Gang là một loại hợp kim sắt-cacbon với hàm lượng cacbon cao hơn 2,14%. Sự đa dạng về thành phần và cấu trúc vi mô đã tạo nên nhiều loại gang khác nhau, mỗi loại có những đặc tính và ứng dụng riêng biệt. Bài viết này sẽ tổng hợp và phân tích các loại gang phổ biến hiện nay.

1. Gang xám

Gang xám là loại gang được sử dụng rộng rãi nhất nhờ giá thành rẻ và tính đúc tốt. Tên gọi "gang xám" xuất phát từ màu xám đặc trưng của bề mặt gãy do sự hiện diện của graphit ở dạng tấm. Graphit tấm làm giảm độ bền kéo và độ cứng của gang xám, nhưng lại tăng khả năng giảm chấn, chống mài mòn và tính gia công cắt.

Xem Thêm Tại: Tìm hiểu khái niệm và thành phần của gang

Đặc điểm của gang xám:

Xem Thêm Tại: Tìm hiểu các ứng dụng của gang

Thành phần: Hàm lượng cacbon từ 2,5% đến 4%, silic từ 1% đến 3%.

Xem Tại: Tìm hiểu các ứng dụng của gang

Cấu trúc vi mô: Graphit tấm phân bố trong nền ferit hoặc pearlit.

Tính chất cơ học: Độ bền kéo thấp (100-300 MPa), độ cứng thấp, độ dẻo và độ dai thấp, khả năng giảm chấn tốt.

Ứng dụng: Các chi tiết máy không chịu tải trọng cao như thân máy, bệ máy, vỏ hộp số, ống dẫn nước, nắp hố ga.

2. Gang cầu

Gang cầu được phát triển để khắc phục những nhược điểm của gang xám về độ bền và độ dẻo. Sự khác biệt chính nằm ở cấu trúc graphit, thay vì dạng tấm, graphit trong gang cầu tồn tại dưới dạng cầu nhờ quá trình biến tính bằng magie hoặc xeri. Cấu trúc graphit cầu giúp tăng cường đáng kể độ bền, độ dẻo và độ dai của gang cầu.

Đặc điểm của gang cầu:

Thành phần: Hàm lượng cacbon từ 3% đến 4%, silic từ 1,8% đến 2,8%, ngoài ra còn có thêm một lượng nhỏ magie hoặc xeri.

Cấu trúc vi mô: Graphit cầu phân bố trong nền ferit hoặc pearlit.

Tính chất cơ học: Độ bền kéo cao (400-1000 MPa), độ dẻo và độ dai tốt, khả năng chống mài mòn và chống va đập tốt.

Ứng dụng: Các chi tiết máy chịu tải trọng cao như trục khuỷu, bánh răng, trục cán, van, bơm.

3. Gang dẻo

Gang dẻo được tạo ra bằng cách ủ graphit hóa gang trắng. Quá trình ủ này làm biến đổi xêmentit (Fe3C) thành graphit cụm bông, mang lại cho gang dẻo độ dẻo và độ dai vượt trội so với gang xám và gang cầu.

Đặc điểm của gang dẻo:

Thành phần: Hàm lượng cacbon từ 2,5% đến 4%, silic từ 1% đến 2,5%.

Cấu trúc vi mô: Graphit cụm bông phân bố trong nền ferit hoặc pearlit.

Tính chất cơ học: Độ bền kéo trung bình (350-550 MPa), độ dẻo và độ dai rất tốt, khả năng chống mài mòn tốt.

Ứng dụng: Các chi tiết máy yêu cầu độ dẻo và độ dai cao như khung xe, vỏ máy bơm, bánh răng, phụ tùng nông nghiệp.

4. Gang trắng

Gang trắng là loại gang có hàm lượng cacbon cao và tốc độ nguội nhanh, dẫn đến sự hình thành xêmentit thay vì graphit. Xêmentit là một hợp chất rất cứng nhưng giòn, khiến gang trắng có độ cứng cao nhưng độ dẻo và độ dai rất thấp. Do đó, gang trắng thường không được sử dụng trực tiếp mà được dùng làm nguyên liệu để sản xuất gang dẻo.

Đặc điểm của gang trắng:

Thành phần: Hàm lượng cacbon từ 2% đến 4%, silic dưới 1%.

Cấu trúc vi mô: Xêmentit phân bố trong nền pearlit.

Tính chất cơ học: Độ cứng rất cao, độ bền kéo thấp, độ dẻo và độ dai rất thấp.

Ứng dụng: Làm nguyên liệu sản xuất gang dẻo, chế tạo các chi tiết chống mài mòn như bi nghiền, má phanh, bánh xe lửa.

5. Các loại gang hợp kim

Ngoài các loại gang cơ bản trên, còn có nhiều loại gang hợp kim được phát triển để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt về tính chất cơ học, vật lý và hóa học. Một số loại gang hợp kim phổ biến bao gồm:

Gang hợp kim niken: Tăng độ bền và độ dai ở nhiệt độ cao.

Gang hợp kim crom: Tăng độ cứng, độ bền mòn và chống ăn mòn.

Gang hợp kim molypden: Tăng độ bền nóng và độ dai ở nhiệt độ cao.

Gang hợp kim đồng: Tăng khả năng chống ăn mòn.

Kết luận

Sự đa dạng về loại hình và tính chất của gang đã làm cho vật liệu này trở nên không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Việc lựa chọn loại gang phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Cơ Khí P69 hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về các loại gang phổ biến hiện nay.

#Gang_Là_Gì, #GangLàGì, #Gang, #CơKhíP69, #Cơ_Khí_P69

Tổng hợp các loại gang phổ biến hiện nay