Trên giản đồ trạng thái Fe – C ở trạng thái rắn có mấy pha?

Fe3C (Cementite) là một hợp chất hóa học giữa sắt và cacbon, trong đó ba nguyên tử sắt liên kết với một nguyên tử cacbon. Cấu trúc tinh thể của Cementite rất phức tạp và khác biệt so với cấu trúc của sắt (ferrite) hay austenit. Vì cacbon có kích thước nguyên tử nhỏ hơn nhiều so với sắt, nó không thay thế vị trí của sắt trong mạng tinh thể mà xen vào các khoảng trống giữa các nguyên tử sắt. Do đó, Fe3C được gọi là pha xen kẽ, không phải là dung dịch rắn thay thế, pha điện tử, hay dung dịch rắn xen kẽ (mặc dù có sự xen kẽ của cacbon, thuật ngữ 'dung dịch rắn' không chính xác ở đây vì Fe3C là một hợp chất xác định chứ không phải là một hỗn hợp ngẫu nhiên).

Trong dung dịch rắn, nguyên tố đóng vai trò dung môi là nguyên tố giữ nguyên kiểu mạng tinh thể của dung dịch rắn. Điều này là do dung môi là thành phần chiếm tỷ lệ lớn hơn và cấu trúc của nó quyết định cấu trúc tổng thể của dung dịch rắn. Các nguyên tố khác có thể hòa tan vào mạng tinh thể này, tạo thành dung dịch rắn thay thế hoặc xâm nhập, nhưng mạng tinh thể gốc vẫn được xác định bởi dung môi. * **A. Nguyên tố có bán kính nguyên tử lớn hơn:** Bán kính nguyên tử có thể ảnh hưởng đến khả năng hòa tan, nhưng không phải là yếu tố quyết định vai trò dung môi. * **B. Nguyên tố có nhiệt độ nóng chảy cao hơn:** Nhiệt độ nóng chảy không liên quan trực tiếp đến vai trò dung môi. * **C. Nguyên tố giữ nguyên kiểu mạng:** Đây là định nghĩa chính xác về dung môi trong dung dịch rắn. * **D. Nguyên tố có tỷ lệ nhiều hơn:** Tỷ lệ nhiều hơn thường đúng, nhưng yếu tố quyết định là khả năng duy trì cấu trúc mạng tinh thể. Vì vậy, đáp án đúng là C.

Để xác định thời gian thấm C thể rắn, chúng ta cần sử dụng định luật Fick thứ hai về khuếch tán và các thông số liên quan đến quá trình thấm C. Tuy nhiên, câu hỏi này không cung cấp đủ dữ liệu (ví dụ: hệ số khuếch tán của C trong vật liệu ở nhiệt độ 900°C). Do đó, không thể tính toán chính xác thời gian thấm. Các đáp án được đưa ra có thể dựa trên kinh nghiệm thực tế hoặc các bảng tra cứu cụ thể cho một loại vật liệu nhất định. Vì không có thông tin chi tiết, ta không thể xác định đáp án chính xác, nhưng dựa vào kinh nghiệm thực tế, đáp án B (9h) có vẻ hợp lý hơn so với các đáp án còn lại để đạt được chiều sâu thấm 0,6mm ở 900°C. Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng đây chỉ là một ước tính và thời gian thấm thực tế có thể khác nhau tùy thuộc vào vật liệu và điều kiện cụ thể.

Thép 15Cr25Ti là loại thép ferit không gỉ. Với hàm lượng Cr cao (25%), nó ổn định pha ferit ở nhiệt độ thường. Ti (Titan) được thêm vào để ổn định tổ chức và cải thiện tính hàn. Do đó, tổ chức của thép 15Cr25Ti chỉ có một pha duy nhất là ferit.