Vật liệu gang là vật liệu như thế nào? Có mấy loại gang và các loại gang đó khác nhau như thế nào? Được ứng dụng ra sao? Hãy cùng cố vấn kỹ thuật của chúng tôi tìm hiểu về chủ đề thú vị này
Đầu tiên chúng ta nên tìm hiểu gang là gì? Có thể hiểu rằng Gang là hợp kim của sắt (Fe) với carbon (C) với hàm lượng khoản 2% ~ 4,3%. Vật liệu gang có tính giòn, dễ đúc, dùng phổ biến trong ngành cơ khí và xây dựng.
» Tiếp theo chúng ta tìm hiểu sơ qua về các loại gang
Các loại gang phổ biến thường dùng là: Gang xám, gang cầu, gang dẻo, gang trắng,… và đương nhiên các loại gang khác nhau mang các đặc điểm riêng.
Gang cầu có cấu trúc graphit ở dạng cầu nhờ xử lý magie hoặc cerium trong quá trình luyện. Cấu trúc này giúp vật liệu gang cầu có độ bền kéo cao, khả năng chịu va đập và chống mài mòn tốt, thường được sử dụng để chế tạo các sản phẩm chịu lực như: Thân van, nắp hố ga, phụ kiện đường ống, linh kiện máy móc,…
Có graphit tồn tại dưới dạng vảy, tạo nên bề mặt gãy xám đặc trưng. Ưu điểm của gang xám là dễ gia công, giảm rung tốt và giá thành rẻ, được sử dụng nhiều trong chế tạo thân máy, bệ đỡ, bánh đà, trục khuỷu và các chi tiết không yêu cầu chịu tải lớn
Không giống với các loại gang ở trên, gang trắng có toàn bộ cacbon ở dạng liên kết với sắt tạo thành cementit (Fe₃C), không tồn tại graphit tự do. Điều này làm cho bề mặt gãy của nó có màu trắng bạc, rất cứng và giòn, khó gia công. Loại vật liệu này chủ yếu được dùng làm vật liệu trung gian để sản xuất gang dẻo hoặc luyện thép
Là sản phẩm thu được bằng cách ủ nhiệt gang trắng (trong thời gian dài để chuyển cementit thành graphit dạng cụm hoặc hạt mịn). Nhờ đó, gang dẻo có độ dai và khả năng biến dạng cao hơn, gần giống với thép và được dùng để chế tạo các chi tiết cơ khí chịu tải như: Khớp nối, phụ tùng ô tô, thiết bị truyền động,…
Nhiều người đặt câu hỏi có mấy loại gang? Mác gang có mấy loại? Trên thực tế, vật liệu gang có thể có rất nhiều chủng loại khác nhau, tùy theo từng quốc gia và khu vực. Việc phân loại mác gang phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng tôi tập trung giới thiệu các mác gang tiêu biểu theo tiêu chuẩn của một số quốc gia khu vực Đông Á và Việt Nam
Trong hệ thống tiêu chuẩn Nhật Bản – JIS (Japanese Industrial Standards), mác gang chủ yếu được chia thành 3 nhóm chính:
| Ký hiệu (JIS) | Ví dụ mác gang | Giải thích |
| FCxxx | FC200, FC250 | FC = Cast Iron |
| FCDxxx | FCD450, FCD600 | FCD = Ductile Iron |
| FCMxxx | FCM350, FCM400 | FCM = Malleable Cast Iron |
Tương tự Nhật Bản, tiêu chuẩn Hàn Quốc – KS (Korean Standards) cũng chia các loại gang thành các nhóm tương đương:
| Ký hiệu (KS) | Ví dụ mác gang | Giải thích |
| GCxxx | GC200, GC250 | GC = Gray Cast |
| GCDxxx | GCD400, GCD600 | GCD = Ductile Cast |
| GCMxxx | GCM350, GCM400 | GCM = Malleable Cast |
Theo TCVN 1659 – 75, Việt Nam phân loại mác gang dựa trên thành phần hóa học, tính chất cơ lý và ứng dụng, với hệ thống mã ký hiệu cụ thể như sau:
| Ký hiệu (TCVN) | Giải thích ký hiệu | Ví dụ mác cụ thể |
|---|---|---|
| GXxx–xx | GX (xám): Số đầu là độ bền kéo (kg/mm²), số sau là độ bền uốn | GX15–32 |
| GZxx–xx | GZ (dẻo): Số đầu là độ bền kéo, số sau là độ giãn dài (%) | GZ33–08 |
| GCxx–xx | GC (cầu): Số đầu là độ bền kéo, số sau là độ giãn dài (%) | GC60–02 |
| GCNixCuyCrz | GC (cầu chứa niken): Ni, Cu, Cr là nguyên tố hợp kim, xyz là tỷ số % | GC Ni5Cu3Cr |
| GNixCuyCrz | G (hợp kim): Ni, Cu, Cr là nguyên tố hợp kim, chỉ số xyz theo % | GNi15Cu7Cr2 |
| GĐx | GĐ (đúc): x từ 0 ~ 4 phản ánh hàm lượng silic từ cao đến thấp | GĐ2, GĐ3 |
| GMx | GM (Mactanh): x là 1 hoặc 2, cho biết chỉ số hàm lượng silic | GM1, GM2 |
Sau khi tìm hiểu các loại gang và mác gang, bước tiếp theo là xem xét chúng được ứng dụng ra sao trong thực tế:
Các loại gang thường được dùng để chế tạo thiết bị cơ khí, chi tiết máy và phụ kiện ngành nước. Tùy yêu cầu kỹ thuật, từng loại vật liệu gang sẽ phù hợp với từng nhóm thiết bị khác nhau. Gang cầu và gang xám là hai loại phổ biến nhất trong công nghiệp.
Trong dân dụng, các loại gang chủ yếu dùng để sản xuất nắp hố ga, song chắn rác, chảo gang và một số phụ kiện xây dựng. Mỗi loại gang được ứng dụng tùy theo độ bền, độ giòn và hình thức đúc. Vật liệu gang xám luôn được ưu tiên và được dùng phổ biến hơn cả vì dễ sản xuất và đặc biệt là giá thành thấp.
