Gang là gì? Tính chất, công dụng, thành phần của gang
Thành phần của gang là một trong những chất liệu được ưa chuộng và sử dụng phổ biến trong sản xuất van công nghiệp, phụ kiện đường ống, thiết bị gia dụng… Với ưu điểm độ bền cao, chịu nhiệt tốt, chịu được áp lực cao, dễ uốn dẻo, chống ăn mòn. Vậy cụ thể gang là gì? Tính chất, thành phần của gang và công dụng của gang? Để hiểu rõ mời các bạn theo dõi bài viết dưới đây của chúng tôi nhé.
Gang là gì?
Gang tiếng Anh là Cast iron là một hợp kim có thành phần chính là Sắt và Carbon (2-5%) và một số nguyên tố khác như Mn, S, P, Si…Đặc điểm nhận dạng của gang đó là có màu sắc chủ đạo thường là xám. Trong sản xuất van công nghiệp, bên ngoài gang được sơn phủ thêm một lớp Epoxy có màu xanh giúp tăng độ bền, chống bám bụi và khả năng làm việc ngoài trời.
Gang có nguồn gốc xuất xứ và phát hiện ra từ Trung Quốc từ thế kỷ thứ VI TCN, sau đó đến thế kỷ thứ XIV mới được sử dụng nhiều tại các nước châu Âu và các quốc gia khác trên thế giới. Hiện tại, gang được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các hệ thống, lĩnh vực: công nghiệp, xây dựng, nông nghiệp…
Thành phần của gang
Về thành phần của gang, như đã giới thiệu từ đầu gang được chế tạo gồm 2 nguyên tố chính là Fe, C và 1 số nguyên tố khác. Cụ thể như sau:
Cacbon (C)
Cacbon là nguyên tố chiếm khoảng 2-5% hàm lượng có trong gang với đặc tính độ bền, dẻo, dễ gia công. Nếu hàm lượng Cacbon càng cao gang có độ dẻo càng cao nhưng tính dẫn nhiệt sẽ giảm. Sự tồn tại của Cacbon có trong gang còn tạo thành nhiều loại gang khác nhau. Ví dụ nếu C có trong gang ở dạng hợp chất hóa học thì gọi là gang trắng, còn nếu dạng tự do thì sẽ gọi là gang xám.
Sắt (Fe)
Sắt là nguyên tố quan trọng không thể thiếu chiếm khoảng 95% hàm lượng trong gang với vai trò tạo nên độ bền, khả năng chịu nhiệt, chịu áp lực, chống ăn mòn. Nếu gang có hàm lượng Fe càng cao thì độ cứng càng cao.
Silic (Si)
Silic là nguyên tố chỉ chiếm khoảng 1,5 – 3% hàm lượng có trong gang và có ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của gang với vai trò thúc đẩy quá trình graphit hóa. Nếu Silic càng cao thì tính mài mòn của gang càng cao.
Mangan (Mn)
Là nguyên tố chứa 2 – 2,5% trong gang trắng và <1,3% trong gang xám với vài trò ngăn cản quá trình graphit hóa, thúc đẩy sự tạo thành gang trắng. Đặc tính chống ăn mòn, tăng độ bền và giúp làm giảm tính độc hại của lưu huỳnh có trong gang.
Lưu huỳnh (S)
Là nguyên tố nằm trong thành phần của gang. Chiếm thành phần cực nhỏ trong gang, chỉ khoảng 0,1% vì nó làm cản trở quá trình graphit hóa, làm giảm tính đúc và độ bền. Lưu huỳnh khi kết hợp với Fe tạo ra FeS không tốt.
Phốt pho (P)
Là nguyên tố có hại chỉ chiếm khoảng 0,1 – 1,2% hàm lượng có trong gang. P làm cho gang giảm độ bền, tăng độ dòn. Từ đó gây ra tình trạng dễ nứt vỡ, hư hỏng.
Tính chất của gang
- Gang có nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 1150 – 1200 độ C, thấp hơn 300 độ C so với sắt nguyên chất do thành phần hóa học gần điểm Austectic.
- Với bảng thành phần của gang. Thì gang có khả năng chịu bền cao, chống ăn mòn tốt và chịu được tải trong cao.
- Có tính giòn cao, ngoại trừ gang dẻo nên không dùng để gia công.
- Có tính đúc tốt do có khả năng nóng chảy ở nhiệt độ cao nên được dùng trong công nghệ đúc.
- Gang có điểm nóng chảy thấp, chảy loãng cao nên một số loại không có khả năng chịu nhiệt độ cao.
- Gang được ứng dụng trong sản xuất các máy móc, thiết bị, van công nghiệp, phụ kiện đường ống…
- Gang trắng có độ cứng, giòn nên được dùng để rèn gang.
- Gang xám có độ bền, độ dẻo dai thấp nên được dùng làm phôi gang.
- Gang graphit được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp vì đặc tính mềm, dễ gia công.
Phân loại thành phần của gang
Dựa vào thành phần, hàm lượng các nguyên tố có trong gang có thể chia gang thành 2 loại chính như sau:
Thành phần của gang trắng
Gang trắng tiếng Anh là White cast iron hợp kim giữa sắt và cacbon Fe – C trong đó cacbon chiếm từ 2,14% đến 3,5% và các nguyên tốt khác như Si, P, S,Mn,… Với tính chất đặc trưng là độ cứng cao, giòn.
Gang graphit
Gang graphit lại được chia thành 3 loại: gang cầu, gang xám, gang dẻo, cụ thể như sau:
Gang xám
Gang xám là loại gang có chứa 3,3 – 3,8% hàm lượng Cacbon tồn tại dưới dạng graphit tự do có dạng tấm, phiến, chuỗi… Đặc điểm nhận dạng bề mặt có mặt gãy màu xám, xù xì, không có tính thẩm mỹ cao. Đặc tính nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ rèn đúc và giá thành rẻ hơn các loại khác. Tuy nhiên, chúng lại khá giòn và trọng lượng nặng.
Hiện nay, gang xám là loại phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nổi bật nhất là sản xuất van, phụ kiện đường ống. Ví dụ như van bướm, van bi, van 1 chiều…bên ngoài được sớn thêm 1 lớp Epoxy để chống bám bụi, tăng độ bền và khả năng làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.
Gang cầu
Là dạng gang cầu tròn chứa hàm lượng Cacbon chiếm 3% – 3,6% Si chiếm 2 – 3% Mn chiếm 0,5 – 1% Ni < 2% Mg chiếm 0,04 – 0,08% P khoảng 0,15% và S khoảng 0,03%. Đặc điểm nhận dạng bên ngoài có màu xám tối khá giống gang xám nhưng gang cầu khi gõ tiếng kêu sẽ trong và thanh còn gang xám thì đục và trầm.
Gang cầu theo TCVN được ký hiệu bằng hai chữ GC và có đầy đủ tính chất của cả thép và gang. Với độ bền cao, chống va đập tốt, dễ uốn dẻo hơn gang xám và chống ăn mòn tốt. Ứng dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp điện, trong công nghiệp, sản xuất, chế tạo các loại van…
Gang dẻo
Là dòng gang có khả năng chịu nhiệt độ cao trong khoảng 850 – 1050 độ C. Với đặc tính độ bền cao, chống va đập tốt, chịu kéo tốt tính dẻo cao. Hàm lượng các nguyên tố có trong gang dẻo C chiếm 2,2 – 32,8% Si chiếm 0,8 – 1,4% Mn khoảng 1% P khoảng 0,2% S khoảng 0,1%. Ứng dụng trong sản xuất các chi tiết máy móc công nghiệp, nông nghiệp…
Ứng dụng của gang
Với nhiều tính chất đặc biệt: độ bền cao, chịu kéo tốt, chống va đập mạnh, chịu nhiệt độ cao, uốn dẻo tốt… Hiện nay theo thống kê gang được ứng dụng trong rất nhiều hệ thống, môi trường khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình, thường gặp:
- Trong sản xuất các loại van công nghiệp như van bi, van cổng, van bướm, van cầu, van 1 chiều…
- Trong sản xuất, chế tạo các phụ kiện lắp đặt trong đường ống như tê, cút, mặt bích, bulong…
- Trong sản xuất các chi tiết cho máy móc công nghiệp, nôn gnghiepej, máy kéo, ô tô, tàu thuyền…
- Trong sản xuất phôi gang, bôi trơn các phụ kiện như thân máy, ống, trục, bệ, các ổ trượt và bánh răng trong các hệ thống máy móc.
- Trong chế tạo các chi tiết như trục, cổ để cố định các máy móc, thiết bị, công trình…
Trên đây là những thông tin tổng hợp để trả lời cho câu hỏi gang là gì? Thành phần của gang, tính chất và công dụng của gang. Nhìn chung, có thể thấy gang là kim loại có đặc tính chịu bền. Chịu nhiệt, dễ uốn dẻo, tính đúc tốt, giá thành rẻ…Vậy nên gang ngày càng được ứng dụng rộng rãi, phổ biến trong nhiều lĩnh vực.
https://vanmays.wordpress.com/2022/10/04/tim-hieu-chung-van-dien-tu-24v/
