Để có được grafit và grafit với các dạng khác nhau, mỗi gang phải có những đặcđiểm riêng về thành phần hóa học và cách chế tạo.
Trong gang cacbon có thể tồn tại ở cả hai dạng: tự do và liên kết, vậy điều kiện tạo thành chúng ra sao.
Trước tiên phải nói rằng grafit là pha ổn định nhất, còn xêmentit kém ổn định hơn (giả ổn định), song sự tạo thành grafit lại khó khăn hơn do so với xêmentit thành phần cacbon (%C) và cấu trúc của grafit sai khác quá nhiều với pha lỏng và (như về %C của Xê, G, γ và pha lỏng lần lượt là 6,67; 100; 2,14 và 3,0 ÷ 4,0 austenit %C). Tuy nhiên nhờ có ảnh hưởng của thành phần hóa học và chế độ làm nguội khi đúc, sự tạo thành grafit của gang có thể trở nên dễ dàng hơn.
Bản thân cacbon cũng là yếu tố thúc đẩy sự tạo thành grafit. Trong số các nguyên tố trong gang, nguyên tố có ảnh hưởng mạnh nhất đến sự tạo thành grafit (grafit hóa) là silic. Silic càng nhiều hay đúng hơn tổng lượng %(C+Si) càng cao sự grafit hóa càng mạnh, càng hoàn toàn, cacbon liên kết (xêmentit) càng ít, thậm chí không có. Vì vậy về cơ bản người ta coi gang là hợp kim ba cấu tử Fe-C-Si.
a) b)
c) Sự tạo thành grafit hay grafit hóa.
Hình 2.5 Các dạng grafit trên tổ chức tế vi
gang xám (a),gang cầu (b), gang dẻo (c).
Trong các điều kiện khác như nhau, khi giảm %(C + Si) sự grafit hóa giảm dần.
(C + Si) lớn, khoảng ≥ 6%, sự tạo thành grafit là mạnh nhất với nền ferit (không có cacbon liên kết).
(C + Si) tương đối cao, khoảng (5,0÷6,0)%, có nền ferit - peclit (0,1 ÷ 0,50%C liên kết).
Để có được grafit và grafit với các dạng khác nhau, mỗi gang phải có những đặc điểm riêng về thành phần hóa học và cách chế tạo.