Gang là một hợp kim sắt-cacbon quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Cấu trúc và tính chất của gang thay đổi tùy thuộc vào thành phần hóa học và quy trình sản xuất. Vậy, căn cứ vào cấu tạo và tính chất, gang được chia làm mấy loại? Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về các loại gang phổ biến hiện nay.
Phân Loại Gang Theo Cấu Trúc và Tính Chất
Dựa vào cấu trúc tế vi và tính chất cơ học, gang được chia thành các loại chính sau:
- Gang xám
- Gang trắng
- Gang dẻo
- Gang cầu
Mỗi loại gang có những đặc điểm riêng biệt, phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
1. Gang Xám
Gang xám là loại gang phổ biến nhất, chiếm phần lớn sản lượng gang trên toàn thế giới. Đặc điểm nổi bật của gang xám là graphite tồn tại ở dạng các lá mỏng.
- Cấu trúc: Graphite dạng lá, phân bố trong nền kim loại.
- Tính chất:
- Độ bền kéo thấp, độ dẻo kém.
- Độ bền nén cao.
- Khả năng chịu mài mòn tốt.
- Dễ gia công cắt gọt.
- Có khả năng hấp thụ rung động tốt.
- Ứng dụng: Chế tạo thân máy công cụ, bệ máy, các chi tiết máy có hình dạng phức tạp, vỏ động cơ, ống dẫn nước, van…
2. Gang Trắng
Gang trắng có toàn bộ hoặc hầu hết carbon tồn tại ở dạng cementite (Fe3C).
- Cấu trúc: Cementite (Fe3C) là thành phần chính.
- Tính chất:
- Độ cứng rất cao, khả năng chống mài mòn tốt.
- Độ dẻo và độ bền kéo rất thấp, giòn.
- Khó gia công cắt gọt.
- Ứng dụng: Chế tạo các chi tiết chịu mài mòn cao như con lăn nghiền, bi nghiền, lót máy nghiền, hoặc dùng làm nguyên liệu để sản xuất gang dẻo.
3. Gang Dẻo
Gang dẻo được tạo ra bằng cách nhiệt luyện gang trắng. Quá trình nhiệt luyện làm cho cementite phân hủy thành graphite dạng cụm.
- Cấu trúc: Graphite dạng cụm (hay còn gọi là “hoa mai”) trong nền kim loại.
- Tính chất:
- Độ bền kéo và độ dẻo cao hơn gang xám nhưng vẫn thấp hơn thép.
- Khả năng chịu va đập tốt hơn gang xám.
- Dễ gia công hơn gang trắng.
- Ứng dụng: Chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng va đập và uốn như trục khuỷu, tay biên, bánh răng, các loại khớp nối…
4. Gang Cầu
Gang cầu là loại gang có graphite tồn tại ở dạng hình cầu. Để đạt được cấu trúc này, người ta thêm các nguyên tố như Mg hoặc Ce vào gang lỏng trước khi đúc.
- Cấu trúc: Graphite dạng cầu, phân bố đều trong nền kim loại.
- Tính chất:
- Độ bền kéo, độ dẻo và độ dai cao hơn hẳn so với gang xám và gang dẻo, gần tương đương với thép.
- Khả năng chịu tải trọng động tốt.
- Khả năng chống ăn mòn tốt.
- Ứng dụng: Chế tạo các chi tiết chịu tải trọng lớn và áp suất cao như trục khuỷu, trục cam, bánh răng, van công nghiệp, thân bơm, các chi tiết trong ngành ô tô, đường ống dẫn dầu…
Kết Luận
Như vậy, căn cứ vào cấu tạo và tính chất, gang được chia làm 4 loại chính: gang xám, gang trắng, gang dẻo và gang cầu. Mỗi loại gang có những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt. Việc lựa chọn loại gang phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết máy. Hiểu rõ về các loại gang giúp kỹ sư và nhà thiết kế đưa ra quyết định đúng đắn, đảm bảo hiệu quả và độ bền của sản phẩm.
