Gang là gì? Tính chất hóa học, vật lý và bài tập vận dụng?

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 và bài tập vận dụng 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: Khí etilen không có tính chất hóa học nào sau đây?

2. Đặc tính của gang

Gang Có đặc tính chịu nén, chống mài mòn, chịu được tải trọng cao và chống va đập tốt.

Có độ giòn cao, dễ nấu luyện, có tính đúc tốt do có độ loãng chảy cao, không phù hợp để gia công hàn.

Gang được sử dụng trong gia công đúc để làm các chi tiết có hình dáng phức tạp như: vỏ máy, thân máy, bánh đai, bánh đà, trục khuỷu, trục cán, ổ trượt, bánh răng…

Gang graphit được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp vì đặc tính mềm, dễ gia công.

Trong gia công cơ khí không sử dụng gang trắng vì có độ cứng, độ giòn cao, khó gia công cắt, hàn.

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.

>>> Tham khảo: Tính chất hóa học của vàng? Điều chế và ứng dụng

4. Các loại gang và ứng dụng phổ biến

Tùy hàm lượng nguyên tố hóa học trong gang mà chúng có những tính chất và đặc điểm riêng. Tuỳ theo dạng graphit trong gang mà gang được phân thành các loại cơ bản: Gang xám, gang dẻo, gang cầu, gang trắng,…Cùng xem cách phân biệt và ứng dụng của phổ biến của từng loại nhé.

a. Gang xám là gì?

Gang xám là loại gang mà thành phần gồm toàn bộ cacbon tồn tại dưới dạng graphit tự do. Graphit này ở dạng tấm, phiến, chuỗi… Bề mặt của gang xám ở mặt gãy có màu xám, đó là màu đặc trưng của ferit và graphit tự do. Đây là một loại gang phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề, đặc biệt là ngành kỹ thuật.

Do hình dạng và tính chất của graphit có độ bền cơ học kém nên gang xám có độ bền kém, độ dẻo và độ dai thấp. Tuy nhiên, graphit lại có ưu điểm giúp tăng độ chịu mòn của gang xám, khiến phôi gang dễ vụn khi cắt gọt, khử rung động; làm giảm độ co khi đúc luyện. Vì vậy có khả năng gia công tốt, khả năng chống mài mòn tốt.

Gang xám thường được dùng để chế tạo các chi tiết bộ phận chịu tải trọng, trọng lực nhỏ và ít khi bị va đập như: thân máy, bệ máy, ống nước,…

b. Gang dẻo là gì?

Gang dẻo là loại gang trắng do người Anh phát minh ra được ủ trong thời gian dài (đến vài ngày) ở nhiệt độ từ 850 – 1050⁰C. Tạo thành một loại gang có tính dẻo cao. Đây là vật liệu có độ bền cao lại kế thừa được những tính chất tốt vốn có của gang; thậm chí có thể thay thế cho thép trong rất nhiều ứng dụng mà các loại gang khác không có khả năng.

Gang dẻo được sử dụng sản xuất các loại van nước, van công nghiệp cho các hệ thống nước, khí.

c. Gang trắng là gì?

Gang Trắng là hợp kim Fe – C trong đó cacbon có thành phần lớn hơn 2,14% và các tạp chất Mn, Si, P, S… Hầu hết chỉ dùng gang trắng chứa 3% – 3,5% cacbon vì nhiều C gang sẽ giòn. Mặt gãy các chi tiết bằng gang trắng có màu sáng trắng nên gọi là gang trắng. Gang trắng chỉ hình thành khi hàm lượng C và Mn thích hợp và với điều kiện làm nguội nhanh ở vật đúc thành mỏng, nhỏ.

So với gang xám có graphit bên dưới bề mặt thì gang trắng có đặc điểm xi măng bên dưới bề mặt của nó. Than chì tạo ra màu xám trong khi xi măng tạo ra màu trắng. Gang trắng cứng và có khả năng chống mài mòn tuyệt vời.

Gang trắng cứng và giòn, tính cắt gọt kém nên chỉ dùng ở làm vật liệu đúc; ứng dụng chủ yếu để chế tạo gang rèn (gang dẻo) , luyện thép hoặc các chi tiết máy cần tính chống mài mòn cao như bi nghiền, trục cán.

5. Bài tập vận dụng về gang

Bài 1: Trong quá trình luyện gang thành thép, vai trò của oxi là:

A. Oxi hoá Fe, Fe2+ , Fe3+.

B. Oxi hoá C, S , Si , P tạo thành các oxit.

C. Đóng vai trò đốt cháy nhiên liệu.

D. Cả, A, B, C

Bài 2: Dùng quặng manhetit chứa 80% Fe₃O₄ để luyện thành 800 tấn gang có hàm lượng Fe là 95%. Quá trình sản xuất gang bị hao hụt 1%. Vậy đã sử dụng bao nhiêu tấn quặng?

A. 1325,3.              B. 1311,9.            C. 1380,5.            D. 848,126.

Bài 3: Đem đun nóng một lượng quặng hematit chứa Fe₂O₃, có lẫn tạp chất trơ và cho luồng khí CO đi qua, thu được 300,8 gam hỗn hợp các chất rắn, đồng thời có hỗn hợp khí thoát ra. Cho hấp thụ hỗn hợp khí này vào bình đựng lượng dư dung dịch xút thì thấy khối lượng bình tăng thêm 52,8 gam. Nếu hòa tan hết hỗn hợp chất rắn trong lượng dư dung dịch HNO₃ loãng thì thu được 387,2 gam một muối nitrat. Hàm lượng Fe₂O₃ theo khối lượng trong loại quặng hematit này là

A. 60%                   B. 40%                 C. 20%                 D. 80%

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

Trên đây Top lời giải và bạn đã cùng nhau đi tìm hiểu Gang là gì? Tính chất hóa học, vật lý và bài tập vận dùng. 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!