Khái quát về Công nghệ Gang đúc

GANG ĐÚC KSC Phan Anh Tú VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) NỘI DUNG I Khái quát gang đúc II Phân loại gang đúc Gang xám Gang cầu Gang trắng Gang dẻo VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) I Khái quát gang đúc Gang đúc sử dụng rộng rãi chế tạo máy và… VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Giản đồ pha Fe-C - Gang hợp kim Fe-C với lượng C vượt 2.14% - Gang trắng tn thủ giản đồ Fe-C tồn C nằm dạng liên kết hợp chất Xêmentit VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) White CI Grey CI CAST IRONS Ductile CI Malleable CI • Gang graphit: hợp kim Fe – C mà phần hay toàn cacbon tồn trạng thái tự do, Ctự tập trung → graphit • Graphit: C, có mạng lục giác - Mềm, giòn  độ cứng thấp - Tự bôi trơn tốt - Dập tắt dao động VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Điều kiện hình thành Graphit + Tăng khả graphit hóa: Si, Ca, C,… + Cản trở q trình graphit hóa: Al, Zn, Pb, S • Tốc độ nguội: + Càng lớn cản trở + Càng nhỏ thúc đẩy • F(Xe) > F(graphit)  graphit ổn định Xe Cần tạo điều kiện để mầm graphit phát triển → trình graphit hóa VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Hình dạng graphit • Dạng (thẳng, cong, nhọn hai đầu) • Dạng cầu • Dạng cụm (dạng bơng hay hoa cúc) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang trắng Gang cầu Gang graphit cụm Gang xám Ảnh hưởng tổ chức tế vi tới độ bền gang VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) PHÂN LOẠI GANG ĐÚC VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Phân loại gang đúc theo khả Graphit hóa VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu Gang cầu loại gang mà graphit có dạng hình cầu Theo tổ chức tế vi kim loại có: • • • • Gang cầu ferit Gang cầu ferit–peclit Gang cầu peclit Hiện có gang cầu austenit VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu • Cho thêm lượng nhỏ Mg và/hay Ce vào gang xám (lỏng) trước đúc tạo khác biệt tổ chức tế vi loạt tính chất học • Graphit hình thành dạng cầu hay hạt giống cầu thay cho dạng phiến • Pha xung quanh hạt graphit peclit hay ferit, phụ thuộc vào nhiệt luyện thành phần Thực tế gang cầu có tính gần đến thép Ứng dụng thông thường gang cầu chế tạo van, thân bơm, trục khuỷu, bánh răng, chi tiết máy ô tô VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu Thành phần hóa học • • • • • • • C Si Mn P S Mg Ce (3%÷3.6%) (2%÷3%) (0.5% ÷1%) (< 0.015%) (< 0.03%) (0.04%÷0.08%) chất biến tính Cần hạn chế mạnh hay loại bỏ ngun tố cản trở q trình cầu hóa như: Ti, Al, Sn, Zn, Bi đặc biệt S VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu TCTV gang cầu (a) GC ferit trạng thái đúc (b) GC peclit trạng thái đúc (c) GC ferit , ủ 3h 700 °C (1290 °F) (d) GC peclit-ferit dầu ram đến ĐC 255 HB 2% Nital 100x VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu Theo ASTM có loại hình dáng graphit (ISO có loại) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu Ký hiệu TCVN GC ab-c ab: σb tối thiểu [kG/mm2] c: % tối thiểu • Gang cầu ferit (ít dùng) • Gang cầu ferit–peclit GC50-10 : chi tiết thông thường • Gang cầu peclit GC60-2 : trục khủyu, trục cán GC70-4; GC80-6 : chi tiết quan trọng VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu Phân loại GC theo số tiêu chuẩn khác VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang dẻo Gang dẻo loại gang mà graphit có dạng hình bơng hay cụm (hoa cúc) Theo tổ chức tế vi kim loại có: • Gang dẻo ferit • Gang dẻo ferit–peclit • Gang dẻo peclit VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang dẻo (cách chế tạo gang dẻo) • Bước Chế tạo gang trắng 100%, muốn phải khống chế hai yếu tố sau: - Thành phần hóa học: -Tốc độ nguội: Phải làm nguội nhanh, thành vật ỳc khụng c dy quỏ (10ữ20)mm Bc gang trắng thành gang dẻo VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Ủ gang trắng thành gang dẻo t0 Fe3C0,8+Gcụm 10000C Fe3CIIF+Gcụm 7270C 7000C Xe P  F + G 20 15 10 30  (h) GZ (P+G) GZ (F+G) GZ (P+F+G) VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang dẻo GZab-c Kí hiệu ab : σb tối thiểu c : % •Gang dẻo ferit: GZ30-6; GZ33-8; GZ35-10; GZ37-12 •Gang dẻo peclit: GZ45-7; GZ50-5; GZ55-4; GZ60-3; GZ63-3 •Chi tiết có hình dạng phức tạp, thành mỏng, chịu va đập •Chi tiết máy nơng nghiệp, ơtơ, máy kéo, máy dệt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang trắng Là loại gang khơng có C dạng graphit: • Gang chịu mài mòn • Gang bền ăn mòn • Gang bền nhiệt VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang trắng-phân loại gang hợp kim VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang trắng Gang trắng không HK: 3,6TC0,7Si-0,8Mn Peclit phiến ferit cacbit M3C VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) Gang trắng HK cao Cr: 2,6TC1,5Si-1,1Mn-14,3Cr-3,0Mo Cacbit M7C tinh mactenxit cacbit M3C cầu mịn Gang trắng Ảnh hưởng nguyên tố HK tới khả biến trắng (trạng thái đúc) gang VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) ... DUNG I Khái quát gang đúc II Phân loại gang đúc Gang xám Gang cầu Gang trắng Gang dẻo VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) I Khái quát gang đúc Gang đúc sử... (COMFA) Gang trắng Gang cầu Gang graphit cụm Gang xám Ảnh hưởng tổ chức tế vi tới độ bền gang VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU (IMS) TRUNG TÂM ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG VẬT LIỆU (COMFA) PHÂN LOẠI GANG ĐÚC VIỆN... VẬT LIỆU (COMFA) Gang cầu Gang cầu loại gang mà graphit có dạng hình cầu Theo tổ chức tế vi kim loại có: • • • • Gang cầu ferit Gang cầu ferit–peclit Gang cầu peclit Hiện có gang cầu austenit