Siliconđóng một vai trò quan trọng trong gang, chủ yếu bằng cách thúc đẩy quá trình tạo than chì để cải thiện tính chất cơ học. Vai trò của nó khác nhau giữa hai loại gang chính: gang dẻo và gang xám. Đây là cáchkim loại siliconđược sử dụng trong các ứng dụng này:
2.1 Gang dẻo
Trong gang dẻo, kim loại silicon không chỉ đóng vai trò là chất khử oxy mà còn đóng vai trò là nguyên tố tạo than chì. Nó thúc đẩy quá trình chuyển đổi carbon từ dạng carburite (Fe₃C) thành than chì hình cầu, giúp tăng cường các tính chất cơ học của gang, chẳng hạn như độ dẻo dai và độ dẻo. Than chì hình cầu được phân bố trong gang dưới dạng hình cầu mịn, giúp cho gang không chỉ có độ bền và độ cứng cao mà còn giữ được độ dẻo nhất định. Gang than chì hình cầu điển hình có hàm lượng silicon từ 2,2% đến 2,8%
.
Thúc đẩy sự hình thành than chì hình cầu: kim loại silicgiúp cacbon kết tủa dưới dạng than chì hình cầu chứ không phải ở dạng cacbua, và cấu trúc hình cầu này làm giảm nồng độ ứng suất một cách hiệu quả và cải thiện khả năng chống va đập của gang.
Cải thiện độ dẻo dai và độ dẻo: Việc bổ sung thêm kim loại silic giúp sắt dẻo có độ dẻo dai và dẻo dai tốt hơn mà vẫn duy trì được độ bền cao, phù hợp cho các bộ phận cơ khí có yêu cầu độ bền cao.
2.2 Gang xám
Vai trò chính củakim loại silictrong gang xám là thúc đẩy quá trình than hóa, để cacbon kết tủa dưới dạng than chì vảy, cải thiện tính chất cơ học của gang. Than chì vảy phân bố trong ma trận, tạo thành gang xám có tính bôi trơn và giảm rung tốt. Gang xám thường được sử dụng trong sản xuất khối động cơ, van và máy bơm và các bộ phận cơ khí khác. Hàm lượng kim loại silic trong gang xám thường dao động từ 1,5% đến 3,5%.
Thúc đẩy kết tủa than chì dạng vảy: kim loại silickhuyến khích sự kết tủa carbon dưới dạng than chì vảy, giúp gang có khả năng bôi trơn tốt, điều này rất quan trọng để giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận.
Cải thiện khả năng giảm rung: Cấu trúc than chì dạng vảy mang lại cho gang xám đặc tính giảm rung tốt, thích hợp sử dụng ở các bộ phận cần hấp thụ rung và sốc.
Bản tóm tắt
Kim loại siliclà thành phần chính trong gang và cải thiện các tính chất của cả gang dẻo và gang xám bằng cách thúc đẩy quá trình tạo than chì. Hàm lượng kim loại silic trong gang dẻo làm cho carbon kết tủa dưới dạng than chì hình cầu, giúp cải thiện độ bền, độ dẻo dai và độ dẻo của gang, trong khi hàm lượng silicon trong gang xám khuyến khích carbon kết tủa dưới dạng than chì dạng vảy, giúp tăng cường độ bôi trơn và đặc tính giảm rung của gang. Những vai trò này làm cho silicon không thể thiếu trong sản xuất gang, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận cơ khí khác nhau.
