Gang là gì? Có bao nhiêu loại gang

Sắt được tìm thấy trong thành phần của nhiều hợp kim kim loại khác nhau. Không có nó, thép cacbon, thép không gỉ (inox), siêu hợp kim và một số nhóm hợp kim kim loại khác không thể được sản xuất. Đây cũng là tiền đề để sản xuất nên một loại vật liệu phổ biến khác, đó chính là gang.

Vậy gang được chế tạo như thế nào và nó có thể được sử dụng để làm gì?. Bài viết này sẽ giúp các bạn có một góc nhìn sâu hơn về gang. Hãy cùng XNK HT Việt Nam tham khảo nhé.

Gang là gì

Gang là một thuật ngữ dùng để mô tả một họ hợp kim mà nguyên tố hợp kim chính là sắt. Để được coi là gang, hợp kim (chủ yếu là sắt) phải có trên 2% cacbon thì mới được coi là gang. Gang cũng có một lượng nhỏ các kim loại khác, trong đó mangan và silicon là hai trong số những hợp kim phổ biến nhất. Các nguyên tố khoáng bổ sung này được sử dụng để thay đổi hoặc thêm các tính chất của gang và tạo thành các loại gang có đặc điểm và tính chất khác nhau.

Trên thực tế, có bốn loại hợp kim gang chính. Đó là:

• Gang cầu: Chứa các hạt than chì làm cho nó dẻo hơn các loại gang khác trong khi vẫn có đặc tính độ bền tuyệt vời.
• Gang xám: Có các mảnh than chì trong đó giúp cải thiện khả năng gia công của nó so với các loại gang khác.
• Gang trắng: Có hàm lượng cacbua sắt cao nên rất giòn nhưng có khả năng chống mài mòn cao.
• Gang dẻo: Về cơ bản là gang trắng đã được xử lý nhiệt đặc biệt để biến cacbua sắt thành các khối than chì; nó có đặc tính tương tự như gang cầu.

Gang được sản xuất như thế nào?

Gang được sản xuất bằng cách nấu chảy hợp kim sắt + cacbon, với hàm lượng cacbon lớn hơn 2%. Gang chứa 2-4% carbon và các kim loại khác. Kết hợp với khoảng 1–3% silicon, những vật liệu này sẽ giúp nâng cao hiệu suất đúc của kim loại. Trong quá trình gia công đôi khi một lượng nhỏ khoáng chất mangan có thể được trộn lẫn hoặc các vật liệu khoáng khác như lưu huỳnh và phốt pho được thêm vào để tạo thành các chất liệu gang khác nhau.

Hàm lượng carbon cao trong gang dẫn đến sản phẩm được tạo thành có độ cứng cao nhưng lại khá giòn. Hàm lượng nguyên tố cacbon cao và sự có mặt của silicon cũng góp phần như một chất xúc tác làm cho gang có khả năng đúc tuyệt vời.  Các loại gang khác nhau  được sản xuất bằng các quy trình và mức nhiệt khác nhau. Bao gồm gang xám, gang trắng và gang dẻo và gang than chì,…

Có bao nhiêu loại gang

Gang xám hoặc gang đen (Gray Cast Iron)

Loại gang này có kết cấu tương tự như sắt thô (Pig Iron) được luyện từ lò nung cao (Blast Purnace). Lí do đơn giản mà nó được gọi là gang xám là khi cắt ra sẽ thấy bề mặt bên trong của nó có màu xám.

Nó khác với cả gang trắng ở chỗ có một tỷ lệ cacbon tương tự nhau (khoảng 3 – 3,5%), nhưng cacbon có trong loại gang xám này xảy ra do nó nguội đi từ từ, khi đó phần lớn cacbon tách ra với nhau dưới dạng cacbon nguyên chất. Được gọi là “Graphite” khiến chúng trông có màu xám. (Nhưng vẫn có một số cacbon kết hợp thành hợp chất giống như gang trắng.) Ngoài ra còn có các nguyên tố được trộn lẫn vào đó như silicon, mangan, phốt pho và lưu huỳnh

1. Độ cứng không cao. Điều này vừa khiến gang xám là vật liệu dễ gia công. Thường được sử dụng trong các ứng dụng như đồ mỹ nghệ, trang trí.
2. Có nhiệt độ nóng chảy thấp. Nó có tính linh hoạt tốt và có thể được đúc thành các hình dạng phức tạp một cách dễ dàng.
   3. Hệ số giãn nở thấp. Có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận cơ khí có yêu cầu về hình dạng và kích thước nhất định.
   4. Có khả năng chống nén. Và có khả năng hấp thụ rung động tốt (Dam ping Companies), dùng làm bệ đỡ các thiết bị.
3. Đặc tính độ bền kéo. Có thể được cải thiện đáng kể tùy thuộc vào việc cải thiện thành phần và xử lý nhiệt. Thường sử dụng để chế tạo các bộ phận động cơ như thanh kết nối, ống nước lớn và các đế máy móc khác nhau như đế máy tiện, máy phay, tấm kẹp phôi, v.v.

Ứng dụng của gang xám: Sắt xám được sử dụng để chế tạo khối động cơ, đầu xi lanh, đầu đốt gas, hộp số,…

 Gang trắng

Gang trắng có tỷ lệ cacbon từ 1,7% trở lên và còn chứa các nguyên tố như lưu huỳnh, silicon, mangan và phốt pho và có thể được sản xuất từ ​​lò Cupola. Nếu nhìn vào vết nứt chúng ta sẽ thấy những hạt thép màu trắng khi thay đổi trạng thái của loại gang này sẽ chuyển từ trạng thái nóng chảy sang trạng thái rắn.

Điều này sẽ khiến carbon thấm vào gang trắng. Không ở trạng thái tự do như gang đen. Loại kết cấu này làm cho gang trắng có đặc tính cứng, giòn, dễ gãy, các vết nứt sẽ có màu trắng như thép.

Những đặc tính nổi bật của gang trắng đó là:
1. Có độ cứng cao, có thể gia công bằng nhiều cách như khoan hay bào.
2. Có độ giòn cao.
3. Có thể chịu được lực tác động nhỏ.
4. Chống mài mòn tốt, ít hao mòn trong quá trình sử dụng. Thường được sử dụng trong các kết cấu có chuyển động xoay. Ví dụ như chế tạo những quả bóng tròn trong ổ bi, chế tạo bánh xe lửa, chế tạo máy nghiền đá và chế tạo đĩa cắt đá quý.

Ứng dụng của gang trắng: quá trình làm lạnh được sử dụng để sản xuất sắt trắng đã tạo ra một vật liệu giòn có khả năng chống mài mòn và mài mòn rất cao. Vì lý do này, nó được sử dụng để chế tạo lớp lót máy nghiền, vòi phun nổ, guốc phanh đường sắt, vỏ máy bơm, cuộn máy cán và máy nghiền.

Gang cầu

gang cầu có tỷ lệ cacbon khoảng 3 – 3,5% và cũng chứa các nguyên tố như magie và niken. Loại gang này thu được từ gang xám bằng cách trộn magie – Niken trong nước sắt trước khi đổ vào khuôn. Thứ tạo ra than chì (Carbon nguyên chất tập trung trong gang) có dạng hình tròn (Spheroid).

Gang cầu khác với gang xám ở chỗ, cacbon kết hợp lại tạo thành than chì có hình tròn. (Than chì của gang xám dài.) Đặc tính thu được là bền và có thể chịu va đập tốt hơn gang xám. Vì vậy nó rất phổ biến. Kết cấu của loại gang này có cấu trúc cơ bản là Ferrite và Pearlite.

Tính chất của gang cầu.
1. Có thể chịu được độ bền kéo cao khoảng 540 – 700 newton/mm.
2. Có tỷ lệ lưu giữ khoảng 1 – 5%.
3. Được làm nguội đồng đều giúp giảm áp lực và làm cứng bề mặt.
4. Độ cứng và độ giòn được giảm đi, giúp cho việc tiện, bào và khoan trở nên dễ dàng.
5. Chống mài mòn.
6. Chịu nhiệt tốt.
8. Có khả năng hấp thụ chấn động tốt.
Ứng dụng của gang cầu: Dùng để chế tạo các bộ phận của động cơ. Chẳng hạn như trục, khuỷu dụng cụ nông nghiệp bộ phận thuyền biển, đường ống dẫn nước, đường ống dẫn khí.

Gang CGI (Graphit nén)

Gang CGI có hàm lượng cacbon xấp xỉ 4,2% và có lẫn các nguyên tố như magie (Magnisium) và niken (Nichel). Loại gang này có kết cấu hạt khác với gang cầu. Cấu trúc than trì của nó có dạng dài và cong (Vermicular Graphite) giúp tăng độ bền kéo và độ co thấp.

Gang CGI mang đặc tính của gang cầu và gang xám. Độ bền kéo nhỉnh hơn gang xám và ngang với gang cầu nhưng độ dẻo dai lại kém hơn

Ứng dụng của gang CGI: được sử dụng nhiều trong các ứng dụng thương mại. Sự kết hợp các đặc tính của gang xám và gang trắng tạo ra sản phẩm có độ bền cao và độ dẫn nhiệt cao, thích hợp cho khối và khung động cơ diesel, ống lót xi lanh, đĩa phanh cho tàu hỏa, ống xả và đĩa bánh răng trong máy bơm cao áp.

Gang dẻo

5. Loại gang này có khả năng chịu lực kéo tốt hơn gang xám. Và gang trắng Nhưng ít hơn gang cầu. Ngoài ra, nó có khả năng chống va đập, tính chất tương tự như thép. Loại gang này được làm từ gang trắng đã được ủ và kiểm soát nhiệt độ. Nhược điểm của loại gang dẻo này là đòi hỏi chi phí ủ cao. Có thể sử dụng với các chi tiết gia công có độ dày không quá 50 mm.
   1. Độ dẻo dai được gia tăng hơn gang xám và gang trắng.
   2. Cứng hơn gang trắng. Nhưng kém hơn gang xám.
   3. Chống va đập tốt.
6. Có thể áp dụng trong các công trình yêu cầu độ cứng cao.

Ứng dụng của gang dẻo:  Sắt dẻo được sử dụng cho các bề mặt chịu lực nặng, dây xích, bánh xích, thanh kết nối, bộ phận truyền động và trục, đầu máy toa xe lửa, máy móc nông nghiệp và xây dựng.

Tính chất cơ học của gang

Các tính chất cơ học của vật liệu cho biết nó phản ứng như thế nào dưới các ứng suất cụ thể, giúp xác định tính phù hợp của nó đối với các ứng dụng khác nhau. Các thông số kỹ thuật được thiết lập bởi các tổ chức như the American Society for Testing (Hiệp hội Thử nghiệm) và Materials (ASTM) để người dùng có thể tự tin mua vật liệu rằng chúng đáp ứng các yêu cầu cho ứng dụng của mình.

Thông số kỹ thuật cũng rất quan trọng khi hàn các bộ phận bằng gang với nhau. Mối hàn phải đáp ứng được đầy đủ các đặc tính cơ học của vật liệu được hàn lại với nhau, nếu không, có thể xảy ra hiện tượng gãy và hỏng hóc.

Một số tính chất cơ học phổ biến của gang bao gồm:

• Có đặc tính đúc tốt.
• Có khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
• Khả năng gia công tốt.
• Áp suất bề mặt thấ
• Chi phí thấp, giải quyết được các vấn đề về vốn.
• Khả năng chống biến dạng.
• Nó có cường độ nén cao hơn thép từ ba đến năm lần.
• Có đặc tính chống rung, giảm chấn tuyệt vời; do đó nó được sử dụng để làm khung máy.
• Tính chất cơ học không đổi trong khoảng từ 20 đến 350 ° C.
• Nguồn tài nguyên có sẵn với số lượng lớn, do đó có thể được sản xuất hàng loạt. Các thiết bị cần thiết cho quá trình đúc tương đối rẻ, điều này làm giảm giá thành sản phẩm của nó.
• Có thể được tạo ra với bất kỳ hình dạng và kích thước phức tạp mà không cần sử dụng các máy móc hay kĩ thuật phức tạp.

Nhược điểm của gang

Mặc dù có nhiều ưu điểm và được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống. Nhưng với giá thành rẻ thì chúng ta không thể đòi hỏi quá nhiều ở vật liệu này. Gang tồn tại một số hạn chế sau:

• Dễ bị ăn mòn bởi thời tiết và hoá chất.
• Nó có độ bền kéo kém hơn các vật liệu khác như thép hay inox.
• Trọng lượng lớn, gây khó khăn trong vận chuyển và lắp đặt.
• Là vật liệu có tính giòn, không thể tạo hình bằng cách uốn thông thường.
• Khả năng gia công kém so với thép.

Tổng kho phụ kiện đường ống – XNK HT Việt Nam

Gang là vật liệu được con người sử dụng cách đây hơn 3000 năm. Các vật dụng từ gang được ưa chuộng và sử dụng hàng ngày. Đây cũng là vật liệu chủ chốt để tạo nên nhiều phụ kiện đường ống tại HT. Tại công ty TNHH TM&XNK HT Việt Nam, quý khách hàng hoàn toàn có thể yên tâm về chất lượng và giá thành. Luôn hướng tới sự hài lòng và an tâm của khách hàng:

• Chuyên tâm đào tạo nhân viên chuyên nghiệp.
• Hoạt động theo phương châm uy tín phải được đặt lên hàng đầu.
• Nói không với hàng giả, hàng kém chất lượng.
• Luôn hướng tới phát triển bền vững, lành mạnh.

Mọi thắc mắc và yêu cầu hỗ trợ xin vui lòng liên hệ:

• Hotline: 0981.625.884.
• Địa chỉ: Lô 7, DV 10, Khu đô thị Tây Nam Linh Đàm, Q.Hoàng Mai, Hà Nội, Việt Nam.