kim loải cọ tênh dáùn nhiãût cao thay cho khn cạt. Våïi cạc váût âục låïn ta cn dng nỉåïc
lảnh lm ngüi ngoi thnh khn kim loải.
- Phỉång phạp biãún tênh :
* Tàng säú lỉåüng tám máưm khäng tỉû sinh : ngỉåìi ta cäú cho vo kim loải
lng cạc cháút âàûc biãût âãø giụp cho sỉû tảo máưm khäng tỉû sinh. Vê dủ trỉåïc khi rọt thẹp ngỉåìi
ta cho mäüt lỉåüng nh nhäm vo thng thẹp lng (20g/táún thẹp lng). Nhäm s kãút håüp våïi
ä xy, ni tå ha tan trong thẹp tảo ra cạc pháưn tỉí Al
2
O
3
, AlN ráút nh mën, lå lỉíng phán tạn
âãưu trong thẹp lng. Âáy l nhỉỵng máưm khäng tỉû sinh lm cho hảt thẹp nh hån.
* Hản chãú täúc âäü phạt triãøn máưm : ngỉåìi ta cho vo kim lai lng mäüt
cháút âàûc biãût, nọ ha tan v háúp phủ vo bãư màût máưm hản chãú sỉû phạt triãøn di ca máưm.
Vê dủ : khi âục håüp kim nhäm -si lic ngỉåìi ta cho vo mäüt häùn håüp múi natri (NaCl,
NaF), chụng ha tan vo v hản chãú sỉû phạt triãøn ca tinh thãø si lic. Do váûy lm cho hảt
nh.
* Ngoi ra cn cháút biãún tênh cọ tạc dủng lm thay âäøi hçnh dạng hảt (tảo
graphêt cáưu trong gang) ci thiãûn ráút mảnh cå tênh ca váût liãûu.
Cá
ưn chụ l phi tiãún hnh biãún tênh âụng lục, cháút biãún tênh chè cho vo kim loải
lng vi phụt trỉåïc khi rọt khn. Nãúu quạ såïm thç kim loải chỉa këp kãút tinh s näøi lãn v
âi vo xè. Nãúu quạ mün thç khäng këp phn ỉïng.
3.2.KHÚCH TẠN TRONG VÁÛT LIÃÛU
3.2.1.Cạc âënh lût khúch tạn cå bn :
Khúch tạn l sỉû chuøn chäù ngáùu nhiãn ca cạc ngun tỉí (ion, phán tỉí) do dao
âäüng nhiãût. Khúch tạn ca ngun tỉí A trong nãưn ca chênh loải ngun tỉí âọ (A) gi l
tỉû khúch tạn
Khúch tạn ca ngun tỉí khạc loải B våïi näưng âäü nh trong nãưn A gi l khúch
tạn khạc loải. Âiãưu kiãûn âãø
cọ khúch tạn khạc loải l B phi ho tan trong A.

41
R - hũng sọỳ khờ, R = 1,98 cal/mol
Tổỡ nhổợng trở sọỳ D
o
vaỡ Q coù thóứ xaùc õởnh hóỷ sọỳ khuóỳch taùn D ồớ nhióỷt õọỹ bỏỳt kyỡ vaỡ
õỷc õióứm cuớa quaù trỗnh khuóỳch taùn (cồ chóỳ khuóỳch taùn)
2-ởnh luỏỷt Fick 2 :
Nóỳu nọửng õọỹ C khọng nhổợng laỡ haỡm cuớa x maỡ coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo thồỡi gian t thỗ õóứ
thuỏỷn tióỷn ngổồỡi ta sổớ duỷng õởnh luỏỷt Fick 2. Trong trổồỡng hồỹp hóỷ sọỳ khuóỳch taùn khọng phuỷ
thuọỹc nọửng õọỹ, bióứu thổùc cuớa õởnh luỏỷt Fick 2 nhổ sau :

C
t


= D
2
2
C
x


= D.c (3.3)
Nghióỷm cuớa phổồng trỗnh (3.3) trong trổồỡng hồỹp khuóỳch taùn mọỹt chỏỳt coù nọửng õọỹ
C
s
trón bóử mỷt vaỡo bón trong mỏựu vồùi nọửng õọỹ ban õỏửu C
o
(C
s

õuớ õóứ phaù vồợ lión kóỳt vồùi nhổợng nguyón tổớ bón caỷnh,
nồùi rọỹng khoaớng caùch hai nguyón tổớ ồớ giổợa nuùt trọỳng vaỡ nguyón tổớ dởch chuyóứn (nguyón tổớ
1 vaỡ 2 hỗnh 3.2a.). Sọỳ lổồỹng nhổợng nguyón tổớ coù hoaỷt nng nhổ vỏỷy tyớ lóỷ vồùi exp(-

G
v
m
/kT).
-Coù nuùt trọỳng nũm caỷnh nguyón tổớ : nọửng õọỹ nuùt trọỳng tyớ lóỷ vồùi exp(- G
v
f
/kT),
trong õoù G
v
f
laỡ nng lổồỹng taỷo nuùt trọỳng, coù nghộa laỡ nng lổồỹng cỏửn õóứ taùch nguyón tổớ
khoới nuùt maỷng trong maỷng hoaỡn chốnh, nng lổồỹng naỡy tyớ lóỷ vồùi nhióỷt hoaù hồi.
Nhổ vỏỷy khaớ nng khuóỳch taùn phuỷ thuọỹc vaỡo xaùc suỏỳt cuớa hai quaù trỗnh trón vaỡ hóỷ
sọỳ khuóỳch taùn coù thóứ vióỳt dổồùi daỷng :
D = const.exp (-

G
v
f
/kT) . exp (-

G
v
m
/kT) (3.5)

H
v
m
+ [(

S
v
f
+

S
v
m
)/k coù thóứ dổỷ õoaùn sổỷ coù mỷt
cuớa cồ chóỳ nuùt trọỳng trong vỏỷt lióỷu cuỷ thóứ. Trong nhióửu kim loaỷi H
v
m
+ H
v
f
= 1-
3eV/nguyón tổớ vaỡ ( S
v
f
+ S
v
m
)/k = 2, do õoù D
o
= 0,1-10cm

i
m
/k) .exp (-
∆
H
i
m
/kT) (3.9)
Do âọ Q =
∆
H
i
m
(3.10)
D
o
= const.exp (
∆
S
i
m
/k) (3.11)
Q v D
o
nọi chung cọ giạ trë nh hån so våïi cå chãú nụt träúng. Q phủ thüc ch úu
vo kêch thỉåïc ngun tỉí xen k ( ngun tỉí cng nh thç D cng låïn) v máût âäü xãúp chàût
ca kim loải nãưn.
3-Trong cạc tinh thãø liãn kãút ion v liãn kãút âäưng hoạ trë :
trong tinh thãø ca håüp cháút ion (vê dủ NaCl) nãúu khuút táût Schottky (nụt träúng) l âạng kãø
thç khúch tạn theo cå chãú nụt träúng. Trong âọ cation Na

) l ráút cháûm (khong 10
-11
cm
2
/såí gáưn nhiãût âäü nọng chy) vç nọ phi
phạ våỵ phạ våỵ liãn kãút ráút bãưn trong mảng v khúch tạn theo cå chãú nụt träúng.
4-Trong váût liãûu kim loải vä âënh hçnh :
Trong váût liãûu vä âënh hçnh khäng cọ sỉû khạc nhau âạng kãø giỉỵa nụt träúng v läù
häøng cng nhỉ khäng cọ tênh chu k ca vë trê ngun tỉí. Näưng âäü khuút táût ráút låïn v
kẹm äøn âënh, do âọ chụng dãù kãút håüp våïi nhau hồûc våïi ngun tỉí ho tan. Trong váût liãûu
ny cọ thãø täưn tải cạc cå chãú khúch tạn sau :
-Cạc loải ngun tỉí kêch thỉåïc nh (H,O ) khúch tạn theo cå chãú giỉỵa cạc nụt
mảng, Q cọ giạ trë nh (0,25 - 0,5eV/ngun tỉí). Khi âỉåìng kênh ngun tỉí v
khäúi lỉåüng
ngun cng nh thç hãû säú khúch tạn D cng låïn.
-Mäüt säú ngun tỉí Au, Pt, Pb v cạc håüp phỉïc ca chụng khúch tạn theo cå chãú
giỉỵa nụt mảng trong nhỉỵng läù häøng låïn (khong 0,7 âỉåìng kênh ngun tỉí), Q phủ thüc
vo nàng lỉåüng liãn kãút ca nhỉỵng håüp phỉïc âọ v cọ trë säú 1-3 eV/ngun tỉí.

43
5-Trong váût liãûu polyme :
Trong polyme åí trảng thại ràõn háưìu nhỉ khäng cọ khúch tạn vç phi giỉỵ cäú âënh
gọc âënh vë êt ra våïi hai polyme bãn cảnh. Tuy nhiãn mäüt mảch polyme cọ thãø chuøn âäüng
cng våïi nhỉỵng mảch cáúu trục bãn cảnh. Hiãûn tỉåüng ny gi l khúch tạn liãn kãút, chè xy
ra åí gáưn nhiãût âäü chy.
Nhỉỵng phán tỉí nh nhỉ H
2
, O
2
, H

(0) - c
o
] (3.12)
Thåìi gian t cọ thãø xạc âënh theo biãøu thỉïc nháûn âỉåüc tỉì nghiãûm ca phỉång
trçnh âënh lth Fick 2 :
t =
2
2
4
l
D
π
. lnf (3.13)
Våïi l - l khong cạch giỉỵa hai cỉûc âải (hçnh 3.3)
Âãø âảt âỉåüc cng mäüt kiãûu qu , thåìi gian cng gim, nãúu D cng låïn (nghéa l
nhiãût âäü cng cao) v khong cạch giỉỵa cạc nhạnh cáy cng nh
3-Tảo låïp tháúm bãư màût :
Âãø tảo låïp tháúm cho bãư màût chi tiãút ta tiãún hnh giỉỵ nhiãût láu trong mäi trỉåìng
chỉïa cạc ngun tỉí ca ngun täú cáưn âỉa vo (C, N, Si, Al, Cr ), do âọ lm thay âäøi
thnh pháưn hoạ hc ca låïp bãư màût. Trong ba quạ trçnh näúi tiãúp nhau xy ra khi tháúm (tảo
ngun tỉí hoảt, háúp phủ trãn bãư màût chi tiãút v khúch tạn vo bãn trong) thç quạ trçnh
khúch tạ
n l cháûm nháút. Do váûy khúch tạn khäúng chãú âäüng hc tảo låïp tháúm bãư màût.
Täø chỉïc ca låïp tháúm phủ thüc vo gin âäư pha ca ngun täú nãưn (A) v
ngun täú cáưn tháúm (B). Vê dủ khi tháúm cạcc bon vo thẹp theo gin âäư pha Fe - C ta nháûn

44
âỉåüc täø chỉïc austenit våïi mỉïc âäü bo ho cạc bon khạc nhau tu theo nhiãût âäü tháúm. Sau
khi lm ngüi ta nháû âỉåüc cạc täø chỉïc cọ lỉåüng xãmentit khạc nhau.
4-Trong quạ trçnh thiãu kãút :

tạn. Vê dủ pha tảp P, Sb, B vo Si v Ge âãø tảo låïp bạn dáùn p-n. Âãø tàng nhỉỵng chè tiãu
ca bạn dáùn (ch úu l âäü dáùn âiãûn), ngỉåìi ta tháúm bo thãø khê vo silic.
Pha tảp thu tinh bàòng cạch khúch tạn nhỉỵng ion cọ kêch thỉïoc låïn nhỉ K, Rb,
Cs vo bãư màût âãø ci thiãûn tụnh cháút ca thu tinh nhỉ : hãû säú gin nåí nhiãût, kh nàng
chëu va âáûp nhiãût
3.3.CHUØN BIÃÚN PHA ÅÍ TRẢNG THẠI RÀÕ
N TRONG HÅÜP KIM Fe - C
Khi tiãún hnh nhiãût luûn ta phi nung nọng v lm ngüi thẹp cọ thnh pháưn họa
hc xạc âënh. Trong pháưn ny ta s kho sạt xem sau khi nung nọng lãn cạc nhiãût âäü khạc
nhau s xy ra cạc chuøn biãún pha no v lm ngüi tiãúp theo våïi täúc âäü khạc nhau täø
chỉïc måïi nháûn âỉåüc s biãún thnh täø chỉïc gç tỉì âọ s biãút âỉåüc sỉû thay âäøi cå tênh tỉång
ỉïng. Ta s xem xẹt tỉìng quạ trçnh mäüt v kho sạt cho loải thẹp âån gin nháút l thẹp cạc
bon cng têch, chỉïa 0,80%C.
3.3.1.Cạc chuøn biãún xy ra khi nung nọng thẹp :
1-Cå såí xạc âënh chuøn biãún khi nung nọng :
Cå såí âãø xạc âënh chuøn biãún xy ra khi nung nọng l gin âäư pha Fe - C. Ty
theo thnh pháưn cạc bon v nhiãût âäü nung nọng, trong thẹp s xy ra cạc chuøn biãún khạc
nhau. Trong táút c cạc loải thẹp åí nhiãût âäü thỉåìng âãưu cọ täø chỉïc pẹc lêt. Thẹp trỉåï v sau
cng têch thç ngoi pẹc lit ra cn cọ phe rit v xãmentit thỉï hai.
a-Thẹp cng têch :
-Khi nung nọng tháúp hån Ac
1
(< 727
o
C) trong thẹp chỉa cọ chøn biãưn gç.
-Khi nhiãût âäü nung nọng âảt âãún Ac
1
(> 727
o
C) s cọ chuøn biãún ca täø chỉïc pẹc

1
cọ chuøn biãún pẹc lêt thnh austenit.
-Khi nung tỉì nhiãût âäü Ac
1
âãún Ac
cm
s cọ qụa trçnh ha tan ca xãmentit hai vo
austenit.
-Nhiãût âäü nung cao hån Ac
cm
ta âỉåüc täø chỉïc austenit âäưng nháút.
Tỉì âọ ta tháúy ràòng khi nung nọng cao hån âỉåìng GSE ca gin âäư pha Fe -C trong
cạc thẹp âãưu nháûn âỉåüc dung dëch ràõn austenit, tuy nhiãn thnh pháưn cạc bon ca nọ phủ
thüc vo thnh pháưn cạc bon ca thẹp.
2.Âàûc âiãøm ca chuøn biãún pẹc lit thnh austenit :
a-Nhiãût âäü chuøn biãún :
Trãn gin âäư pha Fe - C nhiãût âäü chuøn biãún pẹc lit thnh austenit l 727
o
C, âiãưu
ny chè âụng khi nung nọng vä cng cháûm. Trong thỉûc tãú khi nhiãût luûn täúc âäü nung nọng
tỉång âäúi låïn, do âọ nhiãût âäü chuøn biãún s ln cao hån 727
o
C. Täúc âäü nung cng cao thç
nhiãût âäü chuøn biãún s cng cao.
Kho sạt gin âäư chuøn biãún âàóng nhiãût pẹc lit thnh austenit ca thẹp cng têch
ta tháúy khi nhiãût âäü nung cng cao thåìi gian ca chuøn biãún cng ngàõn.
Trong thỉûc tãú nhiãût luûn thẹp ta thỉåìng dng cạch nung nọng liãn tủc, khi nung
våïi täúc âäü V
1
nhiãût âäü bàõt âáưu chuøn biãún l a
Hçnh 3.5 - nh hỉåíng ca täúc âäü nung âãún nhiãût âäü chuøn biãún

b-Kêch thỉåïc hảt austenit :

46
Trong thỉûc tãú khäng sỉí dủng thẹp åí trảng thại täø chỉïc austenit, nhỉng kêch thỉåïc
ca nọ quút âënh ráút låïn kêch thỉåïc hảt thẹp åí nhiãût âäü thỉåìng.
Chuøn biãún peclit thnh austenit l mäüt quạ trçnh kãút tinh v khúch tạn. Máưm
austenit âỉåüc tảo ra giỉỵa biãn giåïi hảt phe rit v xãmentit ca täø chỉïc peclit. Biãn giåïi hảt
ca hai pha ny ráút låïn nãn säú máưm kãút tinh sinh ra ráút nhiãưu. Vç váûy hảt austenit måïi sinh
bao gåìi cng ráút nh mën. Do âọ chuøn biãún peclit thnh austenit bao giåì cng lm nh
hảt thẹp. Hảt austenit s cng nh mën nãúu kêch thỉọc ca pha xãmentit cng cng nh v
täúc âäü nung cng låïn. Sau khi tảo thnh xong s cọ quạ
trçnh khúch tạn ca ngun tỉí cạc
bon tỉì nåi giu (vë trê xãmentit0 sang nåi ngho (vë trê phe rit) âãø lm âäưng âãưu thnh pháưn
austenit.
Nhỉ váûy ta tháúy ràòng hảt austenit måïi sinh ra ráút nh mën nhỉng nãúu tiãúp tủc nung
nọng hay giỉỵ nhiãût chụng s låïn lãn ngay. Ty theo âàûc tênh phạt triãøn ca hảt austenit khi
nung nọng, thẹp âỉåüc chia ra lm hai loải : thẹp bn cháút (cn gi l di truưn) hảt nh v
bn cháút hảt låïn.
Thẹp bn cháút hảt låïn l loải thẹp cọ hảt austenit phạt triãøn nhanh v âãưu âàûn åí
mi nhiãût âäü, tỉïc l sau khi hçnh thnh xong nãúu tiãúp tủc nung nọng hảt s phạt triãøn lãn

3
, AlN, cạc cạcbêt håüp kim khọ tan, nh mën, chung s nàòm åí biãn giåïi hảt cn tråí sỉû
sạt nháûp ca hảt austenit våïi nhau thnh hảt låïn hån.
3.3.2.Chuøn biãún xy ra khi giỉỵ nhiãût :
Khi giỉỵ nhiãût khäng cọ chuøn biãún no khạc våïi khi nung nọng. Tiãún hnh giỉỵ
nhiãût nhàòm cạc mủc âêch sau :
-Lm âäưng âãưu nhiãût âäü trãn ton tiãút diãûn, âãø cho li cng cọ chuøn biãún nhỉ åí
bãư màût. 47


chuyóứn bióỳn õúng nhióỷt austenit quaù nguọỹi cuớa theùp cuỡng tờch. Giaớn õọử naỡy coù daỷng hai
õổồỡng chổợ "C", õổồỡng thổù nhỏỳt bióứu thở sổỷ bừt õỏửu, õổồỡng thổù hai bióứu thở sổỷ kóỳt thuùc cuớa
chuyóứn bióỳn austenit thaỡnh peclit (coỡn goỹi laỡ giaớn õọử chổợ C). Giaớn õọử naỡy do hai nhaỡ vỏỷt
lióỷu hoỹc ngổồỡi Myợ laỡ E.C.Bain vaỡ A.I.Davenpo xỏy dổỷng nm 1930.

H
ỗnh 3 .8- Giaớn õọử
T
-
T
-T cuớa theùp cuỡng
t

mm, õọỹ cổùng 10-15HRC goỹi laỡ peùc lit tỏỳm.
*Khi cho austenit phỏn hoùa ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp hồn (khoaớng 650
o
C, vồùi õọỹ quùa nguọỹi

T
xỏỳp xố 75
o
C), họnự hồỹp phe rit - xómentit tỏỳm taỷo thaỡnh nhoớ mởn hồn, khoaớng caùch giổợa caùc
tỏỳm cồợ 0,25
ữ
0.30
à
m, khọng phỏn bióỷt õổồỹc chuùng trón kờnh hióứn vi quang hoỹc. Tọứ chổùc
naỡy coù õọỹ cổùng 25 - 35HRC, goỹi laỡ xoocbit tọi.

49

Hỡnh 3.9- Tọứ chổùc tóỳ vi cuớa xoocbit tọi
o
C), họựn hồỹp phe rit - xómentit tỏỳm nhỏỷn õổồỹc rỏt
nhoớ mởn, coù õọỹ cổùng cao cồợ 50 - 55HRC goỹi laỡ bainit. Tuy nhión tọứ chổùc bainit coù khaùc vồùi
ba tọứ chổùc trón :
-Lổồỹng caùc bon lồùn hồn giồùi haỷn baợo hoỡa mọỹt ờt khoaớng 0,10%C.
-Caùc bit sừt ồớ õỏy khọng coù cọng thổùc chờnh xaùc laỡ Fe
3
C maỡ laỡ Fe
2,4 - 3
C
-Ngoaỡi hai pha trón coỡn mọỹt ờt austenit dổ vaỡ coù ổùng suỏỳt bón trong.

50