Về nấu luyện: Có nhiều loại thiết bị nấu luyện được sử dụng để sản xuất gang cầu: lò đứng, lò cảm ứng, lò hồ quang, lò quay là các loại thường gặp nhất. Trong số các loại lò này, thông dụng nhất là lò cảm ứng. Trong thực tế, 97% phối liệu đưa vào lò nấu (phối liệu kim loại, các loại hợp kim sắt và chất tăng cácbon) được giữ lại trong kim loại lỏng cuối cùng. Do đó, việc xác định thành phần và tình trạng của tất cả các vật liệu trước khi đưa vào lò là vô cùng quan trọng. Lợi thế của việc sử dụng gang thỏi có độ thuần khiết cao, một sản phẩm đã được khẳng định về chất lượng, trở nên rõ ràng Về biến tính: - Gang lỏng trước khi biến tính có nhiệt độ vào khoảng 1450C. - Biến tính cầu hoá: đưa Mg hay Ce vào gang lỏng để hàm lượng chất biến tính còn lại trong thành phần gang phải trong giá trị xác định. - Chất khử S thông thường dùng là Na2CO3. - Biến tính graphit hoá bằng FeSi 75%, CaSi 75% để chống biến trắng
CHẾ TẠO GANG CẦU - ĐÚC, NHIỆT LUYỆN TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu gang cầu Gang hợp kim sắt (Fe) số nguyên tố hóa học khác C, Si, Mn, Fe chiếm thành phần chủ yếu, chiếm 95% trọng lượng, carbon từ 2,14,3% trọng lượng silic chiếm từ 1-3% Gang với thành phần hóa học gần điểm tinh có nhiệt độ nóng chảy khoảng 1150-1200 0C, thấp 3000C so với sắt nguyên chất Tùy theo dạng graphit gang, gang chia thành loại sau: gang trắng, gang xám, gang dẻo, gang cầu Gang trắng loại gang cứng giòn dùng để luyện thép gang biến trắng loại gang có carbon tồn dạng Fe3C, hình thành việc gang xám bị làm nguội nhanh khiến gang bị biến trắng trở nên giịn khó gia cơng khí Gang xám: loại gang có ngun tố carbon chủ yếu tồn dạng graphit với graphit bố trí theo mạch thẳng Mặt gãy gang có màu xám đặc trưng ferit graphit tự Gang xám dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp (1.350C) khơng địi hỏi khắt khe kỹ thuật nấu luyện thành phần gang, gang xám dòn, khả chịu tải chịu uốn nén Gang dẻo: loại ang có graphít dạng chế tạo cách ủ gang trắng thời gian dài (khoảng vài ngày) nhiệt độ từ 850 – 1050C để tạo thành loại gang có tính dẻo cao Đây loại gang có độ bền cao, kế thừa tính chất tốt vốn có gang sử dụng để sản xuất sản phẩm cần có mềm bề mặt sản phẩm đúc để dễ dàng việc gia cơng khí Tuy nhiên, gang dẻo có nhược điểm giá thành sản xuất gang dẻo cao, khả chịu nén Gang cầu: loại gang có độ bền cao có graphit dạng cầu nhờ biến tính nguyên tố Mg, Ce nguyên tố đất Sau biến tính cầu hố, gang lỏng cịn biến tính lần hai nguyên tố graphit hoá FeSi, CaSi để chống biến trắng cho gang Nhờ chất biến tính mà gang lỏng trở nên tạp chất S loại khí, làm tăng tốc độ nguội cho gang tạo cho graphit phát triển chủ yếu theo hướng thẳng góc với bề mặt sở tinh thể graphit Do graphít kết tinh thành hình cầu.Tổ chức tế vi gang cầu giống gang xám song khác graphit có dạng thu gọn hình cầu bao gồm ba loại kim loại: ferit, ferit-peclit peclit Chính điều định độ bền kéo cao gang cầu so với gang xám Gang cầu loại gang có độ bền cao loại gang, bềngồi gang cầu có màu xám tối gang xám nên nhìn bề ngồi khó phân biệt hai loại gang với Tuy nhiên, ta phân biệt gang cầu gang xám qua dấu hiệu co ngót sản phẩm gang cầu cách gõ vào sản phẩm, sản phẩm gang cầu có tiếng kêu thanh, cịn sản phẩm gang xám có tiếng kêu đục trầm Thành phần hóa học tính chất lý loại hợp kim đúc đưa bảng sau Bảng 1: Thành phần hoá học loại gang Thành phần hoá học (%) Loại gang C Si Mn S P Gang trắng 3,30-3,60 0,40-1,20 0,25-0,80 0,06-0,20 Gang xám 3,00-3,70 1,20-2,50 0,25-1,00 ≤0,12 0,05-0,10 Gang cầu 3,00-4,00 1,80-3,00 0,10-0,80 ≤0,03 ≤0,10 Gang dẻo 2,00-2,60 1,00-1,60 0,20-1,00 0,04-0,20 0,05-0,20 ≤0,20 Bảng 2: Tính chất lý loại hợp kim đúc Chi tiêu Loại hợp kim Độ bền kéo (MPa) Giới hạn đàn hồi (MPa) Độ dẻo (%) Gang xám grapit 100 – 450 89 – 285 0,3 – 0,8 Gang cầu 350 – 900 220 – 600 – 22 Gang cầu ausferit 800 – 1200 500 – 850 – 10 Thép đúc 380 – 1200 200 – 1000 – 25 Trong loại gang nêu trên, gang cầu loại gang có độ bền cao graphit dạng thu gọn (quả cầu trịn), chia cắt kim loại nhất, khơng có đầu nhọn để tập trung ứng suất, nên làm giảm tính nền, gang cầu trì 70-90% độ bền kim loại, tức khơng thuakém thép thay cho thép vài trường hợp Về thành phần hóa học, hàm lượng C Si phải cao để đảm bảo tổng thành phần hoá học (%C+%Si) đạt tới 5-6% Hàm lượng Si không nên cao (>3%) để khỏi ảnh hưởng đến độ dẻo dai gang Khơng có khơng đáng kể (