Đặc điểm Của Các Loại Gang

Gang là hợp kim Fe-C với hàm lượng các bon lớn hơn 2,14%. Thực tế trong gang luôn có các nguyên tố khác như: Si, Mn, P và S. Các loại gang thông dụng thường chứa: biệt thự Nam Cường

✔ 2,0÷4,0% Các bon

✔ 0,4÷3,5% Si

✔ 0,2÷1,5% Mn

✔ 0,04÷0,65% P

✔ 0,02÷0,15% S

Gang là loại vật liệu dùng khá phổ biến trong các ngành cơ khí. Gang có tính đúc khá tốt nhưng lại rất khó hàn do có độ chảy loảng cao và độ dẻo thấp.

Gang trắng

Là loại gang có tổ chức tế vi tương ứng với giản đồ pha Fe-C, toàn bộ cac bon của nó nằm dưới dạng liên kết với sắt trong tổ chưc xêmentit. Mặt gãy của nó có màu sáng trắng đó là màu của xêmentit. Gang trắng hầu như không được sử dụng trong sản xuất cơ khí, chủ yếu dùng để luyện thép.

Gang xám

Gang xám là loại gang mà phần lớn hay toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng tự do graphit. Graphit ở dạng tấm, phiến, chuỗi… Mặt gãy có màu xám, đó là màu của graphit. Đây là loại gang phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật.

Gang xám có giá thành rẻ và khá dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp (1350°C) và không đòi hỏi khắt khe về tạp chất. Gang xám có tính đúc tốt và khả năng tắt âm cao, do tổ chức xốp nên cũng là ưu điểm cho các vật liệu cần bôi trơn có chứa dầu nhớt. Tuy vậy, gang xám giòn, khả năng chống uốn kém, không thể rèn được. Khi làm nguội nhanh trong khuôn, gang bị biến trắng, rất khó gia công cơ khí.

Do những đặc tính trên, người ta sử dụng chúng rất nhiều trong ngành chế tạo máy, đúc các băng máy lớn, có độ phức tạp cao, các chi tiết không cần chịu độ uốn lớn, nhưng cần chịu lực nén tốt. Có những thiết bị, vật liệu gang xám được sử dụng đến >70% tổng trọng lượng. Các băng máy công cụ (tiện, phay, bào,…), thân máy của động cơ đốt trong… cũng được sản xuất từ gang xám.

Ký hiệu: Theo TCVN 1659-75 quy định ký hiệu gang xám bằng 2 chữ GX, tiếp đó là các nhóm chỉ số chỉ giới hạn bền kéo và giới hạn bền uốn tối thiểu tính theo đơn vị KG/mm2.

Ví dụ: GX15-32, Gang xám có giới hạn bền kéo tối thiểu 15KG/mm2 và giới hạn bền uốn tối thiểu 32KG/mm2.

Gang cầu

Gang cầu là loại gang có tổ chức graphit thu gọn nhất ở dạng quả cầu, do đó gang cầu có độ bền cao nhất trong các loại gang có graphit. Graphit dạng cầu nhờ biến tính bằng các nguyên tố Mg, Ce và các nguyên tố đất hiếm. Gang cầu bề ngoài cũng có màu xám tối như gang xám. Nên khi nhìn bề ngoài không thể phân biệt hai loại gang này.

Thành phần hóa học gang cầu dao động như sau: 3-3,6% C, 2-3% Si, 0,2-1% Mn, 0,04- 0,08% Mg, ít hơn 0,015% P, ít hơn 0,03% S. Gang cầu có độ dẻo dai cao, đặc biệt sau khi nhiệt luyện thích hợp.

Lượng cacbon và silic phải cao để đảm bảo khả năng than chì hóa (%C + %Si) đạt tới 5%-6%. Không có hoặc không đáng kể (<0,1 – 0,01%) các nguyên tố cản trở cầu hóa như Ti, Al, Sn, Pb, Zn, Bi và đặc biệt là S. Có một lượng nhỏ các chất biến tính Mg (0,04-0,08%) hoặc Ce. Có các nguyên tố nâng cao cơ tính như Ni (2%) Mn (<1%).

Tổ chức tế vi của gang cầu cũng giống gang xám song chỉ khác là than chì của nó có dạng thu gọn nhất hình quả cầu bao gồm ba loại nền kim loại: ferit, ferit – peclit và peclit. Chính điều này quyết định độ bền kéo rất cao của gang cầu so với gang xám. Khác với gang xám, than chì dạng cầu ở đây được tạo thành nhờ biến tính đặc biệt gang xám lỏng.

Gang cầu theo TCVN được ký hiệu bằng hai chữ GC với hai cặp chữ số chỉ giá trị tối thiểu của giới hạn bền kéo và độ dẻo của gang. Gang cầu ferit mác GC40-10 có giới hạn bền kéo > 400 MPA và độ dãn dài tương đối 10%. Gang cầu được sử dụng để sản xuất các chi tiết chịu lực lớn và chịu tải trọng va đập, mài mòn như trục khuỷu, cam, bánh răng…. Do rẻ gang cầu được dùng nhiều để thay thế thép và gang dẻo.

Việc sử dụng gang cầu vào công nghiệp rất có hiệu quả, ví dụ giá 1 tấn vật đúc loại gang này rẻ hơn vật đúc bằng thép hợp kim từ 30-35% rẻ hơn loại vật đúc bằng hợp kim màu 3 đến 4 lần và rẻ hơn loại phôi thép rèn tử 2 đến 3 lần.