Van gang so với thép đúc
Vật liệu:
Van gang chủ yếu được làm từ gang xám hoặc sắt dẻo nên độ bền tương đối thấp và dễ bị nứt, ăn mòn trong quá trình sử dụng.
Van thép đúc thường được làm từ thép cacbon hoặc thép hợp kim, được đúc tỉ mỉ. Những van này thể hiện khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và sức mạnh vượt trội. Chúng có khả năng chịu được nhiệt độ cao, ăn mòn và mài mòn, mang lại tuổi thọ lâu dài.
Sự khác biệt về thành phần và cấu trúc vi mô
Gang xám:
- Hàm lượng carbon 2,5%-4,0%, hàm lượng silicon 1,0%-3,0% (Nguồn: Sổ tay Foundry, tái bản lần thứ 5). Carbon tồn tại ở dạng than chì dạng vảy, và nền là ngọc trai hoặc ferit.
- Sự hiện diện của các mảnh than chì làm cho bề mặt vết nứt của nó có màu xám, do đó có tên là "gang xám". Than chì có thể hấp thụ năng lượng rung nhưng cũng có thể làm gãy ma trận kim loại, làm giảm độ bền.
Thép đúc:
- Hàm lượng cacbon thường là 0,1%-0,5% (thép cacbon-cacbon thấp đến trung bình), hàm lượng silic nhỏ hơn 0,6% và cacbon tồn tại ở dạng dung dịch rắn hoặc xi măng. Cấu trúc vi mô đồng đều và dày đặc.
- Không có kết tủa than chì, do đó độ bền và độ dẻo của nó tốt hơn đáng kể so với gang xám, nhưng đặc tính giảm rung của nó kém.
So sánh tính chất cơ học
Gang xám:
- Độ bền kéo thấp hơn (100-400 MPa), độ cứng vừa phải (HB150-250), nhưng cường độ nén cao (khoảng 3-4 lần độ bền kéo).
- Đặc điểm điển hình: Chống mài mòn tốt (ví dụ: thanh dẫn hướng của máy công cụ), giảm rung tuyệt vời (khả năng giảm chấn gấp 6-10 lần so với thép đúc, tham khảo tiêu chuẩn ASTM A48).
Thép đúc:
- Độ bền kéo cao (400-2000 MPa, tùy theo thành phần hợp kim), độ giãn dài có thể đạt trên 20%, thích hợp chịu tải trọng va đập.
- Nhược điểm: Độ cứng cao dẫn đến gia công khó khăn và các khuyết tật như khoang co ngót và vết nứt nóng dễ xảy ra trong quá trình đúc.
Quá trình đúc và kinh tế
Gang xám:
- Điểm nóng chảy thấp (khoảng 1200 độ ), tính lưu động tốt, thích hợp để đúc các bộ phận có thành mỏng-phức tạp và tỷ lệ co ngót thấp (khoảng 1%).
- Chi phí thấp, chiếm khoảng 60%-70% giá thép đúc (Nguồn dữ liệu: Báo cáo thị trường vật liệu kim loại năm 2023).
Thép đúc:
- Điểm nóng chảy cao (trên 1500 độ ), yêu cầu kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ rót; tỷ lệ hao hụt lớn (khoảng 2% -2,5%), cần có ống nâng để cho ăn.
- Xử lý nhiệt tiếp theo (chẳng hạn như chuẩn hóa và ủ) là cần thiết, dẫn đến chi phí xử lý cao hơn.
Kịch bản ứng dụng điển hình
Gang xám:
- Đế máy công cụ, khối động cơ, đĩa phanh và các bộ phận khác yêu cầu giảm rung và chống mài mòn.
- Không phù hợp với môi trường có-căng thẳng hoặc va đập cao, chẳng hạn như móc cẩu và van-áp suất cao.
Thép đúc:
- Bánh răng, trục, bình chịu áp lực và các bộ phận khác chịu tải trọng động.
- Khả năng chống ăn mòn có thể được cải thiện thông qua việc hợp kim hóa (chẳng hạn như thêm Cr và Ni), khiến nó phù hợp với các thiết bị hóa học.
Giải thích mở rộng:
- Khuyến nghị lựa chọn: Để giảm chấn với chi phí thấp và độ rung cao, gang xám là lựa chọn ưu tiên; để có độ bền cao và khả năng hàn, thép đúc là lựa chọn tốt hơn.
- Xu hướng mới nổi: Sắt dẻo (với than chì hình cầu) kết hợp một số ưu điểm của cả hai, đạt được độ bền kéo lên tới 600 MPa và đang dần thay thế một số ứng dụng thép đúc.
Đặc tính hiệu suất:
Van thép đúc vượt trội về hiệu suất bịt kín, dễ dàng xử lý môi trường-áp suất cao và nhiệt độ{1}}cao, mặc dù giá tương đối cao hơn. Ngược lại, mặc dù van gang có giá cả phải chăng hơn nhưng chúng có những hạn chế về khả năng chịu áp suất và nhiệt độ, dễ bị rò rỉ và mài mòn.
Kịch bản ứng dụng
Độ bền vượt trội và khả năng chống ăn mòn của van thép đúc khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho đường ống-áp suất cao, nhiệt độ- cao trong các ngành công nghiệp như hóa chất và dầu khí.
Van gang và thép đúc trong kho
