Gang xám – Nhà máy đúc gang 360

Gang xám là loại gang phổ biến nhất, trong đó grafit ở dạng tấm.

1. Gang xám, thành phần hóa học, tổ chức tế vi và cơ tính

1.1. Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của gang xám chủ yếu nằm trong khoảng. 2 – 3,7%C; 1 – 3% Si; 0,2 – 1,1% Mn; 0,02 – 0,3%P; 0,02 – 0,15%5S và số lượng nhỏ Cr, Ni, Cu (được đưa vào từ quặng).

1.2. Tổ chức tế vi

Theo tổ chức nền kim loại, gang xám được chia làm ba loại:

• Gang xám peclit với tổ chức (hinh 1a): P + Gr. Trong gang này lượng cacbon liên kết khoảng 0,8%.
• Gang xám ferit – peclit với tổ chức (hình 1b): F + P + Gr. Hàm lượng cacbon liên kết trong nó nhỏ hơn 0,8%.
• Gang xám ferit với tổ chức: F + Gr. Trong gang này toàn bộ cacbon nằm dưới dạng tự do.

1.3. Cơ Tính

Cơ tính của gang xám phụ thuộc vào tính chất của nền kim loại và chủ yếu vào số lượng, hình dáng và kích thước của grafit. Đặc điểm chung là:

• Độ bề thấp бb < 200 – 250 Mpa (bằng 1/2 của thép thường).
• Độ dẻo và dai thấp (δ ≈ 0,5% và aᵏ = 100kJ/m²), coi là vật liệu giòn.

Nguyên nhân: grafit tấm với độ bền rất thấp, có dạng bề mặt lớn, coi như vết rỗng, nứt, chia cắt rất mạnh nền thép và tập trung ứng suất ở các đầu nhọn tấm grating, làm giảm độ bền kéo nên gang xám có cơ tính kém nhất.

Tuy nhiên grafit nói chung có mặt lợi:

• Là pha mềm, giòn nên làm phoi dễ gãy, dễ gia công cắt.
• Có tính bôi trơn tốt, làm tăng tính chống mài mòn.
• Có tính đúc tốt và có khả năng làm tắt dao động nhanh nên thường dùng để đúc các chi tiết chịu nén (bệ máy), chịu tải không cao (vỏ hộp, ống, nắp,…).

2. Quy trình chế tạo gang xám

2.1. Chuẩn bị nguyên liệu

• Nguyên liệu chính: Quặng sắt (như hematit, magnetit), than cốc (dùng làm chất khử) và đá vôi (dùng làm chất trợ dung).
• Tạp chất: Các nguyên tố như silic, mangan, lưu huỳnh, phốt pho có thể ảnh hưởng đến chất lượng gang, nên cần kiểm soát chặt chẽ hàm lượng của chúng.

2.2. Nung chảy trong lò cao

• Quá trình hoàn nguyên: Quặng sắt được nung chảy trong lò cao cùng với than cốc và đá vôi. Ở nhiệt độ cao (khoảng 1500°C), than cốc sẽ cháy và tạo ra CO, CO sẽ phản ứng với oxit sắt để tạo ra sắt nguyên chất (Fe) và khí CO2.
• Tạo xỉ: Đá vôi sẽ kết hợp với các tạp chất như silic, lưu huỳnh để tạo thành xỉ nổi lên trên mặt gang lỏng. Xỉ này sau đó được loại bỏ.

2.3. Thu hồi gang lỏng

• Gang lỏng được thu hồi từ đáy lò cao và được chuyển vào các thùng chứa để đúc hoặc làm nguyên liệu cho các quy trình khác.

2.4. Đúc gang

• Gang lỏng có thể được đúc trực tiếp vào các khuôn để tạo ra các sản phẩm mong muốn. Thông thường, gang xám được đúc thành các sản phẩm có hình dạng phức tạp như vỏ máy, chi tiết máy, vì gang xám có tính đúc tốt và ít bị biến dạng khi nguội.

2.5. Xử lý nhiệt

• Sau khi đúc, sản phẩm gang xám có thể được xử lý nhiệt để cải thiện tính chất cơ học, như tăng độ cứng, độ bền hoặc giảm độ giòn.

2.6. Kiểm tra chất lượng

• Các sản phẩm gang xám sau khi chế tạo được kiểm tra chất lượng để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Các phương pháp kiểm tra có thể bao gồm kiểm tra cấu trúc vi mô, độ cứng, độ bền và các tính chất cơ lý khác.

3. Ứng dụng

3.2. Chế tạo động cơ máy móc

Gang xám thường được sử dụng để làm thân động cơ, xy lanh, đầu máy, và hộp số nhờ vào độ bền và khả năng chịu mài mòn cao.

3.2. Đúc khuôn

Do có khả năng đúc tốt và ít co ngót khi nguội, gang xám được sử dụng rộng rãi trong ngành đúc khuôn

3.3. Sản xuất ống nước và phụ kiện

Gang xám được sử dụng để chế tạo các loại ống dẫn nước, ống thoát nước, và các phụ kiện liên quan vì tính chất không gỉ và bền bỉ.

3.4. Bánh răng và bộ phận truyền động

Các bộ phận như bánh răng, puli, và các chi tiết truyền động khác cũng thường được làm từ gang xám do khả năng chịu tải trọng tốt.

3.5. Nắp hố ga và lưới chắn

Trong xây dựng cơ sở hạ tầng, gang xám được dùng để sản xuất các sản phẩm như nắp hố ga, lưới chắn do độ bền cao và khả năng chống mài mòn.

4. Tài liệu tham khảo

Gang xám là gì: https://vi.wikipedia.org/wiki/Gang_x%C3%A1m

Gang cầu – Công ty TNHH Công Nghệ Kỹ Thuật 360 Tin Tức – Công Nghệ Kỹ Thuật 360 – Nắp Bể Cáp Gang, Bộ Bó Vỉa Gang (gangthep360.com)

Gang xám- Tác giả: Phòng kỹ thuật – Công Nghệ Kỹ Thuật 360