09/2010
1
Chương 6. Hợp kim màu và bột
Chương 6. Hợp kim và giản đồ pha
6.1 Hợp kim nhôm
6.2 Hợp kim đồng
6.3 Hợp kim ổ trượt
6.4 Hợp kim bột
09/2010
2
Chương 6.1 Hợp kim nhôm
6.1.1 Nhôm nguyên chất & phân loại
Đặc điểm
-Nhẹ, bền ăn mòn khí quyển, tính dẻo cao
(A
1
), dẫn điện và nhiệt tốt
-Chịu nhiệt kém (660
0
C), độ bền và độ
cứng thấp (σ
b
= 60MPa, HB = 25)
Hợp kim nhôm và phân loại
- Nguyên tố HK: Cu,Zn, Mg, Si, Mn, Ti, Fe…
- Phân loại dựa vào giới hạn hòa tan CF
Chương 6.1 Hợp kim nhôm
6.1.1 Nhôm nguyên chất & phân loại
Hệ thống kí hiệu HK nhôm
- TCVN 1659-75: Bắt đầu bằng chữ Al, tiếp theo là kí hiệu của nguyên
tố HK cùng chỉ số %: AlCu5Mg, Al99, Al99,5

Hợp kim Al-Mn
-Giới hạn hòa tan Mn (1,8% ở 659
0
C), tạp chất Fe, Si làm
giảm mạnh giới hạn hòa tan Mn: chỉ hóa bền bằng biến
dạng
-Chống ăn mòn tốt, dễ hàn: thay cho Al sạch khi cần cơ
tính cao hơn
Chương 6.1 Hợp kim nhôm
6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền bằng
nhiệt luyện
Hợp kim Al-Mg
-Thường dùng < 4% Mg (giới hạn hòa tan 15% ở 415
0
C)
-Nhẹ nhất, độ bền khá, hóa bền biến dạng tốt, biến dạng
nóng, biến dạng nguội và hàn tốt, bền ăn mòn tốt nhất
sau anod hóa
- AA5050, AA5052, AA5454
09/2010
4
Chương 6.1 Hợp kim nhôm
6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện
- HK Al quan trọng nhất, cơ tính cao nhất, không thua kém thép C
Hợp kim Al-Cu và Al-Cu-Mg
- Hòa tan cực đại (5,65% ở 548
0
C)
- Hòa tan cực tiểu (0,5% ở nhiệt độ phòng)
- Đặc điểm tổ chức tế vi:

Al
5
, CuMgAl
2
:
AA 2014 và AA 2024: kết cấu máy bay,
dầm khung chịu lực xe tải
Chương 6.1 Hợp kim nhôm
6.1.2 Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện
Hợp kim Al-Mg-Si và Al-Zn-Mg
- Al-Mg-Si: họ AAx6xxx, AA 6061 và AA 6070: độ bền kém đura, dẻo và tính
hàn tốt, sau ép chảy, anod hóa; pha hóa bền Mg
2
Si
- Al-Zn-Mg: họ AA 7xxx: Zn = 4-8%, Mg = 1 – 3%, Cu = 2%có độ bền cao nhất
(σ
b
> 550MPa); nhiệt độ tôi 350-500
0
C, pha hóa bền MgZn
2
và Al
2
Mg
3
Zn
3,
nguội trong KK hoặc nước nóng
09/2010
5

- Phân loại theo truyền thống: Latông (Cu-Zn) và Brông (Cu-các nguyên tố HK
khác), Cu-Sn
Hệ thống kí hiệu HK Cu
- Tiêu chuẩn Hoa Kỳ - CDA (Copper Development Association): CDAxxx
1xx - đồng đỏ và HK Cu-Be 2xx - latông đơn giản 6xx - brông Al, Si
4xx - latông phức tạp 5xx - brông thiếc 7xx - brông Ni, Ag
8xx và 9xx - HK đồng đúc
09/2010
6
Chương 6.2 Hợp kim đồng
6.2.2 Latông
Latông đơn giản
-Thường dùng < 45%Zn, tổ chức một pha α (< 35%Zn)
hoặc hai pha α + β
-Tăng Zn, độ dẻo tăng, max với 30%Zn
Latông một pha (α)
- < 35%Zn, dẻo cao
- Latông - 20%Zn (LCuZn20, CDA 240): màu như Au
- Latông - 30%Zn (LCuZn30, CDA 260): dẻo và độ bền lớn
nhất, làm vỏ đạn
Latông hai pha (α + β)
-Với 40%Zn (LCuZn40, CDA 280) dễ căt, bền và cứng hơn,
có thể biến dạng nóng
Latông phức tạp
- Có thêm Pb (< 4%) dễ đúc, cắt gọt, Sn (1%), Al (2-3%)
ch
ống ăn mòn trong nước biển; Si – tăng bền, cải thiện
tính hàn và đúc, Ni (10-20%) – tăng bền, tạo tính không gỉ
- LCuZn40Pb: dễ cắt, LCuZn29Sn: đồng thau Hải quân
Chương 6.2 Hợp kim đồng

Brông berili
- (0,25-2%)Be, sau tôi (750-790)
0
C trong nước, hóa già ở 320
0
C, có tính
đàn hồi cao, không phát ra tia lửa điện, chịu ăn mòn ở nhiệt độ cao:
chế tạo chi tiết đàn hồi và thiết bị
6.2.4 Hợp kim Cu-Ni và Cu-Zn-Ni
- Cu và Ni hòa tan vô hạn, tăng mạnh độ bền, độ cứng, tính chống ăn
mòn trong nước biển
- (10-30)%Ni dùng làm bộ ngưng tụ của tàu biển, ống dẫn nước biển,
trong công nghiệp hóa học
- (17-27)%Zn và (8-18)%Ni được dùng làm dây biến trở, có điện trở rất
cao
09/2010
8
Chương 6.4 Hợp kim ổ trượt
6.4.1 HK ổ trượt có nhiệt độ chảy thấp: Pb, Sn
-Rất mền, ít làm mòn cổ trục
-Hệ số ma sát nhỏ, giữ dầu tốt
- Không chịu được áp suất và nhiệt độ
Babit thiếc
- 83%Sn + 11%Sb + 6%Cu: PSnSb11Cu6 (ΓOCTƂ83);
88%Sn + 8%Sb + 3%Cu + 1%(Ni+Cd): SnSb8CuNi
-Tổ chức: α-Sn(Sb) + β
’
-SnSb + Cu
3
Sn

Ép: 100-1000MPa
Thiêu kết:
- T = (2/3-3/4)T
c
- Thiêu kết dưới áp lực: VL kết cấu
- Thiêu kết dưới áp lực và phóng điện: dụng cụ cắt
Ưu điểm:
-Hiệu quả kinh tế cao
- Ít tổn hao vl
- Đồng đều tổ chức và tính chất
-Chế tạo VL cứng, siêu cứng
Nhược điểm:
-Cấu trúc không sít chặt
-Cơ tính không cao
- Đầu tư ban đầu lớn
- Hao phí khi tạo bột
→ Đắt, chi tiết phức tạ
p khó đều áp lực
09/2010
10
Chương 6.5 Hợp kim bột
6.5.2 Vật liệu cắt và mài
Hợp kim cứng
- Tính cứng nóng cao (800-1000)
0
C
-Tốc độ cắt cao hàng trăm m/min
- Thành phần hóa học và chế tạo:
+WC chiếm tỷ lệ cao nhất, TiC, TaC rất cứng,
nhiệt độ nóng chảy cao; Co làm chất kết dính

O
3
, SiC, BN, kim cương
Thép gió bột
Chương 6.5 Hợp kim bột
6.5.3 Vật liệu kết cấu
Hợp kim Al bột
-Al-Al
2
O
3
: (5-20)%Al
2
O
3
- σ
b
= (300-450)Mpa (300-350)
0
C
Hợp kim Fe-bột
09/2010
12
Chương 6.5 Hợp kim bột
6.5.4 Hợp kim xốp và thấm
Bạc tự bôi trơn
- Cu-10%Sn, hợp kim Al, xốp 25%
-Tẩm dầu trong chân không – 75
0
C