Các mác gang và công dụng

Các nước đều đánh số các mác gang cầu theo giới hạn bền kéo tối thiểu theo kG/mm2 (xx) hay MPa (xxx), riêng Hoa kỳ theo ksi (xxx), cũng có khi còn thêm chỉ tiêu cơ tính thứ hai là giới hạn chảy tối thiểu và nếu có chỉ tiêu thứ ba là độ giãn dài (δ%) tối thiểu thì thứ tự là σb - σ0,2 - δ. TCVN 1659-75 có quy định ký hiệu gang cầu bằng GC xx-xx (trong đó các nhóm số lần lượt là giới hạn bền tối thiểu tính theo đơn vị kG/mm2 và độ giãn dài tối thiểu tính theo %) giống như của ΓOCT 7393-70 là BЧxx-xx. Nhưng theo ΓOCT 7393-85 có các mác BЧ40, BЧ50, BЧ60, BЧ70, BЧ80 (chỉ ký hiệu giới hạn bền).

Theo tiêu chuẩn SAE J434c có các mác D4018, D4512, D5506, D7003, trong đó hai chữ số đầu chỉ σb (min) theo đơn vị ksi, hai chữ số sau chỉ δ (min) theo %, ví dụ, D4512 có σb ≥ 45ksi và δ≥12%. Tiêu chuẩn ASTM có các class: 60-40-18, 65-45-12, 80-60-03, 100-70-03, 120-90-02, ba cặp số đó lần lượt chỉ giá trị tối thiểu của σb, σ0,2 (ksi), δ (%).

JIS có các mác FCD370, FCD400, FCD450, FCD500, FCD600, FCD700, FCD800, trong đó số chỉ σb (min) theo đơn vị MPa.

Mác gang cầu ferit BЧ40 với độ bền thấp, σb ≤ 400MPa, độ dẻo khá cao (δ = 15%) ít được dùng.

Mác gang cầu ferit - peclit BЧ50 với σb trong khoảng 450 - 500MPa, có độ dẻo trung bình, δ = 5 - 10%, được dùng làm các chi tiết thông thường thay thép nói chung.

Mác gang cầu peclit BЧ60 với σb trong khoảng 550 - 600MPa có độ dẻo nhất định, δ = 2%, được dùng làm trục khuỷu, trục cán.

Các mác gang cầu BЧ70, BЧ80 với σb ≥ 600MPa là loại gang cầu tôi đẳng nhiệt ra bainit, được dùng làm các chi tiết quan trọng.

Công dụng chủ yếu của gang cầu là dùng làm các chi tiết vừa chịu tải trọng kéo và va đập cao (như thép) đồng thời lại dễ tạo hình bằng phương pháp đúc. Chi tiết quan trọng điển hình làm bằng gang cầu là trục khuỷu. Đó là chi tiết có hình dạng phức tạp, chịu tải trọng lớn và va đập, chịu mài mòn khi làm bằng thép (ví dụ C45) phải dùng các phôi thép lớn qua rèn ép trên các máy ép lớn tạo ra phôi gia công với lượng dư lớn, tốn công cắt, nếu thay bằng gang cầu thiết bị sử dụng có phần đơn giản hơn tạo ra được vật đúc gần với thành phẩm hơn do đó chi phí gia công thấp hơn. Hơn nữa sau khi cùng tôi bề mặt, cổ trục khuỷu gang cầu có tính chống mài mòn cao hơn so với thép. Các hãng xe hơi nổi tiếng đã dung gang cầu trong động cơ xe du lịch và tải nhỏ.

Trong thời gian gần đây gang cầu với sản lượng khá lớn được dùng để chế tạo ống nước (đường kính lớn) dùng trong xây dựng cơ bản vì nó có ưu điểm hơn so với các vật liệu thường dùng trước đây là gang xám và thép. Tuy gang xám dễ chế tạo (nấu chảy, đúc, rẻ) song do cơ tính thấp không chịu đựng được áp suất nước trong ống dẫn cao tới hàng chục at trong thời gian dài (lúc đó nước thẩm thấu qua grafit tấm dài với bề mặt lớn dễ đánh thủng phần nền kim loại mỏng xen giữa các tấm, gây rò rỉ, phá hủy). Còn thép khó đúc hơn do nhiệt độ chảy cao, co ngót lớn).
 

Comments