Vật liệu kỹ thuật - Chương 6 pps

CHỈÅNG 6 : CẠC LOẢI GANG Gang l loẵi váût liãûu dng khạ phäø biãún trong cạc ngnh cå khê. Säú lỉåüng chi tiãút bàòng gang khäng nhiãưu nhỉ thẹp nhỉng thỉåìng cọ kêch thỉåïc låïn, nãn t trng ca gang trong sn xút cå khê cao âãún 30% v hån nỉỵa. Trong chỉång ny ta s kho sạt cạc loải gang thỉåìng dng nháút l : gang xạm, gang cáưu, gang do v gang håüp kim (gang tràõng cng sỉí dủng nhỉng ráút êt, ch úu nọ dng âãø luûn thẹp.) 6.1.Ư KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ GANG : 6.1.1.Khại niãûm chung vãư gang : 1-Khại niãûm : Gang l håüp kim ca sàõt v cạc bon våïi hm lỉåüng cạc bon låïn hån 2,14%C. Trong thỉûc tãú gang ln ln cọ mäüt êt cạc ngun täú Mn, Si, P, S. Cạc loải gang thäng dủng thỉåìng chỉïa : 2,0 ÷ 4,0%C; 0,4 ÷ 3,5%Si; 0,20 ÷ 1,5%Mn; 0,04 ÷ 0,65%P; 0,02 ÷ 0,15%S 2-Täø chỉïc tãú vi : a-Gang tràõng : l loẵi gang cọ täø chỉïc tãú vi tỉång ỉïng våïi gin âäư pha Fe-C, ton bäü cạc bon ca nọ nàòm dỉåïi dảng liãn kãút våïi sàõt trong täø chỉïc xãmentit. Màût gy ca nọ cọ mu sạng tràõng âọ l mu ca xãmentit. Gang tràõng háưu nhỉ khäng sỉí dủng trong sn xút cå khê, ch úu dng âãø luûn thẹp. b-Cạc loải gang cọ graphit : l loải gang m pháưn låïn hay ton bäü cạc bon ca chụng nàòm dỉåïi dảng tỉû do graphit nãn màût gy ca nọ cọ mu xạm (mu ca graphêt). Tu thüc hçnh dạng ca graphit ngỉåìi ta chia ra cạc loải 6 gang xạm, gang do, gang cáưu. Täø chỉïc graphit phán bäú trãn nãưn kim loải pherit, pherit-pẹclit, pẹclit. Cạc loải gang cọ graphit âỉåüc sỉí dủng ráút räüng ri trong cå khê. 6.2.GANG XẠM : Gang xạm l loải gang m pháưn låïn hay ton bäü cạc bon täưn tải dỉåïi dảng tỉû do graphit. Graphit ca nọ åí dảng táúm, phiãún, chùi Màût gy ca nọ cọ mu xạm âọ l mu ca graphit. Âáy l loải gang phäø biãún nháút v âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong k thût, thäng thỉåìng khi nọi tåïi gang ngỉåìi ta hiãøu ràòng âọ l gang xạm. 6.2.1.Thnh pháưn hoạ hc : a-Cạc bon : Lỉåüng cạc bon cng nhiãưu nhiãût âäü chy ca gang cng tháúp, nhỉng s lm cho graphit tàng lãn cå tênh s cng tháúp. Xu hỉåïng ngy nay dng gang cọ cạc bon tháúp âãø cọ âäü bãưn cao. Vç váûy lỉåüng cạc bon trong gang xạm tỉì 2,8 ÷ 3,5%. b-Silêc : L ngun täú håüp kim quan trng nháút trong gang xạm, silic cng nhiãưu viãûc tảo thnh graphit cng dãù dng. Lỉåüng silic trong gang xạm tỉì 1,5 ÷ 3% c-Mangan : l nguøn täú cn tråí viãûc tảo thnh graphit, nhỉng cọ tạc dủng náng cao cå tênh. Nãúu trong gang xạm lỉåüng mangan tàng lãn thç silic cng phi tàng lãn tỉång ỉïng. Lỉåüng mangan tỉì 0,50 ÷ 1,0%. d-Phät pho : Phäút pho khäng nh hỉåíng gç âãún sỉû tảo thnh graphit nhỉng cọ tạc dủng lm tàng âäü chy long v náng cao tênh chäúng mi mn (tảo ra cng tinh Fe + Fe 3 P v Fe +Fe 3 P + Fe 3 C). Lỉåüng phäút pho tỉì 0,1 ÷ 0,20%, khi cáưn tênh chäúng mi mn cao cọ thãø âãún 0,50%. Khäng sỉí dủng t lãû cao hån vç s lm gang bë dn 125 e-Lổu huyỡnh : Laỡ nguyón tọỳ coù haỷi vỗ laỡm giaớm õọỹ chaớy loaợng cuớa gang vaỡ caớn trồớ quaù trỗnh taỷo graphit. Lổồỹng lổu huyỡnh tổỡ 0,08 ữ 012% 6.2.2-Tọứ chổùc tóỳ vi : Tọứ chổùc tóỳ vi cuớa gang xaùm õổồỹc phỏn ra laỡm hai phỏửn : nóửn kim loaỷi (cồ baớn) vaỡ graphit. Tuyỡ theo mổùc õọỹ graphit hoaù gang xaùm coù ba loaỷi : a-Gang xaùm pherit : Tọứ chổùc cuớa noù gọửm nóửn kim loaỷi laỡ sừt nguyón chỏỳt kyợ thuỏỷt (pherit) vaỡ graphit. Loaỷi gang naỡy coù õọỹ bóửn thỏỳp nhỏỳt. b-Gang xaùm pherit-peclit : Gọửm coù nóửn kim loaỷi laỡ theùp trổồùc cuỡng tờch vaỡ graphit, lổồỹng caùc bon trong nóửn kim loaỷi < 0,80%. c-Gang xaùm peclit : Gọửm coù nóửn kim loaỷi laỡ theùp cuỡng tờch vaỡ graphit, lổồỹng caùc bon trong nóửn kim loaỷi laỡ 0,80%, loaỷi gang naỡy coù õọỹ bóửn cao nhỏỳt. 6.2.3-Cồ tờnh vaỡ bióỷn phaùp nỏng cao cồ tờnh : a-Cồ tờnh : Do coù graphit daỷng tỏỳm nón laỡm giaớm maỷnh õọỹ bóửn keùo cuớa gang, chố bũng khoaớng 1/3-1/5 so vồùi theùp tổồng ổùng. Do graphit tỏỳm, bóử mỷt lồùn chia cừt maỷnh nóửn kim loaỷi vaỡ coù hai õỏửu nhoỹn laỡ nồi tỏỷp trung ổùng suỏỳt. Giồùi haỷn bóửn keùo khoaớng 150 ữ 350MN/m 2 . Tuy nhión graphit coù tờnh bọi trồn tọỳt laỡm giaớm ma saùt, tng tờnh chọỳng maỡi moỡn, coù taùc duỷng laỡm từt rung õọỹng vaỡ dao õọỹng cọỹng hổồớng. ọỹ cổùng thỏỳp 150 ữ 250HB, phoi dóự gaợy, cừt goỹt tọỳt. ọỹ deớo xỏỳp xố khọng, 0,50% khọng bờóỳn daỷng deớo õổồỹc. ọỹ dai a k < 100kJ/m 2 . 126 Hỗnh 6.1.Tọứ chổùc tóỳ vi cuớa gang xaùm a)Gang xaùm pherit b)Gang xaùm pherit-peclit c)Gang xaùm peclit a) b) c) b-Cạc biãûn phạp náng cao cå tênh : Cạc úu täú nh hỉåíng âãún cå tênh ca gang xạm : nãưn kim loải, hçnh dạng, säú lỉåüng v kêch thỉåïc graphit. Trong âọ nãưn kim loải nh hỉåíng quút âënh nháút, nãưn kim loải cng bãưn thç cå tênh ca gang cng cao. Ta cọ cạc biãûn phạp sau : -Gim lỉåüng cạc bon ca gang : do âọ gim âỉåüc lỉåüng graphit tỉû do. Ngy nay xu hỉåïng dng gang cọ lỉåüng cạc bon tháúp tỉì 2,2 ÷ 2,5%. Tuy nhiãn phi dng l cọ nhiãût âäü cao (l âiãûn) måïi náúu chy âỉåüc do nhiãût âäü nọng chy ca gang bë náng cao. -Biãún tênh : âãø lm nh mën graphit, cháút biãún tênh gäưm 65% pherä silic v 35%Al trỉåïc khi rọt gang lng vo khn. -Håüp kim hoạ : cho thãm cạc ngun täú håüp kim cáưn thiãút khi náúu luûn âãø hoạ bãưn nãưn kim loải, náng cao âäü tháúm täi, tênh chäúng àn mn, mi mn, chëu nhiãût -Nhiãût luûn : âãø tảo ra cạc nãưn kim loải ph håüp våïi u cáưu sỉí dủng. 6.2.4-K hiãûu v cäng dủng : a-K hiãûu : Theo TCVN 1659-75 quy âënh k hiãûu gang xạm bàòng hai chỉỵ GX (cọ nghéa l gang xạm), tiãúp âọ l cạc nhọm säú chè giåïi hản bãưn kẹo v giåïi hản bãưn ún täúi thiãøu tênh theo âån vë kG/mm 2 . Vê dủ : GX15-32 cọ giåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu 15kG/mm 2 v giåïi hản bãưn ún täúi thiãøu 32kG/mm 2 . b-Cäng dủng : Gang xạm âỉåüc sỉí dủng ráút räüng ri lm v, nàõp mạy, thán mạy, v häüp säú, màût bêch, cạc te, bạnh ràng täúc âäü cháûm, bạnh â, så mi, xẹc màng, äø trỉåüt 6.2.5.GANG XẠM BIÃÚN TRÀÕNG : Trong sn xút cå khê háưu nhỉ khäng dng gang tràõng, tuy nhiãn trong mäüt säú trỉåìng håüp âãø sn xút bi nghiãưn, trủc nghiãưn, trủc xay xạt ta sỉí dủng gang xạm biãún tràõng. Loải gang ny cọ bãư màût bë biãún thnh gang tràõng våïi chiãưu dy nháút âënh cọ âäü cỉïng cao v tênh chäúng mi mn låïn. Chãú tảo gang xạm biãún tràõng bàòng cạch âục gang xạm trong khn kim loải, låïp bãư màût ngüi nhanh s biãún thnh gang tràõng. 6.3.GANG DO : L loải gang cọ täø chỉïc graphit tỉång âäúi thu gn åí dảng củm v bäng, tênh do tỉång âäúi cao, màût gy cọ mu xạm. Nhçn bãư ngoi thç khäng thãø phán biãût âỉåüc våïi gang xạm. 6.3.1.Thnh pháưn hoạ hc : Do âỉåüc tỉì gang tràõng nãn thnh pháưn hoạ hc tỉång tỉû nhỉ gang tràõng âem . Tuy nhiãn våïi gang do thỉåìng dng lỉåüng cạc bon tháúp khong tỉì 2,2 ÷ 2,8% âãø êt graphit lm cho tênh do cao. Lỉåüng silêc phi vỉìa â âãø nháûn âỉåüc gang hon ton tràõng khi âục v â âãø thục âáøy quạ trçnh graphit hoạ khi , thäng thỉåìng täøng lỉåüng cạc bon -silic khong 3,5%. Váût âục âem phi cọ tiãút diãûn (thnh) mng âãø ngüi nhanh. 6.3.2.Täø chỉïc tãú vi : Tỉång tỉû nhỉ gang xạm, tu theo mỉïc âäü tảo thnh graphit (graphit hoạ), gang do âỉåüc chia ra lm ba loải : 1-Gang do pherit : L loải gang cọ nãưn kim loải l sàõt ngun cháút k thût, trãn âọ cọ graphit củm hay bäng phán bäú. 127 2-Gang do pherit-peclit : L gang cọ nãưn kim loải thẹp trỉåïc cng têch v graphit củm hay bäng. 3-Gang do pẹc lêt : L gang cọ nãưn kim loải l thẹp cng têch v graphit củm hay bäng. Trong ba loải gang do trãn thç gang do pherit cọ âäü bãưn tháúp nháút v gang do peclit cọ âäü bãưn cao nháút. 6.3.3.Cå tênh : Âàûc tênh näøi báût ca gang do l cọ âäü do cao do lỉåüng cạc bon tháúp, graphit êt v åí dảng tỉång âäúi thu gn. Cå tênh ca nọ l trung gian giỉỵa gang xạm v gang cáưu, giåïi hản bãưn σ b = 300 ÷ 600MN/m 2 , σ 0,2 =200 ÷ 450MN/m 2 . Âäü cỉïng tháúp trãn dỉåïi 200HB dãù càõt gt. 6.3.4.K hiãûu v cäng dủng : 1-K hiãûu : TCVN 1659-75 quy âënh k hiãûu gang do bàòng hai chỉỵ GZ (gang do) v hai nhọm säú chè giåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu tênh theo kG/mm 2 v âäü gin di tỉång âäúi ( δ ) tênh theo %. Vê dủ : GZ60-03 - cọ giåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu l 60 kG/mm 2 v âäü gin di tỉång âäúi 3%. 2-Cäng dủng : Gang do thỉåìng âỉåüc dng lm cạc chi tiãút âäưng thåìi âi hi ba u cáưu sau : -Hçnh dạng phỉïc tảp (sỉí dủng tênh âục cao) 128 a) b) c) Hçnh 6.2 -Täø chỉïc tãú vi gang do a)Gang do pherit b)Gang do pherit-peclit c)Gang do peclit -Chëu va âáûp (tênh do) -Tiãút diãûn mng (dãù tảo ra váût âục l gang tràõng) Trong thỉûc tãú gang do cn sỉí dủng trong chi tiãút mạy dãût, mạy näng nghiãûp, cúc bn, gúc hm xe lỉía Nãúu váût âục thäng thỉåìng thç dng gang xạm do giạ thnh tháúp hån. 6.4.GANG CÁƯU : L loải gang cọ täø chỉïc graphit thu gn nháút åí dảng qu cáưu, do âọ gang cáưu cọ âäü bãưn cao nháút trong cạc loải gang cọ graphit. 6.4.1.Thnh pháưn hoạ hc : Do âỉåüc chãú tảo tỉì gang xạm nãn gang cáưu cọ thnh pháưn hoạ hc giäúng nhỉ gang xạm, nhỉng cọ mäüt säú âàûc âiãøm sau : -Lỉåüng cạc bon v silic cao tåïi 5 ÷ 6% âãø bo âm kh nàng graphit hoạ. -Khäng cọ hay ráút êt cạc ngun täú cn tråí quạ trçnh cáưu hoạ nhỉ : Ti, Al, Sn, Pb, Zn, Bi v âàûc biãût l S. -Chỉïa mäüt lỉåüng nh cháút biãún tênh Mg hay Ce : (0,04 ÷ 0,08)% -Cọ cạc ngun täú náng cao cå tênh : Ni < 1%, Mn (2%) 6.4.2.Täø chỉïc tãú vi : Tu theo mỉïc âäü graphit hoạ gang cáưu âỉåüc chia lm ba loải : 1-Gang cáưu pherit : nãưn kim loải l sàõt ngun cháút v graphit cáưu 2-Gang cáưu pherit - peclit : nãưn kim loải l thẹp trỉåïc cng têch v graphit cáưu, 3-Gang cáưu pẹclit : nãưn kim loải l thẹp cng têch v graphit cáưu. 6.4.3.Cå tênh : 129 a) b) c) Hçnh 6.3-Täø chỉïc tãú vi ca gang cáưu a)Gang cáưu pherit b)Gang cáưu pherit-peclit c)Gang cáưu peclit Gang cáưu cọ cå tênh khạ cao, giåïi hản bãưn kẹo bàòng 70 ÷ 80% so våïi thẹp tỉång ỉïng, âäü bãưn tỉì 400 ÷ 1000MN/m 2 , δ % = 5 ÷ 15%, a K = 300 ÷ 600kJ/m 2 . Gang cáưu êt bë phạ hu gin hån gang xạm. Âäü cỉïng xáúp xè 200 HB gia cäng càõt gt täút. 6.4.4.K hiãûu v cäng dủng : 1-K hiãûu : Theo TCVN 1659-75 quy âënh k hiãûu gang cáưu bàòng hai chỉỵ GC (gang cáưu) v cạc nhọm säú chè gåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu theo kG/mm 2 v âäü gin di tỉång âäúi δ %. Vê dủ : GC100-04 - cọ giåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu 100kG/mm 2 v âäü gin di tỉång âäúi δ = 4%. 2-Cäng dủng : Gang cáưu ch úu dng thay thẹp âãø chãú tảo cạc chi tiãút hçnh dạng phỉïc tảp nhỉ trủc khuu xe ä tä du lëch v váûn ti nh. Ngoi ra nọ cn dng lm mäüt säú chi tiãút quan trng khạc. 6.5.GANG HÅÜP KIM : Gang håüp kim l gang m ngoi sàõt v cạc bon ra cn cọ thãm cạc ngun täú khạc âỉåüc cäú âỉa vo âãø náng cao cạc tênh cháút ca chụng (ch úu l cå tênh) nhỉ : Cr, Mn, Ni, Cu Trong âọ Cr lm tàng mảnh âäü tháúm täi, Mn v Ni lm tàng âäü bãưn, Cu náng cao tạc dủng chäúng àn mn Gang håüpü kim cọ cå såí l gang xạm, do hay cáưu. 130 . chäúng àn mn, mi mn, chëu nhiãût -Nhiãût luûn : âãø tảo ra cạc nãưn kim loải ph håüp våïi u cáưu sỉí dủng. 6. 2.4-K hiãûu v cäng dủng : a-K hiãûu : Theo TCVN 165 9-7 5 quy âënh k hiãûu gang xạm bàòng. dủ : GZ6 0-0 3 - cọ giåïi hản bãưn kẹo täúi thiãøu l 60 kG/mm 2 v âäü gin di tỉång âäúi 3%. 2-Cäng dủng : Gang do thỉåìng âỉåüc dng lm cạc chi tiãút âäưng thåìi âi hi ba u cáưu sau : -Hçnh dạng. cáưu 2-Gang cáưu pherit - peclit : nãưn kim loải l thẹp trỉåïc cng têch v graphit cáưu, 3-Gang cáưu pẹclit : nãưn kim loải l thẹp cng têch v graphit cáưu. 6. 4.3.Cå tênh : 129 a) b) c) Hçnh 6. 3-Täø