TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT ĐỨC
KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ
BỘ MÔN
VẬT LIỆU CƠ KHÍ
* Hợp kim được sử dụng phổ biến hơn kim loại nguyên chất vì:
- Hợp kim dễ chế tạo, có nhiều tính chất cơ, lý hoá và tính công nghệ ưu việt so với kim loại nguyên chất.
Ví dụ:
Hợp kim là vật liệu mà trong thành phần của nó gồm hai hoặc nhiều nguyên tố, nguyên tố chính là kim loại. Hợp kim mang tính chất kim loại.
a. Định nghĩa:
Gang là hợp kim của sắt + mangan + silic và các bon + photpho + lưu huỳnh.
Thép là hợp kim của sắt và các bon.
Cu
Ví dụ: hình 5.1 là ảnh tổ chức tế vi hợp kim Cu-30%Pb, chuyên dùng làm các ổ trượt.
Pb
1.4.2. Các dạng cấu tạo của hợp kim
- Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào cấu tạo bên trong của hợp kim (mạng tinh thể). Mạng tinh thể hợp kim có cấu tạo phức tạp hơn so với kim loại nguyên chất.
ở trạng thái rắn hợp kim có các cấu trúc:
1. Dung dịch rắn
2. Hợp chất hoá học
3. Hỗn hợp cơ học
* Khái niệm:
Dung dịch rắn là một pha tinh thể có 1 hay nhiều nguyên tố hoà tan vào m?ng tinh thể của kim loại, chi?m đa s? g?i là dung môi, còn nguyên tố chiếm tỷ lệ ít hơn gọi là nguyên tố hoà tan.
1. Dung dịch rắn
Ký hiệu: A(B)
Trong đó: A là nguyên tố dung môi, B là nguyên tố hòa tan.
Tùy theo phương thức phân bố nguyên tố hòa tan trong mạng tinh thể của dung môi , có các loại dung dịch rắn sau : 
a. Dung dịch rắn thay thế 
b.Dung dịch rắn xen kẽ.
A
1) Kiểu mạng tinh thể của A và B phải giống nhau; 
2) Đường kính nguyên tử của A ≈ B. (để hòa tan đường kính nguyên tử B và A sai khác nhau không được lớn hơn 8 - 12%) 
3) Tính chất hóa - lý của hai nguyên tố A và B phải gần giống nhau, nhất là t0 nóng chảy; 
4) Điện tử hóa trị của A và B phải như nhau, để khi B hòa tan vào mạng A không làm thay đổi nồng độ điện tử của mạng.
Thỏa mãn được 4 điều kiện trên, nguyên tử B có thể hòa tan vào mạng A không có giới hạn, hoặc ngược lại (A có thể hòa tan vào B không giới hạn). Dung dịch rắn được tạo thành là dung dịch rắn vô hạn.

Khi 4 điều kiện trên không thỏa mãn thì khả năng hòa tan bị giới hạn và tác dụng hóa bền khi tạo thành dung dịch rắn càng lớn. Những dung dịch rắn này là dung dịch rắn có hạn.
Khả năng hòa tan của B vào A hoàn toàn phụ thuộc vào tương quan kích thước giữa đường kính nguyên tử B và đường kính lỗ hổng mạng A.
(điều kiện để B hòa tan xen kẽ vào mạng A là tỷ số đường kính nguyên tử dA/dB ≤ 0,59).
Khi tạo thành dung d?ch rắn xen kẽ, mạng tinh th? b? xụ lệch mạng và cho tác dụng hóa bền rất l?n. D?i v?i dung d?ch r?n xen k?, ch? t?n t?i dung d?ch cú h?n, khụng cú dung d?ch r?n vô hạn, bởi vỡ s? lượng lỗ hổng trong m?ng tinh th? có hạn.
* Các đặc tính của dung dịch rắn:
2. Hợp chất hoá học:
- Hợp chất hoá học được hình thành bởi sự khác nhau về điện tích giữa hai nguyên. Thường là hợp chất giữa kim loại với các á kim điển hình như O, S, P, ...
- Mối liên kết chính của hợp chất là liên kết ion và đồng hoá trị. Các hợp chất loại này rất cứng và giòn nên ít được sử dụng trong hợp kim.
2. Hợp chất hoá học:
+ Cấu trúc mạng tinh thể phức tạp khác với các nguyên tố tạo thành nó, độ dẻo th?p.
+ Có tính dòn, độ cứng cao và nhiệt độ chảy khá cao.
+ Thành phần không đổi hoặc thay đổi trong phạm vi hẹp, có thể biểu diễn bằng công thức hoá học.
+ Có thể ở nhiều dạng liên kết khác nhau: Liên kết kim loại, ion, đồng hoá trị...
* Các đặc tính của hợp chất hóa học:
- Trong hệ HK có nh?ng nguyên tố không hoà tan vào nhau cũng không liên kết khi đông đặc để tạo thành hợp chất hoá học mà chỉ liên kết bằng lực cơ học gọi là hỗn hợp cơ học.
Kí hiệu: A + B
+ Mạng tinh thể tuy khác nguyên tố thành phần nhưng vẫn có dạng đơn giản: lục giác xếp chặt, lập phương thể tâm, lập phương diện tâm.
+ Tính chất phụ thuộc vào tính chất của nguyên tố chiếm đa số.
+ Tính chất điển hènh: rất cứng, nhiệt độ nóng chảy cao.
+ Các thành phần tạo nên hợp kim có bề mặt phân chia với nhau.