Mở đầu: Để khoan được đất, đá, người ta phải chế tạo mũi khoan có độ cứng cao được làm từ hợp kim. Hợp kim là gì? Vì sao lại chế tạo ra hợp kim? Chúng có thành phần và tính chất nào đặc trưng?
Trả lời:
- Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.
- Người ta chế tạo hợp kim vì một số hợp kim có nhiều tính chất ưu việt hơn so với kim loại tạo thành chúng như tính cứng; độ bền cơ học, hoá học; khả năng chịu mài mòn, …
- Thành phần và tính chất của hợp kim:
+ Thành phần của hợp kim: chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.
+ Tính chất của hợp kim: tính cứng; có độ bền cơ học, hoá học; khả năng chịu mài mòn cao, …
1. Hợp kim
Câu hỏi 1: Vì sao người ta thường sử dụng hợp kim mà không dùng kim loại tinh khiết để chế tạo các vật dụng trong đời sống?
Trả lời:
- Hợp kim có những tính chất vật lý, hóa học và cơ học quý hơn những kim loại tinh khiết, giá thành lại rẻ hơn, vì thế người ta thường sử dụng hợp kim mà không dùng kim loại tinh khiết để chế tạo các vật dụng trong đời sống.
Vận dụng: Quan sát trong nhà, em thấy có những vật dụng nào được chế tạo từ hợp kim? Kể tên hợp kim làm nên vật dụng đó.
Trả lời:
- Một số vật dụng trong nhà em được chế tạo từ hợp kim: con dao, đũa, chảo gang..
- Hợp kim làm nên vật dụng:
+ Con dao, đũa được làm từ thép không gỉ.
+ Chảo gang được làm từ hợp kim gang.
2. Một số hợp kim phổ biến
Câu hỏi 2: Quan sát Bảng 18.1, em hãy cho biết thép thường và thép inox có gì khác về thành phần và tính chất.
Trả lời:
- Về thành phần, thép thường có thành phần chủ yếu là sắt, dưới 2% carbon và một lượng nhỏ nguyên tố khác, trong khi inox (thép đặc biệt) có thành phần chủ yếu là sắt và một số nguyên tố khác như Cr, Ni,...
- Về tính chất, thép thường dẻo và cứng, trong khi inox lại khó bị gỉ.
3. Một số gang thép
Câu hỏi 3: Việc thêm đá vôi vào lò cao có mục đích gì trong quá trình sản xuất gang?
Trả lời:
- Việc thêm đá vôi vào lò cao trong quá trình sản xuất gang có mục đích để tạo xỉ.
* Cụ thể:
+ Nhiệt độ cao trong lò làm đá vôi phân huỷ thành CaO:
CaCO3 CaO + CO2
+ CaO sẽ kết hợp với các tạp chất có trong quặng để tạo thành xỉ. Ví dụ:
CaO + SiO2 CaSiO3
- Ngoài ra, đá vôi còn có tác dụng hạn chế sự tan ra của tường lò, giữ nhiệt cho kim loại lỏng, lớp xỉ tạo thành nhẹ nổi lên trên còn giúp bảo vệ kim loại lỏng không bị oxi hoá…
Câu hỏi 4: Vì sao khí oxygen được thổi liên tục qua gang nóng chảy?
Trả lời:
- Oxygen được thổi liên tục qua gang nóng chảy nhằm mục đích đốt cháy hoàn toàn than cốc theo phản ứng:
C + O2 —> CO2
Nhiệt lượng của phản ứng tỏa ra làm nhiệt độ trong lò tăng cao. Khí CO2 đi lên phía trên gặp lớp than cốc, tiếp tục xảy ra phản ứng để tạo khí CO
C + CO2 —> 2CO
Khí CO phản ứng với oxide của sắt trong quặng để tạo ra sắt.