Gang xám là một trong những loại gang được sử dụng phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo nhờ khả năng đúc tốt, giảm rung hiệu quả, dễ gia công và chi phí tương đối hợp lý. Vậy gang xám là gì? Thành phần hóa học gang xám gồm những gì? Phân loại gang xám ra sao?… Bài viết dưới đây của Grating SG sẽ giúp bạn đọc giải đáp thắc mắc chi tiết!
Gang Xám Là Gì?
Gang xám tiếng Anh có nghĩa là Gray iron, gray cast iron, là loại gang có tổ chức tế vi graphit, được đặt tên theo màu xám của vết nứt trong cấu trúc hợp kim do sự hiện diện của graphit. Đây là một trong những loại gang phổ biến và cũng là vật liệu đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay.
>>> Xem thêm: Gang Là Gì? Tất Tần Tật Về Thành Phần, Tính Chất Và Các Loại Gang Phổ Biến
Graphit dạng tấm có ảnh hưởng rất lớn đến đặc tính cơ học của vật liệu, góp phần giúp gang xám dễ gia công, giảm rung tốt, nhưng đồng thời tạo ra những vị trí tập trung ứng suất, khiến vật liệu có độ dẻo và khả năng chịu va đập không cao. Gang xám có độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng cao nên thường được khai thác để chế tạo dụng cụ nấu ăn bằng gang và roto phanh dĩa.
Thành Phần Hóa Học Của Gang Xám
Gang xám là hợp kim của sắt với các nguyên tố khác và nguyên tố cacbon (C) đóng vai trò quan trọng nhất, quyết định đến tính chất của gang. Theo đó, thành phần hóa học của gang xám bao gồm:
- Cacbon (C): 2,5 – 4% tồn tại ở dạng graphit, làm cho gang có độ cứng, độ bền cao.
- Silic (Si): 1 – 3% có tác dụng thúc đẩy quá trình graphit hóa, tăng độ bền, độ cứng và tính chống mài mòn của gang.
- Mangan (Mn): 0,2 – 1% có tác dụng khử lưu huỳnh (S), làm giảm tác hại của nó.
- Lưu huỳnh (S): ≤ 0,1%, tạo thành các hợp chất FeS là một tạp chất trong gang xám.
- Photpho (P): ≤ 0,5%, tạo thành các hợp chất Fe3P.
Graphit trong gang có hình dạng tấm phẳng trong không gian 3 chiều. Nếu nhìn ở không gian 2 chiều, bạn sẽ thấy các mảnh graphit xuất hiện dưới dạng sợi mảnh. Sự hiện diện của những tinh thể graphit dạng tấm phẳng đó giúp gang xám có đặc tính dễ gia công do có xu hướng gãy dọc theo các tinh thể graphit. Gang xám có khả năng hấp thụ lực (giảm chấn) rất tốt, và do vậy, thường được sử dụng làm phần đế cho máy móc, thiết bị.
Phân Loại Gang Xám
Hệ thống phân loại phổ biến nhất đối với gang xám là bộ Tiêu chuẩn Quốc tế ASTM A48. Theo đó, gang xám được phân loại dựa trên giới hạn bền kéo, đơn vị là ksi hay x103 psi. Ví dụ, gang xám số 20 có giới hạn bền kéo là 20ksi hoặc 20.000 pssi (tương đương 140 MPa). Các bộ tiêu chuẩn ASTM khác liên quan đến gang xám bao gồm: ASTM A126, ASTM A278, ASTM A319.
| Loại | Giới hạn bền kéo (ksi) | Giới hạn bền nén (ksi) | Môđun kéo, E (Mpsi) |
|---|---|---|---|
| 20 | 22 | 83 | 10 |
| 30 | 31 | 109 | 14 |
| 40 | 57 | 140 | 18 |
| 60 | 62.5 | 187.5 | 21 |
Bên cạnh đó, gang xám còn được phân loại theo bộ Tiêu chuẩn SAE J431. Bậc của gang xám được dựa trên tỉ lệ giới hạn bền kéo và độ cứng Brinell.
| Bậc | Độ cứng Brinell | t/h† | Mô tả |
|---|---|---|---|
| G1800 | 120–187 | 135 | Ferrit-pearlit |
| G2500 | 170–229 | 135 | Pearlit-ferrit |
| G3000 | 187–241 | 150 | Pearlit |
| G3500 | 207–255 | 165 | Pearlit |
| G4000 | 217–269 | 175 | Pearlit |
| †t/h = Tensile strength/Hardness (Giới hạn bền kéo/ Độ cứng) | |||
>>> Có thể bạn quan tâm: Tiêu chuẩn ASTM A123
Đánh Giá Ưu Nhược Điểm Của Gang Xám
Không phải ngẫu nhiên mà gang xám đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy. Loại vật liệu này sở hữu tổ hợp đặc tính khá ưu Việt.
- Gang xám phù hợp với nhiều chi tiết chủ yếu làm việc dưới tải trọng nén.
- Vật liệu này có khả năng hấp thụ và giảm dao động, vì vậy được sử dụng để chế tạo thân máy, bệ máy, máy công cụ, vỏ hộp máy,…
- Cấu trúc graphit dạng tấm giúp gang xám có khả năng gia công tốt.
- Tùy theo tổ chức nền và mác vật liệu, gang xám có thể đạt khả năng chịu ma sát và chống mài mòn phù hợp cho nhiều chi tiết máy.
- Gang xám còn được sử dụng cho những bộ phận yêu cầu truyền và phân tán nhiệt tương đối hiệu quả, tiêu biểu như đĩa phanh, bộ phận máy móc chịu nhiệt,…
Tuy nhiên, vì cấu trúc graphit dạng tấm tạo ra các vị trí tập trung ứng suất, nên gang xám thường có tính giòn hơn và không phải là lựa chọn tối ưu cho các chi tiết thường xuyên chịu tải trọng va đập mạnh, biến dạng lớn,… Ngoài ra, gang xám có độ dẻo thấp, khả năng chịu kéo hạn chế so với thép và nhiều loại gang cầu.
Ứng Dụng Gang Xám Phổ Biến
Như đã đề cập, gang xám được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, đặc biệt là cơ khí chế tạo máy. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của gang xám:
- Được ứng dụng trong chế tạo các chi tiết máy như thân máy, trục, bệ máy,…
- Ứng dụng trong hệ thống thoát nước, đảm bảo an toàn và độ bền cho công trình hạ tầng đô thị.
- Thường được sử dụng trong đúc khuôn, thích hợp cho các chi tiết đúc có hình dạng phức tạp.
- Được nấu chảy và kết hợp với các hợp kim khác để sản xuất thành thép với các tính chất cơ học vượt trội.
So Sánh Gang Xám Và Gang Cầu
| Nội dung | Gang cầu | Gang xám |
| Ký hiệu | GC | GX |
| Thành phần hóa học chính |
|
|
| Đặc điểm hình thái & màu sắc |
|
|
| Đặc điểm nổi bật |
|
|
| Ứng dụng |
|
|
| Nhược điểm |
|
|
| Giá cả |
|
|
Câu Hỏi Thường Gặp
Gang xám là vật liệu đúc quan trọng trong ngành cơ khí, đặc trưng bởi tổ chức graphit dạng tấm và mặt gãy có màu xám. Gang xám có ưu điểm là khả năng đúc tốt, dễ gia công, giảm rung hiệu quả, chịu nén tốt và phù hợp với nhiều loại chi tiết. Trong cơ khí và công nghiệp, việc hiểu rõ đặc tính từng loại vật liệu, từ gang, thép đến grating mạ kẽm nhúng nóng,… là cơ sở để lựa chọn cấu kiện phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp về sàn thao tác grating, grating chịu lực,… thì Grating SG – Công ty Cổ phần Cơ khí SG sẽ là lựa chọn đáng cân nhắc dành cho bạn. Với từng yêu cầu về tải trọng, kích thước, môi trường sử dụng và khả năng chống ăn mòn, doanh nghiệp có thể lựa chọn cấu hình grating phù hợp với từng hạng mục công trình.
0909.947.123
