Hợp kim là gì? Tính chất và các loại hợp kim được sử dụng phổ biến 

Hợp kim là một vật liệu thường thấy trong đời sống hàng ngày. Chúng “hiện diện” dưới nhiều hình dạng, đồ vật khác nhau, từ đồ dùng quen thuộc đến sản phẩm công nghệ cao cấp. Vậy có bao giờ bạn đặt câu hỏi rằng, thực chất hợp kim là gì? Tính chất ra sao và có bao nhiêu loại hợp kim? Cùng giải mã tất tần tật những điều này qua bài viết dưới đây của WatchStore.

1. Giải đáp: Hợp kim là gì?

Hợp kim là vật liệu được tạo thành bằng cách pha trộn một kim loại với một hoặc nhiều nguyên tố khác, có thể là kim loại khác hoặc phi kim – Nhằm cải thiện các đặc tính vật lý, hóa học so với kim loại nguyên chất. Mục đích của việc này là để tạo ra vật liệu mới với những tính chất vượt trội hơn so với các nguyên tố ban đầu.

Một số ví dụ về hợp kim như:

– Khi kim loại Sắt (Fe) kết hợp với phi kim Carbon (C) sẽ tạo ra hợp kim là Thép.

– Khi kim loại Sắt (Fe) kết hợp với kim loại khác là Crom (Cr) sẽ tạo ra hợp kim FexCry chính là Thép không gỉ.

2. Các tính chất của hợp kim

2.1 Tính chất vật lý

Hợp kim mang trong mình những đặc tính vật lý nổi bật, được thừa hưởng và cải thiện từ các kim loại thành phần, giúp chúng vượt trội trong nhiều ứng dụng:

– Có ánh kim: Hợp kim sở hữu ánh kim đặc trưng mà chúng ta thường thấy ở kim loại. Đây là tính chất được giữ lại từ các kim loại nguyên chất cấu thành nên chúng.

– Tồn tại ở thể rắn: Vì chúng duy trì được liên kết kim loại mạnh và cấu trúc tinh thể có trật tự của các kim loại cấu thành.

– Dẫn điện và dẫn nhiệt: Do chứa các kim loại, hợp kim cũng có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt nhưng lại yếu hơn kim loại hợp thành nó. Lý do là khi kết hợp với nguyên tố khác, mật độ electron tự do trong cấu trúc hợp kim đã bị giảm đi, cản trở sự di chuyển của chúng.

– Cứng hơn đơn chất tạo thành nó: Đây là một ưu điểm nổi bật. Cấu tạo mạng tinh thể của hợp kim đã trở nên chắc chắn và ổn định hơn, giúp nó tăng cường khả năng chịu lực.

– Dễ dát mỏng và Dễ kéo sợi: Mặc dù có độ cứng cao hơn, hợp kim vẫn sở hữu tính dễ uốn dẻo, cho phép bạn đập hay cán mỏng mà không dễ bị nứt vỡ. Đồng thời, chúng cũng có tính dễ kéo sợi, có thể kéo dài thành dây. Tuy nhiên, nhìn chung, độ dẻo và tính dễ kéo sợi của hợp kim thường yếu hơn so với các kim loại nguyên chất.

– Ngoài ra: Hợp kim còn sở hữu một số tính chất vật lý đáng chú ý khác như khả năng chống gỉ và chịu ma sát tốt, giúp chúng bền bỉ hơn trong nhiều môi trường khác nhau.

2.2 Tính chất hóa học

Đây là một trong những ưu điểm hóa học nổi bật nhất của hợp kim, giúp chúng bền bỉ vượt trội:

– Chống ăn mòn: Hợp kim ít bị tác động bởi các yếu tố gây hại từ môi trường như không khí ẩm, nước, hay các hóa chất ăn mòn (ví dụ: axit, kiềm). Nhờ khả năng này, hợp kim không dễ bị phá hủy dần dần hay rỉ sét theo thời gian, giúp các sản phẩm làm từ hợp kim có tuổi thọ dài hơn và độ bền cao hơn đáng kể so với kim loại nguyên chất.

Ví dụ: Thép không gỉ (là hợp kim của sắt với niken, crom) là minh chứng rõ ràng nhất. Nhờ crom, một lớp màng oxit cực mỏng và bền vững sẽ tự hình thành trên bề mặt thép, bảo vệ lõi bên trong khỏi bị gỉ sét dù tiếp xúc với nước hay không khí ẩm, điều mà sắt nguyên chất không làm được.

– Chống oxy hóa (Chống xỉn màu): Đặc tính này giúp bề mặt hợp kim ít bị xỉn màu hay mờ đục do phản ứng với oxy trong không khí. Điều này không chỉ tăng tính thẩm mỹ, giữ vẻ ngoài sáng bóng lâu dài cho sản phẩm mà còn bảo toàn các tính chất vật lý của vật liệu theo thời gian.

Ví dụ: Đồng thau (hợp kim đồng và kẽm) được dùng nhiều trong trang trí, nhạc cụ, ít bị oxy hóa và xỉn màu hơn đồng nguyên chất khi tiếp xúc với không khí, giữ được vẻ sáng bóng đẹp mắt lâu hơn.

3. 6 loại hợp kim được sử dụng phổ biến hiện nay và tính ứng dụng của từng loại

Dưới đây là một số hợp kim thường gặp, được sử dụng nhiều trong sản xuất và đời sống:

3.1 Hợp kim của sắt: Thép và gang

Đây là nhóm vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất, xuất hiện ở khắp mọi nơi, từ các công trình xây dựng đồ sộ hay phương tiện giao thông (ô tô, tàu thủy, máy bay) cho đến các dụng cụ hàng ngày.

Hợp kim của sắt có hai loại phổ biến nhất chính là thép và gang, mỗi loại được tạo ra với tỉ lệ carbon khác nhau để mang lại những đặc tính và ứng dụng riêng biệt. Trong đó:

– Thép là hợp kim của sắt với lượng carbon tương đối thấp, thường dưới 2% (phổ biến nhất là 0.02% – 2.14% Carbon). Thép được chia thành nhiều loại dựa trên thành phần và tính chất, như thép cacbon (chủ yếu là sắt và carbon), thép hợp kim (có thêm các nguyên tố như crom, niken, molypden để tăng cường tính chất), thép công cụ (độ cứng cao, dùng làm dao cụ), và thép không gỉ (chống ăn mòn).

– Gang là hợp kim của sắt cacbon, trong đó cacbon chiếm hàm lượng từ 2 đến 4%. Vì lượng cacbon cao hơn nên gang cũng có nhiều đặc tính khác biệt so với thép. Gang cũng có nhiều loại như gang trắng (rất cứng và giòn), gang xám (cứng vừa phải, dễ gia công, chịu nén tốt), và các loại gang đặc biệt khác như gang cầu, gang dẻo với những cải tiến về tính chất.

3.2 Hợp kim của bạc: Bạc sterling

Hợp kim bạc được tạo ra từ sự kết hợp của bạc nguyên chất với các kim loại khác như Niken (Ni), Vàng (Au) hay Đồng (Cu). Chúng được sử dụng để làm các món đồ trang sức như vòng tay, vòng chân, vòng cổ hay nhẫn,…Trong ngành chế tác đồng hồ, bạc sterling (bạc 925) cũng là lựa chọn phổ biến, thường được dùng để chế tạo phần vỏ, các chi tiết trang trí tinh xảo và thậm chí là một số linh kiện bên trong, vừa đảm bảo tính thẩm mỹ vừa duy trì độ bền bỉ theo thời gian.

Trong số các loại hợp kim của bạc thì bạc sterling (còn gọi là bạc 925) là phổ biến nhất. Chúng lâu xỉn màu hơn, giữ được độ sáng bóng dài lâu hơn, đặc biệt rất cứng cáp và bền bỉ, không dễ bị méo mó hay gãy khi đeo lên người – Vượt trội hơn hẳn so với các phụ kiện được làm bằng bạc nguyên chất 99.9% (bạc ta).

Xem thêm: Bạc ta hay bạc 925 đắt hơn? Điều cần biết cho người mới mua

3.3 Hợp kim của đồng: Đồng xám và đồng thau

Hợp kim của đồng phổ biến nhất phải kể tới đồng xám và đồng thau. Nếu đồng xám được tạo ra từ đồng pha thêm thiếc, đôi khi còn có mặt của nhôm, mangan, silic hay photpho để tăng độ cứng và khả năng chống ăn mòn, thì đồng thau lại đơn giản hơn, chỉ là sự kết hợp giữa đồng và kẽm.

Tuy nhiên, nhờ được “cá nhân hoá” đúng cách, mỗi loại lại mang một phong cách riêng: đồng xám mạnh mẽ, bền bỉ nên thường thấy trong tượng đài, bánh răng hay thiết bị công nghiệp; còn đồng thau lại mềm dẻo, sáng màu, xuất hiện đầy duyên dáng trong các món đồ trang sức, phụ kiện, tay nắm cửa và linh kiện điện tử trong gia dụng hằng ngày.

3.4 Hợp kim của kẽm

Giống như đồng thau, hợp kim từ kẽm cũng được ứng dụng đa dạng trong cuộc sống thường ngày. Từ tay nắm cửa, bản lề, khóa, khung cửa sổ cho đến các bộ phận kỹ thuật như van, ổ trục, ổ cắm hay hệ thống tản nhiệt – tất cả đều có thể bắt gặp sự hiện diện của loại vật liệu này.

Nhờ sở hữu đặc tính bền chắc, chống ăn mòn tốt và dễ gia công, hợp kim kẽm trở thành vật liệu lý tưởng cho cả ngành công nghiệp lẫn dân dụng. Thông thường, chúng được tạo ra bằng cách pha trộn kẽm với một lượng nhỏ các kim loại như đồng (Cu), magie (Mg) và nhôm (Al).

3.5 Hợp kim của nhôm

Hợp kim của nhôm vốn nổi tiếng với “trọng lượng” nhẹ cùng khả năng chống ăn mòn tốt. Chúng cũng rất dễ gia công nên được ứng dụng nhiều trong sản xuất.

Nhôm hợp kim được phân loại thành nhiều “series” với các thành phần và ứng dụng riêng biệt:

– Series 1000 (Nguyên chất): Chống ăn mòn tốt, dẫn điện cao.

– Series 3000 (Mangan): Chống ăn mòn, độ bền vừa, dùng cho vỏ đồ uống.

– Series 5000 (Magie): Chống ăn mòn trong môi trường biển, độ bền cao, dùng trong hàng hải.

– Series 6000 (Magie-Silic): Chịu nhiệt, dễ gia công, dùng cho kiến trúc.

– Series 7000 (Kẽm): Độ cứng và sức mạnh cao nhất, không thể thiếu trong hàng không vũ trụ và quân sự.

3.6 Hợp kim của Niken

Hợp kim chứa Niken – thường được kết hợp với các nguyên tố như Crom, Sắt, Molypden hay Đồng – nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn vượt trội, kể cả khi tiếp xúc với các dung dịch axit hoặc môi trường hóa chất mạnh. Loại vật liệu này vẫn duy trì độ bền và ổn định ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt. Một minh chứng tiêu biểu là Hastelloy C-276 – hợp kim giữa Niken, Crom và Molypden – vốn được đánh giá rất cao về khả năng kháng ăn mòn trong môi trường axit đậm đặc.

Ngoài ra, một số hợp kim Niken còn có đặc tính thông minh như:

– Tính từ mềm: Hợp chất Niken-Sắt dùng trong biến áp, cảm biến.

– Hiệu ứng nhớ hình dạng: Nitinol (Niken-Titan) có thể biến dạng rồi tự trở về hình dáng ban đầu khi được làm nóng, ứng dụng trong y tế (stent) và điện tử.

4. Loại hợp kim nào được sử dụng để chế tác đồng hồ hợp kim?

Trong số các loại hợp kim ở trên, có 3 loại hợp được sử dụng phổ biến nhất để chế tác đồng hồ, bao gồm:

– Hợp kim của đồng (chủ yếu là đồng thau):

Hợp kim này thường xuất hiện trên những chiếc Brass Watch (đồng hồ đồng thau), tạo nên phần vỏ với sắc vàng sang trọng và quyền lực. Để tăng cường khả năng chống ăn mòn, độ cứng và độ bóng, các nhà sản xuất đã mạ thêm một lớp Crom trên bề mặt của đồng hồ. Dù vậy, theo thời gian sử dụng, lớp mạ Crom này có thể bị phai nhạt, ảnh hưởng đến vẻ đẹp ban đầu của chiếc đồng hồ.

– Hợp kim của kẽm:

Hợp kim kẽm thường được sử dụng để chế tạo vỏ ngoài cho Zinc Alloy Watch hay các mẫu đồng hồ đeo tay giá rẻ khác của Trung Quốc. Tương tự như đồng thau, vật liệu này cũng được xử lý bằng công nghệ mạ đa lớp nhằm tăng cường tính thẩm mỹ cũng như độ bền cho đồng hồ.

– Hợp kim của sắt:

Trong các loại hợp kim của sắt, thép không gỉ là vật liệu được ứng dụng rộng rãi nhất trong ngành đồng hồ đeo tay. Chất liệu này thường được dùng để làm dây đeo (bracelet), vỏ (case) và khung viền (bezel), nhằm tăng độ bền, chống oxy hóa và giữ cho chiếc đồng hồ luôn sáng bóng, thu hút ánh nhìn.

Từ những thương hiệu xa xỉ như Rolex đến các hãng phổ thông như Tissot, Citizen, Casio hay Orient đều ưu ái sử dụng thép không gỉ trong sản phẩm của mình. Trong đó, Rolex nổi bật với loại thép 904L cao cấp, nổi tiếng về độ bền và khả năng chống ăn mòn vượt trội, trong khi đa phần các thương hiệu khác chọn loại 316L – vốn đã rất bền đẹp và phổ biến trong chế tạo vỏ đồng hồ hiện nay.

6. Một số mẫu đồng hồ hợp kim được nhiều người ưa chuộng tại WatchStore hiện nay

Nếu bạn đang tìm kiếm một chiếc đồng hồ dây thép không gỉ bền đẹp, sáng bóng thì WatchStore chính là điểm dừng chân lý tưởng. Tại đây, bạn sẽ dễ dàng lựa chọn được mẫu đồng hồ chính hãng đến từ Casio, Seiko, Citizen hay Orient – Vừa chất lượng, giá cả phải chăng, lại được bảo hành chính hãng lên tới 5 năm hoàn toàn miễn phí.

Cùng “ngắm nghía” một số mẫu đồng hồ hợp kim nổi bật tại WatchStore, đang được nhiều người yêu thích ngay dưới đây:

Hiện tại, WatchStore đang triển khai chương trình ưu đãi đặc biệt: MUA TRẢ GÓP LÃI SUẤT 0%, áp dụng cho mọi đối tượng khách hàng. Ngoài ra, WatchStore còn đem tới nhiều ưu đãi cực kỳ hấp dẫn khác. Nhanh tay gọi Hotline 093.189.2222 để đặt hàng và nhận khuyến mãi sớm nhất.

Tóm lại, hợp kim là chất được tạo nên từ sự kết hợp giữa nguyên tố kim loại và một nguyên tố khác là kim loại hoặc phi kim. Chúng chống ăn mòn tốt, chống oxy hóa tốt, độ bền cao lại dễ dát mỏng, uốn dẻo. Chính vì thế, chúng luôn đóng vai trò không thể thay thế trong hầu hết các lĩnh vực sản xuất và chế tạo của đời sống hiện đại.