Gang "hóa trắng", tức là gang trở nên cứng, giòn và cực kỳ dễ vỡ. Khó gia công cắt gọt, và không hàn được. Đối một số ứng dụng về gang cầu và gang xám, điều này có nghĩa là đúc hỏng. Không đưa vào sử dụng được. Vậy, thành phần nào quan trọng nhất để gang không hóa trắng? Cùng GOAT tìm hiểu ngay sau đây.
GANG HÓA TRẮNG LÀ GÌ?
______
Định nghĩa
Khi tìm hiểu về gang, có thể bạn sẽ bắt gặp thuật ngữ "gang hóa trắng". Đây là hiện tượng gì?
Gang hóa trắng là hiện tượng xảy ra khi Carbon (C) trong gang không kết tinh thành dạng than chì (grafit), mà biến thành một hợp chất cứng được gọi là cementite (Fe₃C). Khi đó, gang không còn giữ được tính dẻo dai và bền bỉ, mà trở nên cứng, giòn và dễ vỡ dưới tác động va đập.
______
Nguyên nhân
Như vậy, dù carbon (C) chỉ chiếm hơn 2,14% trong thành phần của gang, nhưng nó đóng vai trò quyết định trong việc hình thành tính chất của vật liệu. Hiện tượng gang hóa trắng thường xảy ra khi:
-
Thiếu các thành phần hỗ trợ để thúc đẩy quá trình tạo cấu trúc grafit.
-
Gang bị làm nguội quá nhanh, khiến carbon không kịp kết tinh thành grafit. Thay vào đó hình thành cementite trong gang trắng, làm gang trở nên cứng và giòn.
Điều này cho thấy việc kiểm soát quá trình kết tinh và thành phần hóa học là rất quan trọng để đảm bảo gang có độ bền và tính dẻo phù hợp.
THÀNH PHẦN NÀO GIÚP GANG KHÔNG HÓA TRẮNG?
______
Điều chỉnh hàm lượng Silicon hay Silic (Si) sẽ giúp gang không hóa trắng
Trong quá trình sản xuất gang cầu, thành phần quan trọng nhất để tránh hiện tượng gang hóa trắng (white iron) là hàm lượng Silicon (Si).
Silic là thành phần đóng vai trò quan trọng để gang không hóa trắng (Nguồn ảnh: naphoga.vn)
❝
Khi hàm lượng Silicon (Si) tăng, sẽ làm giảm sự hình thành của cấu trúc cementite (Fe₃C). Đồng thời, thúc đẩy carbon kết tinh thành dạng grafit.
Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ % Cacbon và Silic trong việc hình hành các loại gang (Nguồn ảnh: Sách Foundry Technology)
Chú thích:
-
Steel: Thép;
-
Ductile irons: Gang cầu;
-
Gray iron: Gang xám;
-
White iron: Gang trắng;
-
Malleable iron: Gang dẻo;
Bên cạnh đó, Silic cũng đóng vai trò làm ổn định graphit và điều chỉnh tính chất cơ học. Giúp cải thiện độ bền và độ dẻo của gang.
______
* Hàm lượng Silicon khuyến nghị:
Thông thường, hàm lượng Silicon trong gang cầu dao động từ 1.8% đến 3.2%. Goat xin lưu ý, mức Silicon cụ thể có thể được điều chỉnh dựa trên yêu cầu của sản phẩm cuối cùng và điều kiện đúc thực tế.
______
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiện tượng hóa trắng:
Tốc độ làm nguội
Tốc độ làm nguội nhanh có thể gây ra hiện tượng hóa trắng do không đủ thời gian cho sự kết tinh của graphit.
Tốc độ làm nguội tác động lớn đến việc tạo ra cấu trúc C trong gang (Nguồn ảnh: Sách Foundry Technology, Goat tổng hợp)
Khi tốc độ làm nguội gia tăng, số lượng hạt eutectic cũng tăng lên, dẫn đến sự phân nhánh và hình thành các hạt graphite mịn hơn trong vật liệu.
Đặc biệt, với sự làm nguội nhanh chóng và độ siêu lạnh rõ rệt, các mảnh graphite trở nên nhỏ hơn và có hình dạng cong, được biết đến như loại graphite Type D. Cấu trúc này có tính chất cơ học kém và khả năng chống mòn không cao.
Nếu tốc độ làm nguội tiếp tục gia tăng, quá trình kết tủa của graphite bị thay thế bởi sự hình thành của Fe₃C (Cementite), dẫn đến sự xuất hiện của cấu trúc gang trắng.
Nguồn tham khảo: Trang 89, 90 - Sách Foundry Technology của Peter Beeley
Thành phần hợp kim khác
Một số nguyên tố hợp kim khác như Mangan (Mn), Lưu huỳnh (S), và Photpho (P) cũng có thể ảnh hưởng đến sự kết tinh của carbon. Tuy nhiên, ảnh hưởng của chúng thường không mạnh bằng Silicon.
KẾT LUẬN
Điều này có nghĩa là trong quá trình đúc gang, để tránh trường hợp gang hóa trắng, cần kiểm soát thành phần Silic và tốc độ làm nguội. Điều này sẽ giảm thiểu khả năng biến trắng và đảm bảo gang có tính chất cơ học phù hợp cho các ứng dụng thực tế. Hy vọng rằng các thông tin này hữu ích với bạn.
Hãy trở lại với trang web [naphoga.vn] của chúng tôi để khám phá thêm nhiều bài viết hữu ích nhé. Chúc các bạn sức khỏe và thành công!
GOAT chuyên cung cấp các loại Nắp hố ga
Và các loại nắp đậy bằng Gang cầu theo Tiêu chuẩn BS EN 124.
Liên hệ Hotline: 📞 0987.382.388
Hoặc nhận tư vấn qua Zalo 🗨️
GOAT - Kiến Tạo Giá Trị Tốt Nhất
Thương hiệu Uy tín - Đồng hành suốt vòng đời sản phẩm
BTV Thanh Thủy - Nắp Hố Ga GOAT