Gang là gì? Tìm hiểu về vật liệu gang

Vật liệu gang được ứng dụng rất nhiều trong xây dựng và sản xuất để tạo nên những sản phẩm có độ bền cao, tính kinh tế. Và trong các hệ thống đường ống công nghiệp, gang cũng được ứng dụng rất nhiều. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá Vật liệu gang là gì? Các loại gang thông dụng và ứng dụng thực tế trong đường ống công nghiệp.

Chất liệu gang là gì? Thành phần của gang

Gang (Cast iron) là hợp kim của sắt với hàm lượng cacbon (> 2.14%), cùng một lượng nhỏ các nguyên tố khác. Đây là vật liệu được ứng dụng phổ biến ở nhiều lĩnh vực khác nhau.

Gang được sản xuất thông qua quy trình đúc, nấu chảy sắt ở nhiệt độ cao và các nguyên tố khác. Để tạo được hình sản phẩm mong muốn thì đổ gang nóng chảy vào khuôn thiết kế và chờ đông đặc.

Thành phần chính của gang gồm:

• Sắt (Fe): Chiếm hơn 95% trọng lượng, là thành phần cơ bản quyết định tính chất và cấu trúc của hợp kim.
• Carbon (C): Hàm lượng từ 2.14% – 4%. Carbon đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra cấu trúc tinh thể của gang, ảnh hưởng đến độ cứng, độ dẻo và khả năng chống mài mòn. Từ đó tạo nên các loại gang khác nhau.
• Silic (Si): Thường có hàm lượng từ 1% – 3%. Silic giúp cải thiện tính đúc và khả năng chống oxy hóa của gang, đồng thời làm tăng độ bền., khả năng chịu mài mòn.
• Mangan (Mn): Thúc đẩy tạo gang trắng (~2 – 2.5%) và ngăn graphit hóa, đồng thời tăng khả năng chống mài mòn hiệu quả, đồng thời giảm bớt tác hại của lưu huỳnh.
• Lưu huỳnh (S): Hàm lượng không quá 0.1%
• Photpho (P): Tăng tính loãng để đúc các chi tiết thành mỏng (hàm lượng 0.1 – 1.2% bởi nó làm giảm độ bền, tăng độ giòn, dễ gây nứt).

Đặc tính của gang 

• Độ giòn cao do hàm lượng carbon lớn.
• Nhiệt độ nóng chảy 1150°C -1200 °C (thấp hơn so với sắt nguyên chất).
• Tính loãng cao nên dễ dàng đúc và tạo hình sản phẩm.
• Chịu nén và chống mài mòn tốt.
• Khi gãy, bề mặt gãy của gang có màu xám và đây cũng là một trong nhiều cách nhận diện gang.

Các loại vật liệu gang thông dụng

Với hàm lượng các nguyên tố khác nhau tạo nên nhiều vật liệu gang có tính chất khác nhau. Trong đó phổ biến nhất là gang trắng và gang graphit (gồm gang dẻo, gang cầu, gang xám).

Gang trắng

Gang trắng là vật liệu có hàm lượng carbon cao và chủ yếu chứa carbon ở dạng hợp chất với Sắt, tạo thành Xementit (Fe₃C). Điều này khiến gang trắng có cấu trúc tinh thể cứng và giòn nhưng tính dẻo thấp. Vậy nên gang trắng thường là vật liệu để luyện thép hoặc chế tạo những chi tiết máy chống ăn mòn.

Ngoài ra gang trắng cũng được dùng để tạo ra các loại gang khác như gang dẻo, gang xám biến trắng.

Gang xám

Gang xám là vật liệu chứa carbon ở dạng graphit tự do, thường ở dạng tấm hoặc phiến. Loại gang này có khả năng chịu mài mòn tốt, giảm độ co rút trong quá trình gia công nên được ứng dụng khá nhiều trong các ngành sản xuất, đặc biệt các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.

Tuy nhiên, gang xám có độ bền cơ học kém, trọng lượng nặng và bề mặt xù xì, tính thẩm mỹ không cao.

Gang cầu

Gang cầu là vật liệu có độ bền cao, được tạo nên từ quá trình biến tính của gang xám lỏng. Gang cầu có cấu trúc tinh thể đặc biệt, có khả năng chịu áp lực và va đập tốt nhất trong các loại gang thông dụng. Vì vậy trong nhiều ứng dụng, gang cầu được sử dụng thay thế cho vật liệu thép.

Trong ngành công nghiệp, gang cầu được sử dụng để chế tạo các loại van công nghiệp mang lại tính kinh tế cao. Bởi có độ bền, tính cơ học tốt nên giảm thiểu nứt gãy, chịu được va đập.

Gang dẻo

Gang dẻo là vật liệu được tạo nên nhờ vào quá trình đun luyện liên tục ở mức nhiệt độ 850°C-1050°C. Quá trình này giúp cải thiện đáng kể tính dẻo và độ bền của gang, khiến nó trở thành một trong những vật liệu được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

Với tính dẻo cao, gang dẻo có khả năng chịu được lực tác động mà không dễ bị gãy. Bên cạnh đó là khả năng chống ăn mòn tốt nhờ cấu trúc tinh thể mạnh mẽ. Nhờ vậy mà tuổi thọ các sản phẩm làm từ gang dẻo có độ bền cao, giúp tiết kiệm các chi phí bảo trì, sửa chữa.

Trong ngành công nghiệp, gang dẻo được sử dụng để chế tạo các loại van và thiết bị đường ống để đảm bảo tuổi thọ lâu dài cùng khả năng chống chịu các tác động từ bên ngoài môi trường.

Ứng dụng của gang trong hệ thống ống công nghiệp

Do giá thành rẻ và có nhiều đặc tính nổi bật nên vật liệu gang được sử dụng nhiều để sản xuất các thiết bị công nghiệp, phụ kiện đường ống.

• Các thiết bị công nghiệp được chế tạo từ gang: van bướm gang, van cầu gang, van cổng gang, van một chiều gang, van giảm áp, van an toàn,…
• Các loại phụ kiện đường ống được làm từ gang: khớp nối mềm BB, khớp nối EE, BE, BF, FF, côn gang.

Thông thường, các loại van và phụ kiện gang được sử dụng đều được sơn một lớp epoxy bên ngoài để cải thiện về độ bền, khả năng chống mài mòn. Nhờ vậy mà chúng được lắp đặt cho các hệ thống nước, dung dịch, khí,… hay các hệ thống ống yêu cầu độ bền cao, khả năng chịu lực tốt.

Như vậy, Phụ kiện ống THP đã chia sẻ thông tin Gang là gì cùng các loại vật liệu gang thông dụng. Có thể thấy rằng, gang là một trong những vật liệu được sử dụng để chế tạo các loại thiết bị, phụ kiện đường ống chất lượng. Quý khách có thể liên hệ với chúng tôi để được tư vấn thêm về các loại thiết bị, phụ kiện gang.