Trong cuộc sống hằng ngày thì ta có thấy được nhiều vật dụng được làm từ chất liệu gang. Vậy tính chất của gang là gì? Các thành phần của gang như thế nào? Để giúp bạn đọc hiểu được thêm cũng như có câu trả lời thì chúng tôi xin tổng hợp các vấn đề của gang trong bài viết dưới đây. Chúng ta cùng theo dõi bài viết dưới đây.
Tìm hiểu về gang là gì?
Gang là một hợp kim gồm có sắt và carbon. Và trong đó thì hàm lượng carbon chiếm đến 2,14%. Ngoài 2 thành phần chính thì trong gang còn có những nguyên tố khác như Si, Mn, P, S, Mo, Ni, Mg… Tất cả kết hợp với nhau để tạo nên một hợp kim có độ bền cao và được sử dụng nhiều trong những lĩnh vực khác nhau.
Gang được sử dụng để gia công khuôn mẫu và chế tạo máy. Và cái này tùy theo tổ chức và những thành phần hóa học mà gang được phân ra làm 2 loại: gang trắng và gang graphit.
Trong gang graphit thì người ta còn chia ra làm 3 loại: gang xám, gang cầu và gang dẻo. Với tính chất là khá mềm và dễ gia công nên được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp. Nhưng với gang trắng thì nó có thành phần ledeburit. Có độ cứng và giòn nên khi giá công thì gặp chút khó khăn trong quá trình cắt hoặc hàn. Vì vậy, loại gang trắng được sử dụng để gia công cơ khí. Chúng được sử dụng để luyện thép, đúc ủ gang dẻo hoặc gang xám biến thành dạng trắng.
Các thành phần của gang
Để có thể tạo ra được một chất liệu gang có độ cứng, độ bền cao. Có tính ứng dụng cao trong cuộc sống thì chắc chắn chất liệu nhờ hết vào các thành phần hóa học.
Thành phần hóa học của gang thì được cấu tạo chủ yếu vào sắt (chiếm 95%). Và những nguyên tố khác như: carbon (2,14 đến 4,3%) và silic( chiếm 1-3%). Tuy nhiên, gang vẫn được xem là một hợp kim có chứa hai nguyên tố chính là sắt và cacbon ở trong trạng thái đông đặc.
Ngoài những nguyên tố chính thì gang còn được tạo nên bởi những thành phần khác như:
- C: 2,0- 4,0%
- Mn: 0,2 – 1,5%
- P: 0,04% – 0,65%
- S: 0,02 – 0,05%
Ngoài ra, người sản xuất còn có thể chia ra các thành phần và hàm lượng của các nguyên tố theo khối lượng sẽ tạo ra 2 loại: gang thường và gang hợp kim.
- Đối với gang thường: Là một gang có tỷ lệ được tính theo phần trăm khối lượng giữa nguyên tố thường chứa các nguyên tố: cacbon, silic, mangan, phốt pho và lưu huỳnh ở mức cho phép.
- Đối với gang hợp kim: Đây là một loại gang đặc biệt. Trong loại gang này thì được có hai loại. Loại thứ nhất thì chứa các hàm lượng silic cao hơn 4%, mangan 1,5%. Loại thứ 2 thì chứa nhiều yếu tố hợp kim khác nhau. Và các hàm lượng lớn nó sẽ thay đổi tính chất của gang như: Niken, crom, đồng và titan.
>>> Xem thêm: Gang là gì? Tính ứng dụng của gang trong đời sống
Tính chất của gang là gì?
Như bạn đã biết thì gang được chia ra làm nhiều loại khác nhau và mỗi loại thì lại có những đặc điểm và tính chất khác nhau. Để hiểu rõ hơn thì chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu chi tiết ở mục dưới đây:
Gang trắng
Gang trắng là thành phần chứa 3% – 3,5% cacbon và liên kết Fe3C. Đây là dòng vật chất có cách làm lạnh đột ngột trong quá trình đông đặc. Đoạn mặt gãy của các chi tiết bằng gang trắng thì có màu sáng trắng. Loại gang này thì được hình thành bởi hàm lượng C và Mn. được sử dụng nhiều trong việc đúc thành mỏng và nhỏ.
Tính chất của gang trắng: Có độ cứng, giòn, khả năng cắt gọt kém. Nên được sử dụng trong các công nghệ đúc, luyện thép hoặc là các chi tiết máy cần có độ chống mài mòn cao như: bi nghiền, trục cán…
Gang xám
Gang xám là dòng gang được sử dụng phổ biến trong đời sống hiện nay. Và chúng được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực cơ khí kỹ thuật. Thành phần của gang xám chứa 3.3-3.8% cacbon và được tồn tại dưới dạng graphit tự don. Những graphit này chủ yếu tồn tại ở dưới dạng tấm, hình phiến hoặc là chuỗi.
Đặc điểm nhận dạng của loại gang này chính là bề mặt của gang có màu xám tối, đây là màu đặc trưng của ferit và những graphit tự do.
Tính chất của gang xám: có độ bền cơ học kém nên tính chất của gang giòn. Loại gang xám có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp. Ngoài ra, loại này có ưu điểm là tăng độ mài mòn và giảm độ co ngót khi đúc thành gang xám. Vì vậy, loại gang này phù hợp với vật liệu cần bơi trơn có chứa dầu nhớt, thích hợp ổ trượt, bánh răng, thân máy, bệ máy…
Gang cầu
Gang cầu là loại gang có hình dạng cầu tròn. Đây là loại gang cũng có tổ chức tế vi và dạng graphit có dạng hình cầu.
Đặc điểm nhận dạng là loại này có độ bền cao nhất trong các loại thuộc nhóm graphit, bên ngoài cũng có màu xám và nhìn từ bên ngoài thì người dùng khó nhận ra.
Tính chất của gang cầu: có độ bền cao hơn so với gang xám, có độ dẻo được đảm bảo. Loại gang này chứa các tính chất của thép lại vừa có tính chất của gang. Nhờ gang cầu có độ cứng, độ bền của gang cầu sẽ được tăng cao hơn khi đưa vào nhiệt luyện. Ngoài ra, với tổ chức của gang cầu và phải nấu chảy gang xám, dùng phương pháp biến tính đặc biệt là cầu hóa để tạo graphit hình cầu.
Nhờ những tính chất nổi trội này mà loại gang có ưu điểm: sản xuất các chi tiết oto, động cơ đốt như: trục khuỷu, piston, dên, bánh răng…
Gang dẻo
Gang dẻo gang còn được gọi là gang dễ uống, gang rèn. Loại này có chứa các kim loại: ferit, peclit hoặc là ferit – peclit. Loại này có độ bền kéo, có độ giãn dài tương đối. Và thành phần hóa học như gang trắng và thành phần C không quá cao.
Khi ủ gang trắng xementit của gang trắng sẽ được phân hóa thành graphit, khi làm nguội chậm ra có được gang dẻo hoặc gang rẻn. Và tùy thuộc vào chế độ ủ mà người dùng các loại gang dẻo có nền kim loại ferit, peclit…
Tính chất của gang dẻo: có độ bền, độ dẻo và độ dai cao hơn. Nên người ta muốn gọi là gang rèn vì độ dẻo cao. Ngoài ra, thành phần C của nó không cao nên graphit của nó ít và tập trung từng cụm để không ảnh hưởng xấu đến cơ tính rất ít.
Với tính chất của dòng gang này được ứng dụng trong công nghiệp ô tô, máy kéo, máy móc nông nghiệp… được dùng để sản xuất chi tiết tải trọng lớn và hình dạng phức tạp.
Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của gang là gì?
Ảnh hưởng từ các thành phần hóa học
-
Cacbon ( C):
Đây chính là nguyên tố để thúc đẩy quá trình graphit. Giúp cho có độ dẻo và tính dẫn nhiệt của nó bị giảm. Còn trong cacbon chứa dạng hóa chất xementit được gọi là gang trắng, dạng tự do là gang xám. Và với các loại gang khác nhau thì nó sẽ phụ thuộc vào những thành phần hóa học, tốc độ nguội của nó.
-
Silic (Si):
Nguyên tố quyết định đến cấu trúc tinh thể của gang và nó giúp thúc đẩy quá trình graphit hóa. Và trong gang có hàm lượng Si tăng giúp làm tăng được độ loãng, tăng tính chịu mài mòn hoặc ăn mòn. Nên trong hợp chất gang thì Si chiếm 1,5 – 3%.
-
Mangan (Mn):
Nguyên tố này có chức năng là thúc đẩy sự tạo thành gang trắng và ngăn cản được graphit hóa. Nên trong thành phần này chiếm 2 -2,5% và trong gang xám thì không chiếm đến 1,3%. Nên giúp chất liệu gang tăng được độ chịu mài mòn, tăng độ bền và giảm được các tác hại của lưu huỳnh.
-
Phốt pho(P):
Nguyên tố không mang đến lợi ích cho mang mà nó còn quyết định đến tính chất của gang. Làm giảm được độ bền, tăng độ giòn và làm dễ gãy nứt các vật đúc. Và trong thành phần của gang thì P chiếm khoảng 0,1% đến 1,2%.
-
Lưu huỳnh (S):
Đây cũng là nguyên tố có hại và nó cản trở graphit hóa nên nó làm giảm đi tính chảy loãng. Làm giảm đi tính đúc, giảm đi độ bền. Việc kết hợp với lưu huỳnh và sắt thì nó tạo ra FeS gây bở nóng, và chiếm không quá 0,1%.
Ảnh hưởng của độ quá nhiệt
Để tạo ra được sự nguội và quá trình nung gang quá nhiệt nhiều và khi nung gang ở nhiệt độ cao thì graphit hòa tan hoàn toàn hơn và nó cũng khử được các vật lẫn phi kim. Và loại dẫn đến khi kết tinh thì sẽ làm cho chất lượng của gang được nâng lớn, có sự phân phối đồng đều.
Ảnh hưởng của tốc độ nguội
Đây chính là yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của gang là điều kiện đông đặc, làm nguội của vật đúc. Với tốc độ nguội nhanh thì ta có thể tạo ra được gang trắng. Còn tốc độ nguội chậm thì tạo ra được gang xám. Với tốc độ nguội của gang thì nó sẽ phụ thuộc vào loại khuôn đúc và chiều dày của vật đúc.
Trên đây là những thông tin liên quan đến tính chất của gang là gì? Các thành phần của gang. Hi vọng với những chia sẻ ở trên có thể giúp bạn hiểu thêm được chất liệu gang này.
Và cũng qua bài viết thì ta có thể biết được các thiết bị chế tạo từ gang. Và trong đó có ngành sản xuất van công nghiệp như: van bướm gang, van cổng gang… Đây là chất liệu giúp cho thiết bị có thể hoạt động được trong những môi trường có độ ăn mòn, nhiệt độ cao.
Nếu bạn đang quan tâm đến các sản phẩm van công nghiệp và muốn mua sản phẩm chính hãng, bạn hãy liên hệ với vancongnghiephp.com, để nhận được sự hỗ trợ và tư vấn nhiệt tình.