Tìm hiểu về khối lượng riêng của gang trong thực tiễn sản xuất

Khối lượng riêng của gang là chỉ tiêu vật lý quan trọng khi phản ánh mức độ đặc, cấu trúc tinh thể và khả năng chịu lực của vật liệu. Sự khác biệt về dạng graphite, hàm lượng carbon và nguyên tố hợp kim khiến mỗi loại đều sở hữu mật độ riêng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả đúc và gia công cơ khí. 

Trong bài viết, Phế Liệu Hòa Bình sẽ phân tích cụ thể từng giá trị để hỗ trợ ứng dụng chính xác trong sản xuất.

Gang là gì? Giới thiệu về vật liệu hợp kim sắt – carbon

Gang được hiểu là nhóm vật liệu hợp kim trong đó sắt giữ vai trò nền tảng kết hợp cùng carbon với hàm lượng tương đối cao khi dao động trong khoảng 2,0-4,3%. Chính tỷ lệ Ca này đã tạo nên ranh giới phân biệt rõ ràng trong luyện kim. Trong cấu trúc vi mô, carbon tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, phổ biến nhất là graphite hoặc cementite, từ đó hình thành các chủng loại riêng biệt.

Về đặc trưng thì gang có độ cứng cao, khả năng chịu nén tốt, song tính giòn tương đối lớn khiến vật liệu này kém chịu kéo. Bù lại, vật liệu sở hữu ưu thế nổi bật về khả năng đúc, dễ tạo hình chi tiết phức tạp, ít co ngót khi đông đặc. Nhờ những đặc điểm này, kim loại này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chi tiết máy, thân bơm, vỏ thiết bị, kết cấu công nghiệp nặng.

Bài viết liên quan: Gang xám là gì? Kiến thức nền tảng cần biết trong ngành cơ khí

Tổng hợp khối lượng riêng của các loại gang phổ biến

Khối lượng riêng của gang vốn không cố định mà thay đổi theo cấu trúc vi mô và dạng tồn tại của carbon trong vật liệu. Sự khác biệt giữa graphite dạng tấm, dạng cầu hay carbon liên kết dưới dạng cacbit ảnh hưởng trực tiếp đến độ đặc, mức độ rỗng và mật độ khối của từng loại. Do đó, việc so sánh khối lượng riêng giữa các nhóm phổ biến giúp đánh giá chính xác đặc tính cơ học cũng như phạm vi ứng dụng trong đúc và cơ khí.

Có thể bạn quan tâm: Nhiệt độ nóng chảy của gang

Những yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng riêng của gang

Khối lượng riêng của gang chịu tác động đồng thời từ thành phần hóa học, hình thái graphite và điều kiện công nghệ trong quá trình đúc. Mỗi yếu tố đều chi phối mức độ đặc khít của cấu trúc kim loại, từ đó làm thay đổi mật độ vật liệu theo những xu hướng khác nhau. Việc nhận diện đúng các yếu tố này giúp đánh giá chính xác tính chất trước khi đưa vào thiết kế, đúc hoặc gia công cơ khí.

Hàm lượng carbon – silic

Tỷ lệ carbon cùng silic quyết định xu hướng hình thành graphite hay cacbit trong gang. Khi graphite phát triển nhiều, cấu trúc xuất hiện khe rỗng vi mô, vật liệu kém đặc hơn, kéo theo khối lượng riêng giảm. Trái lại, hàm lượng cacbit cao làm cấu trúc chặt chẽ, độ đặc tăng, khối lượng riêng cũng tăng rõ rệt.

Cấu trúc graphite (tấm, cầu, vermicular)

Graphite tồn tại dưới nhiều hình thái khác nhau, mỗi dạng tạo ảnh hưởng riêng đến mật độ vật liệu. Graphite dạng tấm, điển hình ở gang xám, gây gián đoạn nền kim loại, làm giảm độ đặc. Graphite dạng cầu phân bố đồng đều, giúp cấu trúc ổn định hơn, khối lượng riêng cao hơn. Dạng vermicular thể hiện tính chất trung gian giữa hai cấu trúc trên.

Quy trình đúc và tốc độ nguội

Điều kiện nguội trong quá trình đúc ảnh hưởng trực tiếp đến tổ chức kim loại. Nguội nhanh thúc đẩy sự hình thành cacbit, làm vật liệu đặc và nặng hơn. Ngược lại, nguội chậm tạo điều kiện cho graphite phát triển đầy đủ, cấu trúc trở nên xốp hơn, dẫn đến khối lượng riêng của gang giảm xuống.

Ứng dụng thực tế dựa trên khối lượng riêng của từng loại 

Khối lượng riêng là một trong những cơ sở quan trọng để lựa chọn loại gang phù hợp cho từng mục đích sử dụng. Sự khác biệt về mật độ vật liệu phản ánh trực tiếp cấu trúc bên trong, khả năng chịu lực, chịu mài mòn và mức độ ổn định khi làm việc. Trên thực tế, mỗi nhóm đều được ứng dụng vào những hạng mục riêng, tận dụng tối đa ưu thế về khối lượng riêng và đặc tính cơ học.

Ứng dụng của gang xám

Gang xám có khối lượng riêng thấp hơn so với nhiều loại khác, đồng thời sở hữu khả năng hấp thụ rung động và giảm chấn rất tốt. Nhờ cấu trúc graphite dạng tấm, vật liệu này giúp hạn chế dao động trong quá trình vận hành. Vì vậy, gang xám thường được sử dụng để chế tạo thân máy, bệ máy, nắp động cơ, tay máy và các chi tiết yêu cầu độ ổn định cao, ít rung lắc.

Ứng dụng của gang cầu

Gang cầu có khối lượng riêng tương đối cao và ổn định, đi kèm với độ bền kéo và độ dai va đập vượt trội. Cấu trúc graphite dạng cầu giúp vật liệu chịu tải trọng lớn và làm việc an toàn trong điều kiện biến đổi lực. Nhờ đó, gang cầu được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất ống áp lực, trục khuỷu, bánh răng, càng chữ A và nhiều bộ phận quan trọng trong ngành ô tô và cơ khí chế tạo.

Ứng dụng của gang trắng

Gang trắng sở hữu khối lượng riêng lớn nhất trong các loại thông dụng, cùng cấu trúc cacbit rất cứng và đặc. Đặc điểm này mang lại khả năng chống mài mòn cao, phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt. Thực tế, gang trắng được dùng nhiều trong chế tạo bi nghiền, tấm lót nghiền, vỏ máy nghiền và các chi tiết chịu ma sát lớn trong khai khoáng, xi măng và vật liệu xây dựng.

Thông qua việc phân tích khối lượng riêng của gang, có thể thấy sự khác biệt về cấu trúc và tính chất vật liệu đóng vai trò quyết định trong lựa chọn ứng dụng. Từ gang xám, cầu đến trắng, mỗi loại đều đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật riêng. 

Phế Liệu Hòa Bình hy vọng những chia sẻ trên giúp bạn áp dụng chính xác vào sản xuất, đồng thời đưa ra quyết định vật liệu phù hợp và hiệu quả hơn bao giờ hết.

Với hơn 20 năm kinh nghiệm thực tế, Phế Liệu Hòa Bình chuyên thu mua phế liệu trên phạm vi toàn quốc, quy trình rõ ràng. Khách hàng có nhu cầu xem giá gang phế liệu hoặc giá phế liệu mới nhất có thể liên hệ Hotline 0989.579.231 (Mr Minh).