Bài giảng vật liệu học chương 4 gang

Định nghĩa - Gang là hợp kim của sắt với Cacbon với thành phần Cacbon lớn hơn 2,14%.. CHƯƠNG 4: GANG - Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm 2 loại chính đó là gang trắng và gang

CHƯƠNG 4: GANG 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG

1.1 Định nghĩa

- Gang là hợp kim của sắt với Cacbon với thành phần

Cacbon lớn hơn 2,14%

- Ngoài ra còn các nguyên tố thường gặp là Mn, Si, P, S

Mn và Si là hai nguyên tố có tác dụng điều chỉnh sự tạo thành

grafít và cơ tính của gang Còn P và S là các nguyên tố có hại

trong gang nên càng ít càng tốt

CHƯƠNG 4: GANG

- Theo tổ chức tế vi, người ta phân gang làm 2 loại chính đó là

gang trắng và gang có grafít

+ Gang trắng: là gang có cacbon tồn tại ở dạng Xe (Fe3C)

Như vậy, tổ chức của gang trắng tương ứng với giản đồ trạng

thái Fe-C luôn luôn có chứa hổn hợp cùng tinh Le

+ Gang có grafít: là loại gang trong đó phần lớn hoặc toàn bộ

lượng Cacbon ở dưới dạng tự do – grafhit với các hình dạng

khác nhau: tấm, cầu, bông

1.2 Các đặc tính cơ bản của gang

1.2 Các đặc tính cơ bản của gang

• Cacbon : Cacbon (C) tồn tại dưới dạng

graphit dạng tấm

CHƯƠNG 4: GANG

CHƯƠNG 4: GANG 4.2 GANG TRẮNG

CHƯƠNG 4: GANG

- Gang trắng cùng tinh có %C = 4,3% có tổ chức Le

- Gang trắng sau cùng tinh có %C > 4,3% và có tổ

CHƯƠNG 4: GANG 4.3 GANG XÁM

4.3.1 Tổ chức tế vi

- Gang xám là loại gang có phần lớn cacbon nằm ở dạng tự do

(gọi là grafit) Grafit trong gang xám có dạng tấm(phiến) cong tự nhiên: Tổ chức tế vi = nền kim loại + grafit tấm

4.3 GANG XÁM

- Ferit khi không có Xementit (Fe3C);

a, Grafit tấm và nền kim loại

- Ferit + Peclit khi có ít Fe3C (khoảng 0,1 - 0,6%);

- Peclit khi có khá nhiều Fe3C (khoảng 0,6 – 0,8%)

 Phần tổ chức có chứa Ferit, Ferit + Peclit hoặc Peclit gọi là

nền kim loại

Tuỳ thuộc vào lượng Xementit nhiều hay ít mà phần tổ chức

chứa Xementit có khác nhau:

4.3 GANG XÁM

- Gang xám Ferit – có tổ chức tế vi là grafit tấm phân bố trên

nền Ferit;

Các loại gang xám:

- Gang xám Ferit + Peclit – có tổ chức tế vi gồm grafit tấm phân

bố trên nền kim loại Ferit + Peclit, lượng Fe3C (khoảng 0,1 - 0,6%);

- Gang xám Peclít – có tổ chức tế vi gồm grafit tấm phân bố

trên nền kim loại Peclit, lượng Fe3C (khoảng 0,6 – 0,8%)

4.3 GANG XÁM

b Ký hiệu

- Theo tiêu chuẩn ГОСТ của Liên Xô: CЧxx – xx;

- Theo tiêu chuẩn TCVN của Việt Nam: GXxx – xx

- Cần giảm rung động và có khả năng tự bôi trơn;

• Ví dụ: Thân máy, bệ máy, các ổ trượt, bánh răng chịu tải trọng nhỏ

4.3 GANG XÁM

- Các mác có độ bền thấp, k = 100  150N/mm2

Gồm: GX10  GX15) – Gang xám Ferit

Dùng để làm chi tiết vỏ, nắp không chịu lực

Gồm: GX15  GX25 Gang xám Ferit - Peclit

Dùng làm các chi tiết chịu tải nhẹ: vỏ hộp giảm tốc, mặt bích,

Gồm: GX25  Gang xám Peclit với grafit nhỏ mịn

4.3 GANG XÁM

- Các mác có độ bền cao, k  300N/mm2

Gồm: GX30  GX40 gang xám Peclit với 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 thuỷ lực ,

- Gang xám dùng làm các chi tiết chịu nén, tránh dùng vào

các bộ phận chịu kéo cao;

Kết luận

4.3 GANG XÁM

Tương tự cũng có ba loại gang

- Gang cầu Ferit: nền KL là sắt nguyên chất và graphit cầu

- Gang cầu Ferit – Peclit: nền KL là thép trước cùng tích và graphit cầu

4.3.4 GANG CẦU

4.4.2 Thành phần hoá học

- Chế tạo gang cầu

Dùng Mg hoặc Ce(xêri) cho vào gang xám lỏng để tạo ra gang cầu

(0,05 -1)% Mg hoặc Ce

Nguội

4.4 GANG CẦU

4.4.3 Cơ tính – ký hiệu và công dụng

-Gang cầu có cơ tính cao hơn gang xám nhiều; vì nền kim loại ít

bị chia cắt( Grafit hình cầu dạng thu gọn nhất)

-Có tính chất của gang vừa có tính chất của thép

-Các chi tiết làm bằng gang cầu có thể làm việc và bền vững ở

nhiệt độ T0= 4000C

+ Độ bền:

+ Độ bền:  = 400  1000 N/mm2

a, Cơ tính

4.4 GANG CẦU

b Ký hiệu và công dụng

- Theo tiêu chuẩn ГОСТ của Liên Xô: BЧxx – xx;

- Theo tiêu chuẩn TCVN của Việt Nam: GCxx – xx

Giới hạn bền kéo

Độ giản dài tương đối

4.4 GANG CẦU

+ Công dụng:

Gang cầu chủ yếu dùng thay thép để chế tạo các chí tiết

cần:

- Làm việc trong điều kiện chịu kéo, chịu va đập

- Hình dáng phức tạp (lợi dụng tính đúc của gang)

- Trục khuỷu,

- Trục cán,

- Bánh răng

- Gang dẻo có 3 loại là:

+ Gang dẻo Ferit;

+ Gang dẻo Ferit – Peclit;

+ Gang dẻo Peclit

4.5 GANG DẺO

4.5.2 Thành phần hoá học và tổ chức

-Thành phần: C= (2,2  2,8)%;Si= 0,8  1,4% ; Mn<1,0%; S< 0,1%; P=0,2%

-Chế tạo gang dẻo: Ủ từ gang trắng thành gang dẻo

gang trắng (Fe3C) + gang lỏng

đúc Nguội nhanh

4.5 GANG DẺO

4.5.4 Ký hiệu và công dụng

- Theo tiêu chuẩn ГОСТ của Liên Xô:  КЧxx – xx;

- Theo tiêu chuẩn TCVN của Việt Nam: GZxx – xx

4.5.4 Ký hiệu và công dụng

Gang dẻo có cơ tính cao hơn gang xám nhưng đắt do quá

trình nấu luyện,chế tạo lâu, tốn nhiệt và thời gian ủ nên gang dẻo

dùng để chế tạo các chi tiết đòi hỏi đồng thời các tính chất sau:,

CHƯƠNG 4: GANG

4.6 GANG HỢP KIM

- Gang chứa một lượng lớn các nguyên tố như Cr , Ni, Mn,

Ti, Mo,… có cơ tính cao gọi là gang hợp kim

Các nguyên tố hợp kim làm tăng cơ tính của gang do:

+ Cr tăng mạnh độ thấm tôi

+ Mn và Ni làm tăng độ bền

+ Cu nâng cao tính chống ăn mòn Gang hợp kim có cơ sở là gang xám, dẻo hay cầu