Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Gang”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
Không có tóm lược sửa đổi
Không có tóm lược sửa đổi
Dòng 40: Dòng 40:
Theo [[tổ chức tế vi]]{{efn|''microstructure''}}, có thể phân chia gang thành hai nhóm chính: [[gang trắng]] và [[gang graphit]].
Theo [[tổ chức tế vi]]{{efn|''microstructure''}}, có thể phân chia gang thành hai nhóm chính: [[gang trắng]] và [[gang graphit]].
[[Gang trắng]] là loại gang có tổ chức tế vi tương ứng với giản đồ pha Fe-C, toàn bộ cacbon của nó nằm dưới dạng liên kết hóa học với sắt trong tổ chức [[cementit]] ''Fe<sub>3</sub>C''. Vì vậy, gang trắng luôn chứa hỗn hợp cùng tinh [[Ledeburit]] (''Ledeburite''). Về mặt tổ chức tế vi, gang trắng chia làm ba loại: Gang trắng trước cùng tinh{{efn|''hypoeutectic''}} (%C ≤ 4,3%), cùng tinh{{efn|''eutectic''}} (%C = 4,3%), và sau cùng tinh{{efn|''hypereutectic''}} (%C ≥ 4,3%).<ref name=Lakhtin391">{{harvnb| Lakhtin | 1950 |pp=391-393}}</ref> Mặt gãy của nó có màu sáng trắng đó là màu của [[cementit]].
[[Gang trắng]] (''white cast iron'') là loại gang có tổ chức tế vi tương ứng với giản đồ pha Fe-C, toàn bộ cacbon của nó nằm dưới dạng liên kết hóa học với sắt trong tổ chức [[cementit]] ''Fe<sub>3</sub>C''. Vì vậy, gang trắng luôn chứa hỗn hợp cùng tinh [[Ledeburit]] (''Ledeburite''). Về mặt tổ chức tế vi, gang trắng chia làm ba loại: Gang trắng trước cùng tinh{{efn|''hypoeutectic''}} (%C ≤ 4,3%), cùng tinh{{efn|''eutectic''}} (%C = 4,3%), và sau cùng tinh{{efn|''hypereutectic''}} (%C ≥ 4,3%).<ref name=Lakhtin391">{{harvnb| Lakhtin | 1950 |pp=391-393}}</ref> Mặt gãy của nó có màu sáng trắng đó là màu của [[cementit]].<ref name="Berns31">{{harvnb |Berns |Scheibelein|Theisen|2008 | pp=31-33}}</ref>


[[Gang graphit]] là các loại gang mà phần lớn cacbon nằm dưới dạng tự do ([[Than chì|graphit]]) với hình dạng khác nhau: tấm, cầu, cụm. Gang graphit có rất ít hoặc không có tổ chức [[cementit]] ''Fe<sub>3</sub>C''. Do vậy, mặt gãy của gang graphit có màu xám (màu của graphit). Tổ chức graphit phân bố trên nền kim loại ferit{{efn|''ferritic''}}, ferit-peclit{{efn|''ferritic-pearlite''}}, và peclit{{efn|''pearlite''}}.<ref name=Lakhtin391" /> Tuỳ thuộc hình dáng của graphit người ta chia ra các loại:
[[Gang graphit]] là các loại gang mà phần lớn cacbon nằm dưới dạng tự do ([[Than chì|graphit]]) với hình dạng khác nhau: tấm, cầu, cụm. Gang graphit có rất ít hoặc không có tổ chức [[cementit]] ''Fe<sub>3</sub>C''. Do vậy, mặt gãy của gang graphit có màu xám (màu của graphit). Tổ chức graphit phân bố trên nền kim loại ferit{{efn|''ferritic''}}, ferit-peclit{{efn|''ferritic-pearlite''}}, và peclit{{efn|''pearlite''}}.<ref name=Lakhtin391" /> Tuỳ thuộc hình dáng của graphit người ta chia ra các loại:
*[[Gang xám]]{{efn|''gray cast iron''}} (graphit dạng tấm)
*[[Gang xám]] (''gray cast iron''): Graphit dạng tấm.<ref>{{harvnb|Berns |Scheibelein |Theisen |2008 |pp=147-149}}</ref>
*[[Gang cầu]]{{efn|''ductile iron''}} (graphit dạng cầu là dạng được cầu hóa khi đúc)
*[[Gang cầu]] (''ductile iron''): Graphit dạng cầu là dạng được cầu hóa khi đúc.<ref>{{harvnb|Berns |Scheibelein |Theisen |2008 |pp=150-152}}</ref>
*[[Gang dẻo]]{{efn|''malleable iron''}} (graphit dạng cụm bông, đã được ủ “graphit hóa” từ gang trắng)
*[[Gang dẻo]] (''malleable iron''): Graphit dạng cụm bông, đã được ủ “graphit hóa” từ gang trắng.<ref>{{harvnb|Berns |Scheibelein |Theisen |2008 |pp=154-156}}</ref>
*[[Gang xám biến trắng]] (bản chất là gang xám nhưng có bề mặt được làm nguội nhanh khi đúc trong khuôn, nên bề mặt sẽ biến thành gang trắng)
*Gang xám biến trắng: Bản chất là gang xám nhưng có bề mặt được làm nguội nhanh khi đúc trong khuôn, nên bề mặt sẽ biến thành gang trắng).
*Gang graphit ngắn (viết tắt CGI, GJV, CV){{efn|''Compacted Graphite Iron, Vermicular Graphite Iron, Compacted Vermicular}}: Tinh thể graphit ngắn và dày hơn so với trong gang xám.<ref name="sintercast">{{cite web|url=http://www.sintercast.com/data/content/DOCUMENTS/200431723285110vdi_paper.pdf|title=Compacted Graphite Iron: Mechanical and Physical Properties for Engine Design}}</ref><ref>{{harvnb|Berns |Scheibelein |Theisen |2008 |pp=152-154}}</ref>


==Ảnh hưởng của các nguyên tố==
==Ảnh hưởng của các nguyên tố==
Dòng 53: Dòng 54:
Tùy vào tính tương tác với cacbon, có thể chia các nguyên tố hợp kim thành hai nhóm: nhóm graphit-hóa và nhóm cementit-hóa.{{efn|''graphite-forming elements'' và ''cementite-forming elements''}}<ref name=Lakhtin393" /> Nhóm nguyên tố graphit hóa, bao gồm [[silic]], [[nhôm]], [[niken]], [[đồng]]..., làm phá cấu trúc cementit, tách cacbon khỏi dung dịch rắn hợp kim, và tạo tinh thể graphit. Còn nhóm nguyên tố cementit hóa, bao gồm [[mangan]], [[crom]], [[molypden]], [[wolfram]], [[titan]] và [[vanađi]], không tương thích với silic, giúp hỗ trợ giữ cacbon trong dung dịch và tạo cấu trúc cementit.<ref name=Lakhtin393">{{harvnb| Lakhtin | 1950 |pp=393-394}}</ref>
Tùy vào tính tương tác với cacbon, có thể chia các nguyên tố hợp kim thành hai nhóm: nhóm graphit-hóa và nhóm cementit-hóa.{{efn|''graphite-forming elements'' và ''cementite-forming elements''}}<ref name=Lakhtin393" /> Nhóm nguyên tố graphit hóa, bao gồm [[silic]], [[nhôm]], [[niken]], [[đồng]]..., làm phá cấu trúc cementit, tách cacbon khỏi dung dịch rắn hợp kim, và tạo tinh thể graphit. Còn nhóm nguyên tố cementit hóa, bao gồm [[mangan]], [[crom]], [[molypden]], [[wolfram]], [[titan]] và [[vanađi]], không tương thích với silic, giúp hỗ trợ giữ cacbon trong dung dịch và tạo cấu trúc cementit.<ref name=Lakhtin393">{{harvnb| Lakhtin | 1950 |pp=393-394}}</ref>


[[Niken]] và [[đồng]] giúp tăng độ bền và tính gia công, nhưng không làm thay đổi lượng graphit hình thành. Cacbon ở dạng graphit tạo ra một loại hợp kim sắt mềm hơn, giảm độ co ngót, giảm độ bền và giảm khối lượng riêng. [[Lưu huỳnh]], phần lớn từ tạp chất, tạo thành [[sunfua sắt]] (FeS), ngăn chặn sự graphit hóa và tăng độ cứng. Tuy nhiên, lưu huỳnh gây ra vấn đề khi làm dung dịch gang nóng chảy trở nên sệt hơn, gây ra lỗi trong sản phẩm cuối cùng. Để chống lại tác dụng của lưu huỳnh, [[mangan]] được thêm vào vì hai nguyên tố này sẽ kết hợp tạo thành [[mangan sunfua]] (MnS) thay vì sắt sunfua (FeS). Mangan sunfua nhẹ hơn so với dung dịch nóng chảy, vì vậy sẽ nổi lên và được tách ra dưới dạng xỉ kim loại{{efn|''slag''. Là phế phẩm tách ra từ quá trình luyện kim}}. Lượng mangan cần thiết để trung hòa lưu huỳnh bằng 1,7 × hàm lượng lưu huỳnh + 0,3%. Nếu lượng mangan quá nhiều, sẽ tạo thành [[mangan cacbua]] (MnC), làm tăng độ cứng và sự làm nguội nhanh, với ngoại lệ là [[gang xám]], vì gang xám với hàm lượng mangan 1% giúp tăng độ bền và khối lượng riêng.<ref name="gillespie">{{harvnb|Gillespie | 1988}}</ref>
[[Niken]] và [[đồng]] giúp tăng độ bền và tính gia công, nhưng không làm thay đổi lượng graphit hình thành. Cacbon ở dạng graphit tạo ra một loại hợp kim sắt mềm hơn, giảm độ co ngót, giảm độ bền và giảm khối lượng riêng. [[Lưu huỳnh]], phần lớn từ tạp chất, tạo thành [[sunfua sắt]] (FeS), ngăn chặn sự graphit hóa và tăng độ cứng. Tuy nhiên, lưu huỳnh gây ra vấn đề khi làm dung dịch gang nóng chảy trở nên sệt hơn, gây ra lỗi trong sản phẩm cuối cùng. Để chống lại tác dụng của lưu huỳnh, [[mangan]] được thêm vào vì hai nguyên tố này sẽ kết hợp tạo thành [[mangan sunfua]] (MnS) thay vì sắt sunfua (FeS). Mangan sunfua nhẹ hơn so với dung dịch nóng chảy, vì vậy sẽ nổi lên và được tách ra dưới dạng xỉ kim loại{{efn|''slag''. Là phế phẩm tách ra từ quá trình luyện kim}}. Lượng mangan cần thiết để trung hòa lưu huỳnh bằng 1,7 × hàm lượng lưu huỳnh + 0,3%. Nếu lượng mangan quá nhiều, sẽ tạo thành [[mangan cacbua]] (MnC), làm tăng độ cứng và sự làm nguội nhanh, với ngoại lệ là [[gang xám]], vì gang xám với hàm lượng mangan 1% giúp tăng độ bền và khối lượng riêng.<ref name="gillespie">{{harvnb|Gillespie | 1988}}</ref><ref name="Berns144">{{harvnb |Berns |Scheibelein|Theisen|2008 | p=144}}</ref>


[[Niken]] là một trong những nguyên tố hợp kim phổ biến nhất vì nó tinh chỉnh cấu trúc peclit và graphit, cải thiện độ cứng. [[Crom]] được thêm vào với số lượng nhỏ để giảm graphit tự do, làm nguội nhanh và vì đây là chất ổn định cementit mạnh. Một lượng nhỏ [[thiếc]] (Sn) có thể được thêm vào để thay thế cho 0,5% crom. [[Đồng]] (Cu) được thêm vào trong gàu múc hoặc trong lò, với mức 0,5 - 2,5%, để giảm độ lạnh, tinh chế graphit và tăng tính chảy loãng. [[Molypden]] được thêm vào theo thứ tự 0,3 - 1% để tăng độ lạnh và tinh chỉnh cấu trúc peclit và graphit; nó thường được thêm vào cùng với niken, đồng và crôm để tạo thành gang có độ bền cao. [[Titan]] được thêm vào như một chất khử oxy trong hợp kim, đồng thời cũng làm tăng tính chảy loãng. Vanadi, nồng độ từ 0.15 đến 0.5%, được thêm vào gang để ổn định cementit, tăng độ cứng và tăng khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt. [[Zirconi]], nồng độ từ 0.1 đến 0.3%, giúp graphit hóa, khử oxy trong hợp kim, và tăng tính chảy loãng.<ref name="gillespie" />
[[Niken]] là một trong những nguyên tố hợp kim phổ biến nhất vì nó tinh chỉnh cấu trúc peclit và graphit, cải thiện độ cứng. [[Crom]] được thêm vào với số lượng nhỏ để giảm graphit tự do, làm nguội nhanh và vì đây là chất ổn định cementit mạnh. Một lượng nhỏ [[thiếc]] (Sn) có thể được thêm vào để thay thế cho 0,5% crom. [[Đồng]] (Cu) được thêm vào trong gàu múc hoặc trong lò, với mức 0,5 - 2,5%, để giảm độ lạnh, tinh chế graphit và tăng tính chảy loãng. [[Molypden]] được thêm vào theo thứ tự 0,3 - 1% để tăng độ lạnh và tinh chỉnh cấu trúc peclit và graphit; nó thường được thêm vào cùng với niken, đồng và crôm để tạo thành gang có độ bền cao. [[Titan]] được thêm vào như một chất khử oxy trong hợp kim, đồng thời cũng làm tăng tính chảy loãng. Vanadi, nồng độ từ 0.15 đến 0.5%, được thêm vào gang để ổn định cementit, tăng độ cứng và tăng khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt. [[Zirconi]], nồng độ từ 0.1 đến 0.3%, giúp graphit hóa, khử oxy trong hợp kim, và tăng tính chảy loãng.<ref name="gillespie" /><ref name="Berns144" />


Trong dung dịch [[gang dẻo]] khi nung nóng chảy, [[bitmut]] được thêm vào, hàm lượng 0.002 – 0.01%, để tăng lượng silic có thể được thêm vào. Trong [[gang trắng]], [[Bo|boron]] được thêm vào để hỗ trợ việc sản xuất [[gang dẻo]]; nó cũng làm giảm hiệu ứng thô của bitmut.<ref name="gillespie" />
Trong dung dịch [[gang dẻo]] khi nung nóng chảy, [[bitmut]] được thêm vào, hàm lượng 0.002 – 0.01%, để tăng lượng silic có thể được thêm vào. Trong [[gang trắng]], [[Bo|boron]] được thêm vào để hỗ trợ việc sản xuất [[gang dẻo]]; nó cũng làm giảm hiệu ứng thô của bitmut.<ref name="gillespie" />
Dòng 75: Dòng 76:


==Tham khảo==
==Tham khảo==
*{{cite book | last=Berns | first=H. | last2=Scheibelein | first2=G. | last3=Theisen | first3=W. | title=Ferrous Materials: Steel and Cast Iron | publisher=Springer Berlin Heidelberg | year=2008 | isbn=978-3-540-71848-2 | url=https://books.google.ca/books?id=6ZgvRtOvMvUC | access-date=2020-06-24 | ref=harv}}

*{{cite book|last1=Campbell|first1=F.C.| url=https://archive.org/details/elementsmetallur00fcam|title=Elements of Metallurgy and Engineering Alloys|date=2008|publisher=ASM International|isbn=978-0-87170-867-0|location=Materials Park, Ohio|page=[https://archive.org/details/elementsmetallur00fcam/page/n449 453]| ref=harv}}
*{{cite book|last1=Campbell|first1=F.C.| url=https://archive.org/details/elementsmetallur00fcam|title=Elements of Metallurgy and Engineering Alloys|date=2008|publisher=ASM International|isbn=978-0-87170-867-0|location=Materials Park, Ohio|page=[https://archive.org/details/elementsmetallur00fcam/page/n449 453]| ref=harv}}


Phiên bản lúc 03:00, ngày 24 tháng 6 năm 2020

Những vật dụng làm bằng gang
Các pha hợp kim của Sắt
Tổ chức tế vi
Các loại thép
Vật liệu khác trên cơ sở sắt

Gang (tiếng Anh: cast iron) là một nhóm vật liệu hợp kim sắt-cacbon có hàm lượng cacbon hơn 2,14%.[1] Tính hữu dụng của gang nhờ vào nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp của nó. Thành phần cấu tử trong hợp kim ảnh hưởng đến màu sắc của gang khi bị gãy: gang trắng có tạp chất cacbua[a] cho phép các vết nứt đi thẳng; gang xám có các mảnh than chì làm lệch vết nứt và tạo ra vô số vết nứt mới khi vật liệu bị vỡ; và gang cầu có các "nốt" hình cầu than chì, giúp ngăn cản việc đứt gãy tiếp tục.

Thành phần hóa học của gang bao gồm chủ yếu là: sắt (hơn 95% theo trọng lượng), và các nguyên tố hợp kim chính là cacbon (1,8 đến 4%) và silic (1 đến 3% trọng lượng).

Gang có đặc tính giòn, ngoại trừ gang dẻo. Với điểm nóng chảy tương đối thấp, độ chảy loãng cao, tính đúc tốt, khả năng chịu nén và chống mài mòn tốt, gang đã trở thành vật liệu kỹ thuật với nhiều ứng dụng và được sử dụng trong đường ống, máy móc và các bộ phận công nghiệp ô tô, như xi lanh đầu, khối xi lanh và hộp số. Gang có khả năng chống oxy hóa.

Những cổ vật bằng gang sớm nhất có niên đại từ thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên và được các nhà khảo cổ học phát hiện tại vùng đất ngày nay là Giang Tô ở Trung Quốc. Gang được sử dụng ở Trung Quốc cổ đại cho chiến tranh, nông nghiệp và kiến ​​trúc.[2] Trong thế kỷ 15, gang đã được sử dụng cho pháo ở Burgundy, Pháp và ở Anh trong thời Cải cách. Số lượng gang được sử dụng cho pháo yêu cầu sản xuất quy mô lớn.[3] Cây cầu bằng gang đầu tiên được xây dựng vào những năm 1770 bởi Abraham Darby III, và được gọi là Cầu sắt ở Shropshire, Anh. Gang cũng được sử dụng trong việc xây dựng các tòa nhà.

Thành phần hóa học

Theo giản đồ trạng thái Fe-C, gang là hợp kim của sắt-cacbon với lượng cacbon lớn hơn 2,14%. Thành phần hóa học của gang bao gồm chủ yếu là: sắt (hơn 95% theo trọng lượng), và các nguyên tố hợp kim chính là cacbon và silic. Hàm lượng của cacbon trong gang nằm trong khoảng từ 2,14% đến 4,3% trọng lượng. Một phần đáng kể silic (1-3%) trong gang tạo thành tổ hợp hợp kim Fe-C-Si.

Phân loại

Theo tổ chức tế vi[b], có thể phân chia gang thành hai nhóm chính: gang trắng và gang graphit.

Gang trắng (white cast iron) là loại gang có tổ chức tế vi tương ứng với giản đồ pha Fe-C, toàn bộ cacbon của nó nằm dưới dạng liên kết hóa học với sắt trong tổ chức cementit Fe3C. Vì vậy, gang trắng luôn chứa hỗn hợp cùng tinh Ledeburit (Ledeburite). Về mặt tổ chức tế vi, gang trắng chia làm ba loại: Gang trắng trước cùng tinh[c] (%C ≤ 4,3%), cùng tinh[d] (%C = 4,3%), và sau cùng tinh[e] (%C ≥ 4,3%).[4] Mặt gãy của nó có màu sáng trắng đó là màu của cementit.[5]

Gang graphit là các loại gang mà phần lớn cacbon nằm dưới dạng tự do (graphit) với hình dạng khác nhau: tấm, cầu, cụm. Gang graphit có rất ít hoặc không có tổ chức cementit Fe3C. Do vậy, mặt gãy của gang graphit có màu xám (màu của graphit). Tổ chức graphit phân bố trên nền kim loại ferit[f], ferit-peclit[g], và peclit[h].[4] Tuỳ thuộc hình dáng của graphit người ta chia ra các loại:

  • Gang xám (gray cast iron): Graphit dạng tấm.[6]
  • Gang cầu (ductile iron): Graphit dạng cầu là dạng được cầu hóa khi đúc.[7]
  • Gang dẻo (malleable iron): Graphit dạng cụm bông, đã được ủ “graphit hóa” từ gang trắng.[8]
  • Gang xám biến trắng: Bản chất là gang xám nhưng có bề mặt được làm nguội nhanh khi đúc trong khuôn, nên bề mặt sẽ biến thành gang trắng).
  • Gang graphit ngắn (viết tắt CGI, GJV, CV)[i]: Tinh thể graphit ngắn và dày hơn so với trong gang xám.[9][10]

Ảnh hưởng của các nguyên tố

Tính chất của gang được thay đổi bằng cách thêm các nguyên tố cấu tử hợp kim khác. Ngoài cacbon, silic (Si) là hợp kim quan trọng nhất vì nó đẩy cacbon ra khỏi dung dịch rắn. Tỉ lệ silic thấp giúp cho phép cacbon tồn tại trong dung dịch hợp kim, tạo thành cementit để sản xuất gang trắng. Tỉ lệ silic cao sẽ đẩy cacbon ra khỏi dung dịch, tạo thành graphit (than chì) tự do và từ đó tạo ra gang graphit như gang xám.

Tùy vào tính tương tác với cacbon, có thể chia các nguyên tố hợp kim thành hai nhóm: nhóm graphit-hóa và nhóm cementit-hóa.[j][11] Nhóm nguyên tố graphit hóa, bao gồm silic, nhôm, niken, đồng..., làm phá cấu trúc cementit, tách cacbon khỏi dung dịch rắn hợp kim, và tạo tinh thể graphit. Còn nhóm nguyên tố cementit hóa, bao gồm mangan, crom, molypden, wolfram, titan và vanađi, không tương thích với silic, giúp hỗ trợ giữ cacbon trong dung dịch và tạo cấu trúc cementit.[11]

Niken và đồng giúp tăng độ bền và tính gia công, nhưng không làm thay đổi lượng graphit hình thành. Cacbon ở dạng graphit tạo ra một loại hợp kim sắt mềm hơn, giảm độ co ngót, giảm độ bền và giảm khối lượng riêng. Lưu huỳnh, phần lớn từ tạp chất, tạo thành sunfua sắt (FeS), ngăn chặn sự graphit hóa và tăng độ cứng. Tuy nhiên, lưu huỳnh gây ra vấn đề khi làm dung dịch gang nóng chảy trở nên sệt hơn, gây ra lỗi trong sản phẩm cuối cùng. Để chống lại tác dụng của lưu huỳnh, mangan được thêm vào vì hai nguyên tố này sẽ kết hợp tạo thành mangan sunfua (MnS) thay vì sắt sunfua (FeS). Mangan sunfua nhẹ hơn so với dung dịch nóng chảy, vì vậy sẽ nổi lên và được tách ra dưới dạng xỉ kim loại[k]. Lượng mangan cần thiết để trung hòa lưu huỳnh bằng 1,7 × hàm lượng lưu huỳnh + 0,3%. Nếu lượng mangan quá nhiều, sẽ tạo thành mangan cacbua (MnC), làm tăng độ cứng và sự làm nguội nhanh, với ngoại lệ là gang xám, vì gang xám với hàm lượng mangan 1% giúp tăng độ bền và khối lượng riêng.[12][13]

Niken là một trong những nguyên tố hợp kim phổ biến nhất vì nó tinh chỉnh cấu trúc peclit và graphit, cải thiện độ cứng. Crom được thêm vào với số lượng nhỏ để giảm graphit tự do, làm nguội nhanh và vì đây là chất ổn định cementit mạnh. Một lượng nhỏ thiếc (Sn) có thể được thêm vào để thay thế cho 0,5% crom. Đồng (Cu) được thêm vào trong gàu múc hoặc trong lò, với mức 0,5 - 2,5%, để giảm độ lạnh, tinh chế graphit và tăng tính chảy loãng. Molypden được thêm vào theo thứ tự 0,3 - 1% để tăng độ lạnh và tinh chỉnh cấu trúc peclit và graphit; nó thường được thêm vào cùng với niken, đồng và crôm để tạo thành gang có độ bền cao. Titan được thêm vào như một chất khử oxy trong hợp kim, đồng thời cũng làm tăng tính chảy loãng. Vanadi, nồng độ từ 0.15 đến 0.5%, được thêm vào gang để ổn định cementit, tăng độ cứng và tăng khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt. Zirconi, nồng độ từ 0.1 đến 0.3%, giúp graphit hóa, khử oxy trong hợp kim, và tăng tính chảy loãng.[12][13]

Trong dung dịch gang dẻo khi nung nóng chảy, bitmut được thêm vào, hàm lượng 0.002 – 0.01%, để tăng lượng silic có thể được thêm vào. Trong gang trắng, boron được thêm vào để hỗ trợ việc sản xuất gang dẻo; nó cũng làm giảm hiệu ứng thô của bitmut.[12]

Cơ tính

Gang nói chung có cơ tính thấp hơn thép. Gang trắng có độ bền kéo rất thấp và độ giòn cao, do chứa lượng cementit. Đối với các loại gang graphit như gang xám, cầu, dẻo, mức độ tập trung ứng suất phụ thuộc vào hình dạng graphit: lớn nhất ở gang xám (graphit dạng tấm) và nhỏ nhất ở gang cầu (graphit dạng cầu tròn). Do vậy, gang cầu có độ bền cao nhất trong các loại gang. Graphit có ảnh hưởng lớn đến cơ tính của gang như: tăng khả năng chống mòn do ma sát, làm tắt rung động và dao động cộng hưởng.

Gang có tính giòn cao, chịu va đập kém. Tuy nhiên, gang có tính đúc tốt (do nhiệt độ nóng chảy thấp), độ chảy loãng cao, độ co ngót ít, dễ điền đầy vào khuôn, chịu nén rất tốt, đồng thời chịu tải trọng tĩnh khá tốt. Các loại gang graphit dễ gia công bằng các dụng cụ cắt gọt (do graphit trong gang làm phoi dễ gãy vụn).

Công dụng

Các loại gang graphit được dùng phổ biến trong lĩnh vực chế tạo cơ khí và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong xe hơi, các chi tiết bằng gang có thể chiếm tới 50% khối lượng kim loại, còn trong các thiết bị và máy tĩnh tại, tỉ lệ này có thể lên tới 80%.

Gang được sử dung làm các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và ít chịu va đập, các chi tiết chịu mài mòn, ma sát làm việc trong điều kiện khó bôi trơn. Các ví dụ chi tiết làm bằng gang bao gồm: bệ máy, vỏ máy, thân máy, hộp máy, bánh đai, bánh đà, hộp số, xi lanh động cơ, vòng bạc piston...[4]

Chú giải

  1. ^ carbide. Trong hợp kim gang, cementit là tên thường được sử dụng hơn
  2. ^ microstructure
  3. ^ hypoeutectic
  4. ^ eutectic
  5. ^ hypereutectic
  6. ^ ferritic
  7. ^ ferritic-pearlite
  8. ^ pearlite
  9. ^ Compacted Graphite Iron, Vermicular Graphite Iron, Compacted Vermicular
  10. ^ graphite-forming elements và cementite-forming elements
  11. ^ slag. Là phế phẩm tách ra từ quá trình luyện kim

Chú thích

  1. ^ Campbell 2008, tr. 453
  2. ^ Wagner 1993
  3. ^ Krause 1995, tr. 40
  4. ^ a b c Lakhtin 1950, tr. 391-393
  5. ^ Berns, Scheibelein & Theisen 2008, tr. 31-33
  6. ^ Berns, Scheibelein & Theisen 2008, tr. 147-149
  7. ^ Berns, Scheibelein & Theisen 2008, tr. 150-152
  8. ^ Berns, Scheibelein & Theisen 2008, tr. 154-156
  9. ^ “Compacted Graphite Iron: Mechanical and Physical Properties for Engine Design” (PDF).
  10. ^ Berns, Scheibelein & Theisen 2008, tr. 152-154
  11. ^ a b Lakhtin 1950, tr. 393-394
  12. ^ a b c Gillespie 1988
  13. ^ a b Berns, Scheibelein & Theisen 2008, tr. 144

Tham khảo

Liên kết ngoài

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Gang&oldid=62625724”