1. THÔNG BÁO TUYỂN ADMIN DIỄN ĐÀN 2013
    Tìm kiếm nhà trọ - Ở ghép
    THÔNG BÁO BÁN ÁO SPKT.NET CHO THÀNH VIÊN DIỄN ĐÀN


    HÃY TÌM KIẾM Ở ĐÂY TRƯỚC KHI ĐẶT CÂU HỎI
    {xen:phrase loading}

GIẢN ĐỒ PHA SAT CARBON (Fe - Fe3C)

Thảo luận trong 'Gia công cơ khí-Vật liệu học.' bắt đầu bởi HiepKhachHanh, 13 Tháng tư 2008.

  1. HiepKhachHanh Member

    Số bài viết: 507
    Đã được thích: 1
    Điểm thành tích: 18
    Một giản đồ rất quan trọng đối với sv ngành cơ khí , phải thuộc giản đồ này .

    GIẢN ĐỒ PHA SAT CARBON (Fe - Fe3C)
    Hiểu theo nghĩa đơn giản, thép là hợp kim của sắt (Fe) và Cacbon ©. Giản dồ pha Fe-C là một loại giản đồ phức hợp mà trong đó thép là một thành phần trong giản đồ này, nhưng ở đây ta chỉ quan tâm tới hàm lượng Fe3C không qúa 7%, với hàm lượng Fe3C lớn hơn giá trị này sẽ không có ý nghĩa sử dụng.
    [IMG]


    Giản đồ pha sắt cacbon
    Các pha trong giản đồ pha Fe-Fe3C
    a-Ferrit - dung dịch rắn của C trong Fe mạng BCC
    • là trạng thái ổn định ở nhiệt độ phòng
    • hàm lượng C hoà tan tối đa khoảng 0,022%
    • nhiệt độ chuyển biến thành (Fe mạng lập phương tâm mặt-FCC) tại nhiệt độ 912C.
    Austenit dung dịch rắn của C trong Fe mạng lập phương diện tâm (BCC)
    • hàm lượng C hòa tan tối đa trong Fe là 2,14%
    • nhiệt độ chuyển biến sang Ferrit mạng lập phương thể tâm là 1395C.
    • là tổ chức không ổn định khi làm nguội nhanh xuống dưới đường chuyển biến cùng tích A1 - 727C
    d-Ferrit dung dịch rắn của C trong Fe mạng lập phương thể tâm (BCC)
    • có cấu trúc tương tự vơí a-Ferrit
    • là tổ chức ổn định ở trên nhiệt độ 1394C
    • nóng chảy ở nhiệt độ 1538C.
    Fe3C (Cacbit hay Xêmentít(Xê))
    • Đây là hợp chất liên kim giả ổn, nó tồn tại ở dạng hợp chất ở nhiệt độ phòng, nhưng chúng bị phân huỷ thành alpha-Fe và C-graphit (rất chậm, trong vòng một vài năm) khi giữ chúng ở nhiệt độ 650-700C
    Dung dịch Fe - C ở trạng thái lỏng
    Một dạng đầy đủ khác của giản đồ pha Fe-Fe3C


    Một vài nhận xét về hệ Fe-Fe3C
    C chiếm một lượng nhỏ như tạp chất xen kẽ trong sắt ở dạng các pha a, b, g trong sắt.
    Lượng hoà tan cacbon tối đa trong pha a-BCC là 0,022% ở 727C, do mạng lập phương tâm khối có kích thước lỗ hổng (vị trí xen kẽ) nhỏ hơn so với mạng lập phương tâm mặt. Lượng C hoà tan trong Austenite (mạng lập phương tâm mặt) là 2,14% ở 1147C do mạng này có kích thước lỗ hổng (vị trí xen kẽ) lớn hơn so với mạng lập phương tâm khối.
    *Cơ tính: Xêmentít có tính cứng dòn, khi có mặt trong thép sẽ làm tăng bền cho thép. Cơ tính còn phụ thuộc độ hạt hay cấu trúc vi mô cũng như tương quan giữa F và Xê.
    *Từ tính: Ferrit có từ tính ở nhiệt độ dưới 768C (còn gọi là nhiệt độ Curie), Austenite hoàn toàn không có từ tính.
    Phân loại: dựa vào các đặc điểm trên ta phân ra làm ba loại hợp kim như sau:
    • Sắt non: chứa hàm lượng C dưới 0,008% trong pha a-Ferrite ở nhiệt độ phòng.
    • Thép: chứa hàm lượng C từ 0,008% - 2,14% (thường <1%) tổ chức gồm a-ferrite và Xê ở nhiệt độ thường.
    • Gang: chứa hàm lượng C từ 2,14 - 6,17% (thường < 4, 5% C)

    ( Tổng hợp từ Internet )
  2. HiepKhachHanh Member

    Số bài viết: 507
    Đã được thích: 1
    Điểm thành tích: 18
  3. HiepKhachHanh Member

    Số bài viết: 507
    Đã được thích: 1
    Điểm thành tích: 18
    Sắt và dung dịch rắn xen kẽ của sắt

    Khái quát
    Thép hình và các dạng của thép có lẽ là nhóm hợp kim được sử dụng phổ biến và thông dụng với nhiều mục đích khác nhau nhất. Vì thế việc nghiên cứu chúng mà trước nhất là đi từ việc xem xét hành vi của sắt nguyên chất là rất cần thiết .Sau đó là đến hợp kim sắt cacbon và cuối cùng là đi xem xét tác động của các nguyên tố hợp kim cho thêm vào đối với thép.
    Sắt nguyên chất không phải là một dạng vật liệu dễ dàng sản xuất.Tuy nhiên nó có thể được tạo ra gần như nguyên chất với hàm lượng các tạp chất không quá 60ppm.
    Sắt tách tạp chất đi ( sắt nguyên chất) thì cơ tính lại rất kém.Sắt nguyên chất có tổ chức mạng đơn tinh thể có độ bền kéo thấp khoảng 10Mpa ở nhiệt độ thường trong khi sắt thép có tổ chức đa tinh thể có độ bền kéo lên tới 150Mpa ở nhiệt độ thường.
    Việc nghiên cứu thép rất quan trọng bởi vì thép hiện nay đang là vật liệu kim loại được sử dụng rộng rãi nhất bởi lí do là chúng rẻ,dễ sản xuất hàng loạt với số lượng lớn, dễ gia công chính xác.Vì lẽ đó thép được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực cơ khí chế tạo do có độ bền tương đối cao từ 200-300Mpa,dễ cán biến dạng tốt, độ dai phá huỷ cao lên tới 2000Mpa, sau cán.Vì thép và gang chiếm 80% tổng khối lượng các kim loại được sử dụng trong công nghiệp nói chung.
    Trước hết ta xem xét về chuyển biến pha α và γ sắt nguyên chất tồn tại ở hai hình thái tinh thể ,lập phương tâm khối (bcc) hay còn gọi là sắt α tồn tại ổn định ở nhiệt độ phòng tới 910˚C (điểm A3) trước khi nó chuyển sang dạng lập phương tâm mặt (fcc) hay còn gọi là sắt γ .Sắt γ tồn tại ổn định từ 910˚C cho đến 1390˚C (điểm A4) cho đến khi lại chuyển sang dạng lập phương tâm khối nhưng bây giờ gọi là sắt δ để phân biệt với sắt α và tồn tại ở trạng thái này cho đến khi chảy lỏng .
    Chi tiết hình học của các ô cơ bản trong mạng tinh thể sắt α và sắt γ còn chưa sáng tỏ, một cách nhìn nhận đó là dung dịch rắn tạo bởi hai pha một bên là các nguyên tố phi kim như cacbon, nitơ khuếch tán vào trong các nguyên tử sắt khi nhiệt độ tăng dần cũng có thể là do lực biến dạng dẻo gây ra.
    Cấu trúc mạng lập phương tâm khối trong sắt α kém sít chặt hơn so với mạng lập phương tâm mặt trong sắt γ. Lỗ hổng lớn nhất trong mạng lập phương tâm khối là lỗ hổng 4 mặt được tạo bởi hai biên và hai nguyên tử tâm khối của hai ô kế tiếp nhau.
    Cũng tương tự như thế ta đi xem xét mạng lập phương tâm mặt.Tuy có sít chặt hơn mạng lập phương tâm khối nhưng lại tồn tại lỗ hổng lớn hơn lỗ hổng 4 mặt trong mạng lập phương tâm khối. Lỗ hổng này tạo bởi biên của ô và 6 nguyên tử xung quanh tạo thành 8 mặt nên còn gọi là lỗ hổng tám mặt.
    Chuyển biến giữa sắt γ sắt α và sắt α và sắt γ xảy ra trong sắt nguyên chất rất nhanh, vì lẽ đó ta không thể được tổ chức lập phương tâm mặt ở điều kiện thường.Ngay cả việc làm nguội rất nhanh ( khi tôi thép) một cách liên tục cũng chỉ tạo được một dạng thù hình của sắt α mà thôi chứ không phải là sắt γ.
    Dung dịch rắn của cácbon và nitơ trong sắt γ và sắt α. Việc đưa cacbon và sắt nguyên chất tạo ra thép.Tuy thế,thép là loại nào lại nằm trong dải rất rộng bởi hàm lượng các nguyên tố cho vào.Thép thường chỉ chứa một lượng nhỏ cacbon cỡ 0,1-0,2% khối lượng chiếm 0,5-1% nguyên tử trong sắt,thế mà đã làm gia tăng đáng kể độ bền của sắt so với sắt nguyên chất, việc này đã được các vị thợ rèn biết thực hiện cách đây 2500 năm khi họ nung thép với than để rèn và cacbon đã thấm vào thép .Tuy vậy,chi tiết về hiện tượng hấp thụ của cacbon vào sắt làm cho sắt có độ bền và độ dai tăng lên đáng kể và các hiệu ứng khác cho đến nay mới được cong người hiểu tường tận và đầy đủ.
    Kích thước nguyên tử của cacbon và nitơ nhỏ có liên hệ với mạng của sắt trong việc cacbon và nitơ đi vào sắt α hay sắt γ để tạo thành các nguyên tử xen kẽ. Trái lại các nguyên tố kim loại VD : Mn ,Ni,Cr.. có kích cỡ nguyên tử lớn hơn cả sắt vì thế khi vào sắt chúng tạo ra dung dịch rắn thay thế.
    Tuy nhiên việc so sánh về kích thước nguyên tử của C và N và đánh giá khả năng xen kẽ của chúng sẽ làm sáng tỏ việc các nguyên tử chui vào mạng làm biến dạng ô hiện thời.
    Người ta chỉ ra rằng C và N khi chui vào sắt α thì hoàn toàn được do kích thước của chúng nhỏ hơn kích thước của lỗ hổng 4 mặt nhưng với lỗ hổng 8 mặt thì lại gây ra co kéo với 2 nguyên tử sắt lân cận, trong trường hợp chúng chui vào lỗ hổng 4 mặt, 4 nguyên tử sắt lân cận níu giữ và để làm dịch chuyển cần yêu cầu năng lượng.Kết quả của việc xen kẽ này là không có một thứ tự ưu tiên nào giữa nguyên tử cacbon và nitơ.
    Dung dịch rắn gồm C và N trong Ostenit dễ dàng hình thành hơn so với ferit bởi lỗ hổng của mạng Ostenit to hơn.Vì lẽ đó khi nhiệt luyện người ta dùng hiện tượng này để làm tăng khả năng thấm C hoặc N vào thép. Còn một hiện tượng nữa là khi nhiệt luyện cụ thể là khi tôi người ta nung thép lên vùng γ cho chuyển biến hoàn toàn rồi làm nguội xuống hoặc các thao tác ủ trong vùng α nơi mà C tồn tại theo 3 dạng khác nhau α + P= (P)= P+ Xe rất có ý nghĩa trong khoảng nhiệt độ từ 20-727˚C
    Sự tích tụ C và N vào sắt α, sắt α chứa khoảng 0,02%C đó là dung dịch thay thế quá bão hoà cacbon có được khi giữ ở 700˚C và tôi xuống nhiệt độ phòng.
    Dung dịch rắn quá bão hoà này không bền ngay cả ở nhiệt độ phòng bởi rất dễ dàng để cacbon chuyển về α khuếch tán trở lại vào sắt α. Kết quả là trong khoảng nhiệt độ từ 20-300˚C cacbon sẽ liên kết lại tạo thành cacbit sắt Fe C. Quá trình này có thể quan sát và đo đạc.Sự thay đổi tính chất vật lí qua đo độ dẫn điện hoặc điện trở, sự ma sát trong bằng cách quan sát trực tiếp hoặc dùng kính hiển vi điện tử.
    Quá trình hoá già xảy ra gồm 2 giai đoạn trong 1 quá trình.Trước tiên xảy ra ở nhiệt độ dưới 200˚C bao gồm có dạng chuyển biến từ cacbit sắt (ع) tổ chức sáu phương rất khó nhận ra dạng tinh thể, hình thái học hình thành lúc đầu như thế nào. Bắt đầu từ mặt {100}α di truyền sang α sắt mạng α nhưng ở nhiệt độ cao hơn 150-200˚C mầm xuất hiện từ chỗ có các lệch mạng. Và có sự lẫn lộn giữa Fe C và Fe C.
    Tại 200˚C xảy ra chuyển biến của Xementit hệ thoi bắt đầu từ mặt {110}α. Thường bắt đầu từ mặt {110} giống như dạng nhánh cây. Sự chuyển biến từ tổ chức cacbit sắt ε sang xementit rất khó nghiên cứu,nhưng chúng cũng xảy ra hiện tượng tạo mầm xementit từ trong lòng cacbit ع và trong mạng α thường được quan sát trong quá trình tạo xementit từ cacbit ع giả ổn.
    Dung dịch rắn tạo ra giữa Nitơ và sắt đạt được cực đại ở mức 0,1% N nhiều hơn so với Cacbon (0,02%).Lại trở lại hai giai đoạn tạo ra Nitơrit ở dưới 200˚C tạo ra Fe N trong sắt α’’ từ mặt {100}α lớn lên nhờ cơ chế di truyền và khởi phát từ nơi có lệch. Trên 200˚C có sự chuyển biến sang Fe N trong mạng γ’.
    Hoá già kết hợp với tôi ở nhiệt độ cao để thay đổi tổ chức trong mạng α gọi là sự tôi hoá già, và là bằng chứng vững chắc chứng minh rằng độ bền được tăng lên đáng kể sau thao tác này nhất là so với sắt nguyên chất.Trong phạm vi thương mại thép cacbon trung bình được áp dụng cách này nhiều nhất mà vai trò chính là của cacbon. Điều này có thể đem so sánh với việc hoá già kết hợp với biến dạng.
    Một vài dạng khác Cacbon và Nitơ khuếch tán nhanh vào Fe so với các kim loại khác. Điều này thấy rõ trong quá trình thấm cacbon và thấm Nitơ. Thấm cacbon thấp bằng cách nung thép tới cỡ 1000˚C ( tổ chức γ) nơi mà cacbon có thể thấm vào thép và tồn tại bền nhất trong thép .Kết quả là cacbon thấm vào theo chiều dầy của thép.
    Hoạt tính của cacbon có ảnh hưởng mạnh đến điều này hơn nữa là hàm lượng Cacbon trong thép đem thấm không được cao quá nếu không sẽ chẳng có ý nghĩa gì , thấm cacbon có thể bằng than, khí gas, sau thấm đem nhiệt luyện sẽ cho cơ tính và tính chống ăn mòn tốt.
    Thấm Nitơ theo cách thông thường là dùng Nitơ phân li ra từ NH trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao nhưng chỉ trong khoảng không vượt quá 500-550˚C thấp hơn khi thấm C , kết quả là xảy ra phản ứng trên pha ferit tạo ra nitơrit và nitơ để thấm vào sắt α, vì ở sắt α nitơ bền và ổn định nhiệt.
    Thép Nitơrit thường chứa Crom =1% nhôm =1%, Vanadi và Molipden cỡ 0,2% , đây là những nguyên tố tạo nitơrit mạnh và giúp tăng độ cứng và độ chịu mài mòn cho bề mặt thép.

    Nguồn dịch từ www.key-to-steel.com
    Nguồn bài viết : MSE Forum
  4. Aloha2525 Guest

    Số bài viết: 0
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Bạn nào có giản đồ F-C chi tiết hơn có thể Up lên không? Mình cũng đang cần cái này. Thank.
  5. duytin89 Member

    Số bài viết: 69
    Đã được thích: 1
    Điểm thành tích: 6
    Cảm ơn nhìu,đang cần cái này
    đề thi môn thí nghiệm vật liệu phần trọng tâm là gì vậy các bạn?
  6. HiepKhachHanh Member

    Số bài viết: 507
    Đã được thích: 1
    Điểm thành tích: 18
  7. phamtuanspkt Member

    Số bài viết: 45
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 6
    chai ! gian dồ nay ai hoc vat lieu hoc hay tn vlh đều vẽ dc .voi lai dc hoc rat chi tiet lam ma` .nhiệt độ trên giảng đồ k giống như mình học vậy ?
  8. anhcanh15041988 New Member

    Số bài viết: 1
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Các bạn ơi mình đang học môn Vật liệu cơ khí có 1 vài câu hỏi nhờ các bạn giúp đỡ giùm nhé:
    1/ Tại 1403 độ C thành phần pha của thép là gì?
    2/ Tại sao trong vùng y+L (giản đồ pha) khi hạ nhiệt độ khoảng 1600 trở xuống mặc dù không tg nồng độ Cacbon (hệ kín) nhưng nồng độ C trong pha Austenit và ferit cùng tăng (lấy đâu ra cacbon?)

    [IMG]
  9. ladykcn New Member

    Số bài viết: 1
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
  10. Fortuner8boss New Member

    Số bài viết: 1
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Chuyển pha BCC - FCC trong sắt

    Chào các bạn! Cho tớ hỏi khi sắt chuyển pha từ BCC sang FCC ở nhiệt độ 911C thì tính chất vật lý của nó thay đổi thế nào? Hoặc một kim loại nào đó khi chuyển pha tương tự như thế thì tính chất vật lý của nó thay đổi thế nào? Bạn nào biết xin trợ giúp tớ với, tớ đang rất cần. Tớ xin cảm ơn nhiều nhiều.
  11. Kich.hut New Member

    Số bài viết: 1
    Đã được thích: 0
    Điểm thành tích: 0
    Cảm ơn mọi người!

    Lâu không động đến, những thứ lu bù lộn xộn khó nhớ này quên hết rồi.

    May mà đọc được trên diến đàn.

Chia sẻ trang này