KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU NHẬP MÔN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA
KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN
⸎⸎⸎⸎⸎

KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU
NHẬP MÔN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU

Nhóm Sinh viên 4 : Hồ Anh Tú, Nguyễn Thị Huệ,
Nguyễn Thu Phương, Hồng Gia Chúc
Lớp

: K14- Cơng nghệ vật liệu

1


HÀ NỘI, THÁNG 11/2021

Mục Lục
I.

HỢP KIM NHƠM......................................................................................4
1.

Hợp kim nhơm biến dạng:.....................................................................5
1.1 Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền bằng nhiệt luyện.................5
1.2. Hợp kim nhơm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện...........................7

2.

Hợp kim nhôm đúc:.............................................................................10

2.1 Hợp kim Al-Si (Silumin).....................................................................10
2.2 Hơp kim Al-Cu....................................................................................12
2.3 Môt số hệ hợp kim nhôm đúc khác.....................................................12

3.

ỨNG DỤNG:........................................................................................12

II. HỢP KIM ĐỒNG.....................................................................................14
1.

2.

3.

LaTơng (Đồng thau):............................................................................14
1.1

Thành phần hóa học, tổ chức và tính chất.....................................14

1.2

Phân loại:........................................................................................16

Brơng....................................................................................................16
2.1

Brơng thiếc.....................................................................................16

2.2

Brơng nhơm....................................................................................17

2.3

Brơng chì........................................................................................18

2.4

Brơng berili.....................................................................................19

Ứng dụng:.............................................................................................19

III. HỢP KIM MAGIE..................................................................................22
1.

Đặc tính:..............................................................................................22

2.

Chống ăn mịn hợp kim:....................................................................24

3.

Ứng dụng:.............................................................................................27

IV.

TITAN VÀ HỢP KIM TITAN................................................................28
2

1.

Titan kỹ thuật:......................................................................................29
2.

Hợp kim Titan:..................................................................................29

2.1

Hợp kim α :....................................................................................30

2.2

Hợp kim α −β :.................................................................................30

2.3

Hợp kim β :.....................................................................................31

3.

Nhiệt luyện hóa bền hợp kim titan:......................................................31

4.

Ứng dụng:.............................................................................................33

3

I. HỢP KIM NHƠM
 Trong q trình nghiên cứu, phát triển, ngày càng có nhiều hợp kim nhơm
mới ra đời. Để phân loại chúng, người ta căn cứ vào các đặc điểm quan
trọng nhất.
 Theo tính cơng nghệ, các hợp kim nhơm được phân thành hai loại chính;
hợp kim biến dạng và hợp kim đúc
 Hợp kim nhôm biến dạng dùng để chế tạo các bán thành phẩm hoặc chi tiết
bằng gia cơng áp lực nóng hoặc nguội
 Các hợp kim nhơm đúc dùng để đúc các chi tiết, có hình dạng và cơng dụng
khác nhau.

4


Hình 1.1: Phân loại hợp kim Al theo giản đồ pha

1. Hợp kim nhơm biến dạng:

Dựa vào khả năng có hoặc khơng thể hóa bền bằng nhiệt luyện, người ta phân
các hợp kim nhơm biến dạng thành hai nhóm:
 Nhóm thứ nhất gồm các hợp kim khơng thể hóa bền bằng nhiệt luyện, độ
bền của chúng được cải thiện nhờ các phương pháp như; hiến dạng nguội,
hợp kim hóa hển dung dịch rắn hoặc tạo pha thứ hai nhỏ mịn.
 Nhóm thứ hai gồm các hợp kim có thể hóa bền bằng nhiệt luyện, độ bền của
chúng tăng lên chủ yếu nhờ tơi và hóa già.

1.1 Hợp kim nhơm biến dạng khơng hóa bền bằng nhiệt luyện
a. Hơp kim hệ Al-Mn

Theo giản đồ pha Al-Mn trên hình 1.2 Mn có thể tạo với Al hợp chất liên
kim loại Al6Mn.

5


Hình 1.2: Giản đồ pha hệ Al-Mn
- Pha này khi phân tán nhỏ mịn trong dung dịch rắn đặt được 650 oC là 1.8%
và giảm rất nhanh trong vùng nhiệt độ từ 450 oC-650oC. Đậy đồng thời cũng
là nhiệt độ tôi của phần lớn các hợp kim nhôm công nghiệp.
- Lượng Mangan trong hợp kim này dao động khoảng 1-1.6%, Nhưng do ảnh
hưởng của các hợp chất thường có là Fe Si, độ hòa tan của mangan trong
dung dịch rắn α giảm đi rất nhanh. Xu hướng thiên tích Mn và tạo dung dịch
rắn quá bã hòa bất thường khi kết tinh. Sự phân bố khơng đều thành phần có
thể dẫn tới những kết quả xấu như: làm giảm mạnh cơ tính, đặc biệt là độ dai
va đập, do tạo thành tổ chức hạt thô với sự phân bố hạt rất chênh lệch giữa
các phần mẫu sau khi kết tinh lại.
6


b. Hợp kim hệ Al-Mg
Theo giản đồ pha hệ Al-Mg hình 8.15 độ hịa tan của magie trong nhơm lớn
nhất có thể đạt 15% ở 451oC. khi hạ nhiệt độ, độ hòa tạn này giảm đi và pha
β(Al3Mg2) tiết ra từ dung dịch rắn, có xu hướng phân bố dạng lưới theo biên giới
hạt. Tổ chức dạng lưới β liêu tục rất nhạy cảm với ăn mòn dưới ứng suất. Đưa
thêm một lượng nhỏ các kim loại chuyển tiếp như Cr (0.1-0,2% ). Mn (0.3-0.5% )
cho phép giảm độ nhạy cảm vói ăn ăn mịn dưới ứng suất.

Hình 1.3: Giản đồ pha hệ Al-Mg

1.2. Hợp kim nhơm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện
a. Hơp kim Al-Cu và Al-Cu-Mg (Dura: Nhơm cứng)
 Theo giản đồ pha hình 1.4 ta thấy độ hòa tan của các pha θ (CuAl 2).
và S (CuMgAl2) tăng lên khi tăng nhiệt độ. Do đó có thể dề dàng nhận
được dung dịch rắn qua bào hòa bằng cách tơi. Khi hóa già. phụ thuộc
vào nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt, sự xiết pha xảy ra có thể ở các
trạng thái khác nhau, các pha chuyển tiếp giả ổn định hoặc các pha ổn
định kích thước rất nhỏ, phân tán đều trong dung dịch rắn. các pha
đều tạo ra hiệu ứng hóa bền.

7


Hình 1.4:
 Nhược điểm chung của các hợp kim trêu cơ sở Al-Cu và Al-Cu-Mg là
khả năng chống ăn mòn kém và khó hàn. Nguyên nhân liên quan với
sự có mặt của pha (CuAl2). Nó có thể điện cực khác xa thế điện cực
của nền. tạo vi pin ăn mòn.
b. Hơp kim Al-Mg-Si
 Từ giản đồ pha trên hình 1.5 ta thấy sự hình thành pha Mg 2Si tương
ứng với tỷ lệ khối lượng giữa Mg và Si bằng 1.73. Độ hòa tan của
Mg2Si trong dung dịch rắn tăng lên khi tăng nhiệt độ. Nhờ vậy ta có
thể tạo ra dung dịch rắn q bão hịa bằng cách tơi. Khi hóa già tiết
pha phán tán tiếp theo sẽ nhận được hiệu ứng hóa bền. Phần lớn các
hợp kim hệ này đều có thành phần hóa học tuân theo tỷ lệ khối lượng
giữa Mg và Si bằng 1,73. Tuy nhiên để gia tăng cơ tính có thể cho dư
một lượng Si và tất nhiên trong trường hợp này phải hy sinh khả năng
chống ăn mòn.

8

Hình 1.5
c, Hợp kim hệ Al-Zn -Mg và Al-Zn-Mg-Cu
 Ngồi dung dịch rắn trong hệ Al-Zii-M g còn các pha trung gian
MgZn2 và T(Al2Mg3Zn3) Khi nung nóng, độ hịa tan của MgZn2 và
Al2Mg3Zn3 trong α tăng lên rất mạnh (hình 1.6). Làm nguội chậm tiếp
theo (thậm chí nguội trong khơng khí) sẽ dễ dàng tạo ra dung dịch rắn
quá bão hịa. Hiệu ứng hóa bền khi hóa già tiết pha (chủ yếu là trạng
thái vùng GP) đạt rất lớn. Giới hạn bền, đặc biệt là giới hạn chảy tăng
lên khi tăng tổng hàm lượng của Zn và Mg hình 1.7)

Hình 1.6
9


Hình 1.7

d. Hợp kim Al-Li
 Li ti là nguyên tố rất nhẹ. khi tạo ra hợp kim hệ AI-Li người ta mong
muốn có được vật liệu với độ bền riêng lớn. Trong thực tê các hợp
kim chỉ gồm Al và Li khơng được ứng dụng vì nó bị oxy hóa mạnh và
cơ tính khơng cao. Trên cơ sở Al-Li, người ta có thể đưa thêm đồng
hoặc magiê để tạo ra hợp kim rất có triển vọng ứng dụng trong một sô
lĩnh vực công nghiệp hiện đại. Ưu điểm nổi bật của các hợp kim này
là sau tơi và hóa già có hiệu quả hóa bền khá lớn, đặc biệt mơdun đàn
hồi E đạt trị số vượt trội hẳn so vối tất cả các hợp kim nhôm khác (76
000 MPa so với các hợp kim nhôm thông thường là 70 000 MPa).

2. Hợp kim nhôm đúc:

2.1 Hợp kim Al-Si (Silumin)
 Nhôm và silic tao thành giản đồ pha có dạng như hình 2.1. Thành
phần cùng tinh ứng với 12,7% Si. Những hợp kim ứng dụng trong
cơng nghiệp có hàm lượng silic dao động trong khoảng 5 đến 20%.
Thông dụng hơn cả là các hợp kim cùng tinh hoặc trước cùng tinh.
Bình thường silic trong cùng tinh có dạng hình kim. Tổ chức như vậy
10


ứng với cơ tính khơng cao, đặc biệt là độ dai phá hủy nhỏ. Sử dụng kỹ
thuật biến tính bao gồm đưa hỗn hợp muối NaF+NaCl theo tỷ lệ 2/1
kết hợp vối khuấy trộn đều trước khi rót khn, người ta có thể biến
các kim silic thành các hạt nhỏ dạng cầu (hình 2.2). Tổ chức sau biếu
tính có cơ tính cao hơn hẳn chính là nhờ sự biến đổi tổ chức như vậy .

Hình 2.1: Giản đồ pha hệ Al-Si

11


Hình 2.2
2.2 Hơp kim Al-Cu
 Hợp kim đúc đơn giản chỉ gồm nhơm và đồng hầu như khơng có ứng
dụng thực tế vì tính đúc của nó rất kém.
 Tuy vậy, trên cơ sở hệ Al-Cu người ta có thể tạo ra các hợp kim nhơm
bền nóng để đúc các chi tiết làm việc ở vùng nhiệt độ 250-350oC.
Trong trường hợp này. Người ta cho thêm các nguyên tố hợp kim hóa
Mg. Ni hoặc Mn. Ti.
2.3 Mơt số hệ hợp kim nhôm đúc khác.
 Các hợp kim nhôm đúc trên cơ sở Al-M g có khối lượng riêng nhỏ khả năng

chống ăn mịn tốt trong khí quyển, trong nước biển và một số môi trường
điện ly khác. Lượng Mg thường dùng dao động trong khoảng 8-11%. Để tạo
hạt nhỏ cải thiện cơ tính, đặc biệt là nâng cao độ dai va đập người ta đưa
thêm một lượng nhỏ các kim loại chuyển tiếp Zr,Ti. Hợp kim Al-M g
thưòng sử dụng để đúc các chi tiết yêu cầu chống ăn mòn cao và độ bền
tương đối lớn.
 Nhược điểm căn bản của các hợp kim này là tính đúc xấu và độ bền nóng
nhỏ. Hợp kim hệ Al-Zn-Mg có khả năng tự tơi . Điều này cũng có nghĩa là
dù đúc trong khn kim loại hoặc trong khn cát, cơ tính các chi tiết đạt
được đều như nhau vì dung dịch rắn quá bão hòa tạo thành ngay khi làm
nguội với tơc độ rất chậm. Hóa già xảy ra ngay ở nhiệt độ khơng khí bình
thường. Sau một đến hai tháng hóa già tự nhiên, độ bền hợp kim đạt giá trị
cực đại. Nhờ đặc điểm nàv. các chi tiết dù có kết cấu dày, mỏng khác nhau,
sau khi đúc một thời gian vẫn đạt sự đồng đều cơ tính trên tồn bộ thể tích.

3. ỨNG DỤNG:

12


 Nhôm được dùng để làm vỏ phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu nhằm tăng
nhiệt độ nhờ nhơm có tính hấp thụ bức xạ điện từ Mặt Trời khá tốt.
 Với tính chất nhẹ và bền hợp kim nhôm được dùng trong ngành công
nghiệp chế tạo, cụ thể là tạo ra các chi tiết cho xe ô tô, xe tải, tàu hỏa, tàu
biển và cả máy bay,…
 Là nguồn vật liệu không thể thiếu trong ngành xây dựng, dùng làm cửa
sổ, cửa chính, ván,…
 Là vật liệu để chế tạo nên những đồ dùng gia đình, nội thất có độ bền cao
như trang thiết bị nấu bếp, bàn ghế, thau, ….
 Dùng làm lõi dây dẫn điện.

 Ngành chế tạo máy móc.
13


 Nhôm dùng sản xuất phôi điện thoại, các chi tiết nhỏ bên trong,…
 Với nhơm dạng bột thì dùng vào việc tạo màu bạc trong sơn, bông nhôm
dùng trong sơn lót trong việc xử lý gỗ để kháng nước.
 Các bộ tản nhiệt CPU của máy tính, vỏ máy tính,…
 Nhơm khi oxi hóa sẽ tạo nhiệt độ cao, chính vậy nên được dùng làm
nguyên liệu rắn cho tên lửa, các thành phần trong pháo hoa.

II. HỢP KIM ĐỒNG
1. LaTơng (Đồng thau):
KN: Latơng là hợp kim đồng, trong đó kẽm là ngun tố hợp kim chính.
1.1 Thành phần hóa học, tổ chức và tính chất
 Tổ chức của latơng với hàm lượng Zn khác nhau ở trạng thái ủ có thể
xác định được trên giản đồ pha hệ Cu-Zn (hình 2.1). Khi tăng dần
hàm lượng kẽm, sẽ lần lượt xuất hiện các pha khác nhau với tính chất
rất khác nhau.

Hình 2.1. Giản đồ pha cân bằng hệ Cu – Zn
14


 Pha α là dung dịch rắn thay thế của Zn trong Cu, nó có thể chứa tới
39%Zn ở 454℃ . Đó là pha cơ bản của latơng và là pha duy nhất của
latơng ít Zn, do đó nó quyết định quan trọng các tính chất cơ bản của
latơng. Điều rất đặc biệt là Zn khi hòa tan vào Cu không những nâng
cao độ bền mà cả độ dẻo của dung dịch rắn (đây là một trong số ít các
trường hợp hiếm có, thơng thường độ bền tăng lên, độ dẻo, độ dai

phải giảm đi), đồng thời có hiệu ứng hóa bền biến dạng cao (hình2.2).
Do vậy nói chung cơ tính của latơng một pha cao hơn và rẻ hơn đồng.
Độ dẻo cao nhất ứng với khoảng 30-32%Zn.

Hình 2.2. Sư phụ thc cơ tính (khi kéo) vào hàm lượng Zn ở các trạng thái
biến cứng khác nhau (1/4, 1/2, 4/4) và trang thái R .
a) giới hạn đàn hồi, b) giới hạn bền kéo, c) độ giãn dài.
 Pha β là pha điện tử ứng với công thức CuZn (N = 3/2) có thành phần
dao động trong khoảng 46 - 50%Zn. Khác với α, β cứng và giòn hơn,
đặc biệt ở nhiệt độ thấp (< 460℃ ) khi nó bị trật tự hóa thành pha β'.
Do vậy khơng thể dùng latơng quá 45%Zn với tổ chức hoàn toàn là β.

15


1.2 Phân loại:
+) Latơng α (hoặc latơng một pha) có hàm lượng kẽm thay đổi từ 5-35%, có
màu sắc đẹp, dẻo dễ biến dạng, hàn, mạ tốt.
+) Latông α - β ' (latông hai pha) với hàm lượng Zn lớn hơn 35%, cứng hơn
và kém dẻo hơn.

a)

b)

Hình 2.3 Tổ chức tế vi của latông một pha (a) và latông hai pha (b)

2. Brông
KN: Brông là hợp kim của Cu với các nguyên tố không phải là Zn như Sn, Al,
Be... và được gọi là brông thiếc, brông nhôm, brông berili…

II.1

Brông thiếc

16


 Brông thiếc là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chính là
thiếc. các brơng thiếc được dùng trong công nghiệp thường chứa
không nhiều hơn 16%Sn
 Với hàm lượng thiếc tăng dần trong hợp kim xuất hiện những tổ chức
như sau đây :
Ở Nhiệt độ thường với ít hơn 8%Sn sau khi ủ brơng thiếc có tổ chức
một pha là α đồng nhất. Pha này là dung dịch rắn thay thế của kẽm trong
đồng với kiểu mạng lập phương tâm mặt khá dẻo, chịu biến dạng tốt
Khi hàm lượng thiếc vượt quá 8% ( nhất là khi nhiều hơn 10%) tổ
chức của hợp kim sẽ khơng cịn đồng nhất một pha nữa mà có thêm pha
khác là các hợp chất điện tử, có độ cứng cao nhưng giịn.
II.2

Brơng nhôm

 Từ giản đồ pha hệ Cu - Al ta thấy các hợp kim chứa ít hơn 9,4%Al có tổ
chức chỉ là dung dịch rắn thay thế của Al trong Cu có mạng A1 khá dẻo và
bền. Do bề mặt có lớp Al2O3 nên hợp kim Cu - Al chịu đựng tốt trong khí
quyển cơng nghiệp hay nước biển
 Brơng nhôm một pha (với 5 -  9%Al) được sử dụng khá rộng rãi để chế tạo
bộ ngưng tụ hơi, hệ thống trao đổi nhiệt, lò xo tải dòng, chi tiết bơm, đồ
dùng cho lính thủy, tiền xu
 Brơng hai pha (> 9,4%Al) với sự xuất hiện của pha β (hợp chất điện tử mạng

A2 là Cu3Al) chỉ ổn định ở trên 565℃ và chịu biến dạng tốt. ở 565℃ có
chuyển biến cùng tích β → [α + γ2]. Nếu làm nguội nhanh β → β' (mạng sáu
phương) cũng có tên là mactenxit, nhưng không cứng, song khi ram ở 500℃

17


γ2 tiết ra ở dạng nhỏ mịn, làm tăng mạnh độ bền, lại rất ít gây ra giịn nên
các brơng nhôm chứa 10 - 13%Al được tôi ram cao và có cơ tính cao

Hình 2.4.

Giản đồ cân
bằng hệ Cu-Al(góc Cu)

II.3

Brơng chì

 Chì hầu như khơng tan trong đồng nên phải bằng cách cơng nghệ thích hợp
người ta tạo nên sự phân bố đồng đều các phân tử chì mềm xen kẽ với pha
đồng rắn. Khi làm việc trong cặp ma sát, chì mịn trước tạo ra các rãnh chứa
dầu bơi trơn và bản thân chì có thể trở thành chất bôt trơn khi tạo thành các
màng mỏng bao quanh ngỗng trục nên brơng chì thích hợp cho các ổ trượt .
 Để tăng độ cứng và khả năng chống mài mịn của brơng chì người ta hợp
kim hóa thêm Ag, Sn và Ni

18

Hình 2.5. các Brơng thơng dụng
II.4

Brơng berili

 Hợp kim Cu với 2%Be sau khi tôi 750 - 790 ℃ trong nước, hóa già ở 320
- 320℃ có tính đàn hồi rất cao (như thép đàn hồi) lại không phát ra tia lửa
điện khi va đập nên được làm các chi tiết đàn hồi trong mỏ và thiết bị
điện.

3. Ứng dụng:
a. Xây dựng: 
 Đồng có tính chất diệt khuẩn. Nói cách khác là có khả năng ứng chế sự
phát triển của các sinh vật vi khuẩn. Vì vậy mà trong xây dựng, ống
đồng chính là các vật liệu tiêu chuẩn cho các hệ thống nước và sưởi ấm
uống ở các nước phát triển.

19


 Ngoài ra, với ưu điểm đặc trưng mềm dẻo, đồng dễ dàng uốn cong và lắp
rắp. Khả năng chống ăn mòn nhiệt độ cực cao cũng là một điểm nổi bật.

b. Giao thơng vận tải:
Tính chất điện và nhiệt của đồng là thành phần cốt lỗi của máy bay, tàu hỏa, ô
tô và thuyền, xe máy, ô tô.
c. Trong Ngành Điện: 
 Đồng có khả năng dẫn điện tốt. Ngồi bạc đồng chính là dây dẫn điện có
hiệu quả nhất. Bên cạnh đó, khả năng chống ăn mịn, độ mềm dẻo khả năng
và làm việc trong một phạm vi rộng của mạng lưới điện, làm cho đồng là

kim loại lý tưởng bằng cho dây dẫn điện.
 Song song với đó, đồng cũng được ứng dụng trong cơng nghệ máy tính, tivi,
điện thoại di động, các thiết bị điện tử cầm tay… Đây trở thành nguồn tiêu
dùng tiêu thụ lớn đồng và hợp kim của đồng.

20


d. Một Số Ứng Dụng Khác
Ngoài những ứng dụng trên, đồng và hợp kim của đồng cịn có 1 số ứng dụng
thường thấy:


Dụng cụ nấu và ứng dụng nhiệt. Tính chất đẫn nhiệt Đồng làm cho nó lý
tưởng cho các dụng cụ nhà bếp. Thường thấy như nồi chảo, tản nhiệt, máy
làm nóng nước và điện lạnh



Nghệ thuật. Đồng và hợp kim của đồng cũng thường được thấy trong các
tác phẩm nghệ thuật. Một ví dụ nổi tiếng nhất trong số đó là tượng Nữ thần
Tự do. Bức tượng được mạ với hơn 80 tấn tấm đồng, gắn liền với hơn 1500
saddles đồng và 300.000 đồng đinh tán, mà kết quả có thế nhìn thấy là lớp gỉ
màu xanh lá cây của tượng



Đồng hồ. Bởi vì đồng nó là khơng từ tính khơng can thiệp vào hoạt động
của các thiết bị cơ khí nhỏ. Kết quả là đồng hồ sử dụng chân đồng và bánh
răng trong thiết kế của đồng hồ.

21




Tiền đúc. Cho đến năm 1981, nước Mỹ một penny được đúc chủ yếu của
đồng (95%). Nhưng kể từ thời điểm đó 1 penny đã được đúc kẽm mạ đồng
(0,8-2,5%).



Nhạc cụ. Đồng thau được sử dụng để sản xuất còi, kèn trombone và
saxophone. Đó là nhờ đặc tính chống ăn mịn và tính chống vi khuẩn của

đồng.

III. HỢP KIM MAGIE
Hợp kim magie nổi tiếng là hợp kim cấu trúc nhẹ nhất có khối lượng riêng 1.74
g/cm3, bằng 2/3 khối lượng riêng của nhôm. Đặc tính quý báu nhất của hợp
kim magie là cường độ chịu lực riêng (kN.m/kg) rất cao (154 kN.m/kg), gấp
1.3 lần hợp kim nhôm (117) và 2.3 lần thép. Điều đó có nghĩa có thể chế tạo
những chi tiết có độ bền lực cao hơn mà có khối lượng rất nhẹ.

1. Đặc tính:
22


 Hợp kim magie thuộc dạng rất dễ đúc (nhiệt độ nóng chảy thấp nhất
của hợp kim magiê-nhơm là 437 0 C), không bị nhiễm từ, dẫn điện dẫn

nhiệt tốt, dễ tạo hình và dễ tái sinh.

Hình 3.1
 Hợp kim magiê bị giới hạn đáng kể bởi tính chất hố học mạnh của nó nên
Mg hay hợp kim của nó rất dễ bị ăn mịn.
 Nhiều nhóm nghiên cứu phát triển hợp kim Magie bằng cách cho thêm
các kim loại vào q trình đúc để tăng cường tính chống ăn mịn, cơ
tính, chống cháy… Hai kim loại điển hình nhất thường sử dụng tạo hợp
kim với magie (alloying element):
a. Nhôm với tỷ lệ 3%– 9% về khối lượng (ký hiệu là A)
b. Kẽm khoảng 1 % khối lượng (ký hiệu là Z)
c. Ngoài ra nhiều kim kim loại khác cũng được kết hợp với
Mg như Sn, Ca, Y, Li… 

23


2. Chống ăn mòn hợp kim:
 Tuy nhiên,các hợp kim Magie khi tiếp xúc tạp chất như Ni,Co,Cu…
ln đóng vai trị anot ở một mức độ nào đó sẽ dẫn đến q trình ăn
mịn điện hóa (galvanic corrosion) xảy ra rất nhanh (giới hạn này
gọi là tolerance limit). Vì vậy, việc chế tạo hợp kim magie có tính
tinh khiết cao sẽ hạn chế được khá nhiều sự ăn mịn. Vì thế, ta có
các giải pháp đi theo 2 hướng:
i.

Điện hóa
 Gồm anodizing, plasma coating (PEO) để tạo lớp phủ dày trên bề mặt
hợp kim Mg. Lớp phủ này thường sử dụng các nhóm như OH-, SiO32-,
F-, PO43-, CO32-… có chiều dày có thể tới hơn 10 micromet, có tác

dụng che phủ, ngăn cách Mg kim loại tiếp xúc trực tiếp với môi
trường.Các lớp oxide này cũng thường chứa nhiều lỗ xốp, đặc biệt đối
với lớp phủ bằng anode hóa, dẫn tới việc bảo vệ nền Mg không trọn
vẹn

24


Hình 3.2
ii.

Giải pháp phủ bề mặt bằng phương pháp hóa học (chemical conversion
coating) :
 Kết tủa các hợp chất gốc phosphate như phosphoric acid, zinc
phosphate, magnesium phosphate, calcium phosphate… cũng được rất
nhiều sự quan tâm nghiên cứu. Các lớp phủ kiểu này về cơ bản có độ
dày khá lớn, điện trở bề mặt lớn, các tinh thể hình thành phủ trên bề
mặt thường chứa vết nứt nhỏ (cracks) nên khả năng chống ăn mòn cũng
bị khá hạn chế.

25