CHƯƠNG I: GANG
I – KHÁI NIÊM:
I.1 - ĐỊNH NGHĨA:

- Gang là hợp kim của sắc với cacbon với thành phần của cacbon lớn hơn 2,14%.
- Ngoái ra còn có các nguyên tố thường gặp là Mn, Si, P, S. C và Mn là hai nguyên tố có tác dụng điều chỉnh sự tạo thành grafit và cơ tình của gang. Còn P và S là hai nguyên tố có hại trong gang nên càng ít càng tốt.





VẬT LIỆU 2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯƠNG ĐẠI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
BỘ MÔN: KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP






VẬT LIÊU 2

NHÓM 1:

CHƯƠNG I: GANG
I.2 – CÁC ĐẶT TÍNH CƠ BẢN CỦA GANG:

- Nhiệt độ nóng chảy thấp nên dễ nấu chảy hơn thép.
- Dễ nấu luyện
- Tính đúc tốt
- Dễ gia công cắt gọt ( trừ gang xám ).
- Chịu nén tốt.






VẬT LIỆU 2
CHƯƠNG I: GANG
I.3 – CÁC ĐẶT TÍNH CƠ BẢN CỦA GANG:
- Theo tổ chức tế vi, người ta chia gang thành hai loại đó là gang trắng và gang grafit.
+ Gang trắng có tổ chức cacbon hoàn toan phù hợp với giảng đồ trạng thái Fe-C và luôn chứa hỗn hợp cùng tinh ledeburit.
+ Gang có grafit: là loại gang trong đó phần lớn hoặc toàn bộ cacbon nằm dưới dạng tự do grafit.
- Tùy theo hình dạng của grafit chia thành 3 loại: gang xám, gang dẻo và gang cầu.
- Trong tổ chức của gang này không có ledeburit nên tổ chức tế vi không phù hợp với giảng đồ trạng thái Fe-C.
VẬT LIỆU 2
I.4 – GANG XÁM:
I.4.1 – Tổ chức tế vi:
- Cũng như các loại gang grafit khác. Gang xám có tổ chức tế vi chia làm hai phần rõ rệt: nền kim loại và grafit (với gang xám: tổ chức tế vi = nền kim loại + grafit tấm)








VẬT LIỆU 2
I.4.1 – TỔ CHỨ TẾ VI:
Grafit tấm và nền kim loại:


Tùy thuộc vào lượng xementit nhiều hay ít mà phần tổ chức xementit có khác nhau:
- ferits khi không có xementit (Fe3 C).
- Ferits + peclit khi có ít Fe3 C (khoảng 0,1-0,6%)
- peclit khi có khá nhiều Fe3 C (0,6-0,8%)
=> phần tổ chức có chứa ferit, ferit + peclit hoặc peclit gọi là nền kim loại

VẬT LIỆU 2
I.4.1 – TỔ CHỨ TẾ VI:
Các loại gang xám:
- Gang xam ferit có tổ chức tế vi là grafit tấm phân bố trên nền ferit.
Gang xám peclit có tổ chức tế vi gồm grafit tấm phân bố trên nền kim loại Ferit + peclit, lương Fe3 C ( khoảng 0,1-0.6 %)
Gang xám peclit có tổ chức tế vi gồm grafit tấm phân bố trên nền kin loại peclit, lượng Fe3 C ( khoảng 0,6-0,8%)







VẬT LIỆU 2
I.4.2 – THÀNH PHẦN HÓA HỌC:
+ Các bon:
- Lượng các bon càng nhiều khả năng grafit hóa càng mạnh, nhiệt độ chảy thấp nên dễ đúc, cơ tính kém.
- Lượng các bon được khống chế trong khoảng 2,8-3,5%.
+ Silic:
- Si là nguyên tố thúc đẩy sự hình thành grafit trong gang. Si là nguyên tố quang trọng sau Fe và C.
- Hàm lượng khống chế trong khoản 1,3-3%.
+ Mangan:
- Là nguyên tố cản trở sự tạo thành grafit.
- Làm tăng đọ cứng, độ bền của gang.
- Hàm lương khốn chế trong khoảng 0,5-1,0%.


VẬT LIỆU 2
I.4.2 – THÀNH PHẦN HÓA HỌC:
+ Photpho:
- Làm tăng độ chảy loảng
- Làm tăng tính chống mài mòn.
- Lượng P được khống chế trong khoảng từ 0,1 -0,2% đến 0,5%. Hàm lượng quá nhiều P gang sẽ dễ giòng.
+ Lưu huỳnh:
- Là nguyên tố cản trở sự tạo thành grafit,
- Làm xấu tính đúc gảm độ chảy loảng.
- Là nguyên tố có hại, được khống chế trong khoảng 0,06-0,12%.
Ngoài ra còn có một số nguyên tố khác như Cr, Ni, Mo…. Có tác dụng riêng.

VẬT LIỆU 2
I.4.3 – CƠ TÍNH :


Cơ tính:

- Độ bền rất thấp: 150 – 400 Mpa ( = ½ thép thông
dụng)
- Độ cứng thấp trong khoản 150-250 HB.
- Độ dẻo, độ dai thấp.
- Chống mài mòn tốt.
- Grafit có khả năng làm tăng dao động.
- Gang xám có tổ chức grafit mền.




VẬT LIỆU 2
I.4.3 – CƠ TÍNH :



Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ tính:
Grafit:
- Số lượng,độ lớn, hình dạng và sự phân bố của grafit
Nền kim loại:
- Nền kim loại có cơ tính cao thì gang xám cũng có cơ tính cao. Ferit peclit-ferit peclit









VẬT LIỆU 2
I.4.3 – CƠ TÍNH :
VẬT LIỆU 2





Các biện pháp nâng cao cơ tính:



- Giảm lượng cacbon của gang.(2,2-2,5%)
- Làm nhỏ mịn grafit bằng phương pháp biến tính.
- Hợp kim hóa.
- Nhiệt luyện.








I.4.4 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
Các mác có độ bền thấp, 100-150MPa
Gồm GX 10-GX15, gang xám ferit dùng để làm chi tiết vỏ, nắp không chịu lực.
Các mác có độ bền trung bình: 150-250MPa
Gồm GX15- GX25, gang xám ferit-peclit, dùng làm các chi tiết chịu tải nhẹ: vỏ hộp giảm tốc mật bích….
Các mác có độ bền tương đối cao: 250-300MPa
Gồm GX25-GX30, gang xám peclit với grafit nhỏ mịn, dùng làm các chi tiets chịu tải trọng cao: bánh răng, bánh đà, thân máy quan trọng, xéc măng…..
I.4.4 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
- Các mác có độ bền cao: > 300MPa
Gồm GX30-GX40, gang xám peclit voi grafit rất nhỏ mịn
Dùng làm các chi tiết chịu tải trọng cao, chịu mài mòn: như bánh răng chữ V, trục chính, vỏ bơm thủy lực….
KẾT LUÂN:
- Gang xám dùng làm các chi tiết chịu nén, tránh dùng các chi tiết chịu kéo cao
- Dùng làm ổ trượt vì có tính bôi trơn tốt.
- Gang xám biến trăng
+ Gang có bề mặt chi tiết biến trắng, một số chi tiết cần có tính chống mài mòn ở lớp bề mặt cao như bi nghiền, trục cán, trục nghiền……
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
1.Khái niêm:


Gang dẻo là loại gang có tính dẻo tốt với graphit ở dạng cụm là dnạg trung gian giữa cầu và tấm
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
2.Tổ chức tế vi :



- Tổ chức tế vi giống gang xám, gang cầu chỉ khác là graphit ở dạng cụm – tức ở dạng tập trung theo từng đám
- Gang dẻo cũng có ba loại nền kim loại : ferit,ferit-peclit và peclit nên ứng với 3 loại gang dẻo tương ứng
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
3.Thành phần hóa học :


- Gang dẻo được ủ từ gang trắng nên thành phần cơ bản giống gang trắng,trước khi ủ phải 100% là gang trắng,không có graphit
- Đăc trưng về thành phần hóa học của gang dẻo là ít cacbon (khoảng 2,2 – 2,8%) và ít silic (khoảng 0,8 – 1,4%)
-Làm nguội nhanh khi đúc nên vật đúc phải có thành mỏng (< 10 – 20mm)
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
4.Cách chế tạo và quá trình ủ :
a/cách chế tạo


- Đúc thành gang trắng,dùng gang ít cacbon và silic
- Kiểm tra mức độ hóa trắng của gang,đảm bảo 100%
- Ủ graphit hóa
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
b/quá trình ủ :


- Đầu tiên đưa vậy đúc vào lò ủ dưới dạng gang trắng trước cùng tinh với tổ chức : P + XeII + (P + Xe)
- Khi nung nóng đến 1000oC (cần 20h), sẽ có chuyển biến P→γ0,8 rồi XeII hòa tan vào γ để pha này đạt nồng độ C khoảng 1,8%.Vậy ở 1000oC gang có tổ chức γ1,8 + (γ1,8 + Xe)
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
- Trong quá trình giữ nhiệt sẽ có quá trình phân hóa của xêmentit cùng tinh :
Fe3C trong cùng tinh (γ + Xe) → γ1,8 + Gcụm ,ở thời điểm này làm nguội chậm từ 1000oC → 700oC trong 10s sẽ có 3 quá trình:
+ γ1,8 → γ0,8 + XeII (tiết ra XeII)
+ Fe3C → γ0,8 + Gcụm (graphit hóa)
+ γ0,8 → P (720oC)
Có thể viết phản ứng tổng hợp : γ1,8 → P + Gcụm tức gang dẻo peclit
Tiếp tục giữ nhiệt ở 700oC (30h) : Fe3C → F + Gcụm
Sau thời gian dài Xe bị phân hủy hết,cuối cùng chỉ còn ferit + Gcụm tức gang dẻo ferit
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
5.Cơ tính :


- Đặc tính nổi bậc của gang dẻo là có độ dẻo cao ( tương đương gang cầu )
- Độ bền kéo cao hơn gang xám nhưng thấp hơn gang cầu
Trong chừng mực nào đó gang dẻo cũng có cơ tính tổng hợp cao
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
6.Các mác gang dẻo và công dụng :
Thường dùng 2loại :
- Gang dẻo ferit ( lõi đen ) : GZ30-06,GZ33-08,GZ35-10,GZ37-12…
Đặc tính :
+ Độ dẻo cao (8-12%) song độ bền thấp (300 – 400N/mm2)
+Chế tạo khó vì có nhiệt độ chảy cao
+thời gian ủ dài
- Gang dẻo peclit ( lõi trắng ) : GZ 45-6,GZ50-04,GZ56-04,GZ60-03,GZ63-02…
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
Đặc tính :



+ Độ bền cao ( 450 – 600 N/mm2 ),độ dẻo thấp ( 2 -6% )
+ Chế tạo dễ hơn
+ Thời gian ủ ngắn hơn
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
Công dụng:
Gang dẻo dùng để chế tạo các chi tiết đòi hỏi các tinh chất như sau
Hình dạng phức tạp
Tiết diện thành mỏng
Chịu va đập
Vì vậy gang dẻo được dùng làm các chi tiết ô tô như trục khuỷu,guốc hãm,máy dệt,cuốc bàn…


I.4 –GANG DẺO:
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
I.6 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
I.6 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
I.6 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
I.6 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
I.6 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2
I.6 –KÝ HiỆU VÀ CÔNG DỤNG:
VẬT LIỆU 2
I.4 –GANG DẺO:
VẬT LIỆU 2