Ph n V GANGầ
5.1 Khái ni m v gangệ ề
Gang theo đ nh nghĩaị : h p kim Fe-C v i hàm l ng các bonợ ớ ượ l n h n 2,14%ớ ơ . Th c tự ế
trong gang luôn có các nguyên t khác nh : Siố ư , Mn , P và S.
Các lo i Gang thông d ngạ ụ
•2,0÷4,0% Các bon
•0,2÷1,5% Mn
•0,04÷0,65% P
•0,02÷0,05% S
Khái quát
Thành ph n hóa h c c a gang bao g m ch y u làầ ọ ủ ồ ủ ế :s t (h n 95% theo tr ng l ng), vàắ ơ ọ ượ
các nguyên t h p kim chính là carbon và silic. Hàm l ng c a carbon trong gang n mố ợ ượ ủ ằ
trong mi n t 2,1% đ n 4,3% tr ng l ng, v i mi n có hàm l ng carbon th p h nề ừ ế ọ ượ ớ ề ươ ấ ơ
2,1% c a h h p kim c a s tủ ọ ợ ủ ắ s là thép carbon. M t ph n đáng k silic (1-3%) trongẽ ộ ầ ể
gang t o thành t h p h p kim Fe-C-Si.ạ ổ ợ ợ
Tuy nhiên, gang đ c xem t ng t nh h p kim ch a hai nguyên t là s t và carbonượ ươ ự ư ợ ứ ố ắ
trang thái đông đ c, trên bi u đ tr ng thái s t - carbon t i đi m austectic (1154°Cở ặ ể ồ ạ ắ ạ ể
và 4,3%C). Gang v i thành ph n hóa h c g n đi m austectic có nhi t đ nóng ch yớ ầ ọ ầ ể ệ ộ ả
trong kho ng t 1150 đ n 1200°C, th p h n 300°C so v i s t nguyên ch t. Nhìn chungả ừ ế ấ ơ ớ ắ ấ
ng i ta xem gang nh là m t lo i h p kim có tính dòn. Màu xám m t gãy th ng làườ ư ộ ạ ợ ở ặ ườ
đ c đi m nh n d ng c a gang: chính là s phân b d ng t do c a kh i carbon, v iặ ể ậ ạ ủ ự ổ ở ạ ự ủ ố ớ
hình thù d ng t m khi h p kim đông đ c.ạ ấ ợ ặ
V i đ c tính: đi m nóng ch y th p, đ ch y loãng t t, tính đúc t t, d gia công, cóớ ặ ể ả ấ ộ ả ố ố ễ
kh năng ch u mài mòn, nên giá thành gia công r t th p, do đó gang đ c s d ngả ị ấ ấ ượ ử ụ
trong r t nhi u chi ti t, lĩnh v c khác nhau.ấ ề ế ự
5.2 Gang xám
1. là m t tr ng thái trong nhi u tr ng thái c a gang mà d a vào vi c u trúc c a chúngộ ạ ề ạ ủ ự ấ ủ
đ ng i ta phân lo i. B m t c a gang xám m t gãy c a gang có màu xám, là đ cể ườ ạ ề ặ ủ ở ặ ủ ặ
tr ng c a ferit và graphit t do. Trong quá trình đông đ c, do t c đ t n nhi t ch mư ủ ự ặ ố ộ ả ệ ậ
trong khuôn đúc b ng cát, dân đ n l ng graphít hòa tan trong s t l ng có đ th i gianằ ế ượ ắ ỏ ủ ờ
đ gi i phóng thành các phi n nh , có hình thù t do (th ng là d ng t m).ể ả ế ỏ ự ườ ạ ấ
2. ng d ngỨ ụ
Do nh ng đ c tính trên, ng i ta s d ng chúng r t nhi u trong ngành ữ ặ ườ ử ụ ấ ề ch t o máy,ế ạ
đúc các băng máy l n, có đ ph c t p cao, các chi ti t không c n ch u đ u n l n,ớ ộ ứ ạ ế ầ ị ộ ố ớ
nh ng c n ch u l c nén t t. Có nh ng thi t b , v t li u gang xám đ c s d ng đ nư ầ ị ự ố ữ ế ị ậ ệ ượ ử ụ ế
>70% t ng tr ng l ng. Các băng máy công c (ti n, phay, bào,...), thân máy c a đ ngổ ọ ượ ụ ệ ủ ộ
c đ t trong... cũng đ c s n xu t t gang xám.ơ ố ượ ả ấ ừ
5.2 Gang xám b n tr ng ế ắ
trong s n xu t c khí h u nh u không s d ng gang tr ng do c ng . giòn khó gia côngả ấ ơ ầ ư ử ụ ắ ứ
c khí d c , song có dùng gang tr ng b măt có tính tr ng mài mòn r t cao, ví d :ơ ượ ắ ở ề ố ấ ụ
bi nghi n , tr c cán , tr c nghi n . mu n v y khi đúc gang xám ng i ta làm ngu iề ụ ụ ề ố ậ ườ ộ
nhanh nh ng ph n c ng b ng cách đ t kim lo i d n nhi t nhanh trong ph n khuôn cátữ ầ ứ ằ ặ ạ ẫ ệ ầ
ti p giáp đ t o ra gang tr ng.ế ể ạ ắ
5.3 Gang c uầ
1. còn đ c g i là gang b n cao có than chì d ng c u nh bi n tính b ng các nguyênượ ọ ề ở ạ ầ ờ ế ằ
t Mg, Ce và các nguyên t đ t hi m. Gang c u là lo i gang có đ b n cao nh t trongố ố ấ ế ầ ạ ộ ề ấ
các lo i gang do than chì d ng c u tròn, b ngoài cũng có màu xám t i nh xám.ạ ở ạ ầ ề ố ư
Nên khi nhìn b ngoài không th phân bi t hai lo i gang này.ề ể ệ ạ
2. Thành ph n hóa h cầ ọ
Thành ph n hóa h c gang c u dao đ ng nh sau: 3-3,6% ầ ọ ầ ộ ư C, 2-3% Si, 0,2-1% Mn, 0,04-
0,08% Mg, ít h n 0,15% P, ít h n 0,03% S. Gang c u có đ d odai cao, đ c bi t sauơ ơ ầ ộ ẻ ặ ệ
khi nhi t luy n thích h p.ệ ệ ợ
L ng cacbon và silic ph i cao đ đ m b o kh năng than chì hóa (%C +ượ ả ể ả ả ả %Si) đ t t iạ ớ
5%-6%. Không có ho c không đáng k (<0,1 – 0,01%) các nguyên t c n tr c u hóaặ ể ố ả ở ầ
nh Ti, Al, Sn, Pb, Zn, Bi và đ c bi t là S. Có m t l ng nh các ch t bi n tính Mgư ặ ệ ộ ượ ỏ ấ ế
(0,04-0,08%) ho c Ce. Có các nguyên t nâng cao c tính nh Ni (2%) Mn (<1%).ặ ố ơ ư
T ch c t vi c a gang c u cũng gi ng gang xám song ch khác là than chì c a nó cóổ ứ ế ủ ầ ố ỉ ủ
d ng thu g n nh t hình qu c u bao g m ba lo i n n kim lo i: ferit, ferit – peclit vàạ ọ ấ ả ầ ồ ạ ề ạ
peclit. Chính đi u này quy t đ nh đ b n kéo r t cao c a gang c u so v i gang xám.ề ế ị ộ ề ấ ủ ầ ớ
Khác v i gang xám, than chì d ng c u đây đ c t o thành nh bi n tính đ c bi tớ ạ ầ ở ượ ạ ờ ế ặ ệ
gang xám l ng.ỏ
3. Đ c đi mặ ể
Sau khi bi n tính c u hóa than chì nh các nguyên t ế ầ ờ ố Mg, Ce và các nguyên t đ tố ấ
hi m, gang l ng còn đ c bi n tính l n hai b ng các nguyên t than chì hóa nh FeSi,ế ỏ ượ ế ầ ằ ố ư
CaSi đ ch ng bi n tr ng cho gang. Nh các ch t bi n tính mà gang l ng tr nên s chể ố ế ắ ờ ấ ế ỏ ở ạ
các t p ch t nh l u huỳnh và khí, làm tăng t c đ hóa ngu i cho gang và làm cho cácạ ấ ư ư ố ộ ộ
tinh th than chì phát tri n ch y u theo h ng th ng góc v i b m t c s c a nó.ể ể ủ ế ướ ẳ ớ ề ặ ơ ở ủ
Do đó than chì k t tinh thành hình c u.ế ầ
Gang c u theo TCVNđ c ký hi u b ng hai ch GC v i hai c p ch s ch giá tr t iầ ượ ệ ằ ữ ớ ặ ữ ố ỉ ị ố
thi u c a gi i h n b n kéo và đ d o c a gang. Gang c u ferit mác GC40-10 có gi iể ủ ớ ạ ề ộ ẻ ủ ầ ớ
h n b n kéo > 400 MPA và đ d o 10%. Gang c u đ c s d ng đ s n xu t các chiạ ề ộ ẻ ầ ượ ử ụ ể ả ấ
ti t ch u l c l n và ch u t i tr ng va đ p, mài mòn nh tr c khu u, cam, bánh răng….ế ị ự ớ ị ả ọ ậ ư ụ ỷ
Do r gang c u đ c dùng nhi u đ thay th thép và gang d o.ẻ ầ ượ ề ể ế ẻ
Gang c u th ng ch a Cdl cao và b ng 4,3-4,6% đ ch ng bi n tr ng và do than chì ầ ườ ứ ằ ể ố ế ắ ở
d ng c u sít ch t, ít chia c t n n kim lo i nên không làm gi m đáng k tính ch t cạ ầ ặ ắ ề ạ ả ể ấ ơ
h c c a gang. Hàm l ng Si không nên quá cao (nh h n 3%) đ kh i nh h ng đ nọ ủ ượ ỏ ơ ể ỏ ả ưở ế
đ d o dai c a gang. Hàm l ng S sau bi n tính c u hóa b ng Mg ph i nh h nộ ẻ ủ ượ ế ầ ằ ả ỏ ơ
0,03% thì gang m i nh n đ c than chì bi n tính và h n ch t p ch t “v t đen” doớ ậ ượ ế ạ ế ạ ấ ế
MgS t o ra s làm gi m tính ch t c h c c a Gang. Hàm l ng Mn ch n tùy thu cạ ẽ ả ấ ơ ọ ủ ượ ọ ộ
vào lo i gang c u, v i gang c u ferit tr ng thái đúc Mn nh h n 0,2%. gang c uạ ầ ớ ầ ở ạ ỏ ơ Ở ầ
peclit chúng có th lên t i 1%. L ng P càng ít càng t t vì P làm gi m tính d o dai c aể ớ ượ ố ả ẻ ủ
gang c u.ầ
Vi c s d ng gang c u vào công nghi p r t có hi u qu , ví d giá 1 t n v t đúc lo iệ ử ụ ầ ệ ấ ệ ả ụ ấ ậ ạ
gang này r h n v t đúc b ng thép cacbon t 30-35% r h n lo i v t đúc b ng h pẻ ơ ậ ằ ừ ẻ ơ ạ ậ ằ ợ
kim màu 3 đ n 4 l n và r h n lo i phôi thép rèn t 2 đ n 3 l n.ế ầ ẻ ơ ạ ử ế ầ
5.4 Gang d o: ẻ
a.T ch c : H u h t cácbon d ng graphít hình c m bông do gang tr ng. ổ ứ ầ ế ở ạ ụ ủ ắ
b.Thành ph n : C = 2,8 -2,8%; Mn 1,0%; Si = 0,8 - 1,4%; P = 0,2%; S < 0,1 % ầ
c.Tính ch t : Có đ b n cao và d o h n gang xám. ấ ộ ề ẻ ơ
d.Công d ng: Có c tính t ng h p t t h n gang xám nh ng đ t do quá ụ ơ ổ ợ ố ơ ư ắ
trình n u luy n t n nhi t và th i gian lâu, nên gang d o ch y u đ c dùng ấ ệ ố ệ ờ ủ ẻ ủ ế ượ
làm các chi ti t đ ng th i c n các yêu c u sau: hình dáng ph c t p, thành m ng ế ồ ờ ầ ầ ứ ạ ỏ
và ch u va đ pị ậ
e.Ký hi u : ệ
- Vi t Nam ký hi u b ng ch GZ và 2s ch gi i h n b n kéo ệ ệ ằ ữ ố ỉ ớ ạ ề
σk (KG/mm2)và đ dãn dài t ng đ i δ (%) Ví d : GZ 33- 8 là gang d o có ộ ươ ố ụ ẻ
σk = 33 KG/mm2, δ = 8%
- Nga ký hi u b ng ch K và 2 s gi ng c a Vi t Nam. Ví d K 33 - 8.ệ ằ ữ ữ ố ố ủ ệ ụ ữ
và đ dãn dài t ng đ i δ (%) Ví d : GZ 33- 8 là gang d o có ộ ươ ố ụ ẻ
σk= 33 KG/mm2, δ = 8%