Cải thiện tổ chức sẽ dẫn đến nâng cao cơ tính chủ yếu là giới hạn bền kéo. - Làm giảm l!ợng grafit tức giảm số l!ợng vết nứt, rỗng. Muốn vậy tr!ớc hết phải làm giảm l∀ợng cacbon (tổng) của gang (vì Ctổng = Ctự do + Clk). Để nấu chảy gang cacbon thấp (< 3%) do nhiệt độ chảy tăng phải dùng lò điện (thay cho lò đứng chạy than) hay pha thép vào gang.
- Làm nhỏ mịn (làm ngắn) grafit, tức giảm kích th!ớc vết nứt rỗng. Muốn vậy phải biến tính gang lỏng bằng ferô mangan, ferô silic. Grafit trong gang đ!ợc chia thành tám cấp (theo ASTM) từ ∀ đến 8, trong đó chiều dài trung bình của cấp 8 là < 0,0∀5mm, cấp ∀ là > ∀mm.
Bảng 5.14. Cơ tính của các loại gang xám
Nền kim loại σb, MPa σb nén, MPa HB δ, %
ferit <∀50 <500 ∀50 ~0,5
ferit - peclit ∀50-200 500-700 200 ~0,5
peclit 2∀0-350 900-∀200 220-250 ~0,5
- Tạo nền kim loại có độ bền cao hơn. Có thể coi cơ tính của gang là sự kết hợp giữa cơ tính của nền kim loại và grafit, do đó nền có độ bền cao giúp gang có độ bền cao hơn và ng!ợc lại. Nh! thấy ở bảng 5.∀4 l!ợng cacbon liên kết có ảnh h!ởng tốt đến độ bền, độ cứng.
Tổ chức tế vi của ba loại gang xám trên đ!ợc biểu thị ở hình 5.∀9. Nh! vậy sau khi đúc, gang xám tốt nhất là loại có grafit nhỏ mịn và nền
kim loại peclit.
Để làm tăng hơn nữa độ bền, độ cứng, gang xám đ!ợc hợp kim hóa và tiến hành tôi + ram.
Hình 5.19.Tổ chức tế vi của các loại gang xám: a. ferit, b. ferit - peclit, c. peclit
- Hợp kim hóa có tác dụng chủ yếu là hóa bền nền kim loại (tạo peclit phân tán nhỏ mịn dạng xoocbit), nâng cao độ cứng, tính chống mài mòn, tính chịu nhiệt và hiệu quả đối với nhiệt luyện.
- Tôi + ram. Khi tôi + ram, grafit là pha ổn định nên không có biến đổi gì về tỷ lệ, hình dạng, kích th!ớc và sự phân bố. Khi nung nóng (ở cao hơn 850oC) để tôi, nền kim loại chuyển biến nh! thép đứng riêng rẽ: ferit thành Feγ, ferit - peclit thành austenit ít cacbon, peclit thành austenit với 0,6 ữ 0,8%C, khi làm nguội nhanh austenit chuyển biến thành mactenxit (với độ cứng cao khác nhau) + grafit tấm và tùy thuộc vào nhiệt độ ram có mactenxit ram hay trôxtit ram hay xoocbit ram + grafit tấm.