Gang là hợp kim Fe – C với lượng các bon lớn hơn 2,14%. Trong thực tế ít dùng gang có hàm lượng các bon lớn hơn 4,3% C. Ngoài sắt và các bon, trong gang còn chứa các nguyên tố khác như: Mn, Si, P, S. Khi hàm lượng các nguyên tố này nằm trong giới hạn quy định gọi là gang thường: khi hàm lượng của chúng cao hơn quy định hoặc cho thêm các nguyên tố khác vào như Cr, Ni, Mo, v.v…thì gọi chung những loại gang này là gang hợp kim. Ngoài ra trong gang còn có các nguyên tố biến tính: Mg, Ce.
VẬT LIỆU CƠ KHÍ Chiếc xe làm từ vật liệu nào? I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 1.1 Khái niệm gang Gang hợp kim Fe – C với lượng bon lớn 2,14% Trong thực tế dùng gang có hàm lượng bon lớn 4,3% C Ngoài sắt bon, gang chứa nguyên tố khác như: Mn, Si, P, S Khi hàm lượng nguyên tố nằm giới hạn quy định gọi gang thường: hàm lượng chúng cao quy định cho thêm nguyên tố khác vào Cr, Ni, Mo, v.v…thì gọi chung loại gang gang hợp kim I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 1.2 Các đặc tính gang Cơ tính: -Gang trắng có độ bền kéo thấp, độ cứng độ giòn cao, Xêmenit tồn gang trắng với lượng lớn tập trung làm dễ dàng cho tạo thành vết nứt tác dụng tải trọng kéo -Độ bền gang xám, gang dẻo, gang cầu thấp gang có graphit lỗ hổng có sẵn gang, nơi tập trung ứng suất lớn -Tuy nhiên có mặt graphit gang làm tăng khả chống mòn ma sát, làm giảm rung động dao động cộng hưỡng I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 1.2 Các đặc tính gang Tính cơng nghệ: + Tính đúc: Gang có tính đúc tốt nhiệt độ chảy gang thấp, độ chảy lỗng gang lỏng cao + Tính gia cơng cắt: Gang có tính gia cơng cắt gọt tốt (trừ gang trắng) graphit gang làm cho phôi dễ gẫy vụn gia công cắt: Tiện, phay, bào, v.v… => Tuy tính gang khơng cao thép,nhưng có tính cơng nghệ tốt rẻ Do gang sử dụng rộng rãi chế tạo khí Phân loại gang *Gang Gang xám Gang cầu Gang dẻo Gang trắng I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.1 Gang xám •Gang xám loại gang mà phần lớn hay toàn bon nằm dạng tự – graphit, hay khơng có bon dạng liêt kết 2.1.1 Thành phần hố học •Thành phần ngun tố gang phải đảm bảo mức độ tạo thành graphit tính theo yêu cầu nguyên tố thường có gang xám là: Các bon, Silic, Mangan, phốt lưu huỳnh Ngoài gang xám hợp kim cịn có số ngun tố hợp kim như: Cr, Mo, Ni, Cu, v.v… I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.1 Gang xám 2.1.2 Cơ tính •Do ảnh hưởng graphit mà gang xám có tính thấp thép nhiều Đặc biệt giới hạn bền kéo Độ bền kéo gang xám thấp, bàng (1/3 – 1/5) giới hạn bền nén, hai giới hạn tháp khơng khác nhiều Bảng 1.1: Cơ tính loại gang xám Loại gang xám Giới hạn bền kéo (N/mm2) Độ dãn dài tương đốI (%) Độ cứng (HB) Ferit < 150 ~ 0,5 150 Ferit - Peclit 150 – 200 ~ 0,5 200 Peclit 210 – 400 ~ 0,5 220 - 250 I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang dẻo 2.2.1 Thành phần hoá học •Chế tạo gang dẻo: Để nhận gang dẻo phải nấu gang có thành phần xác định đúc thành vật đúc có tổ chức gang trắng sau tiến hành ủ nhiệt độ thời gian định Thời gian ủ để nhận gang dẻo khoảng (60 – 70) •Muốn nhận gang dẻo có tính cao độ dẻo tốt gang trắng đem ủ phải có thành phần sau: C = (2,2 – 2,8)%, Si = (0,8 – 1,4)%, Mn 1.0%, S 0,10%, P 0,20% Cần nhớ graphit đựoc tạo thành ủ có dạng cụm, gang dẻo có tính cao gang xám I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.2 Gang dẻo 2.2.2 Cơ tính •D graphit dạng cụm tương đối tập trung, nên gang dẻo có độ bền kéo cao gang xám Giới hạn bền kéo gang dẻo khoảng (300 – 600)N/mm2 Độ dẻo gang dẻo cao, = (5 – 10)%, sỡ dĩ gang dẻo có độ dẻo cao ngồi graphit dạng cụm, gang dẻo cịn có hàm lượng bon thấp I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang cầu 2.3.2 Cơ tính Tổ chức tế vi gang cầu giống gang xám, khác graphit Trong gang cầu độ bền kim loại giữ khs cao tới (70 – 90)% độ bền kéo cao (gần thép), đồng thời graphit có dạng thu nhỏ - dạng cầu, gang cầu có tính tổng hợp tương đối cao gần thép bon I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang cầu 2.3.3 Ký hiệu, công dụng * Ký hiệu gang cầu: - Kí hiệu gang cầu liên bang Nga chữ BЧ với số giới hạn bền kéo tính kG/mm2 độ dãn dài tính % - Kí hiệu gang cầu Việt Nam chữ GC số giới hạn bền kéo độ dãn dài - Kí hiệu gang cầu TrungQuốc chữ QT số độ bền kéo độ dãn dài I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2.3 Gang cầu 2.3.3 Công dụng - Do có độ bền cao có độ dẻo, độ dai định nên gang cầu áp dụng ngày àng nhiều để thay cho thép việc chế tạo chi tiết quan trọng như; Trục cán, trục khuỷu động đốt chi tiết khác II HỢP KIM 2.1 Khái niệm Hợp kim vật thể có chứa nhiều nguyên tố mang tính chất kim loại Nguyên tố chủ yếu hợp kim nguyên tố kim loại 2.2 Đặc tính hợp kim •Cơ tính hợp kim phù hợp với vật liệu chế tạo khí •- Tính cơng nghệ thích hợp: Hợp kim có tính cơng nghệ khác phù hợp với điều kiện gia công: gia cơng áp lực trạng thái nóng nguội, đúc, gia công cắt, nhiệt luyện… đảm bảo cho chế tạo sản phẩm có suất cao •- Giá thành hạ hơn: dễ chế tạo khử bỏ tạp chất cách triệt để kim loại 2.3 Các dạng cấu tạo hợp kim •Có thể nói tính chất hợp kim phụ thuộc vào kết hợp nguyên tố cấu tạo nên chúng Khi dạng lỏng, nguyên tố hòa tan lẫn để tạo nên dung dịch lỏng Tuy nhiên, làm nguội trạng thái rắn hình thành tổ chức pha hợp kim, khác tác dụng với nguyên tố 2.3 Các dạng cấu tạo hợp -kim Dung dịch rắn + Khi nguyên tử hai hay nhiều nguyên tố xếp kiểu mạng Có thể chia dung dịch rắn làm hai loại: dung dịch rắn xen kẽ dung dịch rắn thay + Cơ tính chung dung dịch rắn: có độ cứng thấp, độ bền thấp nhiên độ dẻo độ dai cao có cấu tạo mạng tinh thể kim loại nguyên chất 2.3 Các dạng cấu tạo hợp -kim Hợp chất hoá học + Trong nhiều loại hợp kim, nhiều pha tạo thành liên kết nguyên tố khác theo tỷ lệ định gọi hợp chất hóa học + Cơ tính chung hợp chất hóa học: có độ cứng cao, độ dịn cao có kiểu mạng tinh thể phức tạp không giống với kiểu mạng kim loại nguyên chất đồng thời có nhiệt độ phân hủy cao (t0nc cao) Ví dụ: Nguyên tố sắt cacbon tạo nên Fe3C ổn định, nguyên tố Cu với Zn cho ta nhiều dạng hợp chất như: CuZn, Cu Zn , CuZn ,… 2.3 Các dạng cấu tạo hợp -kim Hỗn hợp học + Trong hệ hợp kim, có ngun tố khơng hịa tan vào không liên kết tạo thành hợp chất hóa học mà liên kết với lực học túy, gọi hợp kim hỗn hợp học + Cơ tính chung hỗn hợp học: phụ thuộc vào tính pha tạo thành Muốn đánh giá tính hợp kim tạo thành nhiệt độ xác định phải vào tỉ lệ cấu tạo tính pha tạo thành 3.Tính chất kim loại hợp kim Tính chất Tính chất vật lý Tính chất hóa học Tính chất học cơng nghệ Độ bền Khối lượng riêng Tính chịu ăn mịn Tính đúc Độ cứng Tính nóng chảy Tính chịu nhiệt Tính rèn Độ dẻo Tính giãn nở Tính chịu axit Tính hàn Độ dai va đập Tính dẫn nhiệt Tính dẫn điện Từ tính Tính cắt gọt Tính chất Tính chất vật liệu khí Tính học Tính chất vật lí Tính chất hố học Tính chất cơng nghệ 1/Tính học - Là khả vật liệu chịu tác động lực từ bên VD: đồng dẻo thép Gang cứng 2/Tính chất vật lí - Là khả vật liệu bị thay đổi tính chất qua tượng vật lí - Dẫn nhiệt, dẫn điện, nóng chảy… 3/Tính chất hố học - Là khả vật liệu chịu tác dụng hóa học - Thủy tinh khơng tan axit, tính chống oxy hóa cao 4/Tính chất cơng nghệ -Là khả gia cơng vật liệu tính chất quan trọng -Tính đúc, tính hàn, khả gia cơng cắt gọt ... có dạng cụm, gang dẻo có tính cao gang xám I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2. 2 Gang dẻo 2. 2 .2 Cơ tính •D graphit dạng cụm tương đối tập trung, nên gang dẻo có độ bền kéo cao gang xám Giới... THƯỜNG DÙNG 2. 2 Gang dẻo 2. 2 .2 Cơ tính Số gang Giới hạn bền kéo hiệu N/mm2 Không nhỏ Gang dẻo ferit KЧ30-6 KЧ33-8 KЧ35-10 KЧ37- 12 Gang dẻo peclit KЧ45-6 KЧ50-4 KЧ56-4 KЧ60-3 KЧ63 -2 Độ dãn dài,... *Gang Gang xám Gang cầu Gang dẻo Gang trắng I GANG VÀ CÁC LOẠI GANG THƯỜNG DÙNG 2. 1 Gang xám ? ?Gang xám loại gang mà phần lớn hay toàn bon nằm dạng tự – graphit, hay khơng có bon dạng liêt kết 2. 1.1