Ở trạng thái rắn có thể gặp bốn pha sau:
1 – Ferit
Ferit [có thể ký hiệu bằng α hay F hay Feα] là dung dịch rắn xen kẽ của cacbon trong Feα với mạng lập phương tâm khối [a = 0.286 – 0.291 nm] song do lượng hòa tan quá nhỏ [lớn nhất là 0,02%C ở 727˚C – điểm P, ở nhiệt độ thường thấp nhất chỉ còn 0,006%C – điểm Q] nên có thể coi nó là Feα.
Cacbon không thể chui vào lỗ hổng của Feα, lượng cacbon hòa tan không đáng kể này là nằm ở các khuyết tật mạng, chủ yếu là ở vùng biên giới hạt.
Ferit có tính sắt từ nhưng chỉ đến 768˚C. Trên giản đồ nó tồn tại trong vùng GPQ [tiếp giáp với Feα trên trục sắt]. Do không chứa cacbon nên cơ tính của ferit chính là của sắt nguyên chất: dẻo, dai, mềm và kém bền.
Trong thực tế ferit có thể hòa tan Si, Mn, P, Cr… nên sẽ cứng và bền hơn song cũng kém dẻo dai đi.
Ferit là một trong hai pha tồn tại ở nhiệt độ thường và khi sử dụng [< 727˚C], song với tỷ lệ cao nhất [trên dưới 90%], nên nó đóng góp một tỷ lệ quan trọng trong cơ tính của hợp kim Fe – C. Tổ chức tế vi của ferit trình bày ở bên dưới có dạng các hạt sáng, đa cạnh.
2- Austenit
Austenit [ có thể ký hiệu bằng γ, A, Feγ[C] ] là dung dịch rắn xen kẽ của cacbon trong Feγ với mạng lập phương tâm mặt [a ≈ 0,364nm] với lượng hòa tan đáng kể cacbon [cao nhất tới 2,14% hay khoảng 8,5% về số nguyên tử ở 1147˚C – điểm E, tức tối đa tính bình quân cứ ba – bốn ô cơ sở mới có thể cho phép một nguyên tử cacbon định vị vào một lỗ hổng tám mặt trong chúng, ở 727˚C chỉ còn 0,80%C – điểm S].
Khác với ferit, austenit không có tính sắt từ mà có tính thuận từ, nó chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao [> 727 ˚C] trong vùng NJESG [tiếp giáp với Feγ trên trục sắt] nên không có quan hệ trực tiếp nào đến khả năng sử dụng của hợp kim nhưng lại có vai trò quyết định trong biến dạng nóng và nhiệt luyện.
Với tính dẻo rất cao [là đặc điểm của mạng A1] và rất mềm ở nhiệt độ cao nên biến dạng nóng [dạng chủ yếu để tạo phôi và bán thành phẩm] thép bao giờ cũng được thực hiện ở trạng thái austenit đồng nhất [thường ở trên dưới 1000˚C].
Vì thế có thể tiến hành biến dạng nóng mọi hợp kim Fe – C với C < 2,14% dù cho ở nhiệt độ thường thể hiện độ cứng và tính giòn khá cao.
Làm nguội austenit với tốc độ khác nhau sẽ nhận được hỗn hợp ferit – xêmentit với độ nhỏ mịn khác nhau hay được mactenxit với cơ tính cao và đa dạng, đáp ứng rộng rãi các yêu cầu sử dụng và gia công.
Tổ chức tế vi của austenit trình bày ở bên dưới có các hạt sáng, có thể với màu đậm nhạt khác nhau đôi chút [do định hướng khi tẩm thực] và các đường song tinh [song song] cắt ngang hạt [thể hiện tính dẻo cao].
Xêmentit [có thể ký hiệu bằng Xe, Fe3C] là pha xen kẽ với kiểu mạng phức tạp có công thức Fe3C và thành phần 6,67%C, ứng với đường thẳng đứng DFKL trên giản đồ.
Đặc tính của xêmentit là cứng và giòn, cùng với ferit nó tạo nên các tổ chức khác nhau của hợp kim Fe – C. Người ta phân biệt bốn loại xêmenntit:
– Xêmentit thứ nhất [XeI] được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong hợp kim lỏng theo đường DC khi hạ nhiệt độ, chỉ có ở hợp kim có > 4,3%C. Do tạo thành ở nhiệt độ cao [> 1147˚C] nên xêmentit thứ nhất có dạng thẳng, thô to đôi khi có thể thấy được bằng mắt thường.
– Xêmentit thứ hai [XeII] được tạo thành do giảm nồng độ cacbon trong Austenit theo đường ES khi hạ nhiệt độ, thường thấy rất rõ ở hợp kim có > 0,80 cho tới 2,14%C. Do tạo thành ở nhiệt độ tương đối cao [> 727˚C] tạo điều kiện cho sự tập trung ở biên giới hạt, nên khi xêmentit thứ hai với lượng đủ lớn sẽ tạo thành lưới liên tục bao quanh các hạt austenit [peclit], tức tạo ra khung giòn, làm giảm mạnh tính dẻo và dai của hợp kim.
– Xêmentit thứ ba [XeIII] được tạo thành đo giảm nồng độ cacbon trong ferit theo đường PQ khi hạ nhiệt độ, với số lượng [tỷ lệ] rất nhỏ [nhiều nhất cũng chỉ là 2o/oo] nên rất khó phát hiện trên tổ chức tế vi và thường được bỏ qua.
– Xêmentit cùng tích được tạo thành do chuyển biến cùng tích austenit → peclit. Loại xêmentit này có vai trò rất quan trọng
MỤC LỤCTrangPHẦN 1 : Bài tập:QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA HỢP KIM CHÌ VÀ THIẾC [Pb-Sb]KHI LÀM NGUỘI ĐỦ CHẬM TỪ TRẠNG THÁI LỎNG TỪ GIẢN ĐỒLOẠI III VÀ TÍNH CHẤT CỦA HỢP LIM Ở TRẠNG THÁI CÂN BẰNG:…………………………………………………………………………………21 .Khái niệm về giản đồ trạng thái……………………………………………2 .Giản đồ III và hợp kim điển hình Pb-Sb…………………………………...223.Tính chất đặc biệt của hợp kim……………………………………………..6PHẦN 2: Tiểu luậnQUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA CÁC HỢP KIM Fe – C, 0.4% C, 0.8% C, VÀ 1.2% C KHI LÀMNGUỘI ĐỦ CHẬM TỪ TRẠNG THÁILỎNG………………………………………………………………………………......7A. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe-C VÀ CÁC TỔ CHỨC…………………...7I.Giải thích các thuật ngữ…………………………………………………7II. Tương tác giữa Fe-C…………………………………………………..7III. Giản đồ pha Fe-C…………………………………………………….8IV. Các tổ chức một pha………………………………………………….9V. Các tổ chức hai pha……………………………………………………11B. QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA CÁC HỢP KIM Fe – C, 0.4% C, 0.8% C, VÀ 1.2%C KHI LÀM NGUỘI ĐỦ CHẬM TỪ TRẠNG THÁI LỎNG…………PHẦN 3. TỒ CHỨC TẾ VI VÀ TÍNH CHẤT………………………………………12141Phần1: Quá trình kết tinh của hợp kim Chì và Thiếc [Pb-Sb] khi làm nguội đủ chậm từtrạng thái lỏng từ giản đồ loại III và tính chất của hợp kim ở trạng thái cân bằng:1.Khái niệm về giản đồ trạng thái:_ Định nghĩa:+ Là biểu đồ biểu thị trạng thái tổ chức của hệ hợp kim đã cho trên hệ trục nhiệt độvà thành phần hóa học.+ Do công sức của nhiều nhà khoa học trong các viện nghiên cứu, người ta đã lậpnên hầu hết giản đồ trạng thái của các hệ hợp kim quan trọng. có thể tìm chúng trongcác tài liệu kỹ thuật._ Công cụ giản đồ trạng thái của hệ hợp kim đã cho.+ Cho biết cấu tạo bên trong của hợp kim với thành phần xác định khác nhau thôngqua giản đồ trạng thái này để biết được cơ tính của chúng, do đó biết cách sử dụng hợplý vật liệu làm hợp kim đó.+ Qua giản đồ trạng thái xác định được chế độ nhiệt cho các công nghệ: luyện kimvà đúc [xác định tonc ], rèn [xác định to bắt đầu và kết thúc khi gia công], nhiệt luyện [xácđịnh các to của từng phương pháp nhiệt luyện], hàn [to hàn] của hợp kim có thành phầnxác định2 .Giản đồ III và hợp kim điển hình Pb-Sb:_ Là giản đồ pha của hai cấu tử với tương tác hòa tan có hạn vào nhau, có dạng tổngquát được trình bày ở hình 1.1a và hệ điển hình có kiểu này là hệ chì - thiếc [Pb - Sn] ởhình 1.1b. Giản đồ có dạng khá giống với giản đồ loại I với sự khác nhau ở đây là cácdung dịch rắn có hạn α và β thay thế cho các cấu tử A và B. Các dung dịch rắn có hạntrên cơ sở [nền] của các cấu tử nguyên chất nằm về hai phía đầu mút của giản đồ.Ở đây AEB là đường lỏng, ACEDB - đường rắn.2Sau đây là vài nhận xét đối với kiểu giản đồ này:Hình 1.1.Dạng tổngquát của giảnđồ loại III [a]và giản đồpha hệ Pb –Sn cũng nhưsơ đồ hìnhthành tổ chức khi kết tinh ở trạng thái cân bằng của hợp kim 40%Sn [b].+ Cũng giống như giản đồ loại I nhiệt độ chảy của cấu tử bất kỳ thoạt tiên đều giảm đinếu được đưa thêm cấu tử thứ hai.+ Điểm E cũng được gọi là điểm cùng tinh [eutectic] và tại đó xảy ra phản ứng cùngtinhLE → [α + β] hay L61,9→ [α19,2 + β97,5].+ Cũng có hợp kim cùng tinh [có thành phần đúng diểm E hay lân cận], trước cùng tinh[trái E] và sau cùng tinh [phải E].+ Các dung dịch rắn ở đây đều là có hạn với các đường CF và DG chỉ rõ giới hạn hòatan. Nói chung độ hòa tan đạt được giá trị lớn nhất ở nhiệt độ cùng tinh và giảm mạnhkhi hạ thấp nhiệt độ, nên CF và DG có dạng xoãi chân về hai phía.+ Có thể chia các hợp kim của hệ thành ba nhóm sau:• Nhóm chứa rất ít cấu tử thứ hai [bên trái F, bên phải G], sau khi kết tinh xong chỉ cómột dung dịch rắn α hoặc β, có đặc tính như giản đồ loại II.• Nhóm chứa một lượng hạn chế cấu tử thứ hai [từ F đến C’ và D’ đến G], ban đầu kếttinh ra dung dịch rắn, song khi nhiệt độ hạ xuống thấp hơn đường CF và DG chúng trởnên quá bão hòa, tiết ra lượng cấu tử hòa tan thừa dưới dạng dung dịch rắn thứ cấp [αthừa B tiết ra pha βII giàu B, β thừa A tiết ra pha αII giàu A].• Nhóm chứa lượng lớn cấu tử thứ hai [từ C [C’] đến D [D’]], ban đầu kết tinh ra dungdịch rắn [αC hay βD], pha lỏng còn lại biến đổi thành phần theo đường lỏng đến điểmE, tại đây có sự kết tinh của cùng tinh. Các hợp kim trong nhóm này có diễn biến kết3tinh khá giống với giản đồ loại I. Ví dụ, xét hợp kim trước cùng tinh có 40%Sn của hệPb - Sn [hình 3.12b].- Ở cao hơn 245°C hợp kim hoàn toàn ở trạng thái lỏng.- Tại 245°C hợp kim bắt đầu kết tinh ra α2’ với 13,3%Sn, khi làm nguội tiếp tục dungdịch rắn được tạo thành và pha lỏng còn lại đều biến đổi thành phần theo chiều tăng lêncủa hàm lượng Sn. Ví dụ, ở 200°C pha ỏ chứa 18,5%Sn [a’] và L chứa 57%Sn [a’’], tỷlệ giữa chúng là:αa’ / La’’ = [57 - 40] / [40 - 18,5] = 17 / 21,5vậy pha αa’ chiếm tỷ lệ 44,2% và La’’ - 55,8%.- Đến nhiệt độ cùng tinh 183oC, trước khi kết tinh cùng tinh tỷ lệ giữa hai pha này là:αC / LE = [61,9 - 40] / [40 - 19,2] = 21,9 / 20,8.Cũng tại nhiệt độ này sau phản ứng cùng tinh LE → [αC + βD], hợp kim có tổ chứcαC + [αC + βD] với tỷ lệ αC / [αC + βD] cũng bằng 21,9 / 20,8.Hình 1.2. Tổchức tế vi củahợp kim Pb - Sb:tinh với 40%Sn [α độc lập là các hạt lớnbao bọc bởi cùng tinh [α+β]].a. Cùng tinh[α+β], màu tối làα giàu Pb;b. Trước cùngmàu tối bị_ Như vậy trong tổ chức cuối cùng của hợp kim có hai loại dung dịch rắn α: loại kếttinh độc lập ở trong vùng α + L [ở cao hơn 183oC] và loại cùng kết tinh với β ở nhiệt độkhông đổi [183oC] và được gọi là α cùng tinh. Nếu tính tỷ lệ giữa hai pha β [chỉ cótrong cùng tinh] và α [gồm cả loại độc lập lẫn cả loại cùng tinh] thì ở 183oC có:4β / α = [40 - 19,2] / [97,5 - 40] = 20,8 / 57,5, nên β chiếm tỷ lệ 26,6%, α chiếm tỷlệ 73,4%._ Trên hình 3.13 là tổ chức tế vi của hai hợp kim hệ này. Cùng tinh Pb – Sn bao gồmcác phần tử Pb nhỏ mịn tối phân bố đều trên nền Sn sáng [hình a]. Còn hợp kim trướccùng tinh được khảo sát có tổ chức tế vi [hình b]: các hạt Pb kết tinh trước [hạt tối, to]và phần cùng tinh [Pb + Sn] như của hình a. Rõ ràng là pha hoặc tổ chức nào kết tinh ởnhiệt độ càng thấp hạt càng nhỏ mịn.3.Tính chất đặc biệt của hợp kim:Hình 1.3. Trạng thái cân bằng [hình thành Eutectic] của Pb và Sn:5_ Hợp kim hàn thiếc/chì có sẵn ở quy mô thương mại với hàm lượng thiếc nằm trongkhoảng 5% tới 70% theo trọng lượng. Hàm lượng thiếc càng cao thì ứng suất căng và ứngsuất biến dạng của hợp kim càng lớn. Ở cấp độ bán lẻ có 2 hợp kim phổ biến nhất là60/40 Sn/Pb và 63/37 Sn/Pb. Tỷ lệ 63/37 là đáng chú ý ở chỗ nó là hỗn hợp eutecti, cónghĩa là:A. Nó có điểm nóng chảy thấp nhất [183 °C hay 361,4 °F] trong số tất cả các hợpkim thiếc/chì;B. Điểm nóng chảy thật sự là một điểm — không phải một khoảngỞ thành phần eutecti, hợp kim hàn lỏng đông đặc lại như là hỗn hợp eutecti, chứa cácpha chứa các hạt mịn của chì và thiếc gần như nguyên chất, như có thể thấy qua biểu đồcân bằng pha thiếc/chì ở trên._ Có độ cứng tương đối cao, nhiệt độ chảy tương đối thấp, nhiệt độ sôi cao, độ bềnhoá học lớn._ Dưới tác động của axi bề mặt chì tạo nên một lớp màng bảo vệ chắc.PHẦN 2: QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA CÁC HỢP KIM Fe – C, 0.4% C, 0.8% C,VÀ 1.2% C KHI LÀM NGUỘI ĐỦ CHẬM TỪ TRẠNG THÁI LỎNG.A. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe-C VÀ CÁC TỔ CHỨC.I.Giải thích các thuật ngữMột cách tổng quát, trong KHVL, giản đồ pha là một loại biểu diễn các điều kiệncân bằng giữa các pha riêng biệt [các pha có thể phân biệt về mặt nhiệt động].Hai loại giản đồ pha hay gặp: giản đồ nhiệt-áp suất[ của nước chẵng hạn - rất nổitiếng trong hóa lý] và giản đồ nhiệt - thành phần[của hệt Fe-C, rất nổi tiếng trongKHVL].Giản đồ pha Fe-C cho biết tại mỗi tọa độ [nhiệt độ, thành phần] xác định, tổ chứccủa hợp kim sắt - cacbon như thế nào. Tất cả các tổ chức [pha] đề cập ở đây dựa trêngiả thiết là các quá trình chuyền biến diễn ra vô cùng chậm [cân bằng].6Hình a. Giản đồ trạng tháiII. Tương tác giữa Fe-C1. Tạo FeritFerit [ có thể ký hiệu bằng α hay F hay Feα ] là dung dịch rắn xen kẽ của cacbon trongFeα trong mạng lập phương tâm khối.2. Tạo AuxtenitAuxtenit [có thể ký hiệu bằng γ, A hay Feγ[C] ] là dung dịch rắn xen kẽ của cacbontrong Feγ với mạng lập phương tâm diện.3. Tạo pha xen kẽXêmenti [ có thể ký hiệu Xe, Fe3C] là pha xen kẽ với kiểu mạng phức tạp.III. Giản đồ pha Fe-CGiản đồ pha Fe-C được trình bày với các ký hiệu tọa độ [ nhiệt độ và thành phầncacbon] đã được quốc tế hóa như sau:7Hình b: giản đồ trạng thái [dạng đủ]Từ giản đồ ta có một số chú thích sau:- Austentite soild solution of cacbon in gamma iron : dunh dịch rắn auxtentite củacacbon trong Feγ.- Austentite in liquid : austentite phân tán trong pha lỏng [đây là vùng tồn tại củaaustentite và pha lỏng]- Primary austentite begins to solidify : đường giới hạn mà austentite sơ cấp bắt đầu kếttinh- CM begins to solidify: đường giới hạn mà xementit bắt đầu kết tinh.- Austentite, ledeburite and cementite: vùng tồn tại của các pha austentite, ledeburit vàxementit.- Hypo-eutectoid: trước cùng tích.- Hyper-eutectoid : sau cùng tích.- steel: thép [quy ước].- Castiron: gang [quy ước].Theo lý thuyết, giản đồ trạng thái Fe-C phải được xây dựng từ 100% Fe đến 100% C8song do không dùng các hợp kim Fe-C với lượng cacbon nhiều hơn 5% nên ta chỉ xâydựng giản đồ đến 6.67% cacbon tức là ứng với hợp chất hóa học Fe3C làm cấu tử.ĐiểmAHJBNDG%C00.10.160.5106.670Nhiệt độ153914991499149913921600910ĐiểmECFRSKQ%C2.144.36.670.020.86.670.006Nhiệt độ1147114711477277277270Một số đường có ý nghĩa quan trọng như sau:- ABCD là đường lòng để xác định nhiệt độ bắt đầu chạy hay kết thúc kết tinh.- AHJECF là đường rắn để xác định nhiệt độ bắt đầu chảy hay kết thúc kết tinh.- ECF[11740C] là đường cùng tinh, xảy ra phản ứng cùng tinh [eutectic].- PSK[7270C] là dường cùng tích, xảy ra phản ứng cùng tích [eutectoid].- ES là giới hạn hòa tan cacbon trong Feγ.- PQ là giới hạn hòa tan cacvon trong Feα.IV. Các tổ chức một pha.Ở trạng thái rắn có thể gặp bốn pha sau.Ferit [ có thể ký hiệu bằng α hay F hay Feα ] là dung dịch rắn xen kẽ của cacbon trongFeα trong mạng lập phương tâm khối [a= 0.286 - 0.291nm] song do lượng hòa tan nhỏ [lớn nhất là 0.02%C ở 7270C điểm P, ờ nhiệt độ thấp chì 0.006%C - điểm Q] nên chỉ cóthề coi nó là Feα. Ferit có tính sắt từ nhưng chỉ đến 7680C. Trên giản đồ nó không tồntại trong vùng GPQ. Do không chứa cacbon nên cơ tính của ferit chính là của sắtnguyên chất. Trong thực tế ferit có thề hòa tan Si, Mn, P, Cr,... Nên sẽ cứng và bền hơnsong củng kém dẻo dai đi. Ferit là một trong hai pha tồn tại ở nhiệt độ thường khi sử
dụng [trong trong cơ tính của hợp kim Fe-C. Tồ chức tế vi của ferit trình bày ở hình c có dạnghạt sáng, đa cạnh.9Hình c: Tổ chức tế vi của ferit[a] và auxtennit[b].Auxtenit [có thể ký hiệu bằng γ, A hay Feγ[C] ] là dung dịch rắn xen kẽ của cacbontrong Feγ với mạng lập phương tâm diện [a = 0.364nm] với lượng hòa tan đáng kểcacbon [cao nhất tới 2.14% hay khoảng 8.5% về số nguyên tử ờ 11470C - điểm E, tứctối đa bình quân cứ 3-4 ô cơ sở mới có thể cho phép một nguyên tử cacbon định vị vàomột lỗ trống tám mặt trong chúng, ở 7270C chỉ còn 0.8%C - điểm S]. Khác với ferit,aixtenit không có tính sắt từ mà có tính thuật từ, nó chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao [>7270C]trong vùng NJESG nên không có quan hệ trực tiếp nào đến khả năng sử dụng chúngtrong hợp kim nhưng lại có vai trò quyết định trong biến dạng nóng và nhiệt luyện.Với tính dẽo rất cao và rất mềm ở nhiệt độ cao nên biến dạng nóng thép bao giờ cũngđược thực hiện ở trạng thái auxtennit đồng nhất [trên dưới 1000 độ]. Vì thế có thể tiếnhành biến dạng nóng mọi hợp kim Fe-C với C < 2.14% dù cho nhiệt độ thường thể hiệnđộ cứng và tính dòn khá cao. Làm nguội auxtenit với tốc độ khác nhau sẽ nhận đượchỗn hợp ferit-xemantic với độ nhỏ mịn khác nhau hay được mactenxit với cơ tính caovà đa dạng, đáp ứng rộng rãi các yêu cầu sử dụng và gia công.Xementic là pha xen kẽ với kiểu mạng phức tạp có công thức Fe3C và thành phần6.67%C ứng với đường DFKL trên giản đồ. Đặc tính của xemantic là cứng giòn, cùngvới ferit nó tạo ra các tổ chức khác nhau của hợp kim Fe-C. Người ta phân biệt bốn loạixementit:- Xementit thứ nhất : được tạo thành giảm nồng độ cacbon trong hợp kim theo đườngDC khi hạ nhiệt độ, chỉ có hợp kim > 4.3%C. Do tạo thành ở nhiệt độ cao [>11470C ]nên Xementit thứ nhất có dạng thẳng, thô to đôi khi có thể thấy bằng mắt thường.- xemnatit thứ hai được tạo thành do giàm nồng độ cacbon trong auxtenit theo đườngES khi hạ nhiệt độ, thường thấy rất rõ ỡ hợp kim có > 0.8 cho tới 2.14%C. Do tạo thànhở nhiệt độ tương đối cao [7270C] tạo điều kiện cho sự tập trung ở biên giới hạt, nên khi10xementit thứ hai với lượng đủ lớn sẽ tạo thành lưới liên tục bao quanh các hạt auxtenittạo ra khung giòn làm giảm mạnh tính dẽo và dai như của hợp kim.- xementit thứ ba được tao thành do giảm nồng độ cacbon trong ferit theo đường PQkhi hạ nhiệt độ, với số lượng rất nhỏ nên rất khó phát hiện trên các tổ chức tế vi vàthường được bỏ qua.- xementit cùng tích được tạo thành do chuyển biến cùng tích auxenit --> peclit. Loạinày có vai trò rất quan trọng.V. Các tổ chức hai pha- peclit[P]: peclit là hỗn hợp cơ học cùng tích của ferit và xementit tạo thành ở 7270Ctừ dung dịch rắn Autenit chứ 0.8%C. Trong Peclit có 88% Ferit và 12% Xementit. Từgiản đồ trạng thái Fe - C ta thấy trong quá trình lam nguội, thành phần cacbon củaAuxetenit sẽ biến đổi và khi đến 7270C có 0.8% C. Lúc đó, Auxetenit có 0.8% C sẽchuyển thành hỗn hợp cùng tích và ferit và xementit:Tùy theo hình dạngxementit ơ trong hổnhợp, người ta chia ra2 loại peclit là peclittấm và peclit hạt.Peclit là hổn hợp cơ học nên có tính trung gian. Kết hợp giữa tính dẻo, dai của Feα vàcứng, dòn của Xe nên nó chung P có độ cứng, độ bền cao, tính dỏe thấp, tuy nhiên nócó thề thay đổi trong phạm vi khá rộng phụ thuộc vào độ hạt của Xe.- Ledeburit : là hổn hợp cơ học cùng tinh, kết tinh từ pha lỏng có nồng độ 4.3%C ở11470C.Lúc đầu mới tạo thành nó gồm γ và Xe. Khi làm nguội xuống dưới 7270C, γ chuyểnbiến thành P do vậy Ledebirit có 2 pha là P và Xe trong đó Xe chiếm tỉ lệ gần 2/3 nênledeburit rất cứng và giòn.11B. QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA CÁC HỢP KIM Fe – C, 0.4% C, 0.8% C, VÀ 1.2%C KHI LÀM NGUỘI ĐỦ CHẬM TỪ TRẠNG THÁI LỎNG.+ phần trên của giản đồ12Phần trên giản đồ trạng thái Fe-C ứng với sự kết tinh từ trạng thái lỏng cho thấy có bakhu vực rõ rệt ứng với ba khoảng thanh phần cacbon khác nhau. Khu vực có thành phần0.1% đến 0.51%C khi kết tinh sẽ xảy ra phản ứng bao tinh : δH + LB --> γJ.Lúc đầu, khi làm nguội đến đường lỏng AB, hợp kim lỏng sẽ kết tinh ra dung dịch rắntrước. Khi nhiệt độ hạ xuống 14990C [HB], hợp kim có hai pha là dung dịch rắn δ chứa0.1%C và dung dịch rắn auxtenit chưa 0.16%C :Các hợp kim có 0.1%-0.16%C sau hản ứng bao tinh còn thừa pha δ và khi làm nguộitiếp, pha này tiếp tục chuyển biến thành pha γ.Các hợp kim có 0.16-0.51%C sau phản ứng bao tinh còn thừa pha lỏng L, và sau khilàm nguội tiếp theo pha lỏng tiếp tục chuyển biến thành pha γ. Như vậy cuối cùng hợpkim 0.1%-0.51%C khi làm nguội xuống dưới đường NJE chỉ có tổ chức một phaauxtenit. Khu vực có thành phần 0.51%-2.14%C kết thúc kết tinh bằng sự tạo thànhdung dịch rắn auxtenit.Hợp kim có thành phần 2.14%-4.3%C khi làm nguội hợp kim đó tới đường lỏng BCnó sẽ kết tinh ra auxtenit. Làm nguội tiếp tục, auxtenit có thành phần thay đỗi theođường JE, hợp kim lỏng còn lại thay đổi theo đường BC.+ phần dưới giản đồPhần dưới giản đồ ứng với chuyển biến ở trạng thái rắn. Có ba pha chuyển biến đángchú ý sau xuất phát từ auxtenit.- sự tiết ra xementit thứ hai là từ auxtenit:Các hợp kim có thành phần cabon lớn hơn 0.8% khi làm nguội từ 11470C đế 7270C,auxtenit của nó bị giảm thành phần cacbon theo đường ES, do vậy sẽ tiết ra xementitmà ta gọi là xementit thứ hai. Cuối cùng 7270C, auxtenit có thành phần cacbon 0.8%ứng với điểm S.- sự tiết ferit từ auxtenit:Các hợp kim có thành phần cacbon nhỏ hơn 0.8% khi làm nguội từ 9110C - 7270Cauxtenit của nó sẽ tiết ra ferit là pha ít cacbon , do vậy auxtenit còn lại giàu cacbon theođường GS. Cuối cùng ở 7270C hợp kim gồm hai pha là ferit ứng với điểm P[0.02%C]và auxtenit ứng với điểm S[0.8%C].Như vậy khi làm nguội tới 7270C trong tổ chức của mọi hợp kim Fe-C đều chứaauxtenit với 0.8%C.- chuyển biến pha cùng tích : auxtenit thành peclit.Tại 7270C auxtenit có thành phần 0.8%C sẽ chuyển thành peclit là hổn hợp củapha ferit và pha xementit.khi sắt13chảy nguội đi nó kết tinh ở 15380C có dạng thù hình δ, dạng này có cấu trúc tinh thể lậpphương tâm khối. Khi nó nguội nhiều hơn cấu trúc tinh thể nó chuyển sang dạng lậpphương tâm diện ở 13940C. Khi đó nó có dạng sắt γ hay auxtenit. Ở 9120C có cấu trúctinh thể lại chuyển sang dạng lập phươg tâm khối là sắt α hay ferit.PHẦN 3. TỒ CHỨC TẾ VI VÀ TÍNH CHẤTHợp kim Fe-C[0.4%] là thép cùng tích.Hình d. Tổ chứctế vi của thép trướccùng tích [0.4%C]Hợp kim Fe-C[0.8%C] là thép cùngtích14Hình e. Tổ chức tế vi thép cùng tícha. Peclit tấmb. Peclit hạtHợp kim Fe-C [1.2%] là thép sau cùng tích.Như thấy rõ từ giản đồ phà Fe-C, khi hàm lượng cacbon tăng lên tỷ lệ xementit là phagiòn trong tổ chức cũng tăng lên tương ứng [ cứ thêm 0.1%C sẽ tăng thêm 1.5%xemnetit] do đó làm thay đổi tổ chức tế vi ở trạng thái cân bằng.- C ≤ 0.05% : thép trước cùng tích có tổ chức thuần ferit coi như sắt nguyên chất.- C = 0.1 - 0.7% : thép có tổ chức ferit + peclit, khi %C tăng lên lượng peclit tăng lênđó là các thép trước cùng tích.- C = 0.8% thép có tổ chức peclit đó là thép cùng tích.- C ≥ 0.9% thép có tổ chức peclit + xementit II khi C tăng lên lượng xementit II cũng tăng lên tươngứng, đó là thép sau cùng tích.Chính do sự thay đổi này cơ tính cua thép củng biến đổi theo.Hình f.Ảnhhưởng củacacbonđến cơtính củathépthường.1516