Gi

ả

đồ

lo

ạ

i I

Hình 3.9. D

ạ

ổ

ng quát c

ủ

a gi

ả

đồ

pha lo

ạ

i I (a) và gi

ả

đồ

pha Pb - Sb (b).

Là gi

ả

đồ

pha c

ủ

a h

ệ

hai c

ấ

u t

ử

không có b

ấ

t k

ỳ

ươ

ng tác nào, chúng t

ạ

o nên h

ỗ

n h

ợ

p riêng r

ẽ

c

ủ

a hai c

ấ

u t

ử

, có d

ạ

ổ

ng quát trình bày

ở

hình 3.9a và h

ệ

đ

ể

n hình có ki

ể

u này là h

ệ

chì - antimoan (Pb - Sb)

ở

hình 3.9b. Gi

ả

đồ

ch

ỉ

ồ

m c

ặ

đườ

ng l

ỏ

ng – r

ắ

n, trong

đ

ó

đườ

ng trên AEB là

đườ

ng l

ỏ

ng,

đườ

ằ

m ngang d

ướ

i CED (245oC) là

đườ

ắ

n, A là nhi

ệ

độ

ch

ả

y (k

ế

t tinh) c

ủ

a c

ấ

u t

ử

A (Pb v

ớ

i 327oC), B - nhi

ệ

độ

ch

ả

y (k

ế

t tinh) c

ủ

a c

ấ

u t

ử

B (Sb - 631oC). H

ợ

p kim s

ẽ

nóng ch

ả

y hay k

ế

t tinh trong kho

ả

ữ

a hai

đườ

ng này v

ớ

ự

ồ

ạ

i c

ủ

a hai hay ba pha (pha l

ỏ

ng v

ớ

ộ

t ho

ặ

c c

ả

hai pha r

ắ

n A, B).

Hãy xét s

ự

k

ế

t tinh c

ủ

a m

ộ

t h

ợ

p kim c

ụ

th

ể

ồ

m 60%B (Sb) + 40%A (Pb).

Đườ

ng th

ẳ

đứ

ể

u th

ị

h

ợ

p kim này c

ắ

t các

đườ

ng l

ỏ

ng, r

ắ

ươ

ứ

ở

1 (500oC), 2 (245oC),

đ

ó là hai m

ố

c nhi

ệ

độ

đ

áng chú ý:

+

Ở

cao h

ơ

n 1 (500oC) h

ợ

p kim

ở

ạ

ng thái l

ỏ

ng hoàn toàn L.

+

Ở

th

ấ

p h

ơ

n 2 (245oC) h

ợ

p kim

ở

ạ

ng thái r

ắ

n A +B (Pb + Sb).

+

Ở

trong kho

ả

ng 1 - 2 (500 - 245oC) h

ợ

p kim

ở

ạ

ng thái l

ỏ

ng + r

ắ

n: L + B (L + Sb)

ứ

ng v

ớ

i quá trình k

ế

t tinh hay nóng ch

ả

y.

V

ậ

y 1 (500oC) là nhi

ệ

độ

ắ

đầ

u k

ế

t tinh hay k

ế

t thúc nóng ch

ả

y và 2 (245oC) là nhi

ệ

độ

ắ

đầ

u nóng ch

ả

y hay k

ế

t thúc k

ế

t tinh.

S

ự

k

ế

t tinh c

ủ

a h

ợ

p kim t

ừ

ạ

ng thái l

ỏ

ng x

ả

y ra nh

ư

sau.

- Làm ngu

ộ

đế

n 1 (500oC) h

ợ

p kim l

ỏ

ắ

đầ

u k

ế

t tinh ra tinh th

ể

B (Sb) c

ũ

ở

nhi

ệ

độ

này

ứ

ng v

ớ

i 1’.

- Làm ngu

ộ

ế

ụ

c, tinh th

ể

B (Sb) t

ạ

o thành càng nhi

ề

u làm t

ỷ

l

ệ

B (Sb) trong h

ợ

p kim l

ỏ

ng còn l

ạ

ả

đ

i nên

đ

ể

ể

u di

ễ

ọ

a

độ

) d

ị

ch sang trái theo

đườ

ng l

ỏ

ừ

1

đế

n E. Ví d

ụ

ở

α 

(400oC) h

ợ

p kim l

ỏ

ng (còn l

ạ

i) v

ớ

ọ

a

độ

ở

đ

ể

m a’’ (37%Sb) và tinh th

ể

B v

ớ

ọ

a

độ

ở

đ

ể

m a’ t

ứ

c 100%B (100%Sb). Áp d

ụ

ng quy t

ắ

c cánh tay

đ

òn, t

ỷ

l

ệ

c

ủ

a hai pha này là La’’

/ Ba’

= aa' / aa'' hay L40 / Sb100 = (100 - 60) / (60 - 37) = 40 / 23 t

ứ

c pha l

ỏ

ng 40 / 63 (63,5%), r

ắ

n 23 / 63 (36,5%).

- Khi làm ngu

ộ

đế

đườ

ắ

n CED (245oC) h

ợ

p kim l

ỏ

ng (còn l

ạ

i) nghèo B (Sb)

đ

ữ

a và có t

ọ

a

độ

ở

đ

ể

m E (13%Sb), còn pha r

ắ

n B (Sb)

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m D. T

ỷ

l

ệ

c

ủ

a hai pha này là

LE / BD = 2D / 2E hay L13 / Sb100 = (100 - 60) / (60 - 13) = 40 / 47. T

ứ

c pha l

ỏ

ng ch

ỉ

còn kho

ả

ng 46%, pha r

ắ

n (Sb)

đ

ã k

ế

t tinh là 54%.

Có nh

ậ

n xét là tuy có hai c

ấ

u t

ử

A và B (Pb và Sb) nh

ư

ng cho

đế

đ

ây h

ợ

p kim m

ớ

i ch

ỉ

k

ế

t tinh ra B (Sb) và m

ớ

i ch

ỉ

có m

ộ

t ph

ầ

n B (Sb) trong h

ợ

p kim (54 trong 60%) k

ế

t tinh, c

ấ

u t

ử

kia (A, Pb) ch

ư

a k

ế

t tinh.

- T

ạ

i nhi

ệ

độ

c

ủ

a

đườ

ắ

n CED (245oC), LE (L13) k

ế

t tinh ra c

ả

hai c

ấ

u t

ử

A+B (Pb + Sb) cùng m

ộ

t lúc, h

ỗ

n h

ợ

p c

ủ

a hai pha r

ắ

đượ

c t

ạ

o thành cùng m

ộ

t lúc (

đồ

ng th

ờ

ừ

pha l

ỏ

ng nh

ư

v

ậ

y

đượ

c g

ọ

i là cùng tinh (cùng k

ế

t tinh) hay eutectic LE

 →

(A + B) hay L13

 →

(Pb + Sb).

Đ

ó là ph

ả

ứ

ng cùng tinh. Quy

ướ

c bi

ể

u th

ị

ổ

ch

ứ

c cùng tinh trong ngo

ặ

c

đơ

n - ( ).

S

ự

k

ế

t tinh k

ế

t thúc

ở

đ

ây và khi làm ngu

ộ

đế

n nhi

ệ

độ

th

ườ

ng không có chuy

ể

ế

n gì khác. Cu

ố

i cùng h

ợ

p kim này có t

ổ

ch

ứ

c B + (A + B) hay Sb + (Pb + Sb), trong

đ

ó B (Sb)

đượ

c t

ạ

o thành tr

ướ

c

ở

nhi

ệ

độ

cao h

ơ

n nên có kích th

ướ

c h

ạ

t l

ớ

độ

quá ngu

ộ

i nh

ỏ

) còn cùng tinh (A + B) hay (Pb + Sb)

đượ

c t

ạ

o thành sau

ở

nhi

ệ

độ

th

ấ

p h

ơ

n nên có c

ấ

u t

ạ

o (kích th

ướ

c h

ạ

t) các pha nh

ỏ

ị

n h

ơ

n (do

độ

quá ngu

ộ

i l

ớ

n).

Có th

ể

tính d

ễ

dàng t

ỷ

l

ệ

các pha và t

ổ

ch

ứ

c c

ủ

a h

ợ

p kim 60%Sb + 40%Pb nh

ư

sau:

- T

ỷ

l

ệ

v

ề

pha Pb / Sb = (100 - 60) / (60 - 0) = 40 / 60 hay 40%Pb, 60%Sb.

- T

ỷ

l

ệ

v

ề

ổ

ch

ứ

c Sb / (Pb+Sb) = (60 - 13) / (100 - 60) = 47 / 40 hay 54% là Sb (

độ

c l

ậ

p) còn l

ạ

i 46% là cùng tinh (Pb + Sb).

T

ươ

ự

ằ

ng các nguyên t

ắ

c

đ

ã nêu

ở

ụ

c 3.2.2 có th

ể

ế

đượ

c di

ễ

ế

n k

ế

t tinh (s

ự

ạ

o thành các t

ổ

ch

ứ

c) c

ủ

a m

ọ

i h

ợ

p kim c

ủ

a h

ệ

. Ví d

ụ

, lo

ạ

i 90%Pb + 10%Sb s

ẽ

k

ế

t tinh ra chì (Pb) tr

ướ

c cho

đế

n 245oC c

ũ

ng k

ế

t tinh ra cùng tinh (Pb + Sb). Nh

ư

v

ậ

y các h

ợ

p kim c

ủ

a gi

ả

đồ

lo

ạ

i I k

ế

t tinh theo th

ứ

ự

sau: “tho

ạ

t tiên pha l

ỏ

ng k

ế

t tinh ra m

ộ

t trong hai c

ấ

u t

ử

nguyên ch

ấ

ướ

c và làm cho pha l

ỏ

ng nghèo c

ấ

u t

ử

này và bi

ế

đổ

i thành ph

ầ

đế

đ

ể

m cùng tinh E,

đế

đ

ây pha l

ỏ

ng còn l

ạ

ớ

i k

ế

t tinh ra c

ấ

u t

ử

th

ứ

hai t

ứ

c ra hai c

ấ

u t

ử

cùng m

ộ

t lúc".

Ngoài ra có nh

ậ

n xét là tho

ạ

t tiên khi

đư

a thêm c

ấ

u t

ử

khác vào c

ấ

u t

ử

ấ

t k

ỳ

đề

u làm cho nhi

ệ

độ

k

ế

t tinh gi

ả

đ

i,

đạ

đế

n giá tr

ị

th

ấ

p nh

ấ

t sau

đ

ó m

ớ

ă

ng lên.

Quy

ướ

c:

• H

ợ

p kim có thành ph

ầ

ở

chính

đ

ể

m E hay lân c

ậ

đượ

c g

ọ

i là h

ợ

p kim cùng tinh hay eutectic (có nhi

ệ

độ

ch

ả

y th

ấ

p nh

ấ

t, th

ấ

p h

ơ

n c

ả

c

ấ

u t

ử

d

ễ

ch

ả

y nh

ấ

t), nó k

ế

t tinh ngay ra hai c

ấ

u t

ử

cùng m

ộ

t lúc và

ở

nhi

ệ

độ

không

đổ

i.

• H

ợ

p kim có thành ph

ầ

ở

bên trái, bên ph

ả

đ

ể

m E

đượ

c g

ọ

i l

ầ

n l

ượ

t là h

ợ

p kim tr

ướ

c cùng tinh (hay hypoeutectic), sau cùng tinh (hay hypereutectic), so v

ớ

i lo

ạ

i cùng tinh chúng có nhi

ệ

độ

ch

ả

y cao h

ơ

n, k

ế

t tinh ra m

ộ

t c

ấ

u t

ử

ướ

c và x

ả

y ra trong m

ộ

t kho

ả

ng nhi

ệ

độ

.

Gi

ả

đồ

lo

ạ

i II

Hình 3.10. D

ạ

ổ

ng quát c

ủ

a gi

ả

đồ

pha lo

ạ

i II (a) và các gi

ả

đồ

pha h

ệ

Cu - Ni (b), h

ệ

Al2O3 - Cr2O3 (c).

Là gi

ả

đồ

pha c

ủ

a h

ệ

hai c

ấ

u t

ử

v

ớ

ươ

ng tác hòa tan vô h

ạ

n vào nhau, có d

ạ

ổ

ng quát trình bày

ở

hình 3.10a và các h

ệ

đ

ể

n hình có ki

ể

u này là h

ệ

đồ

ng - niken (Cu - Ni)

ở

hình 3.10.b và h

ệ

Al2O3 - Cr2O3

ở

hình 3.10c, có d

ạ

ng c

ủ

a hai

đườ

ng cong khép kín, trong

đ

ó

đườ

ng trên là

đườ

ng l

ỏ

ng,

đườ

ng d

ướ

i là

đườ

ắ

n, d

ướ

đườ

ắ

n là vùng t

ồ

ạ

i c

ủ

a dung d

ị

ch r

ắ

α

có thành ph

ầ

n thay

đổ

i liên t

ụ

c. Các h

ợ

p kim c

ủ

a h

ệ

này có quy lu

ậ

t k

ế

t tinh r

ấ

ố

ng nhau: “n

ế

u l

ấ

y

đơ

n v

ị

đ

o là l

ượ

ng c

ấ

u t

ử

thành ph

ầ

n khó ch

ả

y h

ơ

n thì tho

ạ

t tiên h

ợ

p kim l

ỏ

ng k

ế

t tinh ra dung d

ị

ch r

ắ

n giàu h

ơ

n, vì th

ế

pha l

ỏ

ng còn l

ạ

ị

nghèo

đ

i, song khi làm ngu

ộ

i ch

ậ

ế

ụ

c dung d

ị

ch r

ắ

ạ

o thành bi

ế

đổ

i thành ph

ầ

n theo h

ướ

ng nghèo

đ

i và cu

ố

i cùng

đạ

đ

úng nh

ư

thành ph

ầ

n c

ủ

a h

ợ

p kim”.

Hãy xét s

ự

k

ế

t tinh c

ủ

a m

ộ

t h

ợ

p kim c

ụ

th

ể

35%Ni + 65%Cu nh

ư

ở

hình 3.11.

-

Ở

1300oC

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m 1 (n

ằ

m trong vùng L), h

ợ

p kim

ở

ạ

ng thái l

ỏ

ng (ch

ư

a k

ế

t tinh), tr

ạ

ng thái này t

ồ

ạ

i cho

đế

đ

ể

m 2.

Ở

1270oC

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m 2 (ch

ạ

m vào

đườ

ng l

ỏ

ng), h

ợ

p kim b

ắ

đầ

u k

ế

t tinh ra dung d

ị

ch r

ắ

α

2’’

(49%Ni). Ti

ế

ụ

c làm ngu

ộ

i ch

ậ

m, l

ượ

α

càng nhi

ề

u lên, L càng ít

đ

i và thành ph

ầ

n c

ủ

a hai pha này bi

ế

đổ

ươ

ứ

ng theo

đườ

ắ

n và

đườ

ng l

ỏ

ng theo chi

ề

u gi

ả

m c

ủ

a Ni (là c

ấ

u t

ử

khó ch

ả

y h

ơ

n).

- Có th

ể

tính d

ễ

dàng t

ỷ

l

ệ

ữ

a hai pha này

ở

nhi

ệ

độ

xác

đị

nh, ví d

ụ

ở

đ

ể

m 3, 1250oC. V

ớ

i ba t

ọ

a

độ

: h

ợ

p kim 3 - 35%Ni và hai pha: l

ỏ

ng 3’ - 30%Ni, dung d

ị

ch r

ắ

α

3’’ - 43%Ni

Hình 3.11. S

ơ

đồ

ể

u di

ễ

ự

hình thành t

ổ

ch

ứ

c khi k

ế

t tinh

ở

ạ

ng thái cân b

ằ

ng c

ủ

a h

ợ

p kim 35%Ni + 65%Cu.

L3’

α

3) / (35 - 30) = 8 / 5,’’

= 33’’ / 33’ = (43 - 35

L3’

= 33’’ / 3’3’’ = (43 - 35) / (43 - 30) = 8 / 13 = 0,615 hay 61,5%,

α

3''

= 33’ / 3’3’’ = (35 - 30) / (43 - 30) = 5 / 13 = 0,385 hay 38,5%.

-

Đế

n 1220oC

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m 4 (ch

ạ

m vào

đườ

ắ

n), dung d

ị

ch r

ắ

α

có thành ph

ầ

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m 4 t

ứ

c

đ

úng b

ằ

ng thành ph

ầ

n c

ủ

a h

ợ

p kim,

đ

ạ

n 33’’ (bên ph

ả

ằ

ng không t

ứ

c không còn pha l

ỏ

ng (lúc

đ

ó có th

ể

coi còn m

ộ

ọ

t l

ỏ

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m 4’ v

ớ

i 23%Ni, khi gi

ọ

t l

ỏ

ng này k

ế

t tinh xong s

ự

k

ế

t tinh coi nh

ư

đ

ã k

ế

t thúc). Nh

ư

v

ậ

y lúc

đầ

u có khác xa, song trong quá trình k

ế

t tinh dung d

ị

ch r

ắ

ạ

o thành bi

ế

đổ

i d

ầ

n d

ầ

n v

ề

đ

úng thành ph

ầ

n c

ủ

a h

ợ

p kim. Tuy nhiên

đ

ề

u này ch

ỉ

đạ

đượ

c khi k

ế

t tinh cân b

ằ

ứ

c khi làm ngu

ộ

i ch

ậ

m và r

ấ

t ch

ậ

m nh

ờ

k

ị

p x

ả

y ra khu

ế

ch tán làm

đề

u thành ph

ầ

n. N

ế

u làm ngu

ộ

i nhanh, do không k

ị

p khu

ế

ch tán làm

đề

u thành ph

ầ

n, trong m

ỗ

i h

ạ

t dung d

ị

ch r

ắ

ạ

o thành s

ẽ

có nhi

ề

u l

ớ

p v

ớ

i các thành ph

ầ

n khác nhau:

ở

trung tâm giàu c

ấ

u t

ử

khó ch

ả

y h

ơ

n c

ả

, càng g

ầ

n biên gi

ớ

i càng nghèo

đ

i. Hi

ệ

ượ

ng này

đượ

c g

ọ

i là thiên tích trong b

ả

n thân h

ạ

t.

Để

tránh nó ph

ả

ế

n hành ngu

ộ

i ch

ậ

m khi

đ

úc hay kh

ắ

c ph

ụ

c b

ằ

ng cách

ủ

khu

ế

ch tán v

ậ

đ

úc

ở

nhi

ệ

độ

ầ

đườ

ắ

n. Trong gi

ả

đồ

lo

ạ

i I c

ũ

ng có th

ể

x

ả

y ra thiên tích v

ớ

i ki

ể

u khác g

ọ

i là thiên tích theo kh

ố

i l

ượ

ng khi hai c

ấ

u t

ử

có kh

ố

i l

ượ

ng riêng khác nhau rõ r

ệ

t, c

ấ

u t

ử

k

ế

t tinh tr

ướ

c n

ế

u nh

ẹ

h

ơ

n thì n

ổ

i lên, n

ế

u n

ặ

ng h

ơ

n thì chìm xu

ố

ng d

ướ

i th

ỏ

i.

Để

tránh nó ph

ả

ế

n hành ngu

ộ

i nhanh khi

đ

úc và m

ộ

t khi

đ

ã b

ị

thiên tích lo

ạ

i này không có cách gì kh

ắ

c ph

ụ

c

đượ

c.

Gi

ả

đồ

lo

ạ

i III

Là gi

ả

đồ

pha c

ủ

a hai c

ấ

u t

ử

v

ớ

ươ

ng tác hòa tan có h

ạ

n vào nhau, có d

ạ

ổ

ng quát

đượ

c trình bày

ở

hình 3.12a và h

ệ

đ

ể

n hình có ki

ể

u này là h

ệ

chì - thi

ế

c (Pb - Sn)

ở

hình 3.12b. Gi

ả

đồ

có d

ạ

ng khá gi

ố

ng v

ớ

ả

đồ

lo

ạ

i I v

ớ

ự

khác nhau

ở

đ

ây là các dung d

ị

ch r

ắ

n có h

ạ

α

và

β

thay th

ế

cho các c

ấ

u t

ử

A và B. Các dung d

ị

ch r

ắ

n có h

ạ

n trên c

ơ

ở

ề

n) c

ủ

a các c

ấ

u t

ử

nguyên ch

ấ

ằ

m v

ề

hai phía

đầ

u mút c

ủ

a gi

ả

đồ

.

Ở

đ

ây AEB là

đườ

ng l

ỏ

ng, ACEDB -

đườ

ắ

n.

Sau

đ

ây là vài nh

ậ

n xét

đố

i v

ớ

i ki

ể

u gi

ả

đồ

này.

Hình 3.12. D

ạ

ổ

ng quát c

ủ

a gi

ả

đồ

lo

ạ

i III (a) và gi

ả

đồ

pha h

ệ

Pb – Sn c

ũ

ng nh

ư

ơ

đồ

hình thành t

ổ

ch

ứ

c khi k

ế

t tinh

ở

ạ

ng thái cân b

ằ

ng c

ủ

a h

ợ

p kim 40%Sn (b).

+ C

ũ

ố

ng nh

ư

ả

đồ

lo

ạ

i I nhi

ệ

độ

ch

ả

y c

ủ

a c

ấ

u t

ử

ấ

t k

ỳ

tho

ạ

t tiên

đề

u gi

ả

đ

ế

u

đượ

c

đư

a thêm c

ấ

u t

ử

th

ứ

hai.

+

Đ

ể

m E c

ũ

đượ

c g

ọ

i là

đ

ể

m cùng tinh (eutectic) và t

ạ

đ

ó x

ả

y ra ph

ả

ứ

ng cùng tinh

LE

→

α

+

β

) hay L61,9

→

α

19,2

+

β

97,5).

+ C

ũ

ng có h

ợ

p kim cùng tinh (có thành ph

ầ

đ

úng di

ể

m E hay lân c

ậ

n), tr

ướ

c cùng tinh (trái E) và sau cùng tinh (ph

ả

i E).

+ Các dung d

ị

ch r

ắ

ở

đ

ây

đề

u là có h

ạ

n v

ớ

i các

đườ

ng CF và DG ch

ỉ

rõ gi

ớ

i h

ạ

n hòa tan. Nói chung

độ

hòa tan

đạ

đượ

c giá tr

ị

l

ớ

n nh

ấ

ở

nhi

ệ

độ

cùng tinh và gi

ả

ạ

nh khi h

ạ

th

ấ

p nhi

ệ

độ

, nên CF và DG có d

ạ

ng xoãi chân v

ề

hai phía.

+ Có th

ể

chia các h

ợ

p kim c

ủ

a h

ệ

thành ba nhóm sau.

• Nhóm ch

ứ

a r

ấ

t ít c

ấ

u t

ử

th

ứ

hai (bên trái F, bên ph

ả

i G), sau khi k

ế

t tinh xong ch

ỉ

có m

ộ

t dung d

ị

ch r

ắ

α

ho

ặ

c

β

, có

đặ

c tính nh

ư

ả

đồ

lo

ạ

i II.

• Nhóm ch

ứ

a m

ộ

t l

ượ

ng h

ạ

n ch

ế

c

ấ

u t

ử

th

ứ

hai (t

ừ

F

đế

n C’ và D’

đế

n G), ban

đầ

u k

ế

t tinh ra dung d

ị

ch r

ắ

n, song khi nhi

ệ

độ

h

ạ

xu

ố

ng th

ấ

p h

ơ

đườ

ng CF và DG chúng tr

ở

nên quá bão hòa, ti

ế

t ra l

ượ

ng c

ấ

u t

ử

hòa tan th

ừ

a d

ướ

i d

ạ

ng dung d

ị

ch r

ắ

n th

ứ

c

ấ

α

th

ừ

a B ti

ế

t ra pha

β

II

giàu B,

β

th

ừ

a A ti

ế

t ra pha

α

II

giàu A).

• Nhóm ch

ứ

a l

ượ

ng l

ớ

n c

ấ

u t

ử

th

ứ

hai [t

ừ

C (C’)

đế

n D (D’)], ban

đầ

u k

ế

t tinh ra dung d

ị

ch r

ắ

α

C

hay

β

D), pha l

ỏ

ng còn l

ạ

ế

đổ

i thành ph

ầ

n theo

đườ

ng l

ỏ

đế

đ

ể

m E, t

ạ

đ

ây có s

ự

k

ế

t tinh c

ủ

a cùng tinh. Các h

ợ

p kim trong nhóm này có di

ễ

ế

n k

ế

t tinh khá gi

ố

ng v

ớ

ả

đồ

lo

ạ

i I. Ví d

ụ

, xét h

ợ

p kim tr

ướ

c cùng tinh có 40%Sn c

ủ

a h

ệ

Pb - Sn (hình 3.12b).

-

Ở

cao h

ơ

n 245oC h

ợ

p kim hoàn toàn

ở

ạ

ng thái l

ỏ

ng.

- T

ạ

i 245oC h

ợ

p kim b

ắ

đầ

u k

ế

t tinh ra

α

2’

v

ớ

i 13,3%Sn, khi làm ngu

ộ

ế

ụ

c dung d

ị

ch r

ắ

đượ

c t

ạ

o thành và pha l

ỏ

ng còn l

ạ

đề

u bi

ế

đổ

i thành ph

ầ

n theo chi

ề

u t

ă

ng lên c

ủ

a hàm l

ượ

ng Sn. Ví d

ụ

,

ở

200oC pha

ỏ

ch

ứ

a 18,5%Sn (a’) và L ch

ứ

a 57%Sn (a’’), t

ỷ

l

ệ

ữ

a chúng là

α

a’

/ La’’

= (57 - 40) / (40 - 18,5) = 17 / 21,5

v

ậ

y pha

α

a’

chi

ế

ỷ

l

ệ

44,2% và La’’

- 55,8%.

-

Đế

n nhi

ệ

độ

cùng tinh 183oC, tr

ướ

c khi k

ế

t tinh cùng tinh t

ỷ

l

ệ

ữ

a hai pha này là

α

C

/ LE = (61,9 - 40) / (40 - 19,2) = 21,9 / 20,8.

C

ũ

ạ

i nhi

ệ

độ

này sau ph

ả

ứ

ng cùng tinh LE

→

α

C

+

β

D), h

ợ

p kim có t

ổ

ch

ứ

c

α

C

+ (

α

C

+

β

D) v

ớ

ỷ

l

ệ

α

C

α

C

+

β

D) c

ũ

ằ

ng 21,9 / 20,8.

Hình 3.13. T

ổ

ch

ứ

c t

ế

vi c

ủ

a h

ợ

p kim Pb - Sb: a. cùng tinh (

α

+

β

), màu t

ố

i là

α

giàu Pb, b. tr

ướ

c cùng tinh v

ớ

i 40%Sn [

α

độ

c l

ậ

p là các h

ạ

t l

ớ

n màu t

ố

ị

bao b

ọ

c b

ở

i cùng tinh (

α

+

β

)]

Nh

ư

v

ậ

y trong t

ổ

ch

ứ

c cu

ố

i cùng c

ủ

a h

ợ

p kim có hai lo

ạ

i dung d

ị

ch r

ắ

α

: lo

ạ

i k

ế

t tinh

độ

c l

ậ

ở

trong vùng

α

+ L (

ở

cao h

ơ

n 183oC) và lo

ạ

i cùng k

ế

t tinh v

ớ

β

ở

nhi

ệ

độ

không

đổ

i (183oC) và

đượ

c g

ọ

i là

α

cùng tinh. N

ế

u tính t

ỷ

l

ệ

ữ

a hai pha

β

(ch

ỉ

có trong cùng tinh) và

α

ồ

m c

ả

lo

ạ

độ

c l

ậ

p l

ẫ

n c

ả

lo

ạ

i cùng tinh) thì

ở

183oC có

β

α

= (40 - 19,2) / (97,5 - 40) = 20,8 / 57,5, nên

β

chi

ế

ỷ

l

ệ

26,6%,

α

chi

ế

ỷ

l

ệ

73,4%.

Trên hình 3.13 là t

ổ

ch

ứ

c t

ế

vi c

ủ

a hai h

ợ

p kim h

ệ

này. Cùng tinh Pb – Sn bao g

ồ

m các ph

ầ

ử

Pb nh

ỏ

ị

ố

i phân b

ố

đề

u trên n

ề

n Sn sáng (hình a). Còn h

ợ

p kim tr

ướ

c cùng tinh

đượ

c kh

ả

o sát có t

ổ

ch

ứ

c t

ế

vi (hình b): các h

ạ

t Pb k

ế

t tinh tr

ướ

c (h

ạ

ố

i, to) và ph

ầ

n cùng tinh (Pb + Sn) nh

ư

c

ủ

a hình a. Rõ ràng là pha ho

ặ

c t

ổ

ch

ứ

c nào k

ế

t tinh

ở

nhi

ệ

độ

càng th

ấ

p h

ạ

t càng nh

ỏ

ị

n.

Gi

ả

đồ

pha Fe - C (Fe - Fe3C)

đượ

c trình bày

ở

hình 3.18 v

ớ

i các ký hi

ệ

u các t

ọ

a

độ

(nhi

ệ

độ

, oC - thành ph

ầ

n cacbon, %)

đ

ã

đượ

c qu

ố

c t

ế

hóa nh

ư

sau:

A (1539 - 0);

B (1499 - 0,5);

C (1147 - 4,3);

D (~1250 - 6,67);

E (1147 - 2,14);

F (1147 - 6,67);

G (911 - 0);

H (1499 - 0,10);

J (1499 - 0,16);

K (727 - 6,67);

L (0 - 6,67);

N (1392 - 0);

P (727 - 0,02);

Q (0 - 0,006);

S (727 - 0,80).

M

ộ

ố

đườ

ng có ý ngh

ĩ

a th

ự

c t

ế

ấ

t quan tr

ọ

ng nh

ư

sau:

- ABCD là

đườ

ng l

ỏ

để

xác

đị

nh nhi

ệ

độ

ch

ả

y l

ỏ

ng hoàn toàn hay b

ắ

đầ

u k

ế

t tinh.

- AHJECF là

đườ

ắ

để

xác

đị

nh nhi

ệ

độ

ắ

đầ

u ch

ả

y hay k

ế

t thúc k

ế

t tinh.

- ECF (1147oC) là

đườ

ng cùng tinh, x

ả

y ra ph

ả

ứ

ng cùng tinh (eutectic).

- PSK (727oC) là

đườ

ng cùng tích, x

ả

y ra ph

ả

ứ

ng cùng tích (eutectoid).

- ES - gi

ớ

i h

ạ

n hòa tan cacbon trong Fe

γ

.

- PQ - gi

ớ

i h

ạ

n hòa tan cacbon trong Fe

α

.

Hình 3.18. Gi

ả

đồ

pha Fe - C (Fe - Fe3C).

Các chuy

ể

ế

n khi làm ngu

ộ

i ch

ậ

Nh

ư

đ

ã nói, trong gi

ả

đồ

này có khá

đầ

y

đủ

các chuy

ể

ế

đ

ã kh

ả

o sát

ở

trên.

- Chuy

ể

ế

n bao tinh x

ả

y ra

ở

1499oC trong các h

ợ

p kim có 0,10 - 0,50%C (

đườ

ng HJB)

δ

H

+

LB

→ 

γ

H

hay

δ

0,10

+

L0,50

→  

γ

0,16

(3.1)

ườ

i ta th

ườ

ng không

để

ý

đế

n ph

ả

ứ

ng này vì x

ả

y ra

ở

nhi

ệ

độ

quá cao và không có

ả

nh h

ưở

ng gì

đế

ổ

ch

ứ

c c

ủ

a thép khi gia công và s

ử

d

ụ

ng.

- Chuy

ể

ế

n cùng tinh x

ả

y ra

ở

1147oC trong các h

ợ

p kim có > 2,14%C (

đườ

ng ECF)

LC

→ 

γ

E

+

Fe3CF)

hay

L4,3

→ 

γ

2,14

+ Fe3C6,67) (3.2)

- Chuy

ể

ế

n cùng tích x

ả

y ra

ở

727oC h

ầ

u nh

ư

v

ớ

ọ

i h

ợ

p kim (

đườ

ng PSK)

γ

S

→ 

[

α

P

+

Fe3CK]

hay

γ

0,8

 →

[

α

0,02

+

Fe3C6,67]

(3.3)

- S

ự

ế

t pha Fe3C d

ư

ra kh

ỏ

i dung d

ị

ch r

ắ

n c

ủ

a cacbon trong các dung d

ị

ch r

ắ

n: trong Fe

γ 

theo

đườ

ng ES và trong Fe

α 

theo

đườ

ng PQ.

Ph

ầ

n trên c

ủ

a gi

ả

đồ

ạ

ng thái Fe – C

ứ

ng v

ớ

ự

k

ế

t tinh t

ừ

ạ

ng thái l

ỏ

ng th

ấ

y có ba khu v

ự

c rõ r

ệ

ứ

ng v

ớ

i ba kho

ả

ng thành ph

ầ

n cacbon khác nhau.

Khu v

ự

c có thành ph

ầ

n 0,1 – 0,51%C (có ph

ả

ứ

ng bao tinh).

T

ấ

t c

ả

các h

ợ

p kim có thành ph

ầ

n cacbon 0,1 – 0,51%C khi k

ế

t tinh s

ẽ

x

ả

y ra ph

ả

ứ

ng bao tinh:

δ

H

+ LB

 →

γ

J.

Lúc

đầ

u, khi làm ngu

ộ

đế

đườ

ng l

ỏ

ng AB, h

ợ

p kim l

ỏ

ẽ

k

ế

t tinh ra dung d

ị

ch r

ắ

ướ

c. Khi nhi

ệ

độ

h

ạ

xu

ố

ớ

i 1499oC (

ứ

ng v

ớ

đườ

ng HB), h

ợ

p kim có hai pha là dung d

ị

ch r

ắ

δ

ch

ứ

a 0,10%C và dung d

ị

ch r

ắ

n ôstenit ch

ứ

a 0,16%C:

Các h

ợ

p kim có 0,1 – 0,16%C sau ph

ả

ứ

ng bao tinh còn th

ừ

a pha

δ 

và khi làm ngu

ộ

ế

p, pha này ti

ế

ụ

c chuy

ể

ế

n thành pha

γ

.

Các h

ợ

p kim có 0,16 – 0,51%C sau ph

ả

ứ

ng bao tinh còn th

ừ

a pha l

ỏ

ng L, và sau khi làm ngu

ộ

ế

p theo pha l

ỏ

ế

ụ

c chuy

ể

ế

n thành pha

γ

. Nh

ư

v

ậ

y, cu

ố

i cùng h

ợ

p kim 0,10 – 0,51%C khhi làm ngu

ộ

i xu

ố

ng d

ướ

đườ

ng NJE ch

ỉ

có t

ổ

ch

ứ

c m

ộ

t pha ôstenit.

Khu v

ự

c có thành ph

ầ

n 0,51 – 2,14%C k

ế

t thúc k

ế

t tinh b

ằ

ự

ạ

o thành dung d

ị

ch r

ắ

n ôstenit.

H

ợ

p kim thành ph

ầ

n 2,14 – 4,3%C: khi làm ngu

ộ

i h

ợ

p kim t

ớ

đườ

ng l

ỏ

ng BC nó s

ẽ

k

ế

t tinh ra ôstenit. Làm ngu

ộ

ế

ụ

c, ôstenit có thành ph

ầ

n thay

đổ

i theo

đườ

ng JE, h

ợ

p kim l

ỏ

ng còn l

ạ

i thay

đổ

i theo

đườ

ng BC.

Khu v

ự

c có thành ph

ầ

n 0,51 – 2,14%C k

ế

t thúc k

ế

t tinh

ằ

ự

ạ

o thành dung d

ị

ch r

ắ

n ôstenit.

H

ợ

p kim có thành ph

ầ

n 2,14 – 4,3%C, k

ế

t thúc k

ế

t tinh b

ằ

ự

k

ế

t tinh c

ủ

a dung d

ị

ch l

ỏ

ng có thành ph

ầ

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m C ra hai pha: ôstenit có thành ph

ầ

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m E và xêmentit

ở

1147oC.

H

ỗ

n h

ợ

p cùng tinh lê

đ

êburit

Sau khi k

ế

t tinh xong h

ợ

p kim này có t

ổ

ch

ứ

c ôstenit + lê

đ

êburit (

γ 

+ Xe).

Khu v

ự

c có thành ph

ầ

n 4,3 – 6,67%C

(k

ế

t tinh ra xêmentit th

ứ

nh

ấ

t).

Ph

ầ

n h

ợ

p kim 4,3 – 6,67%C: khi h

ợ

p kim

đượ

c làm ngu

ộ

ớ

đườ

ng l

ỏ

ng DC nó k

ế

t tinh ra xêmentit và g

ọ

i là xêmentit th

ứ

nh

ấ

t. Khi làm ngu

ộ

ế

ụ

c s

ẽ

ph

ả

ứ

ạ

o nên cùng tinh lê

đ

êburit x

ả

y ra

ở

1147oC. Sau khi k

ế

t tinh xong, h

ợ

p kim này có t

ổ

ch

ứ

c xêmentit th

ứ

nh

ấ

t + lê

đ

êburit (

γ 

+ Xe).

Tóm l

ạ

i: khi k

ế

t tinh t

ừ

pha l

ỏ

ng, trong h

ợ

p kim Fe – C có x

ả

y ra các quá trình sau: k

ế

t tinh ra

δ 

(< 0,51%C) và ph

ả

ứ

ng cùng tinh (2,14 – 6,67%C).

Ph

ầ

n d

ướ

i c

ủ

a gi

ả

đồ

Ph

ầ

n d

ướ

i c

ủ

a gi

ả

đồ

ứ

ng v

ớ

i nh

ữ

ng chuy

ể

ế

ở

ạ

ng thái r

ắ

n. Có ba pha chuy

ể

ế

đ

áng chú ý sau

đ

ây xu

ấ

t phát t

ừ

ôstenit.

S

ự

ế

t ra xêmentit th

ứ

hai t

ừ

ôstenit

Các h

ợ

p kim có thành ph

ầ

n cacbon l

ớ

n h

ơ

n 0,8% khi làm ngu

ộ

ừ

1147oC

đế

n 727oC, ôstenit c

ủ

a nó b

ị

ả

m thành ph

ầ

n cacbon theo

đườ

ng ES, do v

ậ

y, s

ẽ

ế

t ra xêmentit mà ta g

ọ

i là xêmentit th

ứ

hai. Cu

ố

i cùng

ở

727oC, ôstenit có thành ph

ầ

n cacbon 0,8%

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m S.

S

ự

ế

t ra ferit t

ừ

ôstenit

Các h

ợ

p kim có thành ph

ầ

n cacbon nh

ỏ

h

ơ

n 0,8% khi làm ngu

ộ

ừ

911oC ÷ 727oC, ôstenit c

ủ

a nó s

ẽ

ế

t ra ferit là pha ít cacbon, do v

ậ

y ôstenit còn l

ạ

i giàu cacbon theo

đườ

ng GS. Cu

ố

i cùng

ở

727oC h

ợ

p kim g

ồ

m hai pha là ferit

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m P (0,02%C) và ôstenit

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m S (0,8%C).

Nh

ư

v

ậ

y khi làm ngu

ộ

ớ

i 727oC trong t

ổ

ch

ứ

c c

ủ

a m

ọ

i h

ợ

p kim Fe – C

đề

u ch

ứ

a ôstenit v

ớ

i 0,8%C (

ứ

ng v

ớ

đ

ể

m S).

Chuy

ể

ế

n cùng tích: ôstenit thành peclit.

T

ạ

i 727oC ôstenit có thành ph

ầ

n 0,8%C s

ẽ

chuy

ể

ế

n thành peclit là h

ỗ

n h

ợ

p c

ủ

a hai pha ferit và xêmentit.

Nh

ư

đ

ã nói

ở

trên, chuy

ể

ế

n này có

ở

ọ

i h

ợ

p kim Fe – C.

ô c

ơ

bản

Ô

 đơ

n v

ị 

là m

ộ

t cách s

ắ

p x

ế

p c

ủ

a các

nguyên t

ử

trong không gian ba chi

ề

u, n

ế

u ta l

ặ

p l

ạ

i nó

thì

nó

ẽ 

chi

ế

 đầ

y không gian và s

ẽ 

ạ

o nên

tinh th

ể

. V

ị 

trí

c

ủ

a các nguyên t

ử 

ô

 đơ

n v

ị đượ

c mô

ả 

ằ

ộ

h

ệ đơ

n v

ị 

hay còn g

ọ

i là m

ộ

h

ệ 

c

ơ 

ở 

bao g

ồ

m ba thông s

ố 

ươ

 ứ

ng v

ớ

i ba chi

ề

u c

ủ

a không gian

H

ợ

p kim

là

dung d

ị

ch

ắ

n c

ủ

a nhi

ề

u nguyên t

ố 

kim lo

ạ

ho

ặ

c gi

ữ

a nguyên t

ố

kim lo

ạ

i v

ớ

i nguyên t

ố

phi kim. H

ợ

p kim mang tính kim lo

ạ

i (d

ẫ

n nhi

ệ

t cao, d

ẫ

đ

ệ

n, d

ẻ

o, d

ễ

ế

n d

ạ

ng, có ánh kim...).

Đặ

c tính s

ả

n ph

ẩ

m h

ợ

p kim

ố

ng kim lo

ạ

thông th

ườ

ng khác v

ớ

đặ

c tính c

ủ

a kim lo

ạ

i h

ợ

p thành,

đ

ôi khi còn khác h

ẳ

n.

H

ợ

p kim luôn cho ta nh

ữ

đặ

c tính v

ượ

ộ

i so v

ớ

i kim lo

ạ

i nguyên ch

ấ

t h

ợ

p thành. Ví d

ụ

,

thép

(h

ợ

p kim c

ủ

a s

ắ

t) có

độ

ề

v

ượ

ộ

i so v

ớ

i kim lo

ạ

i h

ợ

p thành c

ủ

a nó là

ắ

.

Đặ

c tính

v

ậ

t l

ý

c

ủ

a h

ợ

p kim không khác nhi

ề

u kim lo

ạ

đượ

c

h

ợ

p kim ho

á

, nh

ư 

ậ

độ

,

độ

kh

á

ng c

ự

,

tính

đ

ệ

và

h

ệ

ố

d

ẫ

n nhi

ệ

, nh

ư

ng các

đặ

c tính

c

ơ

kh

í

c

ủ

a h

ợ

p kim l

ạ

i có s

ự

khác m

ộ

t cách rõ r

ệ

t, nh

ư 

độ

ề

n k

é

,

độ

ề

n c

ắ

,

độ

c

ứ

, kh

ả

ă

ng ch

ố

ă

ò

...

Không gi

ố

ng nh

ư

kim lo

ạ

i nguyên ch

ấ

t, nhi

ề

u h

ợ

p kim không có m

ộ

đ

ể

ó

ng ch

ả

y

nh

ấ

đị

nh. Thay vì, chúng có m

ộ

ề

n nóng ch

ả

y bao g

ồ

ạ

ng thái các kh

ố

ch

ấ

ắ

hòa l

ẫ

n v

ớ

i kh

ố

ch

ấ

t l

ỏ

.

Đ

ể

nhi

ệ

độ

ắ

đầ

u ch

ả

y

đượ

c g

ọ

i là

đườ

đ

ô

đặ

c

và hoàn thành vi

ệ

c hóa l

ỏ

ng hoàn toàn g

ọ

i là

đườ

ng pha l

ỏ

ả

đồ

ạ

ng th

á

c

ủ

a h

ợ

p kim.

Dung d

ị

ch r

ắ

là nh

ữ

pha

tinh th

ể

có thành ph

ầ

n bao g

ồ

m thêm các

nguyên t

ử

c

ủ

a

nguyên t

ố

ch

ấ

t hòa tan, phân b

ố ở 

ạ

ng tinh th

ể

dung môi

. Các nguyên t

ử 

c

ủ

a ch

ấ

t hòa tan thay th

ế 

các nguyên t

ử ở 

các

nút m

ạ

hay xen k

ẽ 

vào ch

ỗ 

ố

ữ

a các nút m

ạ

ng. Trong tr

ườ

ng h

ợ

 đầ

u tiên ng

ườ

i ta g

ọ

i các tinh th

ể 

là

các

dung d

ị

ch r

ắ

n thay th

ế 

còn trong tr

ườ

ng h

ợ

p th

ứ 

hai làdung d

ị

ch r

ắ

n xen k

ẽ

.

Nói m

ộ

t cách khác, dung d

ị

ch r

ắ

n là

ộ

th

ể 

ắ

 đồ

ng nh

ấ

hình thành t

ừ 

các pha r

ắ

n c

ủ

a dung d

ị

ch.

Đă

̣c tính của

 đ 

ă

́n

V

ề 

ặ

t c

ấ

u trúc dung d

ị

ch r

ắ

n c

ủ

a h

ợ

p kim có

ki

ể

u m

ạ

ng tinh th

ể 

v

ẫ

n là

ki

ể

u m

ạ

ng c

ủ

a kim lo

ạ

i dung môi.

 Đặ

c tính c

ơ 

ả

n này quy

ế

 đị

nh các

 đặ

c tr

ư

ng c

ơ 

lý

hóa tính c

ủ

a dung d

ị

ch r

ắ

n, v

ề 

c

ơ 

ả

n v

ẫ

ữ đượ

c các tính ch

ấ

t c

ơ 

ả

n c

ủ

a kim lo

ạ

i ch

ủ 

hay n

ề

n. Nh

ư 

v

ậ

y dung d

ị

ch r

ắ

n trong h

ợ

p kim có

các

 đặ

c tính c

ụ 

th

ể 

nh

ư 

sau:

Liên k

ế

t v

ẫ

n là

liên k

ế

t kim lo

ạ

i, do v

ậ

y dung d

ị

ch r

ắ

n v

ẫ

ữ đượ

c tính d

ẻ

ố

ng nh

ư 

kim lo

ạ

i nguyên ch

ấ

Thành ph

ầ

n ho

́a

h

ọ

c thay

 đổ

i theo ph

ạ

m vi nh

ấ

 đị

nh mà

không làm thay

 đổ

i ki

ể

u m

ạ

ng.

Tính ch

ấ

ế

 đổ

i nhi

ề

u:

 Độ 

d

ẻ

o,

 độ 

dai, h

ệ 

ố 

nhi

ệ

 độ đ

ệ

ở 

ả

m,

 đ

ệ

ở độ 

ề

n,

 độ 

c

ứ

ă

ng lên.

Do các

 đặ

c tính trên nên dung d

ị

ch r

ắ

n là

c

ơ 

ở 

c

ủ

a h

ợ

p kim k

ế

t c

ấ

u dùng trong c

ơ 

khí. Trong h

ợ

p kim này pha c

ơ 

ả

n là

dung d

ị

ch r

ắ

n, nó

chi

ế

m x

ấ

p x

ỉ đế

n 90% có

ườ

ng h

ợ

 đế

n 100%

Dung d

ị

ch r

ắ

n thay th

ế

Ở

các dung d

ị

ch r

ắ

n thay th

ế

, các nguyên t

ử

c

ủ

a ch

ấ

t tan thông th

ườ

đượ

c

phân b

ố

th

ố

ng k

ê

ạ

ng dung môi. M

ạ

ng không gian xung quanh nguyên t

ử

ch

ấ

t tan xu

ấ

t hi

ệ

n nh

ữ

ng sai l

ệ

ch c

ụ

c b

ộ

. Nh

ữ

ng sai l

ệ

ch này d

ẫ

ớ

ự

thay

đổ

i tính ch

ấ

t và s

ự

thay

đổ

thông s

ố

ạ

ng trung b

ì

nh

. S

ự

hình thành các dung d

ị

ch r

ắ

n luôn luôn kèm theo vi

ệ

c t

ă

đ

ệ

ở

và gi

ả

h

ệ

ố

nhi

ệ

đ

ệ

ở

. Các kim lo

ạ

ở

d

ạ

ng dung d

ị

ch r

ắ

n th

ườ

ng kém d

ẻ

o, luôn luôn c

ứ

ng h

ơ

n và b

ề

n h

ơ

n so v

ớ

i các

kim lo

ạ

nguyên ch

ấ

t.

[

ử

a

]Dung d

ị

ch r

ắ

n xen k

ẽ

Trong

kim lo

ạ

, các dung d

ị

ch r

ắ

n lo

ạ

i này xu

ấ

t hi

ệ

n khi

h

ợ

p kim h

ó

a

các kim lo

ạ

i chuy

ể

ế

ằ

ng các

á kim

có

bán kính nguyên t

ử

nh

ỏ

nh

ư 

H

,

N

,

C

,

B

. Nh

ữ

ng xô l

ệ

ch m

ạ

ng xu

ấ

t hi

ệ

n khi t

ạ

o thành dung d

ị

ch r

ắ

n xen k

ẽ

v

ượ

t quá nh

ữ

ng xô l

ệ

ch m

ạ

ng khi t

ạ

o thành dung d

ị

ch r

ắ

n thay th

ế

, do v

ậ

y các tính ch

ấ

t c

ũ

ng thay

đổ

ạ

nh h

ơ

n. Theo m

ứ

c

độ

ă

ồ

độ

c

ủ

a nguyên t

ố

hòa tan trong dung d

ị

ch r

ắ

n mà

đ

ệ

ở

,

l

ự

c kh

á

ừ

,

độ

c

ứ

và

độ

ề

ă

ng, nh

ư

độ

d

ẻ

và

độ

dai

ả

đ

i rõ r

ệ

t.

Gian

đ

ô

̀ 1 2 c

â

́u t

ư

̉

Là gi

ả

 đồ 

pha c

ủ

a h

ệ 

hai c

ấ

u t

ử 

không có

ấ

t k

ỳ 

ươ

ng tác nào, chúng t

ạ

o nên h

ỗ

n h

ợ

p riêng r

ẽ 

c

ủ

a hai c

ấ

u t

ử

, có

d

ạ

ổ

ng quát trình bày

 ở 

hình 3.9a và

h

ệ đ

ể

n hình có

ki

ể

u này là

h

ệ 

chì

- antimoan (Pb - Sb)

 ở 

hình 3.9b. Gi

ả

 đồ 

ch

ỉ 

ồ

m c

ặ

 đườ

ng l

ỏ

–

ắ

n, trong

 đ

ó

 đườ

ng trên AEB là

 đườ

ng l

ỏ

ng,

 đườ

ằ

m ngang d

ướ

i CED (245oC) là

 đườ

ắ

n, A là

nhi

ệ

 độ 

ch

ả

y (k

ế

t tinh) c

ủ

a c

ấ

u t

ử 

A (Pb v

ớ

i 327oC), B - nhi

ệ

 độ 

ch

ả

y (k

ế

t tinh) c

ủ

a c

ấ

u t

ử 

B (Sb - 631oC). H

ợ

p kim s

ẽ 

nóng ch

ả

y hay k

ế

t tinh trong kho

ả

ữ

a hai

 đườ

ng này v

ớ

ự 

ồ

ạ

i c

ủ

a hai hay ba pha (pha l

ỏ

ng v

ớ

ộ

t ho

ặ

c c

ả 

hai pha r

ắ

n A, B).

Hãy xét s

ự 

k

ế

t tinh c

ủ

a m

ộ

t h

ợ

p kim c

ụ 

th

ể 

ồ

m 60%B (Sb) + 40%A (Pb).

 Đườ

ng th

ẳ

 đứ

ể

u th

ị 

h

ợ

p kim này c

ắ

t các

 đườ

ng l

ỏ

ng, r

ắ

ươ

 ứ

 ở 

1 (500oC), 2 (245oC),

 đ

ó

là

hai m

ố

c nhi

ệ

 độ đ

áng chú

ý:

+

 Ở 

cao h

ơ

n 1 (500oC) h

ợ

p kim

 ở 

ạ

ng thái l

ỏ

ng hoàn toàn L.

+

 Ở 

th

ấ

p h

ơ

n 2 (245oC) h

ợ

p kim

 ở 

ạ

ng thái r

ắ

n A +B (Pb + Sb).

+

 Ở 

trong kho

ả

ng 1 - 2 (500 - 245oC) h

ợ

p kim

 ở 

ạ

ng thái l

ỏ

ng + r

ắ

n: L + B (L + Sb)

 ứ

ng v

ớ

i quá

trình k

ế

t tinh hay nóng ch

ả

y.

V

ậ

y 1 (500oC) là

nhi

ệ

 độ 

ắ

 đầ

u k

ế

t tinh hay k

ế

t thúc nóng ch

ả

y và

2 (245oC) là

nhi

ệ

 độ 

ắ

 đầ

u nóng ch

ả

y hay k

ế

t thúc k

ế

t tinh.

S

ự 

k

ế

t tinh c

ủ

a h

ợ

p kim t

ừ 

ạ

ng thái l

ỏ

ng x

ả

y ra nh

ư 

sau.

- Làm ngu

ộ

 đế

n 1 (500oC) h

ợ

p kim l

ỏ

ắ

 đầ

u k

ế

t tinh ra tinh th

ể 

B (Sb) c

ũ

 ở 

nhi

ệ

 độ 

này

 ứ

ng v

ớ

i 1’.

- Làm ngu

ộ

ế

ụ

c, tinh th

ể 

B (Sb) t

ạ

o thành càng nhi

ề

u làm t

ỷ 

l

ệ 

B (Sb) trong h

ợ

p kim l

ỏ

ng còn l

ạ

ả

 đ

i nên

 đ

ể

ể

u di

ễ

ọ

a

 độ

) d

ị

ch sang trái theo

 đườ

ng l

ỏ

ừ 

1

 đế

n E. Ví

d

ụ ở 

α 

(400oC) h

ợ

p kim l

ỏ

ng (còn l

ạ

i) v

ớ

ọ

a

 độ ở đ

ể

m a’’

(37%Sb) và

tinh th

ể 

B v

ớ

ọ

a

 độ ở đ

ể

m a’

ứ

c 100%B (100%Sb).

Áp d

ụ

ng quy t

ắ

c cánh tay

 đ

òn, t

ỷ 

l

ệ 

c

ủ

a hai pha này là

La’’

/ Ba’

= aa' / aa'' hay L40 / Sb100 = (100 - 60) / (60 - 37) = 40 / 23 t

ứ

c pha l

ỏ

ng 40 / 63 (63,5%), r

ắ

n 23 / 63 (36,5%).

- Khi làm ngu

ộ

 đế

 đườ

ắ

n CED (245oC) h

ợ

p kim l

ỏ

ng (còn l

ạ

i) nghèo B (Sb)

 đ

ữ

a và

có

ọ

a

 độ ở đ

ể

m E (13%Sb), còn pha r

ắ

n B (Sb)

 ứ

ng v

ớ

 đ

ể

m D. T

ỷ 

l

ệ 

c

ủ

a hai pha này là

LE / BD = 2D / 2E hay L13 / Sb100 = (100 - 60) / (60 - 13) = 40 / 47. T

ứ

c pha l

ỏ

ng ch

ỉ 

còn kho

ả

ng 46%, pha r

ắ

n (Sb)

 đ

ã

k

ế

t tinh là

54%.

Có nh

ậ

n xét là

tuy có

hai c

ấ

u t

ử 

A và

B (Pb và

Sb) nh

ư

ng cho

 đế

 đ

ây h

ợ

p kim m

ớ

i ch

ỉ 

k

ế

t tinh ra B (Sb) và

ớ

i ch

ỉ 

có

ộ

t ph

ầ

n B (Sb) trong h

ợ

p kim (54 trong 60%) k

ế

t tinh, c

ấ

u t

ử 

kia (A, Pb) ch

ư

a k

ế

t tinh.

- T

ạ

i nhi

ệ

 độ 

c

ủ

a

 đườ

ắ

n CED (245oC), LE (L13) k

ế

t tinh ra c

ả 

hai c

ấ

u t

ử 

A+B (Pb + Sb) cùng m

ộ

t lúc, h

ỗ

n h

ợ

p c

ủ

a hai pha r

ắ

 đượ

c t

ạ

o thành cùng m

ộ

t lúc (

đồ

ng th

ờ

ừ 

pha l

ỏ

ng nh

ư 

v

ậ

y

 đượ

c g

ọ

i là

cùng tinh (cùng k

ế

t tinh) hay eutectic LE

  → 

(A + B) hay L13

  → 

(Pb + Sb).

Đ

ó là ph

ả

 ứ

ng cùng tinh. Quy

 ướ

c bi

ể

u th

ị 

ổ 

ch

ứ

c cùng tinh trong ngo

ặ

c

 đơ

n - ( ).

S

ự 

k

ế

t tinh k

ế

t thúc

 ở đ

ây và

khi làm ngu

ộ

 đế

n nhi

ệ

 độ 

th

ườ

ng không có

chuy

ể

ế

n gì

khác. Cu

ố

i cùng h

ợ

p kim này có

ổ 

ch

ứ

c B + (A + B) hay Sb + (Pb + Sb), trong

 đ

ó

B (Sb)

 đượ

c t

ạ

o thành tr

ướ

c

 ở 

nhi

ệ

 độ 

cao h

ơ

n nên có

kích th

ướ

c h

ạ

t l

ớ

độ 

quá

ngu

ộ

i nh

ỏ

) còn cùng tinh (A + B) hay (Pb + Sb)

 đượ

c t

ạ

o thành sau

 ở 

nhi

ệ

 độ 

th

ấ

p h

ơ

n nên có

c

ấ

u t

ạ

o (kích th

ướ

c h

ạ

t) các pha nh

ỏ 

ị

n h

ơ

n (do

 độ 

quá ngu

ộ

i l

ớ

n).

Có th

ể 

tính d

ễ 

dàng t

ỷ 

l

ệ 

các pha và t

ổ 

ch

ứ

c c

ủ

a h

ợ

p kim 60%Sb + 40%Pb nh

ư 

sau:

- T

ỷ 

l

ệ 

v

ề 

pha Pb / Sb = (100 - 60) / (60 - 0) = 40 / 60 hay 40%Pb, 60%Sb.

- T

ỷ 

l

ệ 

v

ề 

ổ 

ch

ứ

c Sb / (Pb+Sb) = (60 - 13) / (100 - 60) = 47 / 40 hay 54% là

Sb (

độ

c l

ậ

p) còn l

ạ

i 46% là

cùng tinh (Pb + Sb).

T

ươ

ự 

ằ

ng các nguyên t

ắ

c

 đ

ã

nêu

 ở 

ụ

c 3.2.2 có

th

ể 

ế

 đượ

c di

ễ

ế

n k

ế

t tinh (s

ự 

ạ

o thành các t

ổ 

ch

ứ

c) c

ủ

a m

ọ

i h

ợ

p kim c

ủ

a h

ệ

. Ví

d

ụ

, lo

ạ

i 90%Pb + 10%Sb s

ẽ 

k

ế

t tinh ra chì

(Pb) tr

ướ

c cho

 đế

n 245oC c

ũ

ng k

ế

t tinh ra cùng tinh (Pb + Sb). Nh

ư 

v

ậ

y các h

ợ

p kim c

ủ

a gi

ả

 đồ 

lo

ạ

i I k

ế

t tinh theo th

ứ 

ự 

sau:

“tho

ạ

t tiên pha l

ỏ

ng k

ế

t tinh ra m

ộ

t trong hai c

ấ

u t

ử 

nguyên ch

ấ

ướ

c và

làm cho pha l

ỏ

ng nghèo c

ấ

u t

ử 

này và

ế

 đổ

i thành ph

ầ

 đế

 đ

ể

m cùng tinh E,

 đế

 đ

ây pha l

ỏ

ng còn l

ạ

ớ

i k

ế

t tinh ra c

ấ

u t

ử 

th

ứ 

hai t

ứ

c ra hai c

ấ

u t

ử 

cùng m

ộ

t lúc".

Ngoài ra có nh

ậ

n xét là

tho

ạ

t tiên khi

 đư

a thêm c

ấ

u t

ử 

khác vào c

ấ

u t

ử 

ấ

t k

ỳ đề

u làm cho nhi

ệ

 độ 

k

ế

t tinh gi

ả

 đ

i,

 đạ

 đế

n giá

ị 

th

ấ

p nh

ấ

t sau

 đ

ó

ớ

ă

ng lên.

Quy

 ướ

c:

• H

ợ

p kim có

thành ph

ầ

 ở 

chính

 đ

ể

m E hay lân c

ậ

 đượ

c g

ọ

i là

h

ợ

p kim cùng tinh hay eutectic (có

nhi

ệ

 độ 

ch

ả

y th

ấ

p nh

ấ

t, th

ấ

p h

ơ

n c

ả 

c

ấ

u t

ử 

d

ễ 

ch

ả

y nh

ấ

t), nó

k

ế

t tinh ngay ra hai c

ấ

u t

ử 

cùng m

ộ

t lúc và

 ở 

nhi

ệ

 độ 

không

 đổ

i.

• H

ợ

p kim có

thành ph

ầ

 ở 

bên trái, bên ph

ả

 đ

ể

m E

 đượ

c g

ọ

i l

ầ

n l

ượ

t là

h

ợ

p kim tr

ướ

c cùng tinh (hay hypoeutectic), sau cùng tinh (hay hypereutectic), so v

ớ

i lo

ạ

i cùng tinh chúng có

nhi

ệ

 độ 

ch

ả

y cao h

ơ

n, k

ế

t tinh ra m

ộ

t c

ấ

u t

ử 

ướ

c và

x

ả

y ra trong m

ộ

t kho

ả

ng nhi

ệ

 độ

.

Gi

ả

 đồ 

pha Fe - C (Fe - Fe3C)

 đượ

c trình bày

 ở 

hình 3.18 v

ớ

i các ký hi

ệ

u các t

ọ

a

 độ 

(nhi

ệ

 độ

, oC - thành ph

ầ

n cacbon, %)

 đ

ã

 đượ

c qu

ố

c t

ế 

hóa nh

ư 

sau:

A (1539 - 0);

B (1499 - 0,5);

C (1147 - 4,3);

D (~1250 - 6,67);

E (1147 - 2,14);

F (1147 - 6,67);

G (911 - 0);

H (1499 - 0,10);

J (1499 - 0,16);

K (727 - 6,67);

L (0 - 6,67);

N (1392 - 0);

P (727 - 0,02);

Q (0 - 0,006);

S (727 - 0,80).

M

ộ

ố đườ

ng có ý ngh

ĩ

a th

ự

c t

ế 

ấ

t quan tr

ọ

ng nh

ư 

sau:

- ABCD là

 đườ

ng l

ỏ

 để 

xác

 đị

nh nhi

ệ

 độ 

ch

ả

y l

ỏ

ng hoàn toàn hay b

ắ

 đầ

u k

ế

t tinh.

- AHJECF là

 đườ

ắ

 để 

xác

 đị

nh nhi

ệ

 độ 

ắ

 đầ

u ch

ả

y hay k

ế

t thúc k

ế

t tinh.

- ECF (1147oC) là

 đườ

ng cùng tinh, x

ả

y ra ph

ả

 ứ

ng cùng tinh (eutectic).

- PSK (727oC) là

 đườ

ng cung tich, x

ả

y ra ph

ả

 ứ

ng cùng tích (eutectoid).

- ES - gi

ớ

i h

ạ

n hòa tan cacbon trong Fe

γ

.

- PQ - gi

ớ

i h

ạ

n hòa tan cacbon trong Fe

α

.

Ủ

trong ngh

ề 

luy

ệ

n kim

và

khoa h

ọ

c v

ậ

t li

ệ

u

là

C

ộ

t ph

ươ

ng pháp

nhi

ệ

t luy

ệ

nh

ằ

ụ

c

đ

ích s

ử

a ch

ữ

a l

ạ

ự

ắ

p x

ế

p c

ấ

u trúc

tinh th

ể

c

ủ

a v

ậ

t li

ệ

u

để

cho m

ộ

v

ậ

t li

ệ

u

có tính m

ề

m h

ơ

để

c

ả

i thi

ệ

n tính gia công hay gi

ả

độ

c

ứ

không c

ầ

n thi

ế

t cho

c

ơ

í

nh

c

ủ

a v

ậ

t li

ệ

u

đ

ó. V

ậ

t li

ệ

u khi th

ự

c hi

ệ

ủ

là k

ế

t qu

ả

c

ủ

a m

ộ

t quy trình nung nóng

ở

ộ

nhi

ệ

độ

nào

đ

ó và duy trì

ở

nhi

ệ

độ

đ

ó v

ớ

th

ờ

i gian

nh

ấ

đị

nh và sau

đ

ó làm ngu

ộ

ả

n ph

ẩ

m v

ớ

ộ

ố

c

độ

c

ầ

n thi

ế

t.

S

ả

n ph

ẩ

m sau khi

ủ

th

ườ

ng có các

đặ

c tính sau: m

ề

m d

ẻ

o h

ơ

n, kh

ử

đượ

c n

ộ

ứ

ng su

ấ

, c

ả

i thi

ệ

n k

ế

t c

ấ

u và ch

ị

u

đượ

c

đ

ề

u ki

ệ

n làm vi

ệ

c trong môi tr

ườ

ấ

t l

ạ

nh.