BÀI 18. GIỚI THIỆU VỀ HỢP KIM
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?
Giải rút gọn:
- Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.
- Vì một số hợp kim có những đặc tính quý báu cao hơn so với kim loại tạo nên chúng được ứng dụng trong kỹ thuật, sản xuất và cuộc sống hàng ngày.
- Thành phần gồm một kim loại và một số kim loại hoặc phi kim khác.
- Tính chất đặc trưng: hợp kim cứng hơn so với kim loại ban đầu.
1. HỢP KIM
Câu 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?
Giải rút gọn:
Vì hợp kim có những tính chất vật lý, hóa học và cơ học quý hơn những kim loại tinh khiết, giá thành rẻ hơn.
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
Giải rút gọn:
Những vật dụng được chế tạo từ hợp kim: vòi nước, giá phơi quần áo, xoong, nồi, song chắn cửa sổ,…
Mở rộng: Vì sao hợp kim loại cứng hơn so với kim loại ban đầu?
Giải rút gọn:
Vì khi kim loại được chế tạo thành hợp kim, các nguyên tử kim loại mới xuất hiện trong mạng tinh thể. Các lớp nguyên tử kim loại ban đầu không thể trượt một cách dễ dàng khi có lực tác dụng.
2. MỘT SỐ HỢP KIM PHỔ BIẾN
Câu 2: Quan sát Bảng 18.1, em hãy cho biết thép thường và inox có gì khác về thành phần, tính chất.
Bảng 18.1: Thành phần, tính chất và ứng dụng của một số hợp kim phổ biến
Hợp kim Thành phần Tính chất Ứng dụng Gang Chủ yếu là sắt, 2% - 5% carbon và một nguyên tố khác Có độ cứng và độ bền tương đối cao, dẫn nhiệt tốt Sản xuất bếp, lò nướng hoặc lò hơi, chi tiết máy móc, bánh răng,… Thép thường (thép cacbon) Chủ yếu là sắt, dưới 2% carbon và một lượng nhỏ nguyên tố khác Dẻo và cứng Làm vật liệu xây dựng, chế tạo các vật dụng trong đời sống… Inox (thép đặc biệt) Chủ yếu là sắt và một số nguyên tố khác như Cr, Ni,… Khó bị gỉ Dao, kéo, bồn rửa nhà bếp, dụng cụ phẫu thuật,… Duralumin Hợp kim của nhôm với Cu. Mg, Mn,... Nhẹ và bền Chế tạo vỏ máy bay, phụ tùng xe đạp,…
Giải rút gọn:
- Thành phần: thép thường có thành phần chủ yếu là sắt, dưới 2% carbon và một lượng nhỏ nguyên tố khác, còn inox 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. SẢN XUẤT GANG VÀ THÉP
Câu 3: Việc thêm đá vôi vào lò cao có mục đích gì trong quá trình sản xuất gang?
Giải rút gọn:
Mục đích: đá vôi ở nhiệt độ cao trong lò sẽ bị phân hủy thành CaO; CaO sẽ kết hợp với tạp chất có trong quặng để tạo thành xỉ. Xỉ giúp làm sạch tạp chất trong quá trình sản xuất gang.
Câu 4: Vì sao oxygen được thổi liên tục qua gang nóng chảy?
Giải rút gọn:
Vì khi 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: C + CO2 
2CO. Khí CO phản ứng với oxide của sắt trong quặng để tạo ra sắt.