So sánh gang trắng và gang xám khác nhau như thế nào?

Gang là một loại vật liệu phổ biến trong ngành công nghiệp, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng cơ khí, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác. Tuy nhiên, gang không chỉ có một loại mà được chia thành nhiều loại khác nhau trong đó có hai loại được sử dụng rộng rãi là gang trắng và gang xám. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa gang trắng và gang xám thông qua việc so sánh thành phần cấu tạo, màu sắc bề mặt vật liệu sau khi đứt gãy, và nhiều yếu tố khác.

Sự khác biệt giữa gang trắng và gang xám chủ yếu thể hiện ở hai điểm chính:

Thành phần cấu tạo:

– Gang trắng: Chứa hàm lượng cacbon cao (từ 3% đến 3,5%) và ít silicon (dưới 1%). Cacbon trong gang trắng chủ yếu tồn tại ở dạng cementit (Fe3C), tạo nên cấu trúc cứng và giòn.

– Gang xám: Chứa hàm lượng cacbon cao (từ 3,3% đến 3,8%) và silicon cao (từ 1% đến 3%). Cacbon trong gang xám chủ yếu tồn tại ở dạng than chì vảy (graphite), tạo nên cấu trúc xốp và mềm dẻo hơn.

Màu sắc bề mặt vật liệu sau khi đứt gãy:

– Gang trắng: Khi đứt gãy, mặt gãy của gang trắng có màu trắng bạc do cấu trúc cementit.

– Gang xám: Khi đứt gãy, mặt gãy của gang xám có màu xám do cấu trúc than chì vảy.

Định nghĩa Gang trắng và Gang xám là gì?

Gang là gì?

Gang là hợp kim của sắt (Fe) và carbon (C), với hàm lượng carbon thường lớn hơn 2%. Ngoài carbon, gang còn chứa các nguyên tố khác như silicon (Si), mangan (Mn), phốt pho (P), và lưu huỳnh (S). Gang có đặc điểm là cứng, giòn, dễ gia công và có giá thành rẻ và gang có khả năng chịu lực tốt và có thể đúc thành nhiều hình dạng khác nhau.

Tính chất của Gang

Gang có độ bền kéo và độ cứng khá cao, chịu được các tác động cơ học lớn. Ngoài ra, gang có khả năng chịu nhiệt tốt, không bị biến dạng ở nhiệt độ cao và có độ dẫn nhiệt và dẫn điện thấp hơn so với thép. Gang cũng có khả năng chống ăn mòn tốt, đặc biệt là gang xám nhờ vào cấu trúc than chì trong thành phần.

Ứng dụng của gang

Nhờ vào những đặc điểm và tính chất ưu việt, gang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như cơ khí (trục khuỷu, bánh răng, vỏ máy), xây dựng (kết cấu chịu lực, ống dẫn nước), hàng gia dụng (nồi, chảo) và giao thông vận tải (các bộ phận xe hơi, tàu thuyền). Gang là vật liệu quan trọng giúp đáp ứng nhu cầu đa dạng của các ngành công nghiệp.

Phân loại gang

Gang là một nhóm lớn với nhiều loại khác nhau. Dựa trên cấu trúc vi mô, gang được chia thành hai nhóm chính là gang trắng và gang graphit. Nhóm gang graphit lại bao gồm ba loại là gang xám, gang cầu và gang dẻo. Phạm vi bài viết này tập trung so sánh gang trắng và gang xám, vì vậy chúng ta sẽ đi sâu vào đặc điểm và tính chất của hai loại gang này.

Gang xám là gì?

– Gang xám là loại gang phổ biến nhất, chiếm khoảng 90% tổng sản lượng gang. Gang xám có chứa hàm lượng cacbon cao (từ 3,3% đến 3,8 %) và silicon cao (từ 1% đến 3%).

– Cấu trúc vi mô của gang xám chủ yếu bao gồm các mảnh graphit dạng tấm, đôi khi là dạng phiến hoặc chuỗi. Bề mặt của gang xám có màu xám đậm, đặc trưng bởi sự hiện diện của ferit và graphit tự do.

– Graphit có độ bền cơ học thấp, khiến gang xám trở nên giòn, với độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp. Tuy nhiên, sự hiện diện của graphit giúp gang xám tăng khả năng chống mài mòn và giảm độ co ngót khi đúc. Điều này làm cho gang xám thích hợp cho các ứng dụng cần bôi trơn bằng dầu nhớt, như ổ trượt, bánh răng, thân máy, bệ máy, và ống nước.

Tính chất của gang xám

Gang xám có màu sắc bề mặt xám khi đứt gãy do sự phân bố của than chì trong cấu trúc. Các mảnh than chì này làm giảm tính dẻo và độ bền kéo của gang xám, nhưng lại tăng khả năng chịu mài mòn và giảm rung động. Điều này làm cho gang xám trở nên lý tưởng cho các ứng dụng như vỏ máy, đế máy, và các chi tiết đúc khác.

Ứng dụng của gang xám

Gang xám được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận máy móc, đặc biệt là những chi tiết không yêu cầu độ bền kéo cao nhưng cần chịu mài mòn tốt, như vỏ động cơ, trục khuỷu, và các bộ phận trong hệ thống phanh.

Gang trắng là gì

Gang trắng là hợp kim của sắt (Fe) và cacbon (C), trong đó hàm lượng cacbon tồn tại dưới dạng hợp chất Fe3C, chiếm khoảng 3-3,5%. Loại gang này được hình thành khi quá trình đông đặc của gang diễn ra nhanh chóng, tạo ra cấu trúc có màu trắng sáng.

Tính chất của gang trắng:

Gang trắng có màu trắng khi đứt gãy do cấu trúc tinh thể của hợp kim, trong đó cacbon chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất cacbit (Fe3C) thay vì than chì. Gang trắng có độ cứng rất cao và khả năng chịu mài mòn tốt, nhưng lại giòn và dễ gãy.

Ứng dụng của gang trắng

Với đặc tính cứng và giòn, gang trắng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ cứng cao và khả năng chống mài mòn, như làm con lăn nghiền, đĩa phanh, và các bộ phận chịu tải trọng lớn trong các máy móc công nghiệp. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong quá trình luyện thép hoặc đúc ủ để tạo ra các loại gang khác.

Khác biệt cơ bản giữa gang trắng và gang xám

Sự khác biệt chính giữa gang trắng và gang xám nằm ở cấu trúc vi mô của chúng. Gang trắng có xi măng dưới bề mặt, trong khi gang xám chứa graphit. Graphit là nguyên nhân tạo nên màu xám của gang xám, còn xi măng tạo ra màu trắng của gang trắng.

Thông thường, gang trắng có hàm lượng carbon dưới 4,3% và lượng silicon thấp (dưới 1,0% trọng lượng), điều này ngăn cản sự kết tủa của cacbon dưới dạng graphit. Thay vào đó, trong gang trắng, carbon kết tủa từ quá trình nóng chảy dưới dạng cementite – Hợp chất xi măng siêu bền, Fe3C, không phải graphit.

Điểm giống nhau giữa gang trắng và gang xám

Mặc dù có những khác biệt về thành phần cấu tạo, tính chất và ứng dụng, gang trắng và gang xám vẫn có một số điểm giống nhau sau:

– Cả gang trắng và gang xám đều là hợp kim của sắt, cacbon và silic.

– Hàm lượng cacbon trong cả hai loại gang đều cao hơn 2,14%.

– Cả gang trắng và gang xám đều có độ bền nén cao, dễ gia công bằng phương pháp đúc và hàn.

– Cả gang trắng và gang xám đều được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như: sản xuất động cơ, máy móc, thiết bị, vật liệu xây dựng

– Cả gang trắng và gang xám đều có giá thành rẻ so với các loại vật liệu kim loại khác.

So sánh sự khác nhau giữa gang trắng và gang xám

Tiêu chí	Gang Trắng	Gang Xám
Thành phần	Fe: 86%; C: 3-3,5%; Si: < 0,8%; Mn: < 1,3%; Cr: 2,5%, Ni: 4%; 3-3,5% cacbon dưới dạng Fe3C	Fe: 92-94%; C: 3,3-3,8%; Si: 2%; Mn: 0,6%; P: <0,1%; S: <0,15% 3,3-3,8% cacbon dưới dạng graphit tự do
Quá trình hình thành	Làm lạnh đột ngột trong quá trình đông đặc	Làm lạnh chậm trong quá trình đông đặc
Khối lượng riêng	Khoảng 7,6-7,8 g/cm³	Khoảng 6,9-7,3 g/cm³
Độ cứng Brinell	470 HB	235 HB
Tính chất	Cứng, giòn, khả năng cắt gọt kém	Giòn, độ bền kéo và độ dẻo thấp, chịu mài mòn tốt
Tổ chức tế vi	Các hợp chất cementite – Fe3C	Graphit dạng tấm, phiến hoặc chuỗi. Nền của gang xám có thể là pherit, peclit-pherit, penclit
Ứng dụng	Luyện thép, chi tiết máy chống mài mòn, đúc ủ thành gang khác	Sản xuất ổ trượt, bánh răng, thân máy, bệ máy, ống nước

So Sánh Gang Trắng và Gang Xám Khác Nhau Như Thế Nào?

Kết luận:

Việc phân biệt gang trắng và gang xám là điều quan trọng để lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể. Gang xám với tính dẻo và khả năng chịu mài mòn tốt, thích hợp cho các chi tiết máy móc yêu cầu độ bền kéo thấp. Trong khi đó, gang trắng với độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao, lại phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ cứng và chịu tải trọng lớn. Hiểu rõ sự khác biệt giữa gang trắng và gang xám sẽ giúp bạn có quyết định đúng đắn trong việc lựa chọn và sử dụng vật liệu trong các dự án công nghiệp và cơ khí.

Quý khách hàng có nhu cầu về các sản phẩm đúc gang chất lượng tốt, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua:

Công ty TNHH MTV Lương Sơn Bạc