Nhiệt độ nóng chảy của gang là bao nhiêu? Trong ngành công nghiệp sản xuất kim loại cũng như những hợp chất kim loại, “nhiệt độ nóng chảy” là một trong số các thông tin quan trọng hàng đầu được quan tâm. Bởi nếu biết được nhiệt độ nóng chảy của các vật liệu này sẽ giúp cho quy trình vận hành cũng như chế tạo đạt hiệu suất cao hơn.
Vậy nhiệt độ nóng chảy của gang sẽ là bao nhiêu? Các bạn hãy cùng Phế Liệu Hòa Bình tìm hiểu thông qua bài viết ngày hôm nay nhé.
Nhiệt độ nóng chảy của gang
Nhiệt độ nóng chảy của gang sẽ dao động từ 1150°C tới 1200 °C. Nhìn chung, mức nhiệt nóng chảy của gang thường thấp hơn 300°C so với sắt nguyên chất.
Mặc dù gang được biết tới với 5 loại chính gồm gang xám, gang cầu, gang xám biến trắng, gang giun, gang dẻo nhưng cho dù là loại gang nào đi nữa thì sắt trong thành phần hóa của gang cũng chiếm đến hơn 95% theo trọng lượng cùng những nguyên tố hợp kim chính là Cacbon cùng Silic với tỷ lệ khác nhau. Vậy thì gang nóng chảy ở nhiệt độ bao nhiêu?
>> Xem thêm: Nhiệt độ nóng chảy của đồng
Gang là gì?
Gang là thuật ngữ được dùng để mô tả hợp kim của kim loại mà nguyên tố tạo thành hợp kim đó chính là sắt. Trong thành phần của gang thì kim loại sắt phải chiếm trên 2% cacbon. Gang đúc còn chứa một lượng nhỏ hơn những hợp kim khác như mangan cùng với silicon. Đây là hai trong số các loại phổ biến nhất được sử dụng để sửa đổi thêm những đặc tính của gang.
Gang đúc được biết tới là hợp kim của Sắt ( Fe) cùng Cacbon (C) trong đó có hàm lượng Cacbon lớn hơn 2,14%. Nhưng trong thực tế thì thành phần của gang còn có thêm các nguyên tố khác như: Silic,P, Mn và S.
Thành phần trong gang thì sắt chiếm đến hơn 95% theo trọng lượng với những nguyên tố hợp kim chính là cacbon và silic. Hàm lượng của cacbon trong gang sẽ dao động từ 2,1% cho đến 4,3% trọng lượng còn đối với miền thì có hàm lượng carbon thấp hơn 2,1% hợp kim của sắt đó sẽ là thép carbon. Ngoài ra, thêm một phần đáng kể silic (từ 1-3%) trong gang sẽ tạo nên tổ hợp hợp kim Fe-C-Si.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của gang
Những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của gang không chỉ là hàm lượng carbon mà còn là các nguyên tố hợp kim khác và cấu trúc vi mô của vật liệu. Hãy cùng đi vào chi tiết để hiểu rõ hơn về những yếu tố này và tầm quan trọng của chúng trong công nghiệp và khoa học vật liệu ngày nay.
Hàm lượng carbon
Hàm lượng carbon đóng vai trò quan trọng nhất và ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của gang. Carbon làm giảm độ bền của liên kết sắt-sắt, làm cho gang có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn khi hàm lượng carbon tăng lên.
Các tạp chất
Ngoài carbon, các tạp chất như silic, mangan, photpho và lưu huỳnh cũng có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của gang theo các cách khác nhau. Silic gia tăng độ bền của liên kết sắt-sắt, làm cho gang khó nóng chảy hơn.
Mangan có tác dụng trung hòa tác dụng của carbon, không làm thay đổi nhiều nhiệt độ nóng chảy của gang. Trong khi đó, photpho và lưu huỳnh lại làm giảm độ bền của liên kết sắt-sắt, làm cho gang dễ nóng chảy hơn.
Về cấu trúc vi mô
Cấu trúc vi mô của gang cũng đóng vai trò quan trọng. Gang xám có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn so với gang trắng do cấu trúc dạng graphite của nó có độ bền thấp hơn so với cấu trúc dạng cementite của gang trắng.
Cách để xác định nhiệt độ nóng chảy của gang
Có nhiều cách khác nhau để xác định phương pháp khác nhau để xác định gang nóng chảy ở mức nhiệt độ nào. Tuy nhiên, hiện nay người ta thường áp dụng các phương pháp chuyên môn trong nghiên cứu và công nghiệp.
Dưới đây là một số phương pháp phổ biến để xác định nhiệt độ nóng chảy gang:
Phương pháp DSC
Phương pháp DSC (Differential Scanning Calorimetry) là phương pháp quan trọng để đo nhiệt lượng phát ra trong quá trình nóng chảy của gang. DSC sử dụng hai nhiệt kế điện trở đặt trong cùng một buồng nung để ghi nhận sự khác biệt về nhiệt lượng giữa mẫu gang và vật liệu tham chiếu. Kết quả này giúp tính toán nhiệt độ nóng chảy của gang một cách chính xác.
Phương pháp TGA
Phương pháp TGA (Thermogravimetric Analysis) là phương pháp đo khối lượng của mẫu vật liệu khi được nung nóng. Trường hợp cụ thể là khi mẫu vật liệu là gang, phương pháp này sử dụng một cân điện tử để theo dõi sự thay đổi khối lượng của mẫu gang khi nung nóng ở tốc độ được kiểm soát trong buồng nung. Khi mẫu gang bắt đầu nóng chảy, khối lượng của nó sẽ giảm và sự thay đổi này được dùng để xác định nhiệt độ nóng chảy của gang.
Phương pháp DTA
Phương pháp DTA (Differential Thermal Analysis) đo sự khác biệt về nhiệt độ giữa mẫu gang và một vật liệu tham chiếu không có điểm nóng chảy. DTA sử dụng hai nhiệt kế điện trở trong cùng một buồng nung để đo sự thay đổi nhiệt độ khi mẫu gang nóng chảy. Kết quả này được dùng để tính toán nhiệt độ nóng chảy của gang.
Các loại gang phổ biến hiện nay
Hiện nay, gang đúc được chia làm những loại như gang xám, gang xám biến trắng, gang dẻo, gang cầu, gang giun. Nhưng trong quá trình đúc gang thì thường sẽ sử dụng chủ yếu 2 loại gang đó là gang cầu với gang xám.
Cụ thể về hai loại gang này sẽ như sau:
Gang xám
Là loại gang có giá thành rẻ và tương đối dễ để nấu luyện. Nhiệt độ nóng chảy của loại gang này thường thấp khoảng 1350°C và không đòi hỏi quá khắt khe về tạp chất. Gang xám có tính đúc tốt cùng với khả năng tắt âm cao.
Ngoài ra, do tổ chức xốp nên đây được cho là ưu điểm cho những vật liệu cần bôi trơn có chứa dầu nhớt. Tuy vậy, gang xám khá là giòn, có khả năng chống uốn kém, không thể rèn được, khi làm nguội trong khuôn nhanh thì gang sẽ bị biến trắng do đó rất khó để gia công cơ khí.
Bởi sở hữu các đặc tính trên mà người ta thường sử dụng gang xám nhiều trong ngành chế tạo máy, đúc những băng máy lớn, bằng máy với độ phức tạp cao cùng một số chi tiết không cần chịu độ uốn lớn, nhưng phải chịu được lực nén tốt.
Hiện nay, có các thiết bị, vật liệu gang xám được dùng chiếm đến >70% tổng trọng lượng. Các băng máy công cụ có thể kể đến như máy tiện, phay, bào,…, thân máy của động cơ đốt trong… cũng được sản xuất nhiều chính từ gang xám.
Gang cầu
Đây là loại gang với độ bền cao nhất trong tất cả các loại gang đúc do than chì chứa trong loại gang này nằm ở dạng cầu tròn. Bề ngoài gang cầu cũng có màu xám tối như gang xám chính vì vậy mà khi nhìn bề ngoài rất khó phân biệt hai loại gang này.
Ngày nay, gang cầu được dùng để sản xuất các chi tiết chịu lực lớn cùng chi tiết chịu tải trọng va đập, mài mòn như là trục khuỷu, bánh răng, cam,….Bởi giá thành rẻ nên gang cầu được sử dụng nhiều để thay thế thép cũng như thay thế cho gang dẻo
Loại gang dẻo
Gang dẻo có cấu trúc vi mô dạng perlite và ferrite, với nhiệt độ nóng chảy dao động từ 1.150 đến 1.250°C, phụ thuộc vào hàm lượng carbon và các tạp chất trong hợp kim. Loại gang này có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt, tính đúc tốt và tính dẻo, được áp dụng rộng rãi trong xây dựng cầu đường, sản xuất bồn chứa, van và đường ống.
Loại gang trắng
Gang trắng có cấu trúc vi mô dạng cementite với carbon tồn tại dưới dạng các tinh thể cementite. Nhiệt độ nóng chảy dao động từ 1.150 đến 1.250°C, tùy thuộc vào hàm lượng carbon và các tạp chất trong hợp kim. Được biết đến với độ cứng và độ bền kéo cao, gang trắng thường được dùng trong các ứng dụng như đầu búa, lưỡi dao và mũi khoan.
Loại hợp kim
Gang hợp kim là loại gang kết hợp với các nguyên tố như mangan, silic, niken, crom và các tạp chất khác. Nhiệt độ nóng chảy dao động từ 1.150 đến 1.250°C, phụ thuộc vào hàm lượng carbon và các thành phần hợp kim.
Được biết đến với độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn cải thiện, gang hợp kim được áp dụng rộng rãi trong sản xuất cầu đường, van và đường ống, cũng như trong các thiết bị chịu nhiệt và chống mài mòn.
Đặc tính cơ bản của chất liệu gang
Như đã biết, gang thường được xem tương tự như hợp kim có chứa 2 nguyên tố chính là sắt và cacbon ở trạng thái đông đặc. Nhìn chung người ta xem gang giống như là hợp kim và có tính dòn. Bề mặt thường có màu xám là đặc điểm nhận dạng của gang nhờ sự phân bổ ở dạng tự do của các khối carbon cùng hình thù dạng tấm khi hợp kim đông đặc lại.
>> Xem thêm: Nhiệt độ nóng chảy của thiếc
Ứng dụng của gang trong đời sống
Nhờ sở hữu những đặc điểm nổi bật như độ chảy loãng tốt, điểm nóng chảy thấp, tính đúc tốt, dễ gia công, khả năng chịu được mài mòn tốt mà giá thành gia công của gang lại rất thấp. Chính vì thế mà gang được dùng trong rất nhiều chi tiết, lĩnh vực khác nhau có thể kể đến như:
- Chế tạo các chi tiết máy.
- Đúc ghi để chắn rác.
- Nắp của cống thoát nước.
- Đúc cột đèn để trang trí.
- Đúc những sản phẩm trang trí nội và ngoại thất như: cổng gang, ghế gang công viên, bàn ghế gang đúc hay xích đu gang.
Kết luận
Phía trên đây là toàn bộ thông tin về gang cũng như là nhiệt độ nóng chảy của gang. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về gang cũng như những điều cần biết về hợp kim này nhằm lựa chọn được các sản phẩm phù hợp.
Nếu bạn đang cần thanh lý phế liệu kim loại này thì hãy liên hệ qua Hotline 0933 056 678 để được nhân viên của Thu Mua Phế Liệu Hòa Bình báo giá sớm nhất nhé!
