Gang là gì? Tính chất hóa học, vật lý?

Câu trả lời chính xác nhất: Gang là loại vật liệu dùng khá phổ biến trong các ngành cơ khí, đặc điểm của gang ảnh hưởng rất nhiều đến ứng dụng và các phương pháp gia công gang trong thực tế. Chính vì vậy, hiểu rõ về gang là điều rất cần thiết đối với bất kỳ ai làm việc trong lĩnh vực cơ khí. Nếu như bạn vẫn chưa biết về kim loại này, hãy cùng Top lời giải tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây, để hiểu rõ hơn về Gang là gì? Tính chất hóa học, vật lý của gang nhé!

1. Gang là gì?

Gang là một hợp kim có thành phần chính bao gồm: sắt (Fe) và carbon (C). Đối với gang thì hàm lượng carbon lớn hơn 2,14%. Với thành phần hóa học gần austectic có nhiệt độ nóng chảy trong khoảng từ 1150 đến 1200°C, thấp hơn 300°C, so với sắt nguyên chất. Nhìn chung người ta xem gang có tính giòn. Màu xám ở mặt gãy thường là đặc điểm nhận dạng của gang,  chính là sự phân bổ ở dạng tự do của khối carbon, với hình thù dạng tấm khi hợp kim đông đặc.

>>> Tham khảo: Phi kim có những tính chất hóa học nào?

2. Thành phần cấu tạo của gang

* Cacbon (C)

Trong gang Cacbon chiếm khoảng 2-5%, hàm lượng Cacbon càng cao thì độ dẻo và tính dẫn nhiệt của gang sẽ càng giảm. Đặc biệt, sự tồn tại của nguyên tố Cacbon còn ảnh hưởng đến sự tạo thành các loại gang khác nhau.

* Sắt (Fe)

Sắt là nguyên tố đóng vai trò quan trọng thứ hai cấu thành gang chiếm hơn 95% theo trọng lượng. Sắt có vai trò tạo nên độ bền cao, tính uốn dẻo tốt và khả năng chống chịu mọi điều kiện khắc nghiệt của môi trường cho gang.

* Silic (Si)

Đây là nguyên tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cấu trúc tinh thể của gang bởi nó có vai trò thúc đẩy quá trình graphit hóa và chiếm 1,5 – 3% trong cấu tạo.

* Mangan (Mn)

Hàm lượng Mangan trong gang trắng chiếm 2-2,5%, trong gang xám chiếm không quá <1,3%. Vai trò của Mangan giúp tạo thành gang trắng và ngăn cản quá trình graphit hóa.

* Phot pho (P)

Photpho là nguyên tố đóng vai trò con dao 2 mặt trong cấu tạo của gang và chỉ chiếm hàm lượng không quá 0,1%, có một số loại gang có thể đến 1,2%.

* Lưu huỳnh (S)

Lưu huỳnh chiếm thành phần không quá 0.1% trong gang vì là nguyên tố có hại, làm cản trở quá trình graphit hóa. Ngoài ra còn làm giảm tính chảy loãng, giảm tính đúc và cả độ bền cho gang.

- Mangan: Chiếm khoảng 0,75%. Thúc đẩy sự hình thành cacbua của gang, làm cho nó trở nên tinh xảo, cứng; tăng khả năng chống mài mòn.

- Chromium: Nó cũng thúc đẩy sự hình thành cacbua, làm tăng độ cứng, chống mài mòn; chống ăn mòn và chống oxy hóa.

- Nickle: Tăng độ bền kéo.

- Vonfram: Làm tăng độ cứng nóng và độ bền nóng.

- Molypden: Tăng độ cứng.

- Vanadi: Tăng độ cứng và độ cứng nóng.

- Nhôm: Hoạt động như chất khử oxy trong thép.

- Titan: Hoạt động như chất khử oxy trong thép.

- Niobi: Nó làm giảm độ cứng và tăng độ dẻo, dẫn đến tăng cường độ va đập.

- Coban: Nó làm giảm độ cứng và chống bị mềm ở nhiệt độ cao.

>>> Tham khảo: Muối nitrat là gì? Công thức? Tính chất hóa học

3. Tính chất của gang

a. Tính chất hóa học: 

Gang được coi là tương tự như một hợp kim có chứa hai nguyên tố: Sắt và cacbon ở trạng thái rắn. Nhiệt độ nóng chảy của gang từ 1150 đến 1200 độ C, thấp hơn 300 độ C so với sắt nguyên chất.

b. Tính chất vật lý: 

Gang được coi là hợp kim giòn. Màu xám khi đứt gãy thường là đặc điểm nhận dạng của gang đó là sự phân bố ở dạng tự do của khối lượng cacbon, có dạng như tấm khi hợp kim đông đặc:

4. Các nguyên tố của gang

Như chúng ta đã biết gang là gì, và có thành phần thế nào dưới đây là 1 số yếu tố ảng hưởng đến tính chất của gang:

* Ảnh hưởng của thành phần hóa học

 Cacbon (C):  nguyên tố thúc đẩy quá trình graphit hóa. Nhưng gang có nhiều cacbon thì độ dẻo và tính dẫn nhiệt giảm. Nếu cacbon chứa trong gang ở dạng hợp chất hóa học xementit thì gang đó gọi là gang trắng, ở dạng tự do (graphit) thì gang đó gọi là gang xám. Sự tạo thành các loại gang khác nhau, phụ thuộc vào thành phần hóa học và tốc độ nguội của nó.

* Ảnh hưởng của độ quá nhiệt

Để tạo sự quá nguội người ta nung gang quá nhiệt nhiều, bởi vì khi nung gang tơi nhiệt độ cao thì các hạt graphít hòa tan hoàn toàn hơn và khử được các vật lẫn phi kim loại dẫn đến khi kết tinh thì mầm kết tinh sẽ nhiều và phân bố đồng đều hơn, làm cơ tính của gang tốt hơn.

Nhưng nhiệt độ thực tế của gang không nên vượt quá 1450⁰C

* Ảnh hưởng của tốc độ nguội

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của gang là điều kiện đông đặc và làm nguội của vật đúc. Tốc độ nguội nhanh thì ta được gang trắng, làm nguội chậm thì ta được gang xám. Tốc độ nguội của gang đúc phụ thuộc vào loại khuôn đúc và chiều dày vật đúc.

----------------------------------

Trên đây Top lời giải và bạn đã cùng nhau đi tìm hiểu Gang là gì? Tính chất hóa học, vật lí. Hi vọng với những chia sẻ trên sẽ giúp bạn có cái nhìn rõ nhất về gang và tính ứng dụng của nó để lựa chọn được những sản phẩm phù hợp nhất nhé!