Tìm hiểu các loại hợp kim đang được sử dụng phổ biến hiện nay

Hợp kim đóng một vai trò không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp và cuộc sống hàng ngày. Sự kết hợp độc đáo của các kim loại tạo nên vật liệu với tính chất vượt trội, phục vụ đa dạng mục đích sử dụng từ xây dựng đến chế tạo máy móc. Hiểu biết về loại vật liệu này giúp chúng ta tận dụng tối đa những lợi ích mà chúng mang lại.

1. Hợp kim là gì?

Hợp kim là một chất liệu được tạo ra từ việc kết hợp hai hoặc nhiều nguyên tố hóa học, trong đó có ít nhất một kim loại. Nó giữ lại tất cả các tính chất của kim loại, bao gồm dẫn điện, độ dẻo, độ mờ và độ bóng, nhưng có thể có các đặc tính khác biệt so với kim loại nguyên chất, như độ cứng hoặc độ bền cao hơn.

Trong một số trường hợp, chúng còn có thể giảm chi phí tổng thể của vật liệu mà vẫn giữ được các tính chất quan trọng. Sự phân loại hợp kim thể dựa vào cấu trúc nguyên tử, bao gồm các loại thế chỗ hoặc kẽ, tùy thuộc vào sự sắp xếp của nguyên tử. Vật liệu này có thể được xác định là đồng nhất (chỉ một pha) hoặc không đồng nhất (gồm hai hoặc nhiều pha).

2. Tính chất của hợp kim

2.1 Tính chất hóa học

Một trong những đặc tính hóa học chính của hợp kim là khả năng chống ăn mòn. Ăn mòn là quá trình phá hủy dần dần kim loại do tác động hóa học hoặc điện hóa với môi trường, thường là oxy hoặc sulfat. Ví dụ, thép không gỉ là hợp kim nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn cao, được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm hàng ngày và cấu trúc lớn như tòa nhà Chrysler hay One World Trade Center.

Khả năng phản ứng là một đặc tính hóa học khác, chỉ cách mà kim loại tương tác với môi trường xung quanh như không khí hoặc nước. Một số kim loại phản ứng mạnh với không khí hoặc nước, ví dụ như kali, khi tiếp xúc với không khí có thể bùng cháy và khi đặt vào nước, nó sẽ di chuyển trên mặt nước và phản ứng tạo ra ngọn lửa màu tím.

Tuy nhiên, khi kết hợp với kim loại khác tạo thành hợp kim, như magnesium thường được kết hợp với các kim loại khác để ngăn ngừa gỉ sét, độ phản ứng của kim loại có thể thay đổi.

Tóm lại, các tính chất hóa học của nó như khả năng chống ăn mòn và khả năng phản ứng với môi trường là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc lựa chọn và sử dụng loại vật liệu này trong các ứng dụng khác nhau​​.

2.2 Tính chất vật lý

Đầu tiên, độ dẻo, cho phép hợp kim được kéo dài thành dây mà không gãy, là yếu tố không thể thiếu trong sản xuất dây dẫn điện bằng đồng và việc chế tạo trang sức từ platinum.

Tiếp theo, tính dễ uốn cho phép vật liệu được đập hoặc cuộn mà không bị nứt vỡ, làm cho vàng và nhôm trở thành lựa chọn tối ưu cho việc sản xuất lá kim loại mỏng.

Độ cứng của nó là yếu tố cần thiết để chống lại sự mài mòn và trầy xước, đặc biệt quan trọng trong sản xuất dụng cụ và máy móc.

Cuối cùng, khái niệm về mệt mỏi kim loại giúp đánh giá độ bền của nó dưới tác động của tải trọng cũng như xác định được tuổi thọ và độ an toàn khi ứng dụng trong thực tế.

3. Các loại hợp kim phổ biến

3.1 Hợp kim của sắt

Hợp kim của sắt bao gồm một số loại phổ biến như thép và gang, mỗi loại có đặc điểm và ứng dụng riêng biệt. Thép, một hợp kim của sắt với lượng carbon thấp (dưới 2%), là vật liệu không thể thiếu trong xây dựng và sản xuất công nghiệp, từ xe hơi đến tàu thủy và cầu cảng.

Xem thêm: Các loại thép được sử dụng phổ biến trong xây dựng

Thép được chia thành nhiều loại dựa trên thành phần và tính chất, bao gồm thép cacbon, thép hợp kim, thép công cụ, và thép không gỉ, mỗi loại có ưu điểm và ứng dụng cụ thể​​​​.

Gang là hợp kim sắt với hàm lượng carbon cao hơn (từ 2% đến 4%), được biết đến với độ bền và khả năng chịu lực tốt, nhưng lại dễ vỡ hơn thép. Gang được chia thành nhiều loại, bao gồm gang trắng, gang xám, và các loại khác, mỗi loại phù hợp với các ứng dụng khác nhau trong công nghiệp và xây dựng​​.

3.2 Hợp kim của đồng

Đồng thau và đồng xám là hai loại hợp kim phổ biến của đồng. Đồng thau, là sự kết hợp của đồng và kẽm, có đặc tính vật lý tốt, dẻo và khả năng chống ăn mòn. Nó được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất đồ trang sức, ổ khóa, linh kiện điện tử, cùng với nhiều ứng dụng khác như vật liệu cho phụ kiện thời trang và đồ gia dụng​​​​.

Đồng xám thường được kết hợp với thiếc, và đôi khi cũng thêm các nguyên tố khác như nhôm, photpho, mangan và silic. Hợp chất này mạnh mẽ hơn, cứng hơn, và có khả năng chống ăn mòn tốt hơn đồng thuần túy, làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc chế tạo tượng, bánh răng, và dụng cụ​​.

3.3 Hợp kim của nhôm

Hợp kim nhôm nổi bật với đặc tính nhẹ, khả năng chống ăn mòn tốt và tỷ lệ sức mạnh so với trọng lượng cao. Với khả năng hình thành dễ dàng, nó cho phép sự linh hoạt trong quá trình sản xuất, từ đúc đến gia công cơ khí​​.

Các loại hợp kim nhôm phổ biến bao gồm 1000 Series, chủ yếu là nhôm nguyên chất, đến 7000 Series, với kẽm là hợp chất chính, cung cấp độ cứng và sức mạnh cao cho ứng dụng hàng không và quân sự.

Các series khác như 3000 và 5000, với mangan và magie làm hợp chất chính, cung cấp sự cân bằng giữa độ bền và khả năng chống ăn mòn, phù hợp cho ngành công nghiệp xây dựng và ô tô.

3.4 Hợp kim của kẽm

Hợp kim của kẽm thường được tạo ra bằng cách kết hợp kẽm với một lượng nhỏ của các kim loại khác như đồng, nhôm và magie, đem lại những tính chất đặc biệt như khả năng đúc tốt và độ bền cao cũng như khả năng chống ăn mòn tốt, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các bộ phận yêu cầu độ bền cao trong môi trường ăn mòn​​.

Các loại hợp kim kẽm thường gặp như Zamak 3 được biết đến với tính chất vật lý và cơ học xuất sắc, độ ổn định kích thước tốt, và khả năng hoàn thiện bề mặt cao, chẳng hạn như phủ mạ, sơn và xử lý chromate, đồng thời cung cấp khả năng giảm chấn và giảm rung động tốt so với hợp kim nhôm đúc​​.

3.5 Hợp kim của niken

Hợp kim của niken chứa một phần tử chính là niken và thường được với các kết hợp với kim loại khác như crom, sắt, molypden và đồng. Các hợp kim niken có đặc tính chống ăn mòn cao, đặc biệt là đối với các loại hóa chất và môi trường axit. Hợp chất niken-crom-molypden, ví dụ như Hastelloy C-276, được biết đến với khả năng chống ăn mòn xuất sắc, đặc biệt là đối với các axit giảm như axit hydrochloric và axit sunfuric.

Niken cũng được sử dụng để tạo ra hợp kim có đặc tính từ tính, chẳng hạn như hợp chất niken-sắt, được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu đặc tính từ mềm, như trong biến áp và ổ cắm. Hơn nữa, hợp chất niken-titan, như Nitinol, nổi tiếng với đặc tính nhớ hình dạng, được ứng dụng trong lĩnh vực y tế và thiết bị điện tử​​​​​​.

3.6 Hợp kim của bạc

Bạc nguyên chất không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt nhất do độ mềm và dễ biến dạng nên các hợp kim bạc đã được phát triển để cải thiện tính chất này. Hợp kim của bạc nổi bật về độ dẻo, khả năng dẫn nhiệt và điện, và khả năng chống vi khuẩn.

Argentium sterling silver là hợp kim bạc chứa đồng và germanium, không chỉ cung cấp độ bền cao mà còn chống lại sự biến màu khi nung nóng.

Sterling silver, với 92.5% bạc và phần còn lại chủ yếu là đồng, là chuẩn mực trong trang sức, kết hợp độ bền và ánh sáng lấp lánh đặc trưng của bạc.

Coin silver, với tỉ lệ bạc là 90%, có nguồn gốc từ việc tái chế kim loại từ đồng xu và ngày nay ít phổ biến hơn.

Silver plated và silver-filled là các lựa chọn thay thế kinh tế hơn, nhưng chúng có độ bền thấp hơn so với bạc nguyên chất hoặc các hợp kim bạc khác, với lớp phủ bạc mỏng có thể mòn theo thời gian.

Trong bài viết trên, Nhà Máy Cơ Khí P69 đã tổng hợp chi tiết về khái niệm, tính chất của hợp kim cũng như một số loại đang được sử dụng phổ biến. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ đem đến cho quý khách cái nhìn rõ ràng về vật liệu này. Nếu có điều gì thắc mắc, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi để được giải đáp một cách nhanh chóng.

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ P69

• Nhà máy sản xuất: Km 18, đường Đại Lộ Thăng Long, Khu CN Thạch Thất Quốc Oai, Hà Nội
• Số điện thoại: 0966686969 | Hotline: 0989188982
• Email: kd1@cokhip69.com.vn
• Website: https://cokhip69.com.vn