Gang theo định nghĩa : hợp kim Fe-C với hàm lượng cỏc bon lớn hơn 2,14% . Thực tế
trong gang luụn cú cỏc nguyờn tố khỏc như: Si , Mn , P và S. Cỏc loại Gang thụng dụng • 2,0ữ4,0% Cỏc bon • 0,2ữ1,5% Mn • 0,04ữ0,65% P • 0,02ữ0,05% S Khỏi quỏt
Thành phần húa học của gang bao gồm chủ yếu là :sắt (hơn 95% theo trọng lượng), và cỏc nguyờn tố hợp kim chớnh là carbon và silic. Hàm lượng của carbon trong gang nằm trong miền từ 2,1% đến 4,3% trọng lượng, với miền cú hàm lương carbon thấp hơn 2,1% của họ hợp kim của sắt sẽ là thộp carbon. Một phần đỏng kể silic (1-3%) trong gang tạo thành tổ hợp hợp kim Fe-C-Si.
Tuy nhiờn, gang được xem tương tự như hợp kim chứa hai nguyờn tố là sắt và carbon ở trang thỏi đụng đặc, trờn biểu đồ trạng thỏi sắt - carbon tại điểm austectic (1154°C và 4,3%C). Gang với thành phần húa học gần điểm austectic cú nhiệt độ núng chảy trong khoảng từ 1150 đến 1200°C, thấp hơn 300°C so với sắt nguyờn chất. Nhỡn chung người ta xem gang như là một loại hợp kim cú tớnh dũn. Màu xỏm ở mặt góy thường là đặc điểm nhận dạng của gang: chớnh là sự phõn bổ ở dạng tự do của khối carbon, với hỡnh thự dạng tấm khi hợp kim đụng đặc.
Với đặc tớnh: điểm núng chảy thấp, độ chảy loóng tốt, tớnh đỳc tốt, dễ gia cụng, cú khả năng chịu mài mũn, nờn giỏ thành gia cụng rất thấp, do đú gang được sử dụng trong rất nhiều chi tiết, lĩnh vực khỏc nhau.
5.2 Gang xỏm
1. là một trạng thỏi trong nhiều trạng thỏi của gang mà dựa vào vi cấu trỳc của chỳng để
người ta phõn loại. Bề mặt của gang xỏm ở mặt góy của gang cú màu xỏm, là đặc trưng của ferit và graphit tự do. Trong quỏ trỡnh đụng đặc, do tốc độ tản nhiệt chậm trong
khuụn đỳc bằng cỏt, dõn đến lượng graphớt hũa tan trong sắt lỏng cú đủ thời gian để giải phúng thành cỏc phiến nhỏ, cú hỡnh thự tự do (thường là dạng tấm).
2. Ứng dụng
Do những đặc tớnh trờn, người ta sử dụng chỳng rất nhiều trong ngành chế tạo mỏy, đỳc cỏc băng mỏy lớn, cú độ phức tạp cao, cỏc chi tiết khụng cần chịu độ uốn lớn, nhưng cần chịu lực nộn tốt. Cú những thiết bị, vật liệu gang xỏm được sử dụng đến >70% tổng trọng lượng. Cỏc băng mỏy cụng cụ (tiện, phay, bào,...), thõn mỏy của động cơ đốt trong... cũng được sản xuất từ gang xỏm.
5.2 Gang xỏm bến trắng
trong sản xuất cơ khớ hầu nhưu khụng sử dụng gang trắng do cứng . giũn khú gia cụng cơ khớ dược , song cú dựng gang trắng ở bề măt cú tớnh trống mài mũn rất cao, vớ dụ : bi nghiền , trục cỏn , trục nghiền . muốn vậy khi đỳc gang xỏm người ta làm nguội nhanh những phần cứng bằng cỏch đặt kim loại dẫn nhiệt nhanh trong phần khuụn cỏt tiếp giỏp để tạo ra gang trắng.
5.3 Gang cầu
1. cũn được gọi là gang bền cao cú than chỡ ở dạng cầu nhờ biến tớnh bằng cỏc nguyờn tố
Mg, Ce và cỏc nguyờn tố đất hiếm. Gang cầu là loại gang cú độ bền cao nhất trong cỏc loại gang do than chỡ ở dạng cầu trũn, bề ngoài cũng cú màu xỏm tối như xỏm. Nờn khi nhỡn bề ngoài khụng thể phõn biệt hai loại gang này.
2. Thành phần húa học
Thành phần húa học gang cầu dao động như sau: 3-3,6% C, 2-3% Si, 0,2-1% Mn, 0,04- 0,08% Mg, ớt hơn 0,15% P, ớt hơn 0,03% S. Gang cầu cú độ dẻodai cao, đặc biệt sau khi nhiệt luyện thớch hợp.
Lượng cacbon và silic phải cao để đảm bảo khả năng than chỡ húa (%C + %Si) đạt tới 5%-6%. Khụng cú hoặc khụng đỏng kể (<0,1 – 0,01%) cỏc nguyờn tố cản trở cầu húa như Ti, Al, Sn, Pb, Zn, Bi và đặc biệt là S. Cú một lượng nhỏ cỏc chất biến tớnh Mg (0,04- 0,08%) hoặc Ce. Cú cỏc nguyờn tố nõng cao cơ tớnh như Ni (2%) Mn (<1%).
Tổ chức tế vi của gang cầu cũng giống gang xỏm song chỉ khỏc là than chỡ của nú cú dạng thu gọn nhất hỡnh quả cầu bao gồm ba loại nền kim loại: ferit, ferit – peclit và peclit. Chớnh điều này quyết định độ bền kộo rất cao của gang cầu so với gang xỏm. Khỏc với gang xỏm, than chỡ dạng cầu ở đõy được tạo thành nhờ biến tớnh đặc biệt gang xỏm lỏng.
3. Đặc điểm
Sau khi biến tớnh cầu húa than chỡ nhờ cỏc nguyờn tố Mg, Ce và cỏc nguyờn tố đất hiếm, gang lỏng cũn được biến tớnh lần hai bằng cỏc nguyờn tố than chỡ húa như FeSi, CaSi để chống biến trắng cho gang. Nhờ cỏc chất biến tớnh mà gang lỏng trở nờn sạch cỏc tạp chất như lưu huỳnh và khớ, làm tăng tốc độ húa nguội cho gang và làm cho cỏc tinh thể than chỡ phỏt triển chủ yếu theo hướng thẳng gúc với bề mặt cơ sở của nú. Do đú than chỡ kết tinh thành hỡnh cầu.
Gang cầu theo TCVNđược ký hiệu bằng hai chữ GC với hai cặp chữ số chỉ giỏ trị tối thiểu của giới hạn bền kộo và độ dẻo của gang. Gang cầu ferit mỏc GC40-10 cú giới hạn bền kộo > 400 MPA và độ dẻo 10%. Gang cầu được sử dụng để sản xuất cỏc chi tiết chịu lực lớn và chịu tải trọng va đập, mài mũn như trục khuỷu, cam, bỏnh răng…. Do rẻ gang cầu được dựng nhiều để thay thế thộp và gang dẻo.
Gang cầu thường chứa Cdl cao và bằng 4,3-4,6% để chống biến trắng và do than chỡ ở dạng cầu sớt chặt, ớt chia cắt nền kim loại nờn khụng làm giảm đỏng kể tớnh chất cơ học của gang. Hàm lượng Si khụng nờn quỏ cao (nhỏ hơn 3%) để khỏi ảnh hưởng đến độ dẻo dai của gang. Hàm lượng S sau biến tớnh cầu húa bằng Mg phải nhỏ hơn 0,03% thỡ gang mới nhận được than chỡ biến tớnh và hạn chế tạp chất “vết đen” do MgS tạo ra sẽ làm giảm tớnh chất cơ học của Gang. Hàm lượng Mn chọn tựy thuộc vào loại gang cầu, với gang cầu ferit ở trạng thỏi đỳc Mn nhỏ hơn 0,2%. Ở gang cầu peclit chỳng cú thể lờn tới 1%. Lượng P càng ớt càng tốt vỡ P làm giảm tớnh dẻo dai của gang cầu.
Việc sử dụng gang cầu vào cụng nghiệp rất cú hiệu quả, vớ dụ giỏ 1 tấn vật đỳc loại gang này rẻ hơn vật đỳc bằng thộp cacbon từ 30-35% rẻ hơn loại vật đỳc bằng hợp kim màu 3 đến 4 lần và rẻ hơn loại phụi thộp rốn tử 2 đến 3 lần.
5.4 Gang dẻo:
a.Tổ chức : Hầu hết cỏcbon ở dạng graphớt hỡnh cụm bụng do ủ gang trắng. b.Thành phần : C = 2,8 -2,8%; Mn 1,0%; Si = 0,8 - 1,4%; P = 0,2%; S < 0,1 % c.Tớnh chất : Cú độ bền cao và dẻo hơn gang xỏm.
d.Cụng dụng: Cú cơ tớnh tổng hợp tốt hơn gang xỏm nhưng đắt do quỏ trỡnh nấu luyện tốn nhiệt và thời gian ủ lõu, nờn gang dẻo chủ yếu được dựng làm cỏc chi tiết đồng thời cần cỏc yờu cầu sau: hỡnh dỏng phức tạp, thành mỏng và chịu va đập
e.Ký hiệu :
- Việt Nam ký hiệu bằng chữ GZ và 2số chỉ giới hạn bền kộo
σk (KG/mm2)và độ dón dài tương đối δ (%) Vớ dụ : GZ 33- 8 là gang dẻo cú σk = 33 KG/mm2, δ = 8%
- Nga ký hiệu bằng chữ Kữ và 2 số giống của Việt Nam. Vớ dụ Kữ 33 - 8. và độ dón dài tương đối δ (%) Vớ dụ : GZ 33- 8 là gang dẻo cú
Phõn VI THẫP VÀ HƠP KIM