Gang là gì?

I. Gang là gì?

Gang là một dạng hợp kim bao gồm các thành phần chính như: sắt (Fe) và carbon (C). Trong gang có hàm lượng carbon lớn hơn 2,14%. Đối với gang có nhiệt độ nóng chảy từ 1150 – 1200 độ C và thấp hơn 300% so với sắt nguyên chất và thông thường gang có đặc tính giòn hơn các dạng vật liệu như sắt, thép và có màu xám đặc trưng, đó chính là sự phân bổ ở dạng tự do của khối carbon cùng với hình thù dạng tấm khi hợp kim đông đặc tạo thành một khối chắc chắn.

Ngày nay gang được ứng dụng trong nhiều các ngành nghề, lĩnh vực khác nhau như sản xuất các đồ dùng chảo, nồi cơm, linh kiện máy móc, đồ trang trí, phụ kiện công nghiệp, van công nghiệp, van cầu, van cổng,…

II. Các thành phần chính của gang

2.1. Thành phần chính của gang

Đối với gang thường là một dạng gang có tỉ lệ tính theo phần trăm khối lượng của các nguyên tố đặc trưng của chúng như: Cacbon, Silic, Mangan, Phốt pho, Lưu huỳnh ở mức giới hạn bình thường.

Còn đối với dạng gang hợp kim chúng có chứa 2-4% cacbon, cùng với solic, mangan và các tạp chất như lưu huỳnh, phốt pho. Dạng này được khử các quặng sắt trong lò hơi.

2.2. Tính chất nổi bật của gang

Gang được xem tương tụ như một dạng hợp kim nguyên tố có chứa sắt ở trạng thái đông đặc và cho nhiệt độ nóng chảy chúng lên đến 1150 – 1200 độ C và thấp hơn 300 độ C so với nguyên tố sắt.

Gang khi gãy thường có đặc điểm dễ nhận dạng màu xám và có tính giòn dễ gãy khi uốn cong.

III. Đặc điểm các loại gang

3.1. Gang trắng

Gang trắng bên trong chúng có chứa hợp kim Fe – C và bên trong hàm lượng cacbon ở dạng liên kết Fe3C là 3-3,5%. Chứa hàm lượng cùng tinh cao, chia làm ba dạng chính như:

• Gang trắng trước cùng tinh %C _< 4,3%
• Gang trắng cùng tinh %C = 4,3%
• Gang trắng sau cùng tinh %C _> 4,3%

Tính đặng trưng so với gang trắng với đặc điểm dễ nhận dạng bề mặt bên ngoài có màu trắng, độ cứng, độ giòn cao và đặc biệt rất khó gia công, chính vì thế chúng sử dụng với mục đích chính dùng để luyện thép và dùng để làm các máy cần tính có độ chống ăn mòn cao hoặc sử dụng để đúc ra các dạng phụ kiện máy móc.

3.2. Gang cầu – Cast iron

Đây là một dạng vật liệu cho khả năng chống ăn mòn, chống va đập tốt, chúng có tính bền dẻo và tính chống mài mòn, do đó chúng được sử dụng nhiều trong các hệ thống điện gió, các loại khung máy công nghiệp.

Gang cầu chúng có chứa lượng (CEL) cao từ 4,3% đến 4,6% đây là một thành phần nguyên tố C và Si trong gang lỏng trước biến tính CEL=%C+%Si%P/2 nhằm mục đích chống biến trắng. Ngày nay gang cầu khả phổ biến, chúng được sản xuất ở nhiều các nước khác nhau như Đài Loan, Hàn Quốc, Malaysia tạo ra các sản phẩm chất lượng nhất.

3.3. Gang dẻo – Ductile iron

Gang dẻo là một loại gang trắng phát minh từ người Anh, chúng được ủ trong một thời gian khá dài từ 70 – 100 giờ liên tục ở mức nhiệt độ từ 850 – 1050 độ C để tạo ra một dạng gang có tính dẻo cao. Gang dẻo có độ bền khá cao, chúng thậm chí có thể thay thế thép và được ứng dụng trong nhiều các ngành nghề có độ khắc nghiệt cao mà các dạng gang khác không làm được.

IV. Các nguyên tố chính của gang

4.1. Ảnh hưởng bởi thành phần hoá học

• Cacbon (C): đây là nguyên tố nhằm thúc đẩy quá trình graphit hoá. Nhưng gang có nhiều cacbon thì độ dẻo và tính dẩn nhiệt giảm, nếu cacbon chứa trong gang ở dạng hợp chất hoá học xementit thì chúng được gọi là gang trắng, còn ở dạng tự do (Graphit) thì gang đó gọi là gang sám. Sự tạo thành các dạng gang khác nhau và còn phụ thuộc vào các thành phần hoá học và tốc độ nguội của chúng.
• Silic (Si): đây là một dạng nguyên tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cấu trúc tinh thể gang, vì chúng nó thúc đẩy quá trình graphit hoá chiếm 1 – 3% trong cấu tạo, trong trường hợp hàm lượng silic càng cao thì sẽ làm tăng độ chảy loãng và tính mài mòn của gang trong mọi điều kiện môi trường.
• Phốt pho (P): đây là nguyên tố có hại trong gang, chúng đóng một vai trò như con dao hai mặt, trong đó gang chỉ chiếm hàm lượng không quá 0,1% và có một số dạng gang chiếm đến 1,2%.  chúng có ưu điểm là tính chảy loãng dễ dàng đúc và tạo hình. Nhược điểm làm giảm độ bền, dễ nứt, gãy ở mức nhiệt độ cao.
• Lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh chứa thành phần S trong gang không quá 0,1%, đo đó đây là một nguyên tố có hại trong gang, chúng làm cản trở quá trình graphit hoá, nên làm giảm tính loảng do đó làm giảm tính đúc của gang trong quá trình tạo hình.
• Mangan (Mn): có hàm lượng mangan trong gang trắng chiếm tới 2-2,5%, trong gang sám chiếm không quá 1,3% và vai trò chính của Mangan giúp tạo thành gang trắng và ngăn cản quá trình Graphit hoá, và đặc biệt giúp tăng tính chịu mài mòn và tăng độ bề và làm giảm bớt tác hại của lưu huỳnh.

4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ quá nhiệt

Ảnh hưởng của nhiệt độ quá nhiệt là do người ta nung gang quá nhiệt nhiều, vì chỉ khi nung gang ở nhiệt độ cao thì các hạt graphit hoà tan hoàn toàn hơn và khử được các vật lẫn phi kim loại, dẩn đến khi kết tinh thì quá trình kết tinh nhiều, làm phân bố chúng đồng đều hơn, giúp cho tính cơ năng của chúng tốt hơn.

Mong rằng bài viết trên đây sẽ giúp cho các bạn hiểu rõ gang là gì? Nếu như các bạn đang còn có các thắc mắc gì cần được giải đáp hãy liên hệ ngay cho chúng tôi để được hỗ trợ tư vấn trực tiếp nhé.

Xem thêm: thép không rỉ inox là gì?