Gang là gì? Tính chất, phân loại và ứng dụng

Gang là vật liệu được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các loại van công nghiệp, đồ gia dụng. Với ưu điểm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, độ bền cao, chịu nhiệt độ cao, dễ uốn dẻo. Vậy cụ thể gang là gì? Để hiểu rõ hơn về loại vật liệu này cùng tham khảo bài viết dưới đây của chúng tôi nhé.

Gang là gì?

Gang (tiếng Anh là Cast iron) là một loại hợp kim được cấu thành từ 2 nguyên tố chính là Sắt và Carbon, ngoài ra còn có các nguyên tố khác như: Mn, S, P, Si… Theo thống kê, gang được phát hiện từ thế kỷ VI TCN nhưng không được sử dụng nhiều đến thế kỷ XIV mới bắt đầu được ứng dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới.

gang là gì

Gang có màu sắc đặc trưng là xám, đây cũng chính là đặc điểm nhận dạng của gang so với các loại vật liệu khác. Một số đặc tính cơ bản của gang có thể kể đến như nhiệt độ nóng chảy cao tối đa 1200 độ C, giòn, tính đúc tốt, độ bền cao, chịu được tải trọng cao, chống ăn mòn.

Thành phần hóa học của gang

thành phần hóa học của gang

Như đã giới thiệu ở trên, về cơ bản, gang được cấu thành từ các nguyên tố dưới đây:

  • Cacbon (C)

Là nguyên tố chiếm khoảng 2 – 5% hàm lượng có trong gang với vai trò thúc đầy quá trình graphit hóa. Gang có hàm lượng cacbon càng cao thì độ dẻo càng tốt nhưng tính dẫn điện lại giảm. Ngoài ra, nếu cacbon chứa trong gang ở dạng hợp chất hóa học xementit đó là gang trắng, còn ở dạng tự do graphit thì là gang xám.

  • Sắt (Fe)

Là nguyên tố chiếm khoảng 95% hàm lượng trong gang với vai trò quyết định đến độ bền, khả năng chịu nhiệt, chịu áp lực, chống ăn mòn… Nếu gang có hàm lượng Fe cao thì độ cứng càng bền.

  • Silic (Si)

Silic chỉ chiếm khoảng 1,5 – 3% hàm lượng trong gang nhưng lại có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc tinh thể của gang. Vì tương tự Cacbon, Silic cũng thúc đẩy quá trình graphit hóa khi hàm lượng Silic càng cao thì tốc độ chảy loãng càng lớn và khả năng chống mài mòn cũng càng tốt.

  • Mangan (Mn)

Là nguyên tố chiếm hàm lượng không quá 1,3% ở gang xám và trong khoảng 2 – 2,5% ở gang trắng. Vai trò thúc đẩy quá trình tạo thành gang trắng và ngăn cản quá trình graphit hóa. Ngoài ra còn giúp tăng khả năng chống mài mòn, tăng độ bền và làm giảm tác hại của lưu huỳnh.

  • Photpho (P)

Chiếm hàm lượng không qua 0,1 % trong gang vì là nguyên tố có hại làm giảm độ bền, tăng độ giòn và dễ gây nứt vỡ vật đúc. Tuy nhiên, P được thêm vào trong sản xuất gang vì có khả năng tăng tính chảy loãng giúp gang được ứng dụng trong đúc tượng, đúc các chi tiết mỹ thuật.

  • Lưu huỳnh (S)

Có thành phần dưới 0,1% tương tự photpho, là nguyên tố có hại làm cản trở quá trình graphit hóa, giảm tính chảy loãng, giảm tính đúc và độ bền cho gang. Đặc biệt khi lưu huỳnh kết hợp với Fe còn tạo thành FeS gây bở nóng.

Đặc tính nổi bật của gang

  • Nhiệt độ nóng chảy tương đối cao trong khoảng 1150 – 1200 độ C do thành phần hóa học gần điểm Austectic.
  • Gang chịu được độ bền cao, chống ăn mòn tốt và chịu được tải trọng cao.
  • Đặc tính giòn cao nên không dùng để gia công trừ gang dẻo.
  • Gang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp lĩnh vực, nhất là sản xuất van công nghiệp.
  • Gang xám có khả năng gia công tốt, chống mài mòn, độ dẻo dai thấp nhưng độ bền kém.

Các loại gang phổ biến hiện nay

ứng dụng của gang trong công nghiệp

Gang xám

Gang xám là vật liệu có màu xám do vết nứt có sự hiện diện của than chì và được sử dụng rộng rãi. Gang xám có đặc tính đúc tốt, cách âm cao nhưng khá giòn và khả năng chống uốn kém, khó rèn. Đặc biệt, xét về giá thành khá rẻ nên được dùng để sản xuất các loại van công nghiệp không chịu độ uốn lớn và cần lực nén tốt. Tuy nhiên có nhược điểm là trọng lượng nhẹ và bề mặt xù xì, không có thẩm mỹ cao.

Gang dẻo

Là loại gang dễ uốn có khả năng chống va đập mạnh, độ bền dẻo cao, chống mài mòn tốt. Trong cấu trúc gang dẻo Cacbon ở dạng nốt sần với hàm lượng chiếm 3,2 – 3,6%, Silic 2,2 – 2,8%, Mangan 0,1 – 0,2%… Gang dẻo được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp điện gió phù hợp với hình dạng lớn, phức tạp, tải trọng cao. Ngoài ra, còn được ứng dụng để chế tạo các loại van với mẫu mã, hình thức bên ngoài đẹp hơn. Tuy nhiên giá thành của loại gang này lại khá cao.

Gang cầu

Gang cầu là loại gang có độ bền cao nhất trong tất cả các loại gang do graphit ở dạng cầu tròn. Màu sắc xám tối giống gang xám nhưng có khả năng chịu uốn tốt hơn và độ cứng cao hơn. Gang cầu còn được biết đến là trung bình cộng giữa gang dẻo và gang xám. Do đó được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực liên quan đến công nghiệp, nhất là sản xuất các loại van bướm, van bi, van cổng… Với ưu điểm độ bền, tuổi thọ cao.

Kết luận

Hy vọng những thông tin chúng tôi chia sẻ trên đây sẽ giúp các bạn có được lời giải đáp chính xác nhất cho câu hỏi gang là gì cùng những ứng dụng trong thực tế. Từ đó biết cách lựa chọn các loại vật liệu đảm bảo hiệu quả, độ bền tốt nhất khi có nhu cầu sử dụng.

5/5 - (1 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.