Tìm hiểu về hợp kim, các loại hợp kim phổ biến và cách nhận biết

Hợp kim là một trong những loại phế liệu phổ biến và có giá trị cao, nhắc tới hợp kim hầu như đều được giới thu mua phế liệu rất ưu ái. Vậy hợp kim là gì, hợp kim có mấy loại và cách nào để nhận biết được hợp kim. Cùng Phú Cường Hưng tìm hiểu ngay nhé.

Tìm hiểu về hợp kim

Hợp kim được hiểu đơn giản là sự kết hợp của nhiều nguyên tố kim loại, hoặc của nguyên tố kim loại với nguyên tố phi kim. Hợp kim mang tính chất của 1 nguyên tố kim loại như dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo, dễ biến dạng, có tính ánh kim,… Hợp kim bắt buộc phải có ít nhất 1 nguyên tố kim loại trong thành phần.

Một số ví dụ về hợp kim như thép không rỉ, đồng thau, vàng 14k và bạc. Hầu hết các hợp kim được đặt tên theo nguyên tố kim loại cơ bản cấu thành nên chúng, với chỉ số các phần tử khác theo thứ tự khối lượng.

Hơn 90% lượng kim loại được sử dụng dưới dạng hợp kim, điều này cũng lý giải vì sao mặt hàng phế liệu hợp kim rất được giới thu mua ưu ái.

Sở dĩ chúng được sử dụng rộng rãi là bởi do tính chất chống ăn mòn tuyệt vời của mình, tính dẫn điện, tính chịu nhiệt. Một lý do khác nữa khiến chúng được sử dụng rộng rãi là bởi đặc tính giống với kim loại nhưng lại có giá thành rẻ hơn.

Các loại hợp kim phổ biến

Hợp kim của đồng

Hợp kim của đồng là hỗn hợp của nguyên tố đồng với nguyên tố khác như thiếc, chì, kẽm, bạc, vàng,…

Hợp kim đồng có đặc tính chống ăn mòn tốt trong môi trường bình thường. Tính năng dẫn điện của hợp kim đồng thấp hơn đồng nguyên chất, nhưng các tính năng cơ tính và tính đúc của nó lại vượt trội hơn.

Đặc điểm khác nhau của hợp kim đồng thể hiện ra bên ngoài một cách rõ ràng được quyết định bởi nguyên tố hóa học tham gia hợp kim hóa cùng với đồng. Sự đa dạng của hợp kim đồng do sự có mặt của nhiều kim loại và á kim đã cho ta một tổng hợp đa dạng về sự phân loại chúng, đồng thau, đồng thiếc, đồng niken, đồng-niken-kẽm, đồng-chì, và hợp kim đồng đặc biệt hiện nay người ta dùng hợp kim đồng-Coban để chế tạo vật liệu GMR (từ điện trở khổng lồ).

Một số loại hợp kim của đồng:

• Đồng thiếc (hay còn gọi là đồng thanh)

Đây là hợp kim đồng được ứng dụng sớm nhất. Thiếc giúp tăng cao độ bền và độ dẻo của đồng. Hợp kim đồng với thiếc có tính chất chống ăn mòn cao và các tính chất chịu mài mòn tốt. Các tính chất này giúp cho đồng thiếc có ứng dụng trong công nghiệp hóa chất để chế tạo các dụng cụ đúc, cũng như trong vai trò của vật liệu chịu mài mòn trong các lĩnh vực khác.

Các dạng đồng thiếc hợp kim hóa được với kẽm, niken và phốt pho. Kẽm có thể cho vào tới 10 %, với mức độ như thế nó gần như không thay đổi các tính chất của đồng thiếc, nhưng làm cho đồng thiếc trở nên rẻ tiền hơn. Chì và phốt pho làm tăng khả năng chịu mài mòn của đồng điếu và khả năng gia công bằng cắt gọt.

• Đồng thau (hay còn gọi là la-tông, brass)

Đây là hợp kim của đồng và kẽm. Tỷ lệ pha chế giữa đồng và kẽm cho ta một loạt các đồng thau đa dạng khác nhau. Đồng thau là một hợp kim thay thế, nó được ứng dụng nhiều vào các lĩnh vực như đồ trang trí, vật liệu hàn, thiết bị điện, các loại đầu đạn súng cá nhân, và rất nhiều các nhạc cụ hơi…

Đồng thau có màu vàng, đôi khi khá giống màu của vàng, nó có thể duy trì được độ sáng bóng trong điều kiện môi trường bình thường, nên chúng được làm ra các đồ trang trí, hay làm tiền xu.

Hợp kim của nhôm

Hợp kim của nhôm là hỗn hợp của nguyên tố nhôm với nguyên tố khác như đồng, thiếc, mangan, silic, magiê,…

Nhôm và hợp kim nhôm chỉ nặng bằng 1/3 thép, đó là một trong những tính chất đặc biệt giúp nhôm được ứng dụng rộng rãi trong việc chế tạo các thiết bị trong ngàng hàng không, vận tải,… bởi những vật dụng này đòi hỏi cân nhắc đến yếu tố trọng lượng.

Do đặc tính ôxy hoá của hợp kim nhôm đã biến lớp bề mặt của nhôm thành một lớp chống ăn mòn cao trong khí quyển, do đó chúng có thể dùng trong đa ngành mà không cần sơn bảo vệ.

Cộng thêm tính dẫn điện của nhôm chỉ bằng 2/3 của đồng, nhưng do nhôm nhẹ hơn nên chúng được sử dụng nhiều hơn bởi nếu cùng truyền một dòng điện thì dây nhôm nhẹ hơn bằng 1/2; ít bị nung nóng hơn…

Hợp kim của nhôm rất dẻo, nên rất thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng, ép chảy thành các thanh có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, các loại tản nhiệt…rất thuận tiện khi sản xuất).

Phân loại hợp kim nhôm

Hợp kim nhôm biến dạng
Được chia làm hai loại là hợp kim nhôm biến dạng hoá bền được bằng nhiệt luyện và hợp kim nhôm biến dạng không hoá bền được bằng nhiệt luyện. Được ứng dụng trong công nghiệp hoá học, thực phẩm, đông lạnh, làm thùng chứa (AA1060) hay được dùng làm dây cáp điện (dây trần hoặc dây bọc) AA1350.

Hợp kim nhôm đúc
Là các loại hợp kim với khoảng Si rộng (5-20%) và có thêm Mg (0,3-0,5%) để tạo pha hoá bền Mg2Si nên các hệ Al-Si-Mg phải qua hoá bền.Cho thêm Cu (3-5%) vào hệ Al-Si-Mg để cải thiện cơ tính và có tính đúc tốt do có các thành phần gần với cùng tin Al-Si-Cu nên được sử dụng trong đúc piston (AA390.0), nắp máy của động cơ đốt trong.

Hợp kim của titan

Các sản phẩm titan đang có trên thị trường đa phần là titan tinh khiết thương mại và hợp kim của titan. Titan là một nguyên tố có mật độ phân tử thấp (bằng khoảng 60% mật độ phân tử của sắt) có thể được tăng cường bằng cách chế tác hợp kim và xử lý biến dạng. Bên cạnh đó titan lại không có từ tính và khả năng truyền nhiệt tốt. Chúng cũng không có tính chất dẫn điện tốt như đồng, điều đó làm cho chúng được ứng dụng để sản xuất các loại điện trở hiệu quả.

Một số loại hợp kim của titan như: Hợp kim titanium, hợp kim vàng, hợp kim titan trắng.

Hợp kim của sắt

Hợp kim của sắt là hỗn hợp của nguyên tố sắt với nguyên tố khác. Phổ biến nhất trong các loại hợp kim của sắt là gang và thiết.

Gang được chia thành 2 loại là gang trắng và gang xám. Gang trắng cứng và giòn được dùng nhiều trong luyện thép thì gang xám lại ít cứng và ít giòn hơn nên được dùng nhiều để sản xuất ống nước, cánh cửa,…

Thép cũng được chia thành 2 loại, thép thường và thép đặc biệt. Thép thường hay còn gọi là thép cacbon, có độ cứng phụ thuộc vào nồng độ cacbon, ứng dụng rộng rãi trong xây dựng và chế tạo vật dụng. Thép đặc biệt chứa thêm các nguyên tố khác như Si, Mn, Cr, Ni,… đây là loại thép quý hiếm, chế tạo những vật dụng đòi hỏi khả năng chịu nhiệt cực cao như đường ray xe lửa, máy phay, máy hàn, máy tiện, dụng cụ nhà bếp, dụng cụ y tế, lò xo,…

Hợp kim của thép

Hợp kim của thép là hỗn hợp của nguyên tố thép với nguyên tố khác như đồng, mangan, niken,…

Thép và hợp kim của thép có khác nhau hay không? Câu trả lời là rất. khác nhau, độ bền, từ tính, sức chịu nhiệt, tính giãn nở và có tính chống ăn mòn của thép thấp hơn nhiều so với thép hợp kim.

Thép hợp kim được chia làm 3 nhóm là thép hợp kim thấp, thép hợp kim trung bình và thép hợp kim cao. Theo tiêu chuẩn của Nga, thép hợp kim thấp có tổng lượng hợp kim nhỏ hơn 2,5%, ở thép hợp kim cao tỉ lệ này lớn hơn 10%. Thông thường, cụm từ “thép hợp kim” dùng để đề cập đến thép hợp kim thấp.

Hợp kim của kẽm

Để chế tạo ra hợp kim kẽm, người ta thường thêm vào một lượng nhỏ đồng, nhôm, magie và một số kim loại khác vào trong kẽm nóng chảy. Hợp kim kẽm thường dùng để chế tạo các vật dụng nhỏ có hình dạng phức tạp như đồ hoa văn trang trí, đèn trang trí,…

Hợp kim inox

Đây là loại hợp kim được kết hợp từ nhiều nguyên tố, có công thức phức tạp và giá trị cao hơn so với các loại inox thuần túy.

Hợp kim nào là cứng nhất

Theo như nghiên cứu của các nhà khoa học, đến thời điểm hiện tại hợp kim của Crom là hợp kim cứng nhất, có giá thành cao nhất bởi sự hiếm hoi của nó. Bên cạnh đó lại được ứng dụng rộng rãi vào màu sơn, thuốc nhuộm,…