CHỈÅNG 7 : KIM LOẢI V HÅÜP KIM MU
Trong chỉång ny ta s nghiãn cỉïu cạc håüp kim khäng phi trãn cå såí sàõt âọ l
cạc håüp kim mu. Nhỉ â biãút kim loải mu chiãúm säú lỉåüng låïn trong cạc ngun täú kim
loải. Tuy nhiãn åí âáy ta chè kho sạt cạc kim loải mu thäng dủng nháút : nhäm, âäưng. km,
magiã, titan
7.1.NHÄM V HÅÜP KIM NHÄM :
Vãư phỉång diãûn sn xút v sỉí dủng thç nhäm v håüp kim ca nọ chiãúm vë trê tỉïh
hai sau thẹp. Váût liãûu ny cọ cạc tênh cháút ráút ph håüp våïi nhiãưu cäng dủng khạc nhau,
trong mäüt säú trỉåìng håüp âem lải hiãûu qu kinh tãú låïn v khäng thãø thay thãú âỉåüc.
7.1.1.Khại niãûm v phán loải :
1-Nhäm ngun cháút :
Nhäm l ngun täú cọ mảng tinh thãø láûp phỉång tám màût, cọ m
u sạng bảc. Nhäm
cọ cạc âàûc âiãøm sau :
*Khäúi lỉåüng riãng nh (2,7 g/cm
3
) : chè bàòng khong 1/3 thẹp. Do váûy lm gim
khäúi lỉåüng kãút cáúu, chi tiãút, âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong hng khäng, váûn ti
*Cọ tênh chäúng àn mn nháút âënh trong khê quøn : do ln cọ låïp mng äxyt
(Al
2
O
3
) sêt chàût trãn bãư màût cọ tênh bo vãû cao.
*Cọ tênh dáùn âiãûn cao : tênh dán âiãûn kẹm hån vng, bảc, âäưng. Âäü dáùn âiãûn bàòng
62% Cu nhỉng khäúi lỉåüng riãng chỉa âãúdn 1/3 âäưng thç khi trong cng âiãưu kiãûn lm viãûc
dáy nhäm nhẻ bàòng mäüt nỉía dáy âäưng v bë nung nọng êt hån.
*Tênh do ráút cao : ráút dãù biãún dảng do khi kẹo såüi, dáy, dạt thnh táúm, bàng, lạ,
mng, ẹp thnh cạc thanh di cọ biãn dảng phỉïc tảp.
*Nhiãût âäü nọng chy tháúp (657
O

2-Hồỹp kim nhọm õuùc : Gọửm caùc hồỹp kim chổùa khaù nhióửu caùc nguyón tọỳ hồỹp kim, coù thaỡnh
phỏửn nũm bón phaới õióứm C (C'). Caùc hồỹp kim naỡy coù nhióỷt õọỹ noùng chaớy thỏỳp hồn, coù tọứ
chổùc cuỡng tinh nón tờnh õuùc cao. Do chổùa nhióửu pha thổù hai (chuớ yóỳu laỡ hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc)
nón khaù gioỡn, khọng thóứ bióỳn daỷng deớo õổồỹc, khaớ nng hoùa bóửn bũng nhióỷt luyóỷn khọng
õaùng kóứ. Chóỳ taỷo saớn phỏứm chuớ yóỳu bũng phổồng phaùp õuùc.
Theo TCVN1659-75 hồỹp kim nhọm õuùc kyù hióỷu nhổ hồỹp kim nhọm bióỳn daỷng chố
khaùc laỡ ồớ cuọỳi kyù hióỷu coù thóm chổợ õóứ chố laỡ hồỹp kim õuùc.
Vờ duỷ :
AlSi12Cu2Mg1Mn0,6Ni1 12%Si; 2%Cu; 1%Mg; 0,6%Mn; 1%Ni; coỡn
laỷi laỡ Al. Chổợ chố hồỹp kim nhọm õuùc.
AlCu5Mg1Ni3Mn0,2 5%Cu; 1%Mg; 3%Ni; 0,2%Ni coỡn laỷi Al
AlSi7Mg0,3 7%Si; 0,3%Mg coỡn laỷi Al
Ngoaỡi hai loaỷi hồỹp kim nhọm thọng duỷng trón coỡn coù loaỷi hồỹp kim nhọm thióu kóỳt
õổồỹc chóỳ taỷo bũng luyóỷn kim bọỹt. Bũng caùch pha nguyón lióỷu dổồùi daỷng bọỹt theo thaỡnh
phỏửn quy õởnh vaỡ thióu kóỳt thaỡnh saớn phỏứm.
109
H
ỗnh 7.1- Phỏn loaỷi hồỹp kim nhọm
7.1.2.Hồỹp kim nhọm bióỳn daỷng :
Ta chố nhión cổùu hồỹp kim nhọm hoùa bóửn õổồỹc bũng nhióỷt luyóỷn vỗ chuùng coù vai troỡ
quan troỹng trong nhaỡnh vỏỷt lióỷu.
1-Hồỹp kim nhọỳm vồùi 4% Cu :
Hồỹp kim nhọm vồùi 4% õọửng laỡ cồ sồớ cuớa hỏửu hóỳt caùc hồỹp kim nhọm bióỳn daỷng. Tổỡ
giaớn õọử pha Al-Cu ta thỏỳy rũng õọửng hoỡa tan khaù nhióửu trong nhọm ồớ nhióỷt õọỹ cao (5,65%
taỷi 548
o
C) nhổng laỷi giaớm rỏỳt maỷnh khi haỷ nhióỷt õọỹ (coỡn 0,5% ồớ nhióỷt õọỹ thổồỡng). Lổồỹng
õọửng dổ thổỡa õổồỹc tióỳt ra dổồùi daỷng hồỹp chỏỳt hoùa hoỹc CuAl
2II
(kyù hióỷu II õóứ chố hồỹp chỏỳt

y 200
o
C nóỳu cỏửn ruùt ngừn thồỡi gian vaỡ yóu cỏửu õọỹ bóửn õọỹ
cổùng vổỡa phaới.
2-ura (nhọm cổùng):
Hỗnh 7.2-
A
ớnh hổồớng cuớa nhióỷt õọỹ vaỡ thồỡi gian õóỳn quaù trỗnh hoùa giaỡ
110
2-Âu ra (nhäm cỉng) : Âura l håüp kim hãû Al-Cu-Mg ( 4%Cu; 0,5 y 1,5%Mg) cạc
ngun täú håüp kim âàûc biãût l magiã lamg tàng mảnh hiãûu qu khi nhiãût luûn täi v ram.
Ngoi ra trong thnh pháưn ca âura thỉåìng cọ thãm Fe, Si v Mn. Fe v Si l tảp cháút
thỉåìng gàûp trong nhäm m khäng thãø khỉí b hãút âỉåüc, cn mangan âỉa vo âãø tàng tênh
chäúng àn mn.
Âura cọ täø chỉïc nhiãưu pha ngoi dung dëch ràõn thay thãú ca Cu v Mg trong nhäm
ra cn cọ cạc pha Mg
2
Al
3
; CuMgAl
2
(S); CuMg
5
Al
5
(T). Cạc pha ny âọng vai tr pha họa
bãưn cho âura, âàûc biãût l pha S v T.
Âàûc âiãøm ca âura :
-Âäü bãưn cao (
V

que) âäü bãưn v âäü do khạ tháúp (
V
b
=130MPa;
G
= 3%). Do váûy phi biãún tênh âãø náng
cao cå tênh. Dng mäüt häùn håüp múi (2/3NaF + 1/3NaCl) våïi t lãû 0,05 - 0,08% âãø biãún
tênh. Lục ny âiãøm cng tinh dëch vãư bãn phi v nhiãût âäü chy gim 10 - 20
0
C. Nhỉ váûy
håüp kim cọ täø chỉïc trỉåïc cng tinh gäưm Al + (Al +Si) v cng tinh ny khạ nh mën (tinh
thãø Si ráút nh) lm cå tênh oo (
V
b
=180MPa;
G
= 8%). Silumin âån gin cọ âàûc âiãøm l :
- Cọ tênh âục cao (do täø chỉïc ch úu l cng tinh)
-Cå tênh tháúp khäng họa bãưn âỉåüc bàòng nhiãût luûn.
Do âọ silumin âån gin thỉåìng dng âục âënh hçnh cạc chi tiãút hçnh dạng phỉïc tảp, u cáưu
âäü bãưn khäng cao.
b)
a)
Hçnh 7.4-Täø chỉïc tãú vi silumin trỉåïc biãún tênh (a) v sau biãún tênh (b)
2-Silumin phỉïc tảp :
Silumin phỉïc tảp cng cọ tênh âục täút nhỉng cå tênh cao hån do cọ thãm ngun
täú Cu, Mg cọ tạc dủng täút khi täi v họa gi ((
V
b
=200 - 250MPa;

thãm chç vo.
+Nhiãût âäü nọng chy cao 1083
o
C, nhỉng tênh âục kẹm, âäü chy lang nh.
Theo TCVN 1659-75 âäưng ngun cháút âỉåüc k hiãûu Cu v cạc säú chè lỉåüng chỉïa ca nọ
trong âọ.
Vê dủ :
Cu 99,99 cọ 99,99%Cu
Cu 99,80 cọ 99,80%Cu
H
çnh 7.5- nh hỉåíng ca tảp cháút âãún âäü dáùn âiãûn ca âäưng
7.2.2.Phán loải håüp kim âäưng :
Trong k thût êt sỉí dủng âäưng ngun cháút m ch úu sỉí dủng håüp kim âäưng.
Håüp kim âäưng âỉåüc chia ra lm hai nhọm sau : la täng v bräng.
La täng (âäưng thau) l håüp kim ca âäưng våïi ngun täú ch úu l km.
Bräng (âäưng thanh) l håüp kim ca âäưng våïi cạc ngun täú khạc trỉì km .
1-La täng :
La täng âỉåüc chia lm hai loải : la täng âån gin (chè cọ âäưng v km) v la täng
phỉïc tảp (cọ thãm mäüt säú ngun täú khạc). Theo TCVN 1659-75 quy âënh k hiãûu la täng
nhỉ sau : âáưu tiãn l chỉỵ L (chè la täng) tiãúp sau l k hiãûu Cu v cạc ngun täú håüp kim.
Säú âỉïng sau cạc ngun täú håüp kim chè h
m lỉåüng ca chụng theo pháưn tràm.
Vê dủ :
LCuZn30 la täng cọ 30%Zn, 70%Cu
LCuZn38Al1Fe1 la täng cọ38%Zn; 1%Al; 1%Fe; cn lải Cu.
a-La täng âån gin : Trong thỉûc tãú dng loải chỉïa êt hån 45%Zn nãn täø chỉïc ca
nọ chè cọ dung dëch ràõn
D
v pha âiãûn tỉí
E

b-La täng phỉïc tảp : Ngoi Cu v Zn ra cn cho thãm cạc ngun täú Pb (âãø tàng tênh càõt
gt), Sn (tàng chọng àn mn trong nỉåïc biãøn), Al v Ni (âãø náng cao giåïi hản bãưn) nhỉ :
LCuZn36Al3Ni2; LCuZn30Sn1; LCuZn40Pb1. La täng phỉïc tảp dng lm cạc chi tiãút
mạy u cáưu âäü bãưn cao hån, lm viãûc trong nỉåïc biãøn
2-Bräng :
L håüp kim ca âäưng våïi cạc ngun täú ch úu khäng pha l km nhỉ Sn, Al, Be
Theo TCVN 1659-75 chụng âỉåüc k hiãûu giäúng nhỉ la täng, chè khạc l thay chỉc L åí
âáưu k hiãûu bàòng chỉỵ B (chè bräng).
íi
1-Bräng thiãúc : l håüp kim âäưng våïi ngun täú ch úu l thiãúc, nọ l håüp kim âỉåüc sỉí
dủng âáưu tiãn. Gin âäư pha Cu-Sn ráút phỉïc tảp v cọ nhiãư
u pha. Håüp kim ny khi âục thiãn
têch ráút mảnh vç váûy thỉåìng dung êt hån 15%Sn nãn chè cọ hai pha : dung dëch ràõn
D
v
pha âiãûn tỉí
G
.Chụng gäưm hai loải : bräng thiãúc biãún dảng v âục. Âàûc âiãøm ca bräng
thiãúc l :
114
-Âäü bãưn cao, âäü do täút nãn thỉåìng dng våïi lỉåüng chỉïa tỉì 4-8%Zn.
-Tênh âục täút : êt co (âäü co <1%) , âiãưn âáưy khn cao.
-Chäúng àn mn cao, âàûc biãût trong khê quøn áøm biãøn : 0,001mm/nàm.
a-Bräng thiãúc biãún dảng : thỉåìng chỉïa êt hån 8%Sn täø chỉïc l dung dëch ràõn
D
v håüp kim
họa thãm P, Zn,Pb âãø náng cao cå tênh, gim ma sạt v tàng tênh gia cäng càõt. Cäng dủng :
lm bảc lọt, bạnh ràng (BCuSn4Zn4Pb4; BCuSn5Zn2Pb5).
b-Bräng thiãúc âục : l loải chỉïa nhiãưu hån 10%Sn hay våïi täøng lỉåüng cạc ngun täú håüp
kim låïn hån 12%. Thỉåìng dng cạc loải sau : BCuSn10Zn2; BCuSn5Zn5Pb5. Cäng dủng:

trê âạng kãø trong mạy mọc v thiãút bë vç chụng cọ mäüt säú ỉu âiãøm nháút âënh : dãù chãú tảo, dãù
thay thãú, giạ thnh tháúp v trong mäüt säú trỉåìng håüp chè cọ äø trỉåüt måïi làõp ghẹp âỉåüc (trủc
khuu).
7.3.1.u cáưu âäúi våïi håüp kim lm äø trỉåüt :
Âãø lm äø trỉåüt cạc håüp kim phi tha mn cạc u cáưu sáu âáy :
-Cọ
hãû säú ma sạt nh våïi bãư màût trủc thẹp. Âáy l u cáưu quan trng nháút âäúi våïi
håüp kim lm äø trỉåüt. Do váûy täø chỉïc ca nọ phi tảo ra diãûn têch tiãúp xục våïi bãư màût trủc
thẹp l nh nháút v cọ khe håí âãø chỉïa dáưu bäi trån. Håüp kim âỉåüc chãú tảo theo ngun l
hảt cỉïng (khong 5%) phán bäú trãn nãưn mãưm, âáy l loải thäng dủng nháút. Ngoi ra cọ thãø
dng ngun l nãưn cỉïng hảt mãưm cọ hãû säú ma sạt låïn hån. Trong quạ trçnh lm viãûc pháưn
mãưm bë mn âi v tảo thnh rnh chỉïa dáưu bäi trån.
-Êt lm mn trủc thẹp v chëu âỉåüc ạp lỉûc cao. Âãø êt l
m mn trủc thẹp äø trỉåüt
âỉåüc lm tỉì cạc håüp kim mãưm nhỉ : Sn, Pb, Al, Cu Âãø chëu âỉåüc ạp lỉûc cao v tiãút kiãûm
kim loải mu cạc äø trỉåüt âỉåüc trạng lãn mạng bàòng thẹp C08s.
115
H
çnh 7.
7
-Så âäư cáúu tảo ca håüp kim äø trỉåüt
-Cọ tênh cäng nghãû täút, dãù âục, gia cäng v bạm dênh vo mạng thẹp cao.
-Gêa thnh r.
Cạc håüp kim lm äø trỉåüt âỉåüc phán lm hai nhọm : nhọm cọ nhiãût âä nọng chy tháúp v
nhọm cọ nhiãût âäü nọng chy cao.
7.3.2.Håüp kim lm äø trỉåüt cọ nhiãût âäü chy tháúp (babit) :
Cạc håüp kim lm äø trỉåüt trãn cå såí cạc kim loải cọ nhiãût âäü nọng chy tháúp nhỉ :
Sn, Pb, Zn cọ tãn gi l babit (láúy tãn ca nh váût liãûu hc ngỉåìi Anh tçm ra âáưu tiãn håüp
kim ny l Babit). Âàûc tênh chung ca babit l ráút mãưm êt lm mn trủc thẹp, hãû säú ma sạt
nh, giỉỵ

2
) v täúc âäü vng låïn
(15-20m/s)
7.3.4.Håüp kim lm äø trỉåüt cọ nhiãût âäü chy cao :
Nhọm ny cọ âàûc âiãøm chung l chëu âỉåüc ạp lỉûc cao v cọ âäü bãưn låïn. Täø chỉïc
ca chụng thỉåìng l nãưn cỉïng hảt mãưm hay nãưn dai hảt mãưm, hãû säú ma sạt låïn hån.
1-Bräng thiãúc :
Thỉåìng dng hai loải sau : BCuSn5Zn5Pb5 v BCuSn4Zn4Pb4 trong âọ Pb
khäng tan âọng vai tr hảt mãưm, nãưn cỉïng l dung dëch ràõn ca Cu våïi Sn,Zn.
2-Bräng chç :
Thäng dủng nháút l BCuPb30 våïi cạc pháưn tỉí chç khäng tan l cạc hảt mãưm, Cu l
nãưn dai (cỉïng). Do nhiãưu chç nãn cå tênh tháúp do váûy phi trạng lãn mạng thẹp. Âãø náng
cao cå tênh thỉåìng dng êt chç (8-10%) v pha thãm thiãúc : BCuSn12Pb8, BCuSn10Pb10.
Chụng âỉåü
c dng lm cạc äø trỉåüt quan trng : tua bin cäng sút låïn.
Hçnh 7.9- Täø chỉïc tãú vi ca bräng chç
117
3-Gang xaùm, deớo, cỏửu :
Coù thóứ duỡng caùc loaỷi gang xaùm, deớo, cỏửu nóửn peùclit õóứ laỡ caùc ọứ trổồỹt. Trong õoù
graphit laỡ caùc haỷ móửm, peùclit laỡ nóửn cổùng. Chuùng õổồỹc duỡng laỡm caùc ọứ trổồỹt khọng quan
troỹng do hóỷ sọỳ ma saùt lồùn, khọng cỏửn bọi trồn (vỗ õa coù graphit). Theo tióu chuỏứn Nga coù
caùc sọỳ hióỷu sau : AC-1; A -2; A B-1; A B-2; A K-1; A K-2.
118