Gang Là Gì? Tính Chất, Thành Phần Và ứng Dụng Của Gang

Gang là một loại vật liệu được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp hiện nay. Nó không chỉ giá thành rẻ, mà có khả năng chống mài mòn và độ bền tương đối cao. Tuy nhiên, tùy vào từng phương pháp gia công và ứng dụng trong thực tế, mà gang sẽ có những ảnh hưởng khác nhau. Chính vì thế, trong bài viết này, chúng tôi sẽ đưa ra các thông tin cần thiết về khái niệm gang là gì? Cũng như tính chất, công dụng của gang để quý bạn đọc nắm rõ.

1. Gang là gì?
   1. Thành phần của gang
   2. Tính chất của gang
2. Các loại gang và tính ứng phổ biến hiện nay
   1. Gang xám
   2. Gang cầu
   3. Gang trắng
   4. Gang Graphit
   5. Gang dẻo

Gang là gì?

Gang có tên tiếng anh là Cast iron. Đây là một hợp kim của sắt và carbon kết hợp với các loại nguyên tố khác như: Si, Mn, P, S. Màu sắc chủ đạo của gang thường sẽ là màu xám với tính giòn và có độ nóng chảy cao, chống ăn mòn khá tốt.

Hiện nay, gang đang được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, sản xuất van công nghiệp hay dân dụng.

Thành phần của gang

Gang đã được tạo thành nhờ vào các thành phần cấu tạo như sau:

Carbon (C): Đây là một thành phần chiếm tỷ lệ lớn nhất khoảng 2 – 5%. Với hàm lượng cao nên nó có khả năng dẫn nhiệt và độ dẻo bị giảm khá nhiều. Nhất là với sự tồn tại của thành phần cacbon sẽ gây ảnh hưởng khá nhiều đến việc tạo thành các loại gang khác.

Sắt (Fe): Sắt cũng là một trong những thành phần quan trọng thứ 2 để tạo ra gang. Khi mà nó đã chiếm lấy 95%. Sắt có độ bền cao, độ dẻo tốt và có thể chịu được các tác động từ bên ngoài môi trường khá tốt. Hàm lượng sắt có trong gang càng cao thì khả năng chống chịu va đập và độ bền càng lớn.

Silic (Si): Đây là một nguyên tố cũng làm ảnh hưởng đến cấu trúc của gang. Vì nó có vai trò thúc đẩy cả quá trình graphit hóa chiếm 1.5 – 3%. Lượng Silic có trong gang càng lớn thì độ chảy loãng và mài mòn càng cao.

Mangan (Mn): Hàm lượng này chiếm 2 – 2.5% giúp tạo thành gang trắng và ngăn cản quá trình graphir hóa xảy ra. Mặt khác, nó cũng sẽ gia tăng độ bền, khả năng chịu mài mòn và giảm đi các tác hại của lưu huỳnh một phần nào đó.

Photpho (P): Đây là nguyên tố có vai trò gia tăng tính chảy loãng cho gang, nhưng lại làm giảm độ bền, dễ đứt gãy, tăng độ giòn cho gang. Đó cũng là lý do mà thành phần này không chiếm quá nhiều trong gang với tỷ lệ 0.1%.

Lưu huỳnh (S): Đây cũng là nguyên tố chiếm không quá 0.1% với vai trò cản trở quá trình graphit hóa. Thế nhưng đây cũng là nguyên tố có hại. Việc sử dụng hàm lượng lưu huỳnh càng cao càng khiến cho gang có độ chảy loãng, tính đúc và độ bền giảm xuống. Và khi kết hợp với sắt sẽ xuất hiện tình trạng dễ đứt gãy, bở nóng.

Tính chất của gang

• Gang có độ nóng chảy khá cao rơi vào trong khoảng 1150 – 1200 độ C. Vật liệu này có độ nóng chảy thấp hơn so với sắt nguyên chất khoảng 300 độ C.
• Có khả năng chống mài mòn, chống va đập, chịu nén và chịu được tải trọng cao.
• Tuy nhiên nó có độ giòn cao, có tính đúc tốt, dễ nấu luyện vì tính loãng chảy cao nên không phù hợp trong lĩnh vực gia công hàn.
• Gang trắng được sử dụng nhiều trong công nghệ đúc bởi có tính giòn, cứng và tính cắt gọt khá kém.
• Với các loại gang xám thì khả năng uốn kém, khó rèm, khó gia công cơ khí và khi làm nguội rất dễ dàng bị biến trắng.
• Trong các lĩnh vực công nghiệp thường hay dùng gang graphit bởi nó các đặc tính mềm và dễ gia công.
• Khi gia công đúc các loại chi tiết phức tạp như: vỏ máy, thân máy, trục cán, bánh răng, bánh đai, bánh đà,…có thể sử dụng gang.
• Gang trắng không nên dùng trong gia công cơ khí. Bởi nó có độ giòn cao, khó cắt, hàn.

==> Xem thêm: inox là gì?

Các loại gang và tính ứng phổ biến hiện nay

Tùy vào từng hàm lượng nguyên tố khách nhau mà chúng sẽ có đặc điểm và tính chất riêng biệt. Tùy thuộc vào từng dạng graphit mà gang sẽ được phân loại như sau:

Gang xám

Đây là loai gang có thành phần được thiết kế toàn bộ carbon dưới dạng graphit. Ưu điểm của dòng gang này chính là có nhiệt độ nóng chảy thấp, giá rẻ, khả năng cách âm cao, tính uốn dẻo và tính đúc tốt. Thêm vào đó, gang xám còn làm giảm độ co ngót và gia tăng độ mài mòn khi đúc.

Tuy nhiên, nhược điểm của loại van này chính là có bề mặt xù xì, tính thẩm mỹ không cao và có trọng lượng nặng, độ giòn cao nên rất khó rèn. Đặc biệt là được dùng tạo phôi gang phù hợp cho rất nhiều trong các vật liệu cần bôi trơn, có chứa dầu nhớt. Vì thế nên nó thường được sử dụng nhiều trong các ngành kỹ thuật về sản xuất tại nhà máy, khu công nghiệp,…

Gang cầu

Loại gang này có thiết kế giống như quả cầu với độ bền cao, tính bền dẻo, chống va đập và chống mài mòn tốt. Vì thành phần bên trong loại gang này có chứa 4.3 – 4.6% C và Si. Do đó, nên nó được sử dụng khá nhiều trong các nhà máy sản xuất van công nghiệp.

Mục đích sử dụng gang cầu là đảm bảo chất lượng, an toàn và có thể thích ứng các môi trường, điều kiện và lĩnh vực sử dụng,.. Mặt khác, nó còn được dùng để tạo ra các chi tiết máu có hình dáng phực tạp, có chịu kéo, chịu va đập và chịu tải trọng tốt.

==> Xem thêm: Tensile Strength là gì?

Gang trắng

Gang trắng hay biết đến là gang thường với hàm lượng C trong khoảng 3 – 3.5% dưới dạng liên kết Fe3C. Đặc tính của loại gang này chính là có độ giòn và độ cứng cao với màu sáng trắng. Vì thế nên nó rất khó để cắt hàn hay gia công.

Bởi vậy nên dòng van sẽ được sử dụng để chế tạo chi tiết máy hay luyện thép hoặc dùng để đúc ủ thành những loại gang khác.

Gang Graphit

Đây là dòng gang có thành phần C chiếm 2.14% và những nguyên tố khác như: Mn, Si, P, S,… Tổ chức gang ở dạng tự do và có rất ít hay không có Fe3C.

Gang dẻo

Gang dẻo là loại gang do một người Anh phát mình ra được ủ ở nhiệt độ 850 – 1050 độ C trong thời gian dài (khoảng vài ngày). Từ đó sẽ tạo ra một loại gang có tính dẻo cao, có độ bền lâu nhờ vào việc kế thừa các ưu điểm của gang.

Thậm chí là dòng gang này còn có thể thay thế cho vật liệu thép trong rất nhiều ứng dụng. Và gang này được dùng nhiều trong việc sản xuất các loại van công nghiệp, van nước tại những hệ thống khí, nước,..

Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi vừa đưa ra phía trên sẽ giúp quý bạn đọc hiểu được phần nào về khái niệm gang là gì? Đồng thời cũng biết chính xác các loại gang và tính ứng dụng của nó để đưa ra lựa chọn những sản phẩm phù hợp nhất.