So sánh chung giữa gang và thép 2


Gang và thép có thể trông rất giống nhau trên bề mặt, và chúng có những ưu và nhược điểm khác nhau từ khi sản xuất đến ứng dụng. Việc hiểu rõ những ưu và nhược điểm này và lựa chọn những sản phẩm phù hợp có thể đồng nghĩa với sự khác biệt không thể tha thứ giữa độ bền và độ bền và các bộ phận bị nứt hoặc biến dạng, có thể nhanh chóng mất đi vẻ sáng bóng.

Hàm lượng carbon


Cả sắt và thép đều là kim loại đen được cấu tạo chủ yếu bởi các nguyên tử sắt. Tuy nhiên, trong sản xuất, nó không đơn giản như vậy. Có nhiều hợp kim và cấp độ khác nhau. Trên thực tế, thành phần cacbon là điểm khác biệt chính giữa gang và thép. Gang thường chứa nhiều hơn 2,5% cacbon, trong khi thép đúc thường chứa 0,2-0,6% cacbon.

Khả năng gia công


Tùy thuộc vào ứng dụng cuối cùng, vật đúc có thể cần được gia công để đạt được dung sai cụ thể hoặc để tạo ra lớp hoàn thiện theo yêu cầu. Khả năng gia công là thước đo khả năng gia công hoặc khả năng mài của một vật liệu nhất định; một số vật liệu khó gia công hơn những vật liệu khác. Nói chung, kim loại có hợp kim cao được thêm vào để cải thiện tính chất cơ học có khả năng gia công thấp.
Gang thường dễ gia công hơn thép. Cấu trúc graphit trong gang có nhiều khả năng bị đứt gãy một cách đồng đều hơn. Sắt cứng, chẳng hạn như sắt trắng, rất khó gia công vì tính giòn của nó.
Đồng thời, thép không dễ cắt, và sẽ gây mòn dụng cụ nhiều hơn, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn. Thép cứng hoặc thép có hàm lượng cacbon cao cũng sẽ làm tăng độ mài mòn của dụng cụ. Tuy nhiên, thép mềm hơn có thể không tốt hơn, thép nhẹ, mặc dù mềm hơn, có thể dính và khó sử dụng.

Đặc điểm


Bảng sau đây trình bày chất lượng của từng nguyên liệu thành phần. Mặc dù có nhiều loại thép khác nhau để xem xét, bảng này tập trung vào hai dạng kim loại phổ biến nhất là sắt xám và thép cacbon.

So sánh chung giữa gang và thép 3


Khả năng thiến


Những người làm việc với sắt và thép lỏng sẽ sớm nhận ra rằng chúng rất khác nhau về khả năng đúc và độ co ngót. Gang tương đối dễ đúc vì dễ đổ và không bị co ngót nhiều như thép. Điều này có nghĩa là sẽ dễ dàng lấp đầy các khoảng trống phức tạp trong khuôn và cần ít vật liệu nóng chảy hơn để hoàn thành. Tính linh hoạt này làm cho gang trở thành kim loại lý tưởng cho các tòa nhà hoặc các công trình kiến trúc bằng sắt được trang trí công phu như hàng rào và đồ nội thất đường phố.
Cấu trúc bên trong của vật đúc thường không nguội đồng đều. Khu vực bên ngoài và phần mỏng hơn của gang sẽ nguội và co lại với tốc độ khác nhau, trong khi khu vực bên trong và phần dày hơn thường tạo ra sức căng hoặc ứng suất bên trong, điều này chỉ có thể được giải tỏa bằng cách xử lý nhiệt.
Vì những lý do này, cần phải chú ý và kiểm tra nhiều hơn trong toàn bộ quá trình đúc thép đúc

cường độ nén


Độ bền nén là khả năng vật liệu chịu được các lực làm giảm kích thước của vật thể. Điều này ngược lại với lực kéo vật liệu ra xa nhau. Cường độ nén có lợi trong các ứng dụng cơ khí, trong đó áp suất và niêm phong là các yếu tố. Nói chung, gang có độ bền nén tốt hơn thép.

Chống va đập


Cho đến nay, việc sử dụng gang dường như có lợi thế hơn so với việc sử dụng thép, nhưng thép có một lợi thế đáng kể: khả năng chống va đập. Thép có thể chịu được tác động đột ngột mà không bị uốn cong, biến dạng hoặc gãy. Điều này là do tính dẻo dai của nó: nó có thể chịu được căng thẳng cao và sức căng lớn.
Độ bền không dẻo dễ gây giòn gãy vật liệu. Gang là một đại diện điển hình của độ bền và độ dẻo. Vì tính giòn của nó, ứng dụng của gang bị hạn chế.
Đồng thời, khả năng biến dạng dẻo hoặc không phá hủy cao không hữu ích trong trường hợp không có sức chịu đựng va đập đáng kể.
Trong khi sắt có thể dễ sử dụng hơn trong hầu hết các ứng dụng đúc, thép có sự kết hợp tốt nhất giữa độ bền và độ dẻo, khiến nó trở nên cực kỳ cứng rắn. Khả năng chống va đập và khả năng chịu lực toàn diện của thép làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng cơ khí và kết cấu

Chống ăn mòn


Sắt có khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép. Tuy nhiên, khi không được bảo vệ, cả hai kim loại đều bị oxy hóa khi có nước. Nếu có đủ thời gian, cuối cùng chúng sẽ bong ra. Vì vậy, để chống ăn mòn, nên sử dụng sơn hoặc sơn tĩnh điện để bảo vệ bề mặt thép. Bất kỳ phoi hoặc vết nứt nào tiếp xúc với kim loại bên dưới đều có thể gây ăn mòn, vì vậy việc bảo dưỡng thường xuyên là rất quan trọng đối với kim loại được phủ. Nếu khả năng chống ăn mòn là một yếu tố quan trọng, thép hợp kim có thể là lựa chọn tốt hơn, đặc biệt là đối với thép không gỉ, nơi crom và các hợp kim khác được thêm vào để ngăn chặn quá trình oxy hóa.

Khả năng gia công


Tùy thuộc vào ứng dụng cuối cùng, vật đúc có thể cần được gia công để đạt được dung sai cụ thể hoặc để tạo ra lớp hoàn thiện theo yêu cầu. Khả năng gia công là thước đo khả năng gia công hoặc khả năng mài của một vật liệu nhất định; một số vật liệu khó gia công hơn những vật liệu khác. Nói chung, kim loại có hợp kim cao được thêm vào để cải thiện tính chất cơ học có khả năng gia công thấp.
Gang thường dễ gia công hơn thép. Cấu trúc graphit trong gang có nhiều khả năng bị đứt gãy một cách đồng đều hơn. Sắt cứng, chẳng hạn như sắt trắng, rất khó gia công vì tính giòn của nó.
Đồng thời, thép không dễ cắt, và sẽ gây mòn dụng cụ nhiều hơn, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn. Thép cứng hoặc thép có hàm lượng cacbon cao cũng sẽ làm tăng độ mài mòn của dụng cụ. Tuy nhiên, thép mềm hơn có thể không tốt hơn, thép nhẹ, mặc dù mềm hơn, có thể dính và khó sử dụng.

Giá cả


Gang thường rẻ hơn thép đúc vì chi phí vật liệu, năng lượng và nhân công thấp để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Thép thô đắt hơn để mua và đòi hỏi nhiều thời gian và công sức để đúc. Tuy nhiên, việc sử dụng lâu dài và chi phí thay thế cần được cân nhắc khi thiết kế sản phẩm đúc. Về lâu dài, các bộ phận có chi phí sản xuất cao hơn có thể dẫn đến chi phí thấp hơn.
Thép cũng có nhiều dạng đúc sẵn, chẳng hạn như tấm, thanh, thanh, ống, và dầm, nói chung có thể được gia công hoặc lắp ráp để phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Sản xuất các sản phẩm thép hiện có có thể là một lựa chọn hiệu quả về chi phí, tùy thuộc vào sản phẩm và số lượng yêu cầu.
Hao mòn điện trở
Gang thường có khả năng chống mài mòn cơ học tốt hơn thép, đặc biệt là trong trường hợp ma sát và mài mòn. Hàm lượng graphit cao hơn trong gang tạo ra chất bôi trơn khô graphit, làm cho các bề mặt rắn trượt với nhau mà không làm giảm chất lượng bề mặt.
Thép dễ mài mòn hơn sắt, nhưng nó vẫn có thể chống lại một số loại mài mòn. Một số phụ gia hợp kim cũng có thể cải thiện khả năng chống mài mòn của thép.

So sánh chung giữa gang và thép 4

Các loại gang và thép


Chúng tôi đã so sánh chất lượng của dạng gang cơ bản nhất (gang xám) với chất lượng của thép đúc (thép nhẹ hoặc thép cacbon), nhưng thành phần cụ thể và cấu trúc pha của thép có thể ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ học. Ví dụ, cacbon trong sắt xám tiêu chuẩn ở dạng vảy than chì sắc nét, trong khi sắt dẻo có cấu trúc graphit hình cầu hơn. Graphit dạng vảy làm cho sắt xám trở nên giòn, trong khi các hạt graphit tròn trong sắt dạng nốt cải thiện độ dẻo dai, làm cho nó phù hợp hơn cho các ứng dụng chống va đập.
Hợp kim có thể được thêm vào sắt và thép để có được các đặc tính cần thiết. Ví dụ, mangan có thể tăng độ dẻo dai, trong khi crom có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn. Hàm lượng carbon khác nhau cũng là một lý do để phân biệt thép carbon thấp, thép tiêu chuẩn và thép carbon cao. Hàm lượng carbon cao sẽ làm cho vật liệu cứng hơn.