Hợp Kim Là Gì? Các Loại Hợp Kim Phổ Biến Hiện Nay

Chúng ta đã nghe nói nhiều về hợp kim nhôm, hợp kim sắt gang thép, hợp kim titan,… Vậy hợp kim là gì? Hãy cùng Inoxtphcm cùng tìm hiểu về hợp kim nhé!

Hợp kim là gì?

Hợp kim là dung dịch rắn của nhiều nguyên tố kim loại hoặc giữa nguyên tố kim loại với nguyên tố phi kim. Hợp kim có phần lớn là kim loại vì thế nó thường có tính chất kim loại (dẫn nhiệt cao, dẫn điện, dẻo, dễ biến dạng, có ánh kim…).

Vì sao lại có sự xuất hiện của hợp kim?

Do những kim loại nguyên chất không còn đáp ứng được nhu cầu của con người. Vì thế hợp kim ra đời để khắc phục những nhược điểm mà kim loại nguyên chất. Hợp kim là vật liệu ưu việt nó cải thiện chất lượng các đơn kim loại hiện nay. Bằng việc kết hợp với những nguyên tố phù hợp, nó có thể hoàn thành nhiệm vụ của mình với những yêu cầu khắc khe hiện nay.

Hợp kim cơ bản được chia làm 2 loại

Hợp kim đơn giản: Hợp kim được tạo thành trên cơ sở kim loại, giữa hai kim loại với nhau (như latông: Cu và Zn); giữa kim loại với phi kim (như thép, gang: Fe và C) song nguyên tố chính của hợp kim vẫn là kim loại.

Hợp kim phức tạp: Hợp kim có hành phần chứa hai hoặc nhiều nguyên tố chính là kim loại với hai hoặc nhiều nguyên tố phụ khác. Có ưu điểm: cơ tính hợp kim phức tạp phù hợp với vật liệu chế tạo cơ khí, tính công nghệ thích hợp, giá thành thấp hơn nhiều.  Hợp kim phức tạp dễ chế tạo hơn do không phải khử bỏ các tạp chất một cách triệt để như kim loại hoặc các hợp kim đơn giản.

Các loại hợp kim phổ biến nhất hiện nay

Hợp kim của sắt

Hợp kim của sắt có nguyên tố chính trong đó là sắt kết hợp với các nguyên tố hoá học khác. Hợp kim của sắt được tạo ra để khắc chế các nhược điểm của kim loại sắt. Hợp kim sắt được tạo ra các nguyên vật liệu xây dựng, hay những vật dụng có tính chất khác nhau để phục vụ cho cuộc sống hàng ngày của con người. Trong đó phổ biến nhất là Gang và Thép

Gang: Đây là hợp kim của sắt khi kết hợp với Cacbon, trong đó thì cacbon chiếm từ 2 đến 5% tổng khối lượng hợp kim sắt. Gang được chia làm 2 loại, gang trắng và gang xám.

Thép: Có thành phần giống như gang nhưng ngoài ra thành phần còn chứa các silic hay mangan,…trong đó carbon chỉ chiếm từ 0,01 đến 2% khối lượng hợp kim. Cững được chia làm 2 loại, thép thường và thép đặc biệt.

Hợp kim nhôm

Hợp kim nhôm là hỗn hợp của kim loại nhôm với các nguyên tố khác (như: mangan, đồng, thiếc, silic, magiê)

Hợp kim nhôm là dòng sản phẩm rất quan trọng trong các sản phẩm được sản xuất từ kim loại nhôm. Kim loại nhôm và hợp kim của nhôm đứng thứ hai (sau sắt thép) về sản xuất và ứng dụng trong đời sống. Điều này do hợp kim của nhôm có các tính chất phù hợp với nhiều công dụng phổ biến, trong một số trường hợp khác, ứng dụng của hợp kim nhôm không thể thay thế được như là trong công nghệ chế tạo máy bay, thiết bị điện tử và các thiết bị ngành hàng không khác.

Hợp kim nhôm được chia thành 2 nhóm chính là hợp kim nhôm biến dạng và hợp kim nhôm đúc.

Hợp kim nhôm biến dạng

Dựa theo đặc tính mà hợp kim nhôm này có: hợp kim nhôm biến dạng có thể hóa bền bằng cách nhiệt luyện và hợp kim nhôm biến dạng không thể hoá bền bằng phương pháp nhiệt luyện. Hợp kim nhôm loại này có những ứng dụng phổ biến sau: thương phẩm, chai lọ, hũ, nồi nhôm,…

Hợp kim nhôm đúc

Là các hợp kim nhôm với thành 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 đó, cho thêm Đồng (3 – 5%) vào hệ Al – Si – Mg trước đó để cải thiện cơ tính và tính đúc tốt của hợp chất này. Do đó, hợp chất này dùng nhiều trong động cơ đốt, piston,…

Hợp kim đồng

Có nhiều cách để phân loại hợp kim đồng nhưng phổ biến nhất là cách phân loại theo thành phần hóa học. Theo phương pháp này chúng ta sẽ chia hợp kim của đồng ra làm 2 loại:

Latông (đồng vàng hay còn gọi là đồng thau):

Đồng thau là hợp kim của kim loại đồng mà hai nguyên tố chủ yếu là đồng với kẽm. Ngoài ra kim loại và hợp kim còn có các nguyên tố khác như Ni, Pb, Sn…đồng và hợp kim của đồng cũng là 1 loại phổ biến

Brông (đồng thanh)

Đồng thanh là hợp kim của kim loại đồng với các nguyên tố khác ngoại trừ nguyên tố Zn. Brông được ký hiệu bằng chữ “B”, tên gọi của brông chính xác được phân biệt theo nguyên tố hợp kim chính. Người ta phân biệt các loại đồng thanh (Brông) khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chính sẽ đưa vào: ví dụ như Cu-Sn gọi là brông thiếc; Cu – Al gọi là brông nhôm. Cu – Be gọi là Brông Berili

Hợp kim titan

Việc bổ sung các nguyên tố khác nhau như Al, Mo, V, Co, Ni, Cr, Mn, Cu Fe đã tạo thành các loại hợp kim Titan có tính chất và ứng dụng khác nhau.

Họp kim chứa 6% nhôm, 4% vanadi là loại hợp kim được sử dụng phổ biến nhất trong tất cả các hợp kim titan. Nó chiếm hơn 50% tổng lượng titan sử dụng trên toàn thế giới cộng lại.

Ngoài ra còn có hợp kim kẽm, hợp kim inox, hợp kim magie, hợp kim vàng,…

Ứng dụng của hợp kim

Hiện nay hợp kim được dùng rất nhiều trong cuộc sống. Cụ thể là:

• Dùng để làm vỏ phủ vệ tinh nhân tạo, hay dùng làm vỏ phủ khí cầu nhằm tăng nhiệt độ vì nhôm có đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ năng lượng Mặt Trời khá tốt.
• Với các loại nhôm dạng bột thì được dùng vào việc tạo màu bạc trong sơn, dùng bông nhôm dùng trong sơn lót ứng dụng trong việc xử lý gỗ để kháng nước.
• Dùng làm các bộ tản nhiệt CPU trong máy tính và trong vỏ máy tính,…
• Dùng làm nguyên liệu gia công trong ngành cơ khí chính xác
• Dùng trong ngành công nghiệp chế tạo các chi tiết cho xe ô tô, tàu biển, xe tải, tàu hỏa và cả làm vỏ máy bay,…
• Dùng trong ngành xây dựng: dùng làm ván, vật tư, dùng làm cửa sổ hay cửa chính,…
• Là vật liệu dùng để chế tạo nên những đồ dùng gia đình, là nội thất có độ bền cao như là trang thiết bị nấu bếp, thau, bàn ghế, ….