Gang hợp kim: cấp, đặc tính và ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Sắt hợp kim là vật liệu được sản xuất bằng cách nấu chảy trong lò cao. Nó có thể chứa các lượng carbon khác nhau. Tùy thuộc vào hàm lượng định lượng của chất này, hai loại gang được phân biệt. Đầu tiên được gọi là chuyển đổi, hoặc màu trắng, và thứ hai là màu xám, hoặc đúc.

Mô tả các loại gang

Loại thứ nhất là gang. Đây là tên của một loại vật liệu trong đó cacbon được trình bày dưới dạng một chất như ximăng. Trong một thời gian ngắn nó có một màu trắng, do đó có tên như vậy. Gang như vậy được đặc trưng bởi độ cứng và độ giòn cao. Nó rất khó máy móc. Đồng thời, khoảng 80% tổng lượng gang nung chảy có màu trắng. Mục đích chính của loại vật liệu này là nấu chảy lại thành thép.

Gang hợp kim màu xám là kim loại trong đó cacbon có mặt ở dạng than chì dễ uốn. Trong một thời gian ngắn, màu sắc của nó là màu xám, điều này cũng xác định tên của nó. Độ giòn và độ cứng của gang như vậy kém hơn gang trắng, nhưng nó được gia công tốt hơn nhiều.

Tính chất của gang hợp kim loại này như sau:

• Trước hết, nó chống chịu tải nén rất tốt.
• Thứ hai, kim loại này không nhạy cảm với các khuyết tật bề mặt, và cũng có khả năng chống mỏi tốt.

Tuy nhiên, gang đúc hợp kim có độ bền va đập khá yếu, cũng như độ dẻo thấp. Do hai nhược điểm này, rất khó sử dụng vật liệu đó cho mục đích kết cấu.

Mô tả chung về các loại gang xám

Ngày nay, có các loại gang xám hợp kim như vậy: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 và một số loại khác. Các chữ cái SCh trong nhãn hiệu cho biết đó là gang xám, và hai chữ số tiếp theo cho biết tải trọng tối đa mà kim loại có thể chịu được khi kéo dài. Độ bền kéo trong trường hợp này được đo bằng MPa.

Các loại gang xám

Gang đúc hợp kim có một số loại phụ. Một trong số đó là gang dẻo. Tên có điều kiện này được đặt cho vật liệu, được phân biệt bởi thực tế là nó mềm hơn và nhớt hơn màu xám. Lấy nó từ gang trắng. Để làm điều này, hãy sử dụng quy trình ủ, kéo dài một thời gian dài. Các dấu ở đây là giống nhau, ví dụ KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Các chữ cái chỉ ra rằng loại gang này dễ uốn, và hai số tiếp theo xác định độ bền kéo. Nhưng đối với một hoặc hai chữ số cuối cùng, chúng đặc trưng cho độ giãn dài tương đối lớn nhất,được đo dưới dạng phần trăm.

Một loại phụ khác của sắt đúc hợp kim được sửa đổi. Để có được nó, bạn cần thêm các yếu tố đặc biệt vào màu xám. Các chất điều chỉnh như vậy được thêm vào trước khi đổ chất. Nhôm, silic, canxi và những loại khác có thể được sử dụng làm chất phụ gia. Các chất phụ gia này làm tăng đáng kể số lượng tâm kết tinh. Nói cách khác, chúng góp phần làm giảm đáng kể lượng than chì.

Nhờ các chất phụ gia này, gang hợp kim đặc biệt được đặc trưng bởi các đặc tính cường độ cao hơn, ít giòn hơn và tăng khả năng chống nứt. Điều đáng nói thêm là tất cả các cấp tốt nhất của hợp kim này đều có được từ một vật liệu đã được sửa đổi như vậy.

Các loại hợp kim hợp kim

Gang hợp kim nghĩa là gì? Hợp kim hóa là một hoạt động để đưa các tạp chất khác nhau vào thành phần của một vật liệu có thể cải thiện các đặc tính của nó. Đối với gang, titan, crom, vanadi và những loại khác đã trở thành các chất phụ gia như vậy. Việc đưa các nguyên tố hợp kim vào thành phần có thể làm tăng các đặc tính như độ bền, độ cứng, khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và nhiều đặc tính khác.

Ngày nay, tùy thuộc vào số lượng các nguyên tố hợp kim trong gang, có thể phân biệt ba loại:

1. Nếu phụ gia được chứa với lượng lên đến 2,5% tổng khối lượng, thì đây là gang hợp kim thấp.
2. Vật liệu hợp kim trung bình là những vật liệu có hàm lượng các chất nằm trong khoảng từ2,5 đến 10%.
3. Loại cuối cùng là hợp kim cao, nếu tổng hàm lượng của các chất bổ trợ vượt quá 10%.

Chất tạo hợp kim, đánh dấu

Theo GOST, gang đúc hợp kim phải chứa một lượng chất nhất định để sử dụng trong một khu vực nhất định. Ngoài ra, việc ghi nhãn cũng là tiêu chuẩn. Ví dụ, ChN15D7Kh là hợp kim có độ bền cao chứa 15% niken, 7% đồng và xấp xỉ 1% crom. Như bạn có thể thấy, trong phần đánh dấu, các nguyên tố hợp kim được đánh dấu bằng một chữ cái, theo sau là một số chỉ hàm lượng định lượng của chất phụ gia. Tuy nhiên, nó cũng có thể là con số bị thiếu, như sau crôm. Điều này có nghĩa là hàm lượng chất trong chế phẩm khoảng 1%.

Đối với việc sản xuất gang như vậy, nó khá rẻ. Đồng thời, sản phẩm cuối cùng có đủ đặc tính hiệu suất cao. Nhờ hai yếu tố này, phạm vi của tài liệu được mô tả không ngừng tăng lên.

Các loại hợp kim hợp kim

Điều tự nhiên là việc bổ sung bất kỳ chất nào vào thành phần sẽ làm tăng bất kỳ đặc tính cụ thể nào. Do đó, một số loại vật liệu hợp kim được phân biệt.

Vì vậy, gang có thể chống mài mòn. Vật liệu thuộc nhóm này có đặc điểm là nó có khả năng chống mài mòn cao hơn, xảy ra trong quá trình ma sát bề mặt. Loại này bao gồm gang chống ma sát và chống ma sát. Đầu tiên trong số này có giá trị rất thấphệ số ma sát. Do đó, ứng dụng chính của gang hợp kim thuộc loại được nêu tên là sản xuất các bộ phận như ổ trượt trơn, ống lót cho chúng và các bộ phận khác có yêu cầu tương tự.

Ngược lại, vật liệu ma sát được đặc trưng bởi hệ số ma sát khá cao, do đó nó thường được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất các thiết bị phanh cho nhiều loại cơ cấu, thiết bị, v.v.

Gang không gỉ

Nhiều người biết rằng có một kim loại được gọi là thép không gỉ. Trên thực tế, đây không phải là một định nghĩa chính xác cho lắm. Các hợp kim như vậy chỉ khác ở chỗ khả năng chống ăn mòn của chúng khá cao. Loại gang được đặt tên được sử dụng rộng rãi nhất trong đóng tàu. Nếu hơn 12% crom được thêm vào thành phần của sắt như một nguyên tố hợp kim và hàm lượng cacbon giảm càng nhiều càng tốt, thì kết quả là sẽ thu được một hợp kim như vậy.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 trở thành thương hiệu phổ biến nhất của nó. Chúng khác biệt ở chỗ chúng vẫn giữ được khả năng chống ăn mòn cao ngay cả trong môi trường khắc nghiệt, có khả năng chống xâm thực và mài mòn tốt trong môi trường hơi nước.

Một nhóm nhỏ nhưng vẫn khá phổ biến là gang chịu nhiệt. Ưu điểm chính của vật liệu là nó khá khó bị oxy hóa và cũng giữ được chất lượng tốt ở nhiệt độ cao.

Giới thiệu đồng

Hiện tạithời gian, ngày càng có nhiều người thường bắt đầu sử dụng gang với việc bổ sung đồng. Việc đưa chất phụ gia này vào hợp kim giúp cải thiện đáng kể chất lượng đúc của nó. Hơn hết, điều này ảnh hưởng đến tính lưu động của vật liệu. Ngoài ra, xu hướng nứt và độ xốp co ngót được giảm đáng kể.

Kết hợp 0,5% Cu (đồng) làm cho gang đủ thích hợp để đúc thành các bộ phận có độ dày thành từ 10 đến 25 mm. Nếu cần tăng độ dày thành của các nguyên tố trong tương lai, thì cần phải tăng hàm lượng định lượng của đồng, cũng như các phức chất của nó. Điều đáng chú ý ở đây là tác dụng của việc thêm đồng có thể được tăng cường nếu các nguyên tố như antimon hoặc bitmut được đưa vào hợp kim.

Nếu đương lượng cacbon sẽ tăng lên, thì ảnh hưởng của đồng đến sự kết tinh của graphit sẽ giảm. Hợp kim gang với đồng cũng có thể ngăn chặn sự tẩy trắng ở các lớp bề mặt, và cũng làm tăng đáng kể độ cứng về phía giữa. Điều này khá dễ nhận thấy khi luyện lót xi lanh, đầu khối bằng gang và các vật dụng khác.

Gang hợp kim phức hợp

Để luyện thành công gang có thể dùng để đúc ống lót xi lanh, không chỉ cần sử dụng nhiều loại gang mà còn phải sử dụng cả lò nung cảm ứng. Để thực hiện việc đúc các bộ phận như vậy, các nhãn hiệu IChKhN4, ChN1KhMD và ChNMSh và một số loại khác được sử dụng. Đặc điểm nổi bật của chúng là tất cả các bộ phận đều được nấu chảy thành một khuôn mỏng hoặc khuôn lớn.

Kimcấu trúc và vật liệu có độ bền cao

Một loại gang xám nhỏ, thuộc nhóm chịu mài mòn, là vật liệu có cấu trúc dạng thấu kính. Mức độ pha tạp trong một vật liệu như vậy là khá thấp. Hàm lượng silic và cacbon trong nó cũng khá thấp. Trong trường hợp này, số lượng các chất như đồng, molypden, niken và một số chất điều chỉnh khác sẽ tăng lên tùy thuộc vào độ dày tường cần kết quả, cũng như tùy thuộc vào phương pháp đúc được sử dụng.

Một loại khác là vật liệu có độ bền cao. Đây là một loại gang xám nhỏ, được phân biệt bằng hàm lượng than chì dạng nốt. Để có được cấu trúc như vậy, cần phải đưa magiê, xeri và bitmut vào hợp kim. Việc bổ sung ba nguyên tố hợp kim này biến graphit dẻo của vật liệu đúc thành graphit hình cầu. Loại này khác ở chỗ chất lượng cơ học của nó cao hơn nhiều so với các loại gang khác. Cho đến nay, có khoảng 10 loại hợp kim khác nhau của loại này đang được sản xuất. Vật liệu như vậy có thể được sử dụng hoàn hảo trong đóng tàu thay vì loại dễ uốn. Và loại sắt dẻo phổ biến nhất là magiê (với một lượng lớn magiê trong thành phần).