Tính chất của gang

Gang là dòng vật liệu được sử dụng phổ biến và rộng rãi hiện nay. Đây là một trong những loại vật liệu có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn, oxy hóa tốt. Do đó, chúng được ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp, xây dựng.

Tuy nhiên để có thể sản xuất được loại vật liệu này thì yêu cầu nguồn nguyên liệu phải được khai thác từ tự nhiên. Việc này rất dễ gây ra các vấn đề ảnh hưởng đến môi trường sống.

Và để có thể hiểu rõ hơn về các tính chất của gang thì xin mời bạn đọc cùng tham khảo ngay bài viết dưới đây.

Tìm hiểu chung về gang

Gang còn có tên gọi tiếng anh là Cast iron. Chúng là một loại hợp kim thuộc nhóm kim loại sắt (Fe). Vật liệu này được chế tạo bằng cách nung nóng nguyên liệu sắt với chất lưu huỳnh, phốt pho hoặc cacbon.

Theo các tài liệu nghiên cứu thì gang được tìm ra từ thế kỷ VI TCN. Tuy nhiên ở giai đoạn này, gang vẫn không được sử dụng nhiều. Phải đến thế kỷ XIV thì chúng mới bắt đầu được ứng dụng phổ biến và rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới.

Màu sắc đặc trưng của gang là xám đen. Đây cũng chính là đặc điểm dễ nhận dạng nhất để chúng ta có thể phân biệt gang với các loại vật liệu khác. Cast iron được biết đến với độ bền cao, khả năng chịu ăn mòn, oxy hóa và dẫn nhiệt, dẫn điện tốt. Với những đặc tính nổi bật như vậy, vật liệu gang có thể ứng dụng linh hoạt trong rất nhiều các lĩnh vực, hệ thống khác nhau.

Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của loại vật liệu này là có thể gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường, sức khỏe con người trong quá trình sản xuất.

Thành phần của gang

Gang được tạo ra từ hợp kim của sắt, cacbon và một số chất phụ gia khác. Trong đó:

Cacbon: chiếm khoảng 2 -5% hàm lượng có trong gang. Nếu cacbon ở bên trong gang ở dưới dạng hợp chất xementit thì đó là gang trắng, còn ở dạng tự do graphit thì là gang xám.

Sắt (Fe): đây là nguyên tố chính chiếm khoảng 95% hàm lượng bên trong gang. Chúng có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chịu nhiệt, độ bền và tính chống ăn mòn của gang.

Silic (Si): nguyên tố này chiếm khoảng 1,5 – 3% hàm lượng có trong gang. Chúng có ảnh hưởng tương đối lớn đến cấu trúc tinh thể của gang.

Mangan (Mn): thành phần hóa học này chiếm không quá 1,3% hàm lượng trong gang xám và khoảng 2 -2,5% trong gang trắng. Chúng có khả năng giúp tăng độ bền, khả năng chống mài mòn và giảm tác hại của lưu huỳnh.

Photpho (P): có hàm lượng không quá 0,1%. Chúng được sử dụng để làm tăng tính chảy loãng giúp gang được ứng dụng trong đúc tượng, hay đúc các chi tiết mỹ thuật.

Lưu huỳnh (S): hàm lượng dưới 0,1%.

Tính chất vật lý và hóa học chung của gang

Ở phần này, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về tính chất vật lý cũng như tính chất hóa học chung của gang.

Tính chất vật lý

Gang có tính chất vật lý như sau:

• Nhiệt độ nóng chảy của gang tương đối cao từ 1150 đến 1200 độ C.
• Được đánh giá cao về độ cứng, thường dao động trong khoảng từ 150 đến 300 Brinell.
• Độ dẻo tương đối tốt nên dễ dàng đúc, uốn nắn theo nhiều hình dạng khác nhau mà không làm mất đi tính chất vốn có của gang.
• Khả năng dẫn nhiệt, dẫn điện tương đương với các dòng vật liệu kim loại như đồng, nhôm.
• Trọng lượng riêng của gang thường nằm trong khoảng từ 6,9 g/cm3 đến 7,8 g/cm3.

Tính chất hóa học

• Gang là một hợp kim bao gồm sắt và cacbon.
• Có thể bị oxy hóa khi phải tiếp xúc với không khí ẩm.
• Trong điều kiện môi trường axit mạnh, gang không bị tan nhưng dễ bị ăn mòn.

Các loại gang phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại gang khác nhau. Chúng bao gồm: gang xám, gang cầu, gang trắng, gang dẻo, gang graphit. Mỗi một loại lại có những đặc điểm riêng. Vậy nên, hãy cùng theo chân chúng tôi tìm hiểu xem những đặc điểm đó là gì nhé.

Gang xám

Đây là một trong những loại vật liệu có giá thành rẻ, dễ dàng thực hiện gia công và khả năng cách âm tốt. Do vậy, chúng được sử dụng khá phổ biến trong các ứng dụng. Tuy nhiên trong môi trường làm việc đòi hỏi tính chất cơ học cao và tuổi thọ bền bỉ thì dòng gang này không phải là một sự lựa chọn phù hợp.

Gang dẻo

Dòng gang này sở hữu nhiều đặc điểm nổi bật như dễ dàng uốn nắn, khả năng chống va đập và mài mòn tốt. Với những đặc điểm nổi bật như vậy, gang dẻo trở thành một vật liệu lý tưởng để ứng dụng trong các ngành công nghiệp như dầu khí hay các ngành công nghiệp liên quan đến nước biển.

Gang cầu

Gang cầu được đánh giá là một trong những loại vật liệu có độ bền cao. Chúng được tạo ra bằng cách gia nhiệt và xử lý nhiệt trong môi trường có chứa chất kích thích tạo hạt graphit theo dạng hình trụ hoặc hình cầu. Loại vật liệu này rất được ưa chuộng để ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến ngành công nghiệp đặc biệt trong đó là để sản xuất các loại van như van bướm, van bi, van cổng,…

Gang trắng

So với gang xám và gang dẻo thì gang trắng có độ bền cao hơn. Loại gang này thường được sử dụng trong môi trường yêu cầu độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt và chịu được sự va đập mạnh. Tuy nhiên, gang trắng cũng có giá thành cao nên không được sử dụng phổ biến như gang xám và gang dẻo.

Gang Graphit

Loại gang này còn có tên gọi khác là gang xoắn, gang trắng đặc. Các hạt graphit có trong loại gang này giúp tăng sự đàn hồi, độ dẻo dai và giảm độ dẻo vụn của vật liệu.

Gang graphit được tạo ra bằng cách nung chảy các thành phần như sắt, magie, đồng và niken. Sau đó, chúng sẽ được thêm các chất xúc tác để tạo hạt graphit. Loại vật liệu này được đúc giống với gang xám nhưng quá trình gia nhiệt và xử lý nhiệt sẽ được thực hiện một cách tỉ mỉ hơn để có thể tạo ra được cấu trúc tinh thể đặc.

Tính chất của từng loại gang

Do cách thực hiện sản xuất mỗi loại gang là khác nhau nên từng loại gang cũng sẽ có tính chất riêng. Hãy cùng tìm hiểu những tính chất của gang qua phần thông tin dưới đây.

Tính chất của gang xám

• Độ dẻo: gang xám có độ dẻo cao nên dễ dàng thực hiện gia công, uốn nắn.
• Độ cứng: độ cứng của gang xám không được đánh giá cao so với các loại vật liệu gang khác.
• Độ bền: có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt.
• Tính chất nhiệt độ : khả năng dẫn nhiệt và tản nhiệt tốt.

Tuy nhiên, gang xám có nhược điểm đó là độ bền kéo thấp và dễ dàng bị gãy khi phải chịu lực tác động mạnh.

Tính chất của gang trắng

• Độ dẻo: khả năng uốn nắn, gia công không được tốt như gang xám.
• Độ cứng: có thể chịu sự va đập và chống mài mòn tốt.
• Độ bền: được đánh giá cao về độ bền đặc biệt là độ bền kéo.
• Tính chất nhiệt độ: trong môi trường nhiệt độ cao, gang trắng không hề bị biến dạng. Vậy nên, có thể nói rằng loại vật liệu này có khả năng chịu được nhiệt độ tốt.

Tuy nhiên, do độ dẻo không được tốt, khó thực hiện sản xuất nên dòng vật liệu này không được sử dụng phổ biến trên thị trường mà chỉ được ứng dụng trong những hệ thống đặc biệt.

Tính chất của gang cầu

• Độ dẻo: dễ dàng sản xuất, gia công.
• Khả năng chống ăn mòn: do hàm lượng silic có trong gang cầu cao nên chúng có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các loại vật liệu gang khác.
• Độ bền: độ bền cao, khả năng chịu va đập tốt.
• Tính chất nhiệt độ :khả năng chịu được nhiệt độ cao tương đối tốt và có thể làm việc trong môi trường nhiệt độ cao hơn so với gang xám.

Bên cạnh những tính chất trên thì gang cầu còn có khả năng cân bằng tỉ trọng tốt.

Tính chất của gang graphit

• Gang graphit có độ dẻo và khả năng đàn hồi tốt , chịu được tải trọng lớn và sự va đập mạnh.
• Do có chứa hàm lượng graphit nên chúng có thể chống ăn mòn tương đối tốt.
• Khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn gang xám.

Tính chất của gang dẻo

• Độ dẻo: với khả năng co giãn và độ dẻo dai tốt nên chúng dễ dàng được chế tạo và ứng dụng để sản xuất các bộ phận máy móc như ống dẫn nước, cầu chì,…
• Độ bền: độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt đặc biệt là trong các môi trường có tính chất oxy hóa như axit, nước biển,…
• Tính chất nhiệt độ : có thể chịu được nhiệt độ cao.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của gang và ứng dụng

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của gang

Ảnh hưởng từ các nguyên tố hóa học

• Cacbon: Nếu hàm lượng cacbon quá cao thì rất dễ làm giảm đi độ dẻo và tính dẫn nhiệt của gang. Bên cạnh đó, tính chất của cast iron cũng bị phụ thuộc vào tốc độ nguội của chúng.
• Silic (Si): đây là nguyên tố ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc tinh thể của gang. Nếu như hàm lượng Si càng cao thì độ loãng và khả năng chịu ăn mòn của gang càng tăng.
• Mangan (Mn): đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự hình thành của gang trắng và ngăn chặn quá trình graphit hóa.
• Photpho (P): về cơ bản thì P không đem lại lợi ích gì cho gang mà thậm chí còn giảm đi độ bền của vật liệu, tăng độ giòn và dễ dàng bị nứt. Tuy nhiên khi nguyên tố này được loãng thì chúng có thể được sử dụng để phục vụ cho việc đúc tượng, hay các chi tiết nghệ thuật.
• Lưu huỳnh (S): gây cản trở cho quá trình graphit hóa, giảm tính năng chảy loãng và tính đúc của gang, khiến vật liệu bị giảm độ bền.

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Thông thường, người ta hay nung gang ở nhiệt độ cao để tạo ra gang có tính chất nguội. Việc này giúp loại bỏ các tạp chất không phải kim loại, đồng thời cải thiện tính chất của gang khi kết tinh.

Ảnh hưởng của tốc độ nguội

Tốc độ làm nguội nhanh sẽ cho ra thành phẩm là gang trắng, còn tốc độ làm nguội chậm sẽ tạo ra gang xám. Không chỉ vậy, tốc độ này còn bị phụ thuộc vào loại khuôn đúc và chiều dày của vật liệu đúc.

Ứng dụng của gang

Là một trong những vật liệu sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật, gang được đưa vào sử dụng trong rất nhiều ứng dụng khác nhau. Các ứng dụng phổ biến của gang:

• Lĩnh vực xây dựng: gang được sử dụng để sản xuất đường ray xe lửa, làm cột, móng trong các công trình xây dựng,…
• Ngành công nghiệp: sử dụng gang để sản xuất các thiết bị công nghiệp, máy móc,…
• Lĩnh vực sản xuất ô tô: dùng để chế tạo các bộ phận của động cơ như hộp số, tay lái, tay nắm cửa,…
• Ngành điện tử: gang dùng để sản xuất các chi tiết, thiết bị điện tử như chip, ổ cắm, pin,…
• Ngành năng lượng: được dùng để làm các bộ phận trong máy phát điện, bộ chuyển đổi nhiên liệu,…
• Ngành van công nghiệp: gang được sử dụng để sản xuất các dòng van như van bướm gang, van bi gang, van cầu gang, van cổng gang,…Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hoạt động đóng mở và điều tiết lưu lượng dòng chảy, giúp hệ thống hoạt động ổn định và đem lại năng suất cao.

Tổng kết

Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi vừa chia sẻ sẽ giúp bạn có thể hiểu rõ hơn về tính chất của gang. Từ đó, ứng dụng chúng một cách hiệu quả và tối ưu nhất.

Nhân tiện đây, nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua các sản phẩm van công nghiệp được làm từ chất liệu gang thì hãy liên hệ ngay với chúng tôi – công ty TNHH Thương mại & XNK HT Việt Nam.

Chúng tôi tự hào là một trong những doanh nghiệp uy tín hàng đầu cả nước, chuyên cung cấp các sản phẩm van công nghiệp, phụ kiện đường ống, thiết bị đo chính hãng và đảm bảo chất lượng. Các sản phẩm của chúng tôi đều được nhập khẩu từ các quốc gia có nền công nghiệp phát triển hàng đầu thể giới, mẫu mã thiết kế thì đa dạng, chắc chắn sẽ đem đến cho bạn nhiều sự lựa chọn.

Giá thành và chất lượng thường là hai yếu tố được khách hàng quan tâm nhất khi mua hàng. Do đó, bên cạnh sản phẩm chất lượng, chúng tôi cam kết sẽ mang đến cho bạn những mức giá ưu đãi và hấp dẫn nhất.

Vậy nên, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng nhất.

Xin trân trọng cảm ơn!