Thiên Nam so sánh gang cầu và gang xám giúp cho khách hàng nhận diện được loại gang có các ưu nhược điểm phù hợp với công trình mình đang cần triển khai. Từ đó đưa ra quyết định lựa chọn loại gang phù hợp với công trình và ngân sách của dự án.
1. Định nghĩa về gang cầu và gang xám
Gang là một nhóm vật liệu hợp kim gồm sắt (Fe) và Cacbon (C), có hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14%. Đối với thép có phần trằm cacbon nhỏ hơn 2%. Tính hữu dụng của gang nhờ vào nhiện độ nống chảy tương đối thấp của nó. Dựa vào nhu cầu sự dụng người ta chia thành hai loại gang chính là Gang cầu và Gang xám.
1.1 Gang cầu
Gang cầu còn được gọi là gang bền cao có than chì ở dạng cầu nhờ biến tính gang xám lỏng bằng các nguyên tố Mg và Fe và các nguyên tố đất hiếm. Gang cầu là loại gang có độ bền cao nhất trong các loại gang do graphit ở dạng cầu tròn, bề ngoài cũng có màu xám tối như gang xám. Nên khi nhìn bề ngoài không thể phân biệt hai loại gang này.
1.2 Gang xám
Gang xám là một loại gang có tổ chức thể vi graphit. Gang xám được đặt tên theo màu xám của vết nứt trong cấu trúc hợp kim do sự hiện diện của graphit (than chì).Đây là loại gang phổ biến nhất và là vật liệu đúc được sử dụng rộng rãi nhất dựa trên trọng lượng.Gang xám thường được sử dụng cho khung vỏ máy móc, do yêu cầu về độ cứng chống uốn (stiffness) quan trọng hơn độ bền kéo.
2. Đặc điểm của gang cầu và gang xám.
2.1 Đặc điểm của gang cầu
Sau khi biến tính cầu hóa than chì nhờ các nguyên tố Mg, Fe và các nguyên tố đất hiếm, gang lỏng còn được biến tính lần hai bằng các nguyên tố graphit hóa như FeSi, CaSi để chống biến trắng cho gang. Nhờ các chất biến tính mà gang lỏng trở nên sạch các tạp chất như lưu huỳnh và khí, làm tăng tốc độ hóa nguội cho gang và làm cho các tinh thể than chì phát triển chủ yếu theo hướng thẳng góc với bề mặt cơ sở của nó. Do đó than graphit kết tinh thành hình cầu.
sản phẩm được làm từ gang cầu
Gang cầu theo TCVN được ký hiệu bằng hai chữ GC với hai cặp chữ số chỉ giá trị tối thiểu của giới hạn bền kéo và độ dẻo của gang. Gang cầu ferit mác GC40-10 có giới hạn bền kéo > 400 MPA và độ dãn dài tương đối 10%. Gang cầu được sử dụng để sản xuất các chi tiết chịu lực lớn và chịu tải trọng va đập, mài mòn như trúc khuỷa, cam,bánh răng…. Do rẻ gang cầu được dùng nhiều để thay thế thép và gang dẻo.
2.2 Đặc điểm gang xám
Đặc điểm nối bật của gang xám chính là giá thành rất rẻ, ít tạp chất nên dễ nấu luyện do nhiệt độ nóng chảy thấp. Do chưa nhiều thành phần C và Si hơn gang cầu nên gang xám thường rất giòn. Nhưng để nguội thì rất khó gia công, khó khăn cho công tác làm sạch.
Gang xám số 20 có cấu trúc ferrit và nồng độ cacbon tương đương cao. Gang xám có số càng cao, lên đến 40, có cấu trúc pearlit và nồng độ cacbon tương đương thấp hơn. Trên mức 40, gang xám cần đến quá trình gia cường và luyện nhiệt dung dịch rắn để bổ sung cấu trúc. Gang xám loại 80 là loại cao nhất, nhưng có đặc tính rất giòn. Tiêu chuẩn ASTM 127 cũng thường được sử dụng nhằm mô tả cấu trúc graphit trong hợp kim. Các bộ tiêu chuẩn ASTM khác có liên quan đến gang xám bao gồm: ASTM A126, ASTM A278, and ASTM A319.
3. So sánh sự khác nhau giữa gang cầu và gang xám
| Tên | Gang Cầu | Gang Xám |
| Ký hiệu | GC | GX |
| Thành phần hóa học | C: 3 – 3,6%C; Si: 2 – 3%; Mn: 0,5 – 1%; Ni < 2%; Mg: 0,04 – 0,08%; P £ 0,15%; S £ 0,03%. | C: 2,8 – 3,5%; Si: 1,5 – 3%; Mn: 0,5 – 1%; P: 0,1 – 0,2%; S ≤ 0,08% với các vật đúc nhỏ và 0,1 – 0,12% đối với vật đúc lớn. |
| Nhận biết | Gang cầu bề ngoài cũng có màu xám tối như gang xám | Mặt gãy có màu xám |
| Đặc điểm | Gang cầu có độ bền cao. Cao hơn gang xám.Vừa có tính chất của thép, vừa có tính chất của gang
Gang cầu có độ dẻo dai cao, đặc biệt sau khi nhiệt luyện thích hợp |
Gang xám là loại Gang mà phần lớn hay toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng tự do graphit.Dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp (1350 độ C) và không đòi hỏi khắt khe về tạp chất
Độ bền, độ dai và độ dẻo thấp. Tuy nhiên, gang xám lại làm tăng độ chịu mòn của gang, làm chất bôi trơn và làm giảm độ co ngot khi đúc. |
| Ứng dụng | Sản xuất các chi tiết chịu lực lớn và chịu tải trọng va đập, mài mòn như trục khuỷu, cam, bánh răng….
Do rẻ gang cầu được dùng nhiều để thay thế thép và gang dẻo. Đặc biệt trong trường hợp chi tiết có hình dáng phức tạp |
Được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật. Chế tạo các chi tiết chịu tải trọng nhỏ và ít bị va đập như thân máy, bệ máy, ống nước… |
| Giá thành | Giá thành rẻ. Tuy nhiên, giá gang cầu đắt hơn gang xám. | Giá thành rẻ |
Trên đây là thông tin đầy đủ về gang cầu và gang xám Thiên Nam muốn chia sẻ để quý khách hàng nắm rõ về hai loại gang này để khách hàng lựa chọn được loại gang phù hợp cho công trình.
