TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.6. Tính chất và ứng dụng của gang cầu
Trong gang cầu, graphit ở dạng hình cầu tròn nên cơ tính gang cầu cao gần như thép 70 đến 90 % cơ tính của thép. Gang cầu có khả năng chống mài mòn cao, hệ số ma sát nhỏ, do đó có thể được dùng để chế tạo các chi tiết làm việc trong điều kiện ma sát ở áp suất cao và bôi trơn khó khăn.
Mật độ của gang cầu lớn hơn hẳn gang xám nên nó là vật liệu thích hợp để chế tạo các chi tiết làm việc ở áp suất cao như: động cơ điezen, máy bơm, thiết bị thủy lực và khí nén.
Tính bền ăn mòn của gang cầu rất cao không nhỏ hơn gang xám và cao hơn thép cacbon, khi bị ăn mòn trên bề mặt gang cầu sẽ nhanh chóng hình thành lớp oxyt liên kết chặt chẽ với nền cản trở quá trình ăn mòn tiếp theo.
Độ bền nóng của gang cầu cao hơn gang xám do sự oxy hóa ranh giới hạt kém và độ trương nở nhỏ. Điều này thấy rõ ở nhiệt độ cao khoảng 400 đến 500 oC, hiện tượng trương nở và cơ tính của gang cầu giảm không đáng kể.
Độ chảy loãng của gang cầu cao hơn gang xám mác cao, gang trắng và cao hơn nhiều so với thép, do đó các chi tiết đúc bằng gang cầu có thể đạt được thành mỏng 3 đến 4 mm và có hình dạng phức tạp mà bề mặt vật đúc nhận được nhẵn đẹp. Độ bền và độ dai va đập của gang cầu cao gần như thép, cao hơn gang xám rất nhiều. Đồng thời, với việc thay đổi và điều chỉnh tổ chức tế vi của nền kim loại, có thể nhận được tính chất của gang cầu trong phạm vi rộng.
Tuy nhiên khi đúc gang cầu cần lưu ý là quá trình co ngót của gang cầu ở trạng thái lỏng và kết tinh xảy ra mãnh liệt hơn gang xám, đó là nguyên nhân làm cho gang cầu có xu hướng tạo rỗ ngót mạnh. Mặt khác, ứng suất đúc trong gang cầu lớn hơn so với gang xám vì gang cầu có môdun đàn hồi E khá cao, độ dẫn nhiệt nhỏ.
Nhờ có độ bền tổng hợp, tính công nghệ, tính sử dụng cao mà các chi tiết bằng gang cầu được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp: các chi tiết máy cán kéo, máy dập ép, thiết bị đập nghiền xử lý quặng, trục khuỷu, chi tiết làm tuabin, bánh răng, secmăng . . . Trong nhiều trường hợp gang cầu còn có thể chế tạo thay thép đúc, thép dập, gang xám, gang dẻo và cho kết quả tốt hơn.