Gang là gì? Tính chất và ứng dụng của các loại gang.

Gang là loại vật liệu sử dụng khá phổ biến trong những ngành cơ khí, đặc điểm của gang tác động rất nhiều tới ứng dụng và những phương pháp gia công gang trong thực tế. Chính vì vậy, hiểu rõ về gang và những tính chất của gang là điều rất cần thiết đối với bất kỳ người nào làm việc trong ngành nghề cơ khí. Nếu như bạn vẫn chưa biết về loại hợp kim này, hãy cùng Âu Việt JSC tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây, để hiểu rõ hơn về những tính chất “không tiền khoáng hậu” của gang nhé!

Gang là gì?

Khái niệm gang

Gang tên tiếng anh là Cast iron là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%, ngoài ra còn mang một lượng nhỏ những yếu tố khác như Si, Mn, S, P,…

Vật liệu gang được người Trung Quốc sử dụng rất sớm từ thế kỷ thứ VI TCN, cho tới thế ký thứ XIV người Châu Âu mới sử dụng tới gang.

Tính chất của Cast iron

  •  Gang với thành phần hóa học sắp điểm austectic mang nhiệt độ nóng chảy từ từ 1150 tới 1200 °C, thấp hơn 300 °C so với sắt thuần chất. Chúng mang khả năng chịu nén rất tốt, chống mài mòn và chịu tải cao.
  • Nhìn chung, ngoại trừ gang dẻo, những họ gang còn lại đều được coi là những kim loại giòn. Ko thích hợp để gia công hàn. Tuy nhiên chúng lại dễ nấu luyện, mang tính đúc tốt do mang độ loãng chảy cao, co ngót ít.
  • Những thành phần hợp kim trong gang tác động tới màu sắc của nó lúc bị gãy: gang trắngcó tạp chất cacbua cho phép những vết nứt đi thẳng, gang xám mang những mảnh than chì làm lệch một vết nứt đi qua và tạo ra vô số vết nứt mới lúc vật liệu bị vỡ và gang dẻo mang hình cầu than chì “nốt” ngăn chặn vết nứt tiếp tục phát triển.

Hầu hết những chủng gang đều khá mền nên dễ gia công cắt gọt. Lúc đúc dễ điền đầy vào khuôn. Vì thế đây là vật liệu được sử dụng khá phổ biến trong ngành nghề gia công đúc để làm những chi tiết mang hình dáng phức tạp như: vỏ máy, thân máy, bánh đai, bánh đà, trục khuỷu, trục cán, ổ trượt, bánh răng …Hay sử dụng để chế tạo thân những loại van công nghiệp như van điện từ, van cổng, van bướm, van cầu  …

Phân loại và ứng dụng của những loại gang.

Cast iron là loại vật liệu sử dụng khá phổ biến trong những ngành cơ khí. Gang mang tính đúc khá tốt nhưng lại rất khó hàn do mang độ chảy loảng cao và độ dẻo thấp. Tùy theo tổ chức tế vi và thành phần hóa học của gang, người ta chia ra thành những loại: gang xám, gang cầu, gang dẻo…

Gang xám

  • Gang xám là loại gang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Chúng được sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh cực cơ khí kỹ thuật. Gang xám mang thành phần chứa 3.3-3.8% cacbon tồn tại dưới dạng graphit tự do. Cấu trúc tinh thể cacbon ở graphít dạng tấm, nền của gang xám mang thể là: pherit, peclit pherit, peclit. Thỉnh thoảng dưới hình dạng phiến hoặc chuỗi… Bề mặt của gang xám mang màu xám tối. Đó là màu đặc trưng của ferit và graphit tự do.
  • Do graphit mang độ bền cơ học kém nên gang xám giòn. Mang độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp. Tuy nhiên, graphit lại mang ưu điểm giúp tăng độ mài mòn và giảm độ co ngót lúc đúc của gang xám. Điều này làm cho phôi gang thích hợp với những vật liệu cần bôi trơn mang chứa dầu nhớt. Thích hợp để  chế tạo những ổ trượt, bánh răng, thân máy, bệ máy, ống nước
  • Gang xám mang giá thành rẻ và khá dễ nấu luyện, mang nhiệt độ nóng chảy thấp (1350°C) và ko đòi hỏi khó tính về tạp chất. Gang xám mang tính đúc tốt và khả năng tắt âm cao, do tổ chức xốp nên cũng là ưu điểm cho những vật liệu cần bôi trơn mang chứa dầu nhớt. Tuy vậy, gang xám dòn, khả năng chống uốn kém, ko thể rèn được. Lúc làm nguội nhanh trong khuôn, gang bị biến trắng rất khó gia công sử dụng máy móc cơ khí.
  • Gang xám được ký hiệu theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 – 75 ký hiệu gang xám bằng Hai chữ GX và hai số tiếp theo như : GX00; GX12-28; GX15-32; GX18-38; GX21-40; GX24-44; GX28-48; GX32-52; GX36-56; GX40-60; GX44-64.
  • Gang xám là loại gang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay và được sử dụng nhiều trong kỹ thuật. Với những đặc tính trên, ngày nay gang xám đang được sử dụng nhiều trong ngành chế tạo máy, đúc những băng máy to, mang độ phức tạp cao, những chi tiết ko cần chịu độ uốn to, nhưng cần chịu lực nén tốt. Mang những thiết bị, vật liệu gang xám được sử dụng tới >70% tổng trọng lượng. Những băng máy dụng cụ (tiện, phay, bào,…), thân máy của động cơ đốt trong… Do chịu được ma xát tốt nên gang xám còn được sử dụng để đúc ổ trượt và bánh răng hay đúc những loại van công nghiệp.

 Gang dẻo

  • Gang dẻo là loại gang trắng do người Anh phát minh ra được ủ trong thời kì dài (tới vài ngày) ở nhiệt độ từ 850 – 1050⁰C để tạo thành một loại gang mang tính dẻo cao. Đây là vật liệu mang độ bền cao lại kế thừa được những tính chất tốt vốn mang của gang, thậm chí mang thể thay thế cho thép trong rất nhiều ứng dụng mà những loại gang khác ko mang khả năng.
  • Gang dẻo còn gọi là gang dễ uốn, gang rèn. Mang nền kim loại là ferit, peclit, hoặc ferit – peclit. Đây là loại gang mang điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng tốt, tính đúc tốt, dễ gia công, mang khả năng chịu mài mòn, nên giá thành gia công rất thấp, do đó gang được sử dụng trong rất nhiều chi tiết, ngành nghề khác nhau.
  • Trong cấu trúc gang dẻo, cacbon ở dạng nốt sần hình cầu chứ ko phải dạng vảy như gang xám. Điều đó làm cho gang dẻo mang độ bền kéo thấp hơn gang cầu nhưng lại cao hơn nhiều so với gang xám. Tuy nhiên trong thực tế chúng ít được sử dụng hơn gang xám do giá thành cao và kỹ thuật chế tạo khá phức tạp. Gang xám chỉ được sử dụng lúc cần chế tạo những chi tiết cần chịu va đập, hình dạng phức tạp và mang độ dày ko quá 50mm. Như: chi tiết máy trong những máy nông nghiệp, ô tô, máy kéo, máy dệt…
  • Ký hiệu của gang dẻo theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 – 75 ký hiệu gang dẻo gồm Hai phần, những chữ chiếc chỉ loại gang: GZ và hai số tiếp theo chỉ độ bền kéo và độ độ giãn dài tương đốitính theo %.
  • Gang dẻo ít sử dụng hơn gang xám mặc dù mang cơ tính tổng hợp cao, tuy nhiên giá thành gang dẻo khá cao so với gang xám vì kỹ thuật chế tạo nó phức tạp. Chính vì lý do trên mà gang dẻo chỉ sử dụng làm vật liệu chế tạo chi tiết máy lúc thỏa mãn 3 điều kiện sử dụng sa

+ Chịu va đập và chịu kéo.

+ Hình dáng phức tạp

+ Chi tiết mang dạng thành mỏng (thường là 20 – 30mm, dày nhất là 40 – 50mm).

  • Gang dẻo được sử dụng làm những chi tiết máy trong những máy nông nghiệp, ô tô, máy kéo, máy dệt… Những loại van này thường là GC20, GC40, GC200…

 Gang cầu

  • Gang cầu là loại gang dạng cầu tròn. Nhờ kết cấu dạng quả cầu – dạng thu gọn nhất, nên gang cầu mang độ dẻo dai cao, đặc thù sau lúc nhiệt luyện thích hợp. Chính điều này quyết định độ bền kéo cao nhất trong những loại gang thuộc nhóm graphit. Giới hạn bền kéo và giới hạn chảy khá cao: σb=400-800 Mpa, σ0.2=250-600 Mpa, tương đương với thép cacbon chế tạo máy. Độ dẻo và độ dai: δ=2-15%, aK=300-600 kJ/m2, tuy kém thép song cao hơn gang xám rất nhiều.
  • Ngoại hình của gang cầu cũng mang màu xám tối như gang xám. Nên lúc nhìn mẫu mã rất khó để phân biệt rõ hai loại gang này. Tuy nhiên ta mang thể dựa vào tín hiệu co ngót ở sản phẩm gang cầu (gang cầu dễ tạo thành lõm co và xốp co), hoặc bằng cách gõ vào sản phẩm, sản phẩm gang cầu sẽ mang tiếng kêu trong và thanh (rất vang), còn sản phẩm gang xám sẽ mang tiếng kêu đục, trầm.
  • Gang cầu cũng mang tổ chức tế vi như gang xám. Tuy nhiên graphit lại mang dạng thu nhỏ là hình cầu. Chính vì vậy mà gang cầu mang độ bền kéo và độ dẻo cao hơn gang xám rất nhiều. Đồng thời tạo điều kiện cho gang cầu duy trì được 70-90% độ bền của nền kim loại. Làm cho cho nó vừa mang tính chất của thép lại vừa mang 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 lúc cần chế tạo những chi tiết mang hình dáng phức tạp nhằm tiết kiệm giá bán nguyên vật liệu.
  • Ngoài ra chúng còn được sử dụng để sản xuất những chi tiết chịu lực to và chịu trọng tải va đập, mài mòn như trục khuỷu, cam, bánh răng….
  • Gang cầu theo TCVN được ký hiệu bằng hai chữ GC với hai cặp chữ số chỉ trị giá tối thiểu của giới hạn bền kéo và độ dẻo của gang. Gang cầu ferit mác GC40-10 mang giới hạn bền kéo > 400 MPA và độ dãn dài tương đối 10%.
  • Việc sử dụng gang cầu vào công nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế cao.Đơn cử như sau: Giá một tấn vật đúc loại gang cầu rẻ hơn vật đúc bằng thép hợp kim từ 30-35%, rẻ hơn bằng hợp kim màu 3 tới 4 lần và rẻ hơn loại phôi thép rèn từ Hai tới 3 lần. Chính vì vậy, do giá thành rẻ nên gang cầu được sử dụng nhiều để thay thế thép và gang dẻo.

Tới đây thì vững chắc bạn đã hiểu gang là gì? đặc điểm và những tính chất cơ bản của hợp kim gang này rồi phải ko nào. Đây là những ý kiến chủ quan của tư nhân mong nhận được ý kiến góp ý của độc giả. Trân trọng!

Nguồn: vannhapkhau.net/

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *