Cụm từ hợp kim rất quen thuộc với mỗi chúng ta – một nguyên liệu có tính phổ biến cao. Tuy nhiên không phải ai cũng biết rằng những vật dụng quanh ta được chế tác từ nhiều loại hợp kim khác nhau. Những thông tin dưới đây sẽ giúp bạn nắm những đặc tính và ứng dụng cơ bản nhất từ dòng kim loại phổ biến này!
Định nghĩa vật liệu kim loại hợp kim là gì?
Phân tách theo đúng tên gọi thì hợp kim được hiểu theo một nghĩa đơn giản nhất chính là sự kết hợp giữa ít nhất 2 loại chất trong đó 1 loại là kim loại. Các thành phần của hợp kim không thể tách rời bằng các phương tiện vật lý. Ví dụ: hợp kim nhôm có thành phần từ các nguyên tố nhôm với các nguyên tố khác như: mangan, đồng, thiếc, silic, magie…
Có rất nhiều loại hợp kim phổ biến đang được ứng dụng trong cuộc sống như: hợp kim đồng, hợp kim nhôm, hợp kim sắt… Nhìn chung hợp kim có đặc tính gần như kim loại nhưng chúng vẫn luôn có đặc tính tối ưu hơn vượt trội hơn và được sinh ra để cải tiến những kim loại nguyên bản. Nguyên nhân là do cấu tạo của chúng từ sự liên kết giữa các nguyên tố khác nhau theo 1 tỉ lệ nhất định được nghiên cứu sẵn vì có dạng tinh thể khác nhau.
Xét về độ giòn độ cứng hợp kim vẫn mang tính chất của kim loại cấu thành nhưng lại có độ bền, độ cứng dẻo dai khác nhau vì mạng tinh thế phức tạp không như kim loại ban đầu. Cũng vì lý do này hợp kim luôn có nhiều ứng dụng hơn kim loại nguyên bản.
Tìm hiểu ngay các kim loại phổ biến nhất
Hợp kim của đồng
Đồng có tính dẻo và ánh vàng sau khi kết hợp với 1 số nguyên tố khác nhau sẽ tạo ra 2 dòng hợp kim đồng khác nhau:
– Đồng vàng hay còn gọi là đồng thau: Là sự kết hợp giữa đồng và kẽm. Ngoài ra để phát huy tính chất của kim loại đồng còn được kết hợp với các nguyên tố khác như Ni, Pb, Sn… đồng và hợp kim cũng là một những kim loại phổ biến ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
– Đồng thanh là dòng hợp kim của đồng với các nguyên tố khác trừ Zn. Người ta phân biệt đồng thanh với tên gọi khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chính bổ sung thêm: ví dụ như Cu-Sn gọi là brông thiếc; Cu – Al gọi là brông nhôm. Cu – Be gọi là Brông Berili….
Đồng và hợp Kim của chúng được sử dụng trong trang trí nghệ thuật rất nhiều. Thiết kế những chiếc đèn chùm sang trọng, các vật decor, vật điêu khắc…
Hợp kim của nhôm
Đối với nhôm thường được kết hợp với một số nguyên tố khác như: mangan, đồng, thiếc, silic, magie. Hợp kim nhôm cũng được chia thành 2 nhóm chính là hợp kim biến dạng và hợp kim nhôm đúc.
Hợp kim nhôm biến dạng sẽ dễ dàng bị lỏng ra nhờ nhiệt nung nên sẽ được ứng dụng nhiều trong trang trí và sản xuất đồ gia dụng.
Hợp kim nhôm đúc gồm các hành phần Silic (từ 5 đến 20%) và có thêm Magie ( từ 0,3 đến 0,5%) để tạo pha hợp chất hoá bền Mg2Si, bởi vậy các hệ Al-Si-Mg phải qua phương pháp hoá bền, sau cùng là thêm vào ồng (3 – 5%) vào hệ Al – Si – Mg… Bởi vậy hợp kim này được dùng nhiều trong động cơ đốt piston…
Hợp kim của sắt
Sắt có 2 hợp kim chính và cũng rất phổ biến trong cuộc sống là gang và thép. Đây là 2 dòng hợp kim mang tính chất đặc trưng của kim loại rõ ràng – độ bền cao, chịu lực, chịu nhiệt rất tốt. Bạn sẽ dễ dàng bắt gặp các đồ vật từ gang như xoong nồi, mâm, chảo… Hoặc sự xuất hiện của thép trên mọi công trình xây dựng lớn nhỏ khắp nơi.
Gang là sự kết hợp của sắt và cacbon (cacbon chỉ chiếm từ 2 – 5%) để phục vụ nhu cầu sử dụng gang thường được sản xuất với 2 gam màu chính là gang trắng và gang xám.
Thép có thành phần gần như gang nhưng được bổ sung thêm silic hay mangan… Tùy vào nhu cầu sử dụng nhà sản xuất chia thép làm 2 dạng chính là thép thường và thép đặc biệt.
Hiện nay ngoài các hợp kim của đồng nhôm sắt còn có khá nhiều hợp kim của các chất khác như: hợp kim titan, hợp kim của vàng, hợp kim của thủy ngân… Các hợp kim nhìn chung sẽ cả thiện độ cứng của kim loại cũng như khắc phục tối đa nhược điểm từ kim loại nên chúng luôn có mặt tại các công trình và ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Tính chất chung của kim loại và hợp kim
Chung quy lại thì kim loại và hợp kim có nhiều ứng dụng trong sản xuất tương tự nhau bởi chúng có những tính chất chung đặc trưng của dòng kim loại ban đầu. Một số tính chất chung thường có như:
– Đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại và chịu tác động của các loại tải trọng. Độ bền, độ cứng, độ dẻo… đặc trưng này được test bằng lực tải trọng, lực kéo…
– Đặc trưng lý tính: khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính.
– Tính nóng chảy: kim loại và hợp kim đều bị nung chảy bởi nhiệt, tính chất này ứng dụng nhiều trong chế tác đồ vật cũng như sản xuất công nghiệp.
– Tính dẫn nhiệt: khả năng truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc bị làm lạnh. Tính truyền nhiệt của kim loại giảm xuống khi nhiệt độ tăng và ngược lại khi nhiệt độ giảm xuống.
– Tính giãn nở: Có thể giãn ra bởi nhiệt độ cao và co lại khi nhiệt độ thấp tác động.
– Một số tính chất hóa học như: chịu nhiệt, chịu ăn mòn, chịu axit…
– Tính công nghệ: tính đúc, tính rèn, tính hàn và tính cắt gọt….
Công nghệ sản xuất hợp kim ngày càng hiện đại. Và có thể nói hợp kim đóng góp một phần lớn góp phần xây dựng cuộc sống ngày càng tiện lợi hơn nữa.
Xem thêm:
