Được biết đến là loại chất liệu rắn chắc, gang đúc được ứng dụng phong phú trong nhiều lĩnh vực. Như sản xuất các linh kiện, máy móc, đồ trang trí, đồ gia dụng… Nhưng bạn đã thực sự biết gang là gì? Đặc điểm gì vượt trội giúp nó trở nên thông dụng như vậy? Hay là các loại gang nào được sử dụng nhiều nhất trên thị trường ở thời điểm hiện tại? Mời bạn đọc cùng Gang Đúc AK đi tìm câu trả lời cho những thắc mắc trên trong bài viết dưới đây nhé!
1. Gang đúc là gì?
Gang đúc là hợp chất kim loại của sắt (Fe) và cacbon (C). Trong đó sắt chiếm chủ yếu với trọng lượng hơn 95%, hàm lượng C lớn hơn 2,14%. Nhưng trong thực tế, hợp chất gang còn có chứa một số nguyên tố khác như: Si (Silic), Mn (Mangan), P (Photpho) và S (Lưu huỳnh).
Các nguyên tố có trong gang thường có hàm lượng lần lượt là:
- C: 2,0÷4,0%
- Mn: 0,2÷1,5%
- P: 0,04÷0,65%
- S: 0,02÷0,05%
Vật liệu gang và composite đều là những vật liệu phổ biến được chọn cho để làm nắp hố ga. Mỗi loại vật liệu đều có những ưu, khuyết điểm khác nhau. Do đó, nhiều chủ thầu phân vân khi phải chọn nắp hố ga bằng gang hay composite. Trong phạm vi bài viết này, Hàn Việt Group sẽ phân tích những đặc tính, ưu khuyết điểm của vật liệu gang đúc.
2. Đặc tính của các loại gang đúc
Gang có thể được xem như hợp kim chứa hai nguyên tố là sắt và cacbon ở trạng thái đông đặc. Nhiệt độ nóng chảy của gang trong khoảng từ 1150 đến 1200 °C. Thấp hơn 300 °C so với sắt nguyên chất.
Người ta xem gang đúc như là một loại hợp kim có tính giòn. Đặc điểm nhận dạng của gang thường là màu xám ở mặt gãy. Đây chính là sự phân bổ ở dạng tự do của khối cacbon. Có hình dạng tấm khi hợp kim đông đặc.
3. Các loại gang và ứng dụng phổ biến
Hàm lượng của các nguyên tố hóa học quyết định những tính chất và đặc điểm riêng của từng loại gang. Tuỳ theo dạng graphit trong gang mà chúng được phân chia thành các loại cơ bản. Như: Gang xám, gang dẻo, gang cầu, gang trắng với những ứng dụng khác nhau.
Gang Xám Là Gì?
Do graphit có độ bền cơ học kém nên gang xám giòn. Có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp. Tuy nhiên, graphit lại có ưu điểm giúp tăng độ mài mòn và giảm độ co ngót khi đúc của gang xám. Điều này làm cho phôi gang phù hợp với các vật liệu cần bôi trơn có chứa dầu nhớt. Thích hợp để chế tạo các ổ trượt, bánh răng, thân máy, bệ máy, ống nước…
Đây là loại gang thông dụng và lâu đời nhất. Chúng được sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh cực cơ khí kỹ thuật. Tinh thể của chúng bao gồm các vết đứt gãy nhỏ khác nhau. Những vết đứt gãy này là nguyên nhân tạo ra sự xuất hiện của màu xám.
* Tính chất của Gang Xám:
- Gang xám có độ bền kéo và khả năng chống va đập kém hơn thép. Nhưng độ bền nén của nó tương đương với thép cacbon thấp và trung bình. Kết quả, chúng là sự lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng kim loại có thể liên quan đến cường độ nén.
- Gang xám có khả năng dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng tốt. Thường được dùng trong các dụng cụ nấu nướng và rôto hãm.
- Gang xám cũng có khả năng giảm chấn tuyệt vời. Do graphit trong gang xám hấp thụ năng lượng và chuyển hóa thành nhiệt. Khả năng giảm chấn lớn được ứng dụng đối với các vật liệu sử dụng trong các kết cấu gây ra rung động không mong muốn khi vận hành như bệ máy công cụ hoặc trục khuỷu.
Gang đúc dẻo
Gang dẻo là loại gang trắng được phát minh bởi người Anh phát triển. Nó được ủ trong thời gian vài ngày ở nhiệt độ từ 850 – 1050⁰C để tạo thành một loại gang có tính dẻo cao. Đặc điểm nổi trội của loại vật liệu này là có độ bền cao. Thậm chí có thể thay thế cho thép trong rất nhiều ứng dụng mà các loại gang khác không có khả năng.
Gang dẻo thường được ứng dụng trong sản xuất các loại van nước, van công nghiệp cho các hệ thống nước, khí.
Gang cầu
Gang cầu được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất nắp hố ga gang cầu, ống dẫn nước và các bộ phận cơ khí...
Cấu trúc vi mô của Gang cầu
Gang cầu có thể bị gỉ vì là hợp kim của sắt, nhưng bạn đừng lo! Gang cầu chống ăn mòn tốt hơn nhiều so với các loại gang khác như gang xám.
Nhờ cấu trúc vi mô đặc biệt - Hình cầu. Bên cạnh đó, hàm lượng cao các nguyên tố hợp kim như silic giúp gang cầu giữ được độ bền cao và tuổi thọ lâu dài.
Thế nên, chúng luôn là lựa chọn đáng tin cậy trong nhiều ứng dụng. Cấu trúc này được minh họa trong hình sau:
Minh họa tinh thể grafit của 5 loại gang (Nguồn ảnh: Goat sưu tầm và biên tập)
GANG CẦU (DUCTILE IRON) CÓ CÁC ĐẶC TÍNH SAU:
2. Độ dẻo tốt: Khả năng chịu biến dạng tốt mà không bị gãy, giúp dễ dàng hơn trong gia công và lắp đặt.
4. Kháng ăn mòn: Chống ăn mòn tốt trong môi trường nước và các dung dịch kiềm, axit yếu.
6. Khả năng giảm rung và tiếng ồn: Tốt hơn so với gang xám, làm giảm rung động và tiếng ồn trong các ứng dụng cơ khí.
NGUYÊN LIỆU GỐC CỦA QUÁ TRÌNH CẦU HÓA:
- Sắt Thô: Thường sử dụng sắt phế liệu.
- Thành phần khác: Các nguyên tố như carbon, silic, mangan, lưu huỳnh và photpho. Thành phần cần được kiểm soát cẩn thận để đạt được các tính chất mong muốn sau khi hình cầu hoá.
- Chất Xúc Tác: Chất kích thích được thêm vào kim loại nóng chảy để thúc đẩy sự hình thành của hạt than chì trong quá trình đông kết.
CÁC BƯỚC CỦA QUÁ TRÌNH CẦU HÓA:
Quá trình cầu hóa gang không chỉ đơn thuần là nấu chảy và khử oxit. Nó là một quá trình kỹ thuật tinh tế.
Bước 1: Nung Chảy và Xử Lý
- Nung Chảy: Sắt cơ bản được nung nóng trong lò nhiệt ở nhiệt độ thường vượt quá 1200°C.
- Tẩy Lưu Huỳnh: Nếu cần thiết, kim loại nóng chảy trải qua quá trình tẩy lưu huỳnh để giảm nồng độ lưu huỳnh, ảnh hưởng đến sự hình thành của hạt chì.
- Xúc Tác: Chất xúc tác (thường chứa các nguyên tố như Magie hoặc Cerium) được thêm vào kim loại nóng chảy. Những chất này sẽ kích thích hình thành hạt than chì hình cầu thay vì hình que, hình vụn trong quá trình đông kết.
Bước 2: Đông Kết Gang Cầu
- Đổ Gang Đã Cầu Hóa Vào Khuôn: Kim loại nóng chảy đã được xử lý được đổ vào khuôn.
- Làm Lạnh: Khi kim loại làm lạnh, than chì kết tinh ra dưới dạng hạt cầu do chất kích thích.
Bước 3: Kiểm Soát và Đảm Bảo Chất Lượng Gang Cầu
- Tỷ Lệ Hình Cầu (% của Các Hạt Cầu): Đây là tỷ lệ của các hạt than chì hình cầu trong cấu trúc vi mô. Đối với Gang cầu chất lượng, mức độ hình cầu thường dao động từ 80% đến 90%.
- Cấu Trúc Ma Trận: Ma trận của ferrite và pearlite bao quanh các hạt cầu nên được cân bằng để đạt được các tính chất cơ học mong muốn.
Bước 4: Tác Động Sau Khi Đúc
- Xử Lý Nhiệt: Một số chi tiết đúc Gang cầu có thể trải qua quá trình xử lý nhiệt để cải thiện các tính chất cơ học và giảm căng thẳng còn lại.
- Gia Công: Tùy thuộc vào ứng dụng, các chi tiết đúc Gang cầu có thể cần gia công để đạt được kích thước cuối cùng và bề mặt hoàn thiện.
Gang Trắng Là Gì?
Gang trắng không phổ biến lắm so với gang xám. Và như đã đề cập ở đầu bài viết, gang trắng được coi là một loại gang khác.
Gang trắng có tên từ bề mặt vết nứt tinh thể màu sáng trắng mà nó tạo ra sau khi bị gãy. Đó là kết quả của các hợp chất sắt được gọi là Cementite. Giống như gang xám, gang trắng cũng có nhiều vết nứt nhỏ khác nhau.
* Khác biệt cơ bản của Gang Trắng và Gang Xám:
Sự khác biệt có thể kể đến là:
-
Gang Trắng được tìm thấy có Cementite.
-
Gang Xám lại là loại có Graphit.
(Graphit - Than chì chịu trách nhiệm tạo ra màu xám. Trong khi Cementite chịu trách nhiệm tạo ra màu trắng và khiến gang trắng trở nên rất cứng và giòn).
Nói chung, hầu hết các vật liệu gang trắng có chứa ít hơn 4,3% Carbon (C) và lượng Silicon (Silic - Si) chứa ít hơn 1,0% trọng lượng. Mà Si lại là tác nhân tạo graphit. Điều này ức chế sự kết tủa của carbon ở dạng Graphit.
Tóm lại, trong gang trắng, Cacbon kết tủa ra khỏi quá trình nóng chảy dưới dạng cementite Fe3C, chứ không phải là graphit.
* Tính chất của Gang Trắng:
Không như gang xám, gang trắng có tính chất hóa học hoàn toàn khác biệt.
- Gang Trắng quá giòn nên khó có thể gia công được.
- Gang trắng rất cứng, có khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
- Chi phí sản xuất tương đối thấp.
- Gang trắng không thể hàn được. Bởi chúng rất khó có thể chịu ứng suất do hàn gây ra trong khi không có bất kỳ tính chất dẻo nào trong kim loại cơ bản. Ngoài ra, vùng ảnh hưởng nhiệt tiếp giáp với mối hàn có thể bị nứt trong quá trình làm mát sau khi hàn.
Vậy nên, gang trắng được sử dụng trong các ứng dụng như khả năng chống mài mòn. Chẳng hạn như trên răng của máy xúc, bánh công tác và ống bơm bùn, vỏ lót / lớp lót cho máy trộn xi măng và thanh nâng trong máy nghiền bi.
4. Đơn vị cung cấp các sản phẩm gang đúc đạt tiêu chuẩn, chất lượng cao
Gang Đúc AK là đơn vị chuyên sản xuất và cung cấp các loại sản phẩm gang đúc, nắp hố ga, nắp bể cáp, song chắn rác và ghi gốc cây uy tín, đáp ứng đầy đủ yêu cầu của khách hàng. Được sản xuất theo công nghệ tiên tiến mới nhất, sản phẩm của chúng tôi luôn đáp ứng được các yêu cầu khó tính nhất từ khách hàng về chất lượng, mẫu mã, giá thành.
Để mua các sản phẩm được làm từ gang đúc chính hãng, nhanh tay liên hệ với chúng tôi theo thông tin dưới đây:
Gang Đúc AK
Địa Chỉ: 11 Phú Xuân 3, P. Hoà Minh, Q. Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng
Hotline: 0825 268 268
Email: info@gangduc.com.vn
Website: https://www.gangduc.com.vn
