Đặc điểm của gang là gì và những điều bạn nên biết

0
15

 Đặc điểm của gang tác động rất nhiều đến ứng dụng và các phương pháp gia công gang trong thực tiễn. Chính vì vậy, hiểu rõ về gang và các tính chất của gang là điều rất thiết yếu so với bất kỳ ai làm việc trong ngành nghề cơ khí.

Nếu như bạn vẫn chưa biết về kim loại này, hãy cùng Cơ khí Alpha Tech tìm hiểu ngay trong nội dung dưới đây, để hiểu rõ hơn về những tính chất “có một không hai” của gang nhé!

Gang là gì?

 Gang là một kim loại tổng hợp của sắt có chứa tối thiểu 2.14% cacbon cùng một số nguyên tố khác như Si, Mn, ᴘ, Ş, Mo, Ni, Mg, Cu… Đây là một trong những vật liệu được dùng thông dụng trong ngành nghề cơ khí. Đặc biệt là gia công khuôn mẫu và chế tạo máy. Tùy thuộc vào tổ chức tế vi và thành phần hóa học mà gang được chia thành 2 nhóm chính là gang trắnggang graphit.

Trong đó gang graphit (có chứa graphit) bao gồm 3 loại là gang xám, gang cầugang dẻo. Trong công nghiệp đa phần chỉ sử dụng 3 loại gang này. Do chúng không chứa lêđêburit nên khá mềm và dễ gia công. Riêng gang trắng với tổ chức có lêđêburit rất cứng, giòn. Khó để gia công cắt, hàn. Vì vậy mà hầu như người ta không sử dụng gang trắng trong gia công cơ khí. Chúng chỉ được dùng để luyện thép, đúc ủ gang dẻo và gang xám biến trắng.

Đặc điểm của gang là gì?

Tính chất chung của gang

Gang có nhiệt độ nóng chảy từ 1150 đến 1200 °₵, thấp hơn khoảng 300 °₵ so với sắt nguyên chất. Chúng có khả năng chịu nén rất tốt, chống mài mòn và chịu tải cao.

Nhìn chung, ngoại trừ gang dẻo, các họ gang còn sót lại đều được coi là những kim loại giòn. Không thích hợp để gia công hàn. Tuy nhiên chúng lại dễ nấu luyện, có tính đúc tốt do có độ loãng chảy cao, co ngót ít.

Hầu như các chủng gang đều khá mền nên dễ gia công cắt gọt. Khi đúc dễ điền đầy vào khuôn. Vì vậy đây là một trong những vật liệu rất được ưa chuộng vị trí đầu tiên trong ngành nghề gia công đúc. Hoặc để chế tạo các cụ thể nhỏ, có kiểu dáng phức tạp. Như băng máy dụng cụ, bệ máy, bánh đai, trục khuỷu, ổ trượt, bánh răng, trục cán…

Đặc điểm của các loại gang và ứng dụng trong gia công cơ khí

Gang trắng

Gang trắng có thành phần chứa 3% – 3,5% cacbon ở dạng link Fe3C (xementit). Được tạo ra bằng cách làm lạnh đột ngột gang đang trong quá trình đông đặc. Có màu sáng trắng, rất cứng và giòn. Khả năng cắt gọt kém. Vì vậy mà gang trắng hầu như không được sử dụng trong sản xuất cơ khí. Chúng đa phần được dùng để luyện thép, các cụ thể máy cần tính chống mài mòn cao như bi nghiền, trục cán. Hoặc sử dụng để đúc ủ thành các loại gang khác.

Đặc điểm của gang xám

Hình ảnh cấu trúc và ứng dụng chế tạo của gang xám

Gang xám là loại gang được dùng thông dụng nhất hiện tại. Chúng được sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh cực cơ khí kỹ thuật. Gang xám có thành phần chứa 3.3-3.8% cacbon tồn tại dưới dạng graphit tự do. Graphit này đa phần ở dạng tấm. Thỉnh thoảng dưới dạng hình phiến hoặc chuỗi… Mặt phẳng của gang xám có màu xám tối. Đó là màu đặc trưng của ferit và graphit tự do.

Do graphit có độ bền cơ học kém nên gang xám giòn. Có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp. Tuy nhiên, graphit lại có ưu điểm giúp tăng độ mài mòn và giảm độ co ngót khi đúc của gang xám. Điều này làm cho phôi gang phù phù hợp với các vật liệu cần bôi trơn có chứa dầu nhớt. Thích hợp để  chế tạo các ổ trượt, bánh răng, thân máy, bệ máy, ống nước…

Đặc điểm của gang cầu

Gang cầu là loại gang dạng cầu tròn. Có độ bền cao nhất trong các loại gang thuộc nhóm graphit. Ngoại hình của gang cầu cũng có màu xám tối như gang xám. Nên khi nhìn ngoại hình rất khó để phân biệt rõ hai loại gang này.

Hình ảnh cấu trúc tế vi và sản phẩm ứng dụng của gang cầu

Gang cầu cũng có tổ chức tế vi như gang xám. Tuy nhiên graphit lại có dạng thu nhỏ là hình cầu. Chính vì vậy mà gang cầu có độ bền và độ dẻo cao hơn gang xám rất nhiều. Đồng thời giúp cho gang cầu duy trì được 70-90% độ bền của nền kim loại. Khiến cho nó vừa có tính chất của thép lại vừa có tính chất của gang. Vì vậy mà trong một số trường hợp người ta thường sử dụng gang cầu để thay thế thép. Nhất là khi cần chế tạo các cụ thể có kiểu dáng phức tạp nhằm tiết kiệm ngân sách nguyên vật liệu.

Ngoài ra, gang cầu còn được dùng để chế tạo các cụ thể máy trung bình và lớn. Những cụ thể có hình dạng phức tạp, cần chịu trọng tải cao, chịu kéo và va đập tốt. Như các loại trục khuỷu, trục cán, ống nước đường kính lớn, nắp hố ga, song thoát nước…

Đặc điểm của gang dẻo

Gang dẻo còn gọi là gang dễ uốn, gang rèn. Có nền kim loại là ferit, peclit, hoặc ferit – peclit. Đây là một loại gang có tính dẻo cao, khả năng chống va đập và chống mài mòn tốt.

Hình ảnh cấu trúc tế vi và ứng dụng của gang dẻo

Trong cấu trúc gang dẻo, cacbon ở dạng nốt sần hình cầu chứ không phải dạng vảy như gang xám. Điều đó làm cho gang dẻo có độ bền kéo thấp hơn gang cầu nhưng lại cao hơn nhiều so với gang xám. Tuy nhiên trong thực tiễn chúng ít được sử dụng hơn gang xám do giá thành cao và công nghệ chế tạo khá phức tạp. Gang xám chỉ được sử dụng khi cần chế tạo các cụ thể cần chịu va đập, hình dạng phức tạp và có độ dày không quá 50mm. Như: cụ thể máy trong các máy nông nghiệp, ô tô, máy kéo, máy dệt…

 Tìm hiểu về một số dịch vụ gia công:

Các yếu tố tác động đến tính chất của gang

Độ quá nhiệt

 Khi nung gang ở nhiệt độ cao hơn, các hạt graphit hòa tan hoàn toàn và đơn giản khử được các vật lẫn phi kim loại. Kéo theo khi kết tinh, mầm kết kinh sẽ nhiều và phân bố đồng đều hơn. Điều đó làm cho cơ tính của gang tốt hơn lên rất nhiều.

Nắp hố ga làm bằng gang cầu

Thành phần hóa học

  • Cacbon (₵): Cacbon là một thành phần không thể thiếu trong bất kì loại gang nào. Nó quyết định đến tính chất cũng như loại gang được tạo ra. Nếu cacbon chứa trong gang ở dạng hợp Hóa chất xementit thì gang là gang trắng. Còn nếu như cacbon chuyển sang dạng graphit thì gang là gang xám.

  • Photpho (ᴘ): Tỷ lệ photpho có trong gang càng cao thì độ bền của gang càng giảm, độ giòn càng tăng. Nếu tỷ lệ photpho trong gang chiếm quá 0.1% thì các sản phẩm từ gang thường giòn, dễ nứt, hỏng và không chịu được thúc đẩy của ngoại lực.

  • Silic (Si): Đây là chất xúc tác có tác động rất lớn tới cấu trúc tinh thể của gang. Như Cacbon, Silic cũng góp phần trọng yếu xúc tiến quá trình Graphit. Với lượng Cacbon từ 3.0-3.8% và Silic từ 1.8-2.2% thì không cần thúc đẩy gì ta cũng thu được gang xám.

  • Mangan (Mn): có vai trò xúc tiến sự tạo thành gang trắng và ngăn cản graphit hóa. Bởi vậy trong gang trắng thường chứa 2 – 2,5% Mn, trong gang xám lượng Mn không quá 1,3%. Tuy nhiên Mn lại là nguyên tố tăng tính chịu mài mòn, độ bền, giảm tác hại của nguyên tố lưu hùynh.

  • Lưu huỳnh (Ş): Là một nguyên tố khác có hại đến chất lượng của gang. Nó cản trở quá trình Graphit hóa khiến tính nóng chảy và tính đúc của gang thay đổi. Hàm lượng lưu huỳnh càng cao thì độ bền của gang sẽ càng giảm.

Vận tốc nguội

Trong sản xuất gang, để nhiều ₵ chuyển thành graphite phải có sự điều chỉnh về nhiệt độ, thành phần và lượng chất xúc tác (Ca-Si,Fe-Si).

Khi thành phần và lượng chất xúc tác là như nhau, vận tốc nguội sẽ thúc đẩy mạnh mẽ tới cấu trúc tinh thể của gang. Nếu làm nguội nhanh, thành quả thu được là gang trắng. Còn nếu làm nguội chậm, thành quả có được chính là gang xám.

Thân máy tiện được làm bằng gang

Lời kết

Đến đây chắc chắc rằng toàn bộ các bạn đều đã nắm vững về các đặc điểm của gang. Hiểu được rằng cần phải dùng gang nào để phù phù hợp với nhu cầu chế tạo sản phẩm của mình.

Nếu như bạn cần tìm hiểu về các dịch vụ gia công gang, hãy liên hệ với Cơ khí Alpha Tech theo thông tin dưới đây để được tư vấn và trợ giúp ngay nhé.

  • Địa chỉ: Lô 3 KCN Di Trạch, huyện Hoài Đức, TP. Hà Nội, Việt Nam 

  • Điện Thoại:0902 132 912 – 024 3200 8308 

  • Email:

    kinhdoanh@alpha-tech.vn/

    Lamnn@alpha-tech.vn


Xem thêm nội dung thuộc thể loại: Hỏi Đáp
Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Hỏi Đáp
XEM THÊM  Vết thường hở nên kiêng ăn trái cây gì?