Chắc hẳn ai đó đã từng nghe về gang rồi phải không? Nhưng bạn có biết gang là gì không? Và nó có những tính chất và phân loại như thế nào? Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sự thú vị của gang, một chất liệu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Gang là gì?
Gang là một loại hợp kim của sắt, cacbon và một số nguyên tố khác như silic, mangan, phot pho, lưu huỳnh. Gang có màu sắc chủ đạo là xám, đặc tính giòn và nhiệt độ nóng chảy cao. Nó còn có khả năng chống ăn mòn tốt. Gang được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp, nông nghiệp và dân dụng. Đặc biệt, gang được sử dụng để sản xuất các loại van công nghiệp như van bi, van cổng, van một chiều.
Thành phần cấu tạo của gang
-
Cacbon (C): Cacbon là thành phần quan trọng trong gang. Hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%. Cacbon ảnh hưởng đến độ dẻo và tính dẫn nhiệt của gang. Nếu cacbon trong gang ở dạng hợp chất xementit, thì gọi là gang trắng. Nếu cacbon tự do, thì gọi là gang xám.
-
Sắt (Fe): Sắt là thành phần chính trong gang, chiếm hơn 95% theo trọng lượng. Sắt tạo nên độ bền và tính uốn dẻo của gang.
-
Silic (Si): Silic có vai trò quan trọng trong cấu trúc tinh thể của gang, thúc đẩy quá trình graphit hóa.
-
Mangan (Mn): Mangan giúp tạo thành gang trắng và ngăn cản quá trình graphit hóa. Ngoài ra, nó còn tăng tính chịu mài mòn và độ bền của gang.
-
Phot pho (P): Photpho tăng tính chảy loãng của gang để đúc tượng hoặc tạo hình.
-
Lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh làm giảm tính chảy loãng và độ bền của gang. Nó cũng cản trở quá trình graphit hóa.
Tính chất của gang
-
Gang có nhiệt độ nóng chảy cao, khoảng 1150 – 1200 °C.
-
Gang có đặc tính chịu nén, chống mài mòn, chịu tải trọng cao và chống va đập tốt.
-
Gang trắng có tính cứng, giòn, thích hợp cho công nghệ đúc.
-
Gang xám dòn có khả năng chống uốn kém, khó rèn.
-
Gang được sử dụng để sản xuất các chi tiết máy có hình dáng phức tạp như vỏ máy, thân máy, bánh đai, bánh đà, trục khuỷu, trục cán, ổ trượt, bánh răng…
Phân loại của gang
Hiện nay, gang được chia thành hai loại chính:
Gang trắng
Gang trắng là hợp kim Fe-C với hàm lượng cacbon từ 3-3,5%. Gang trắng được chia thành:
-
Gang trắng trước cùng: chứa tỷ lệ cacbon ≤ 4,3%.
-
Gang trắng cùng tinh: chứa tỷ lệ cacbon = 4,3%.
-
Gang trắng sau cùng: chứa tỷ lệ cacbon ≥ 4,3%.
Gang trắng có màu sáng trắng, độ cứng và độ giòn cao. Nó được sử dụng để luyện thép, chế tạo các chi tiết máy cần tính chống ăn mòn cao hoặc đúc thành các loại gang khác.
Gang Graphit
Gang Graphit là hợp kim Fe-C với hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14% và các tạp chất như mangan, silic, phot pho, lưu huỳnh… Gang Graphit có tổ chức chủ yếu là cacbon ở dạng nhám graphit.
Gang xám
Gang xám là gang có toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng graphit. Gang xám có giá thành rẻ, nhiệt độ nóng chảy thấp, khả năng cách âm và đúc tốt. Nó được sử dụng chủ yếu trong ngành kỹ thuật, sản xuất…
Gang cầu
Gang cầu là gang có dạng quả cầu. Nó có độ bền cao, chống va đập tốt, bền dẻo và chống mài mòn tốt. Gang cầu được sử dụng để sản xuất các loại van công nghiệp như van cổng, van bướm, van một chiều.
Gang dẻo
Gang dẻo là dạng graphit được ủ “graphit hóa” từ gang trắng. Gang dẻo có tính dẻo cao, độ bền cơ học tốt. Nó được sử dụng trong ngành van công nghiệp.
Gang trong các điều kiện môi trường
Gang có khả năng chống ăn mòn và chịu đựng tác động từ môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, gang vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi nước biển, ánh sáng mặt trời và các tác nhân khí hậu khác. Vì vậy, gang cần được bảo vệ để duy trì tính bền. Đối với các môi trường axit mạnh, gang bị ăn mòn và tạo ra khí hydro trong quá trình phản ứng. Đối với các môi trường bazo mạnh, gang cũng bị ăn mòn. Tuy nhiên, gang có khả năng chống ăn mòn tốt hơn với các axit và bazơ yếu.
Ứng dụng của gang
Với những tính chất nổi bật như độ bền cao, chống ăn mòn, tính đúc tốt và giá thành rẻ, gang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Gang được sử dụng để sản xuất các chi tiết máy, van công nghiệp, các loại băng máy công cụ và cả trong trang trí bằng chạm khắc.
Vậy đây là những điều thú vị về gang mà chúng ta hãy khám phá. Gang là một chất liệu đa dạng và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Hãy cùng trang web www.lrc-hueuni.edu.vn tiếp tục khám phá những điều mới mẻ và hấp dẫn nhé!
