Đặc điểm 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: 2,0÷4,0% cacbon; 0,4÷3,5% Si; 0,2÷1,5% Mn;
0,04÷0,65% P; 0,02÷0,15% S.
Nguồn: Hàn Điện
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.
Tùy theo tổ chức tế vi và thành phần hóa học của
gang, người ta chia ra thành các loại:
Gang
trắng: là loại gang có tổ chức tế vi tương ứng với giản đồ
pha Fe-C, toàn bộ cacbon của nó nằm dưới dạng liên kết với sắt trong tổ chức
xementit. 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.
Các
loại gang có graphit: là loại gang mà phần lớn hay toàn bộ
cac bon của chúng nằm dưới dạng tự do graphit nên mặt gãy của nó có màu xám
(màu của graphit).
 |
| Gang xám |
Tuỳ theo dạng graphit trong gang mà gang có graphit
được phân thành các loại:
- Gang xám
là loại gang mà phần lớn hay toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng tự do graphit.
Graphit của nó ở dạng tấm, phiến, chuỗi… Mặt gãy của nó 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 một 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 dòn, 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.
Một chi tiết thông dụng được chế tạo 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 xám biến trắng: Trong sản xuất cơ khí hầu như không
dùng gang trắng, tuy nhiên trong một số trường hợp để sản xuất bi nghiền, trục
nghiền, trục xay xát ta sử dụng gang xám biến trắng. Loại gang này có bề mặt bị
biến thành gang trắng với chiều dày nhất định có độ cứng cao và tính chống mài
mòn lớn. Chế tạo gang xám biến trắng bằng cách đúc gang xám trong khuôn kim loại,
lớp bề mặt nguội nhanh sẽ biến thành gang trắng.
- 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.
Gang
dẻo
là loại gang trắng được ủ trong thời gian dài (đến vài ngày) ở nhiệt độ từ 850
– 1050⁰C để tạo thành một loại gang có tính dẻo
cao. Đây là vật liệu có độ bền cao lại kế thừa được những tính chất tốt vốn có
của gang, thậm chí có thể thay thế cho thép trong rất nhiều ứng dụng mà các loại
gang khác không có khả năng.
Với đặc tính: điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng tốt,
tính đúc tốt, dễ gia công, có khả năng chịu mài mòn, nên giá thành gia công rất
thấp, do đó gang được sử dụng trong rất nhiều chi tiết, lĩnh vực khác nhau.
Ký hiệu: Gang dẻo được ký hiệu bằng 2 chữ GZ và 2
nhóm số chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu tính theo KG/m2 và độ dãn dài tương đối
tính theo %.
Ưng dụng: Gang dẻo thường được dùng làm các chi tiết
đồng thời đòi hỏi ba yêu cầu sau:
- Hình dáng phức tạp,
- Chịu va đập,
- Tiết diện mỏng.
Nguồn: Hàn Điện
No Comment to " Đặc điểm các loại gang "