüi laì âäü quaï nguäüi, kyï hiãûu T. Pháön låïn caïc kim loaûi kãút tinh våïi âäü quaï nguäüi Tnhoí , khoaíng tæì 2-5 0C . Tuy nhiãn cuîng coï kim loüai kãút tinh våïi âäü quaï nguäüi låïn (Stibi coï T = 41oC). Váûy âiãöu kiãûn nàng læåüng âãø xaíy kãút tinh laì phaíi laìm nguäüi kim loaûi loíng tåïi nhiãût âäü tháúp hån Ts hay kim loaûi loíng chè kãút tinh våïi sæûü quaï nguäüi nháút âënh. Ta cuîng coï thãø lyï luáûn tæång tæû nhæ váûy våïi quaï trçnh noïng chaíy vaì chuyãøn biãún thuì hçnh . Do âäü quaï nguäüi vaì âäü quaï nung cuía pháön låïn kim loaûi beï nãn coï thãø dæûa vaìo Ts âãø xaïc âënh nhiãût âäü noïng chaíy hay kãút tinh cuía kim loüai. 3.1.2.Hai quaï trçnh cuía sæû kãút tinh : Khi haû nhiãût âäü kim loaûi loíng xuäúng tháúp hån nhiãût âäü kãút tinh lyï thuyãút Ts, quaï trçnh kãút tinh seî xaíy ra. Sæû kãút tinh thæûc hiãûn âæåüc laì nhåì coï hai quaï trçnh sau : -Trong kim loaûi loíng xuáút hiãûn nhæîng trung tám kãút tinh coï kêch thæåïc ráút nhoí, goüi laì máöm kãút tinh. Quaï trçnh naìy goüi laì taûo máöm. -Caïc máöm naìy seî phaït triãøn lãn vaì taûo thaình haût tinh thãø .Quaï trçnh naìy goüi laì phaït triãøn máöm. 1-Quaï tçnh taûo máöm (trung tám kãút tinh) ...