Giáo trình Vật liệu nghề điện nước (Nghề Điện Nước Trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XƠ
KHOA: XÂY DỰNG

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC:VẬT LIỆU NGHỀ ĐIỆN NƯỚC
NGHỀ ĐIỆN - NƯỚC
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định số:

Ninh Bình, năm 2017
1

QĐ...)


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình vật liệu nghề điện nước với mục đích giúp người học dễ học, dễ
hiểu và biết cách ứng dụng thực tế cũng như phục vụ kiến thức cho các môn học
khác và đảm bảo tính liên thơng với chương trình đại học. Giáo trình vật liệu nghề
điện nước trình bày những tính chất và cấu tạo bên trong của vật liệu, các loại vật
liệu thường dùng trong ngành điện nước, hợp kim cứng và hợp kim màu, các vật
liệu khác và xu thế phát triển vật liệu ngày nay.
Giáo trình Vật liệu nghề điện nước được biên soạn theo đề cương chương
trình nghề Điện - nước trình độ trung cấp, trình bày mối quan hệ hữu cơ giữa thành
phần nguyên liệu, những đặc điểm của q trình cơng nghệ với tính chất của sản

phẩm nghề điện nước.
Trong quá trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp và bạn đọc

Tham gia biên soạn
Nguyễn Thị Hoài Thu

2


MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................2
Chương 1: Các tính chất chung của kim loại và hợp kim ...............................7
1. Tầm quan trọng của kim loại và hợp kim ......................................................7
2. Cấu tạo của kim loại và hợp kim ....................................................................7
2.1. Cấu tạo của kim loại ....................................................................................7
2.2. Cấu tạo của hợp kim ..................................................................................10
3. Tính chất chung của kim loại và hợp kim ....Error! Bookmark not defined.
3.1.Tính chất lí học ...........................................Error! Bookmark not defined.
3.2. Tính chất hố học ......................................Error! Bookmark not defined.
3.3. Tính chất cơ học ........................................Error! Bookmark not defined.
3.4. Tính cơng nghệ ..........................................Error! Bookmark not defined.
Chương 2: Gang .................................................................................................20
1. Một số khái niệm cơ bản về gang.................................................................20
1.1. Định nghĩa .................................................................................................20
1.2. Phân loại ....................................................................................................20
2. Ảnh hưởng của các yếu tố tạp chất đến tính chất của gang .........................20
2.1. Các bon ......................................................................................................20
2.2. Si lic ...........................................................................................................20
2.3. Man gan .....................................................Error! Bookmark not defined.

2.4. Phốt pho .....................................................................................................20
2.5. Lưu huỳnh..................................................Error! Bookmark not defined.
3.Các loại gang thường dùng............................................................................21
3.1. Gang xám...................................................................................................21
3.2. Gang biến tính ...........................................................................................22
3.3. Gang trắng .................................................................................................22
3.4. Gang dẻo ....................................................Error! Bookmark not defined.
3.5. Gang cầu ....................................................................................................22
3.6. Gang xám...................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 3: Thép .................................................................................................24
1. Ảnh hưởng của các yếu tố tạp chất đến tính chất của thép ..........................24
1.1. Các bon ......................................................Error! Bookmark not defined.
1.2. Si lic ...........................................................................................................24
1.3. Man gan .....................................................................................................24
1.4. Lưu huỳnh..................................................Error! Bookmark not defined.
1.5. Phốt pho .....................................................Error! Bookmark not defined.
2. Thép các bon.................................................Error! Bookmark not defined.
2.1. Khái niệm ..................................................Error! Bookmark not defined.
2.2. Các loại thép các bon thường dùng ...........................................................25
3


2.3. Kí hiệu thép các bon theo tiêu chuẩn của các nước Error! Bookmark not
defined.
3. Thép hợp kim................................................................................................27
3.1. Khái niệm về thép hợp kim .......................................................................27
3.2. Các loại thép hợp kim................................................................................31
3.3. Kí hiệu theo tiêu chuẩn của các nước........................................................32
Chương 4: Kim loại màu ...................................................................................33
1. Đặc điểm, tính chất chung của kim loại màu và hợp kim màu ....................33

2. Đồng và hợp kim đồng .................................................................................33
2.1. Đồng ..........................................................................................................33
2.2. Hợp kim của đồng .....................................Error! Bookmark not defined.
3. Nhôm và hợp kim của nhôm ........................Error! Bookmark not defined.
3.1. Nhôm .........................................................Error! Bookmark not defined.
3.2. Hợp kim nhơm ...........................................................................................35
4. Thiếc - chì - kẽm...........................................................................................37
4.1. Thiếc ..........................................................................................................37
4.2. Chì .............................................................................................................37
4.3. Kẽm ...........................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 5: Sự ăn mòn kim loại và phương pháp chống ăn mòn kim loại ...40
1. Hiện tượng, nguyên nhân, tác hại của ăn mòn kim loại ...............................40
2. Các phương pháp chống ăn mòn ..................................................................41
2.1. Phủ bằng kim koại .....................................................................................41
2.2. Phủ bằng chất phi kim loại ........................................................................42
Chương 6: Chất dẻo ...............................................Error! Bookmark not defined.
1. Khái niệm .....................................................Error! Bookmark not defined.
1.1. Định nghĩa .................................................................................................44
1.2. Thành phần ................................................Error! Bookmark not defined.
2.Tính chất và phân loại chất dẻo .....................................................................45
2.1. Tính chất ....................................................................................................45
2.2 . Phân loại ...................................................................................................46
2.3. Cơng dụng .................................................................................................46
Chương 7: Bột mài, cao su, amian, da thuộc, gỗ ............................................47
1. Bột mài .........................................................................................................47
1.1. Tính chất ....................................................................................................47
1.2. Phân loại ....................................................................................................47
1.3. Công dụng của bột mài và cách sử dụng ...................................................47
2. Cao su ...........................................................................................................48
2.1. Phân loại cao su .........................................................................................48

2.2. Tính chất ....................................................................................................50
2.3. Công dụng .................................................................................................50
3. Amian- da thuộc - gỗ ....................................................................................50
4


3.1. Amian ........................................................................................................50
3.2. Da thuộc.....................................................................................................51
3.3. Gỗ ..............................................................................................................53
Chương 8: Dầu, mỡ, xăng, nhiên liệu diezen và dung dịch nhờn lạnh.........56
1. Dầu - mỡ .......................................................................................................56
1.1. Tác dụng, yêu cầu ......................................................................................56
1.2. Các loại dầu, mỡ ........................................................................................57
2. Xăng - nhiên liệu diezen ...............................................................................61
2.1. Xăng...........................................................................................................61
2.2. Nhiên liệu diezen .......................................Error! Bookmark not defined.
3. Dung dịch nhờn lạnh ....................................................................................62
3.1. Tác dụng của dung dịch nhờn lạnh ...........................................................62
3.2. Các dung dịch nhờn lạnh ...........................................................................65
Chương 9: Vật liệu kết hợp...............................................................................67
1. Khái niệm về Compozit ................................................................................67
1.1. Quy luật kết hợp ........................................................................................67
1.2. Đặc điểm và phân loại ...............................................................................67
2. Compozit hạt ................................................................................................67
2.1. Compozit hạt thô .......................................................................................69
2.2. Compozit hạt mịn ......................................Error! Bookmark not defined.
3. Compozit cốt sợi...........................................Error! Bookmark not defined.
3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố hình học sợi ...................................................71
3.2. Compozit cốt sợi liên tục thẳng hàng ........................................................73
4. Compozit cấu trúc.........................................................................................74

4.1. Compozit cấu trúc dạng lớp ......................................................................74
4.2. Compozit cấu trúc dạng tấm ba lớp...........Error! Bookmark not defined.

5


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU NGHỀ ĐIỆN NƯỚC
Mã mơn học: MH12.
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học:
- Vị trí: Vật liệu nghề điện nước là mơn học được dạy song song với nhóm
mơn học kỹ thuật cơ sở; được thực hiện trước khi học các mơ đun chun mơn.
- Tính chất: Là mơn họckỹ thuật cơ sở trong chương trình đào tạo trình độ
trung cấp.
- Ý nghĩa và vai trị của mơn học: Vật liệu nghề điện nước là mơn học có ý
nghĩa quan trọng trong chương trình đào tạo nghề điện nước. Mơn học giúp cho
học sinh có những kiến thức cơ bản về các loại vật liệu phục vụ cho các môn học
chun mơn cũng như cho qua trình làm việc sau này.
Mục tiêu của môn học:
- Về kiến thức:
+ Nêu được tính chất, cơng dụng của một số vật liệu kim loại, hợp kim và
vật liệu phi kim loại thường dung trong cơng nghiệp;
+ Mơ tả được q trình ăn mịn, phương pháp chống ăn mịn kim loại và hợp
kim;
+Trình bày được tính chất, cơng dụng và phạm vi sử dụng của dầu, mỡ, dung
dịch nhờn lạnh;
+ Giải thích được các kí hiệu vật liệu theo các tiêu chuẩn Việt Nam, Liên Xô,
Mỹ, Nhật…
- Về kỹ năng: Phân biệt được gang, thép, kim loại màu và hợp kim của chúng.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: rèn luyên khả năng tư duy, sang tạo.
Nội dung của môn học:

6


CHƯƠNG 1
TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Mã chương:MH12-01.
Giới thiệu:
Kim loại và hợp kim của kim loại là các vật liệu được sử dụng rất phổ biến
trong các nghành cơng nghiệp. Hiểu được về tính chất, cơng dụng của chúng giúp
học sinh có những kiến thức phục vụ các môn học tiếp theo.
Mục tiêu:
- Nêu được tầm quan trọng, cấu tạo, tính chất chung của kim loại và hợp kim;
- Trình bày được các phương pháp thử kim loại và hợp kim;
- Rèn luyện khả năng trư duy, sang tạo.
Nội dung chính:
1.Tầm quan trọng của kim loại và hợp kim.
Trong các nhóm vật liệu thì vật liệu kim loại có vai trị quyết định đến sự phát
triển của xã hội và kỹ thuật. Đó là vật liệu cơ bản để chế tạo ra những máy móc và
những cơng trình xây dựng. Sự phát triển khơng ngừng của máy động lực, máy
công cụ gắn liền với sự phát triển của các vật liệu kim loại với tính năng ngày càng
cao.
Mỗi khi con người tìm ra một loại vật liệu mới, với những tính chất ưu việt của
nó là một lần thúc đẩy năng suất lao động phát triển, mở ra những ngành khoa học
mới như:
- Sự xuất hiện công nghệ chế tạo hợp kim nhôm cứng Đura (1903) đã giúp cho
ngành cơng nghiệp hàng khơng và tên lửa có bước phát triển nhảy vọt.
- Hàng loạt các vật liệu khác cũng được chế tạo và ứng dụng rộng rãi trong
ngành cơ khí như: thép khơng rỉ austenit (1912), hợp kim titan (1960), thép kết cấu
có độ bền cao (1965), thủy tinh kim loại (1990), kim loại nhớ (1990)…

Ngày nay các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu nhằm tạo ra những hợp kim
mới có tính năng ngày càng ưu việt hơn về cơ tính cùng một số tính chất vật lý và
hóa học đặc biệt. Những thành cơng trong nghiên cứu và chế tạo vật liệu mới đã và
đang đóng một vai trị quan trọng trong sự phát triển của thế giới.
2.Cấu tạo của kim loại và hợp kim.
2.1.Cấu tạo của kim loại.
Khái niệm về kim loại:
Kim loại là vật thể sáng, dẻo, có thể rèn được, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện
cao.Trong điều kiện thường và áp suất khí quyển hầu hết các kim loại tồn tại ở
trạng thái rắn (ngoại trừ thủy ngân).
2.1.1.Cấu tạo nguyên tử của kim loại
Theo thuyết cấu tạo nguyên tử thì nguyên tử kim loại bao gồm hạt nhân
mang điện tích dương nằm ở giữa tâm nguyên tử và các điện tử mang điện tích âm
quay xung quanh hạt nhân.
7


Đối với kim loại thường có từ 1 đến 2 điện tử ở lớp ngoài cùng, nhưng điện tử
này dễ tách khỏi quỹ đạo để trở thành điện tử tự do. Các điện tử tự do này chính là
nguyên nhân của tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo dai của kim loại.

2.1.2.Cấu tạo mạng tinh thể của kim loại
- Mạng tinh thể là mơ hình hình học mơ tả sự sắp xếp có quy luật của các
nguyên tử (phân tử) trong khơng gian (Hình 1.2 a).
- Mạng tinh thể bao gồm các mặt đi qua các nguyên tử, các mặt này luôn luôn
song song cách đều nhau và được gọi là mặt tinh thể (Hình 1.2 b).
- Ơ cơ sở là hình khối nhỏ nhất có cách sắp xếp chất điểm đại diện chung cho
mạng tinh thể (Hình 1.2 c).
Trong thực tế để đơn giản chỉ cần biểu diễn mạng tinh thể bằng ơ cơ sở của nó
là đủ. Tuỳ theo loại ô cơ bản người ta xác định các thông số mạng.

8


* Mạng lập phương thể tâm: các nguyên tử (ion) nằm ở các đỉnh và ở tâm của
khối lập phương.
Các kim loại nguyên chất có kiểu mạng này như: Feα , Cr, W, Mo, V…

*Lập phương diện tâm: các nguyên tử (ion) nằm ở các đỉnh và giữa (tâm) các
mặt của hình lập phương.
Các kim loại ngun chất có kiểu mạng này như: Feg, Cu, Ni, Al, Pb…

*Lục giác xếp chặt: bao gồm 12 nguyên tử nằm ở các đỉnh, 2 nguyên tử nằm ở
giữa 2 mặt đáy của hình lăng trụ lục giác và 3 nguyên tử nằm ở khối tâm của 3 lăng
trụ tam giác cách đều nhau
Các kim loại nguyên chất có kiểu mạng này như: Mg, Zn…

9


Như vậy có thể xem một khối kim loại nguyên chất là tập hợp vô số các mạng
tinh thể (hạt tinh thể) được sắp xếp hỗn độn, mạng tinh thể lại gồm vô số các ô cơ
sở và dạng của từng ô cơ sở tùy thuộc vào kiểu mạng của kim loại đó.

2.2.Cấu tạo của hợp kim
Khái niệm về hợp kim
Hợp kim là vật liệu có chứa nhiều nguyên tố và mang tính chất kim loại. Nguyên
tố chủ yếu trong hợp kim là nguyên tố kim loại.
2.2.1.Dung dịch đặc(dung dịch rắn)
Khi nguyên tử của hai hay nhiều nguyên tố được sắp xếp trong cùng một kiểu

mạng. Có thể chia dung dịch rắn làm hai loại: dung dịch rắn xen kẽ và dung dịch
rắn thay thế.
- Dung dịch rắn xen kẽ: nếu nguyên tử của nguyên tố hòa tan (B) xen kẽ ở
khoảng hở của các nguyên tử trong dung môi (A) thì ta có dung dịch rắn xen kẽ. Sự
hịa tan xen kẽ bao giờ cũng có giới hạn.
- Dung dịch rắn thay thế: nếu nguyên tử của nguyên tố hòa tan (B) thay thế
nguyên tử của nguyên tố dung mơi (A) thì ta có dung dịch rắn thay thế.
Cơ tính chung của dung dịch rắn: có độ cứng thấp, độ bền thấp tuy nhiên độ dẻo
và độ dai cao do có cấu tạo mạng tinh thể của kim loại nguyên chất.

10


2.2.2.Hợp chất hóa học
Trong nhiều loại hợp kim, nhiều pha được tạo thành do sự liên kết giữa các
nguyên tố khác nhau theo một tỷ lệ nhất định gọi là hợp chất hóa học. Mạng tinh
thể của hợp chất khác với mạng thành phần. Hợp chất hóa học trong hệ có tính ổn
định cao hoặc có nhiều dạng hợp chất khác nhau.
Ví dụ: Nguyên tố sắt và cacbon tạo nên Fe3C rất ổn định, nhưng nguyên tố Cu
với Zn có thể cho ta nhiều dạng hợp chất như: CuZn, Cu 3Zn3, CuZn3,…
Cơ tính chung của hợp chất hóa học: có độ cứng cao, độ dịn cao do có kiểu
mạng tinh thể phức tạp không giống với kiểu mạng của kim loại nguyên chất đồng
thời có nhiệt độ phân hủy cao (t0nc cao).
2.2.3.Hỗn hợp cơ học
Trong hệ hợp kim, có những ngun tố khơng hịa tan vào nhau cũng khơng liên
kết tạo thành hợp chất hóa học mà chỉ liên kết với nhau bằng lực cơ học thuần túy,
thì gọi hợp kim đó là hỗn hợp cơ học. Như vậy hỗn hợp cơ học không làm thay đổi
mạng nguyên tử của nguyên tố thành phần. Vì để tạo được liên kết cơ học nguyên
tử các nguyên tố thành phần khác nhau nhiều về kích thước và mạng tinh thể.
Cơ tính chung của hỗn hợp cơ học: phụ thuộc vào cơ tính của các pha tạo thành.

Muốn đánh giá cơ tính của hợp kim tạo thành tại nhiệt độ xác định phải căn cứ vào
tỉ lệ cấu tạo và cơ tính của các pha tạo thành.

3.Tính chất chung của kim loại và hợp kim.
11


Tính chất cơ học Tính chất vật lý
Độ bền
Độ cứng
Độ dẻo
Độ dai va đập

Tính chất hóa học

Khối lượng riêng
Tính nóng chảy
Tính giãn nở
Tính dẫn nhiệt
Tính dẫn điện
Từ tính

Tính chịu ăn mịn
Tính chịu nhiệt
Tính chịu axit

Tính chất
cơng nghệ
Tính đúc
Tính rèn

Tính hàn
Tính cắt gọt

3.1.Tính chất lí học.
Là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành
phần hóa học của kim loại đó khơng thay đổi.
Tính chất lý học cơ bản của kim loại gồm có: màu sắc, khối lượng riêng, tính
nóng chảy, tính dãn nở nhiệt, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và tính nhiễm từ.
3.1.1. Màu sắc.
Tính chất quang học: tất cả các kim loại đều đục và có khả năng phản quang.
Tùy thuộc vào bản chất của từng kim loại mà sự phản xạ với tia sáng trắng có các
màu sắc khác nhau. Đồng - màu đỏ, kẽm - màu xám, thiếc - màu trắng bạc…đơi
khi mặt ngồi kim loại có màu nhưng không phải màu kim loại mà là màu của oxit.
Từ đây người ta chia thành phần kim loại đen và kim loại màu. Kim loại đen gồm
gang và thép. Kim loại màu là tất cả các kim loại ngoài gang và thép.
3.1.2.Khối lượng riêng:
Là khối lượng của 1 cm3 vật chất.
Trong đó

m: là khối lượng của vật chất.
V là thể tích của vật chất.
3.1.3.Tính nóng chảy:
Kim loại có tính chảy lỗng khi bị đốt nóng và đơng đặc lại khi làm nguội.
Nhiệt độ ứng với lúc kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hồn tồn gọi là
điểm nóng chảy. Điểm nóng chảy có ý nghĩa quan trọng trong cơng nghệ đúc, hàn.
3.1.4.Tính giãn nở nhiệt:
Là tính chất thay đổi thể tích khi nhiệt độ của kim loại thay đổi. Tính giãn nở
được đặc trưng bằng hệ số giãn nở.
3.1.5.Tính dẫn nhiệt:
Là tính truyền nhiệt của kim loại khi bị đốt nóng hoặc bị làm lạnh. Tính truyền

nhiệt của kim loại giảm xuống khi nhiệt độ tăng và ngược lại khi nhiệt độ giảm
xuống.
3.1.6.Tính dẫn điện:
Là khả năng cho dịng điện đi qua của kim loại. So sánh tính dẫn nhiệt và dẫn
điện ta thấy kim loại nào có tính dẫn nhiệt tốt thì tính dẫn điện cũng tốt và ngược
lại.
12


3.1.7.Tính nhiễm từ:
Là khả năng bị từ hóa khi được đặt trong từ trường. Sắt, coban, niken và hầu
hết các hợp kim của chúng đều có tính nhiễm từ. Tính nhiễm từ của thép và gang
phụ thuộc vào thành phần và tổ chức bên trong của kim loại.
3.1.8.Nhiệt dung
Là nhiệt lượng cần thiết để tăng một đơn vị kim loại lên 10C, khả năng vật liệu
hấp thụ nhiệt từ bên ngoài:
dQ : là năng lượng cần để gây ra độ biến thiên nhiệt độ dT
3.2. Tính chất hố học
Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hóa học của các chất khác như:
ôxy, nước, axit… mà không bị phá hủy. Tính năng hóa học của kim loại có thể chia
thành các loại sau:
3.2.1.Tính chống ăn mịn:
Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của mơi trường xung quanh.
3.2.2.Tính chịu axit:
Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mịn của mơi trường axit.
3.3.Tính chất cơ học
Là những đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp kim chịu tác
động của các loại tải trọng. Các đặc trưng đó bao gồm:
3.3.1.Tính bền:
Là khả năng chống lại các tác dụng của lực bên ngồi mà khơng bị phá hỏng.

Tùy theo các dạng khác nhau của ngoại lực mà ta có các loại độ bền: độ bền
kéo (Rk), độ bền nén (Rn), độ bền uốn (Ru).
Đơn vị đo của độ bền thường dùng là N/mm2 hoặc MN/mm2.
3.3.2.Tính cứng:
Là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng lên kim
loại thông qua vật nén. Nếu cùng một giá trị lực nén mà vết lõm trên mẫu đo càng
lớn thì độ cứng của vật liệu đó càng kém.
Thử độ cứng được thực hiện trên máy thử, và được đánh giá bằng các đơn vị đo
độ cứng như sau: độ cứng Brinen (HB), Rocvell (HRA, HRB, HRC), Vicke (HV).
3.3.3.Tính dẻo:
Là khả năng vật liệu thay đổi hình dáng, kích thước mà không bị phá hủy khi
chịu tác dụng của lực bên ngoài.
Để xác định độ dẻo người ta thường tiến hành đánh giá theo cả hai chỉ tiêu cùng
xác định trên mẫu sau khi thử độ bền kéo:
- Độ giãn dài tương đối (δ): là khả năng vật liệu thay đổi chiều dài sau khi bị
kéo đứt.

13


-

- Độ thắt tiết diện tương đối (ψ): là khả năng vật liệu chịu thay đổi tiết diện
sau khi bị kéo đứt.
Trong đó:
l0 và l1 là chiều dài mẫu trước và sau khi kéo, được tính cùng đơn vị đo.
F0 và F1 là diện tích tiết diện mẫu trước và sau khi kéo, được tính cùng đơn vị

đo.
3.3.4.Tính đàn hồi.

Tính đàn hồi của vật liệu là khả năng trở về hình dáng ban đầu của vật liệu sau
khi loại bỏ ngoại lực.
Một thí dụ rất dễ nhận thấy hàng ngày là tính đàn hồi ở lị xo, nó sẽ trở lại hình
dạng ban đầu sau khi bị nén hoặc kéo.
Tất cả kim loại trừ kim loại chì đều có tính đàn hồi, trong đó thép có tính đàn
hồi lớn nhất. Do đó hầu hết các loại lị xo đều làm bằng thép. Khi trọng lượng quá
lớn đối với kim loại thì “ giới hạn đàn hồi “ bị vượt qua, kim loại lúc đó bắt đầu thể
hiện tính dẻo tức là vĩnh viễn bị biến dạng.
3.4.Tính cơng nghệ:
Là khả năng thay đổi trạng thái của kim loại, hợp kim. Tính cơng nghệ bao gồm
các tính chất sau:
3.4.1.Tính đúc:
Được đặc trưng bởi độ chảy loãng, độ co.
Độ chảy loãng biểu thị khả năng điền đầy khuôn của kim loại và hợp kim. Độ
chảy lỗng càng cao thì tính đúc càng tốt.
Độ co càng lớn thì tính đúc càng kém.
3.4.2.Tính rèn:
Là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu lực tác dụng bên ngồi
mà khơng bị phá hủy.
Thép có tính rèn cao khi được nung nóng ở nhiệt độ phù hợp. Gang khơng có
tính rèn vì giịn. Đồng, nhơm, chì có tính rèn tốt ngay cả ở trạng thái nguội.
3.4.3.Tính hàn:
Là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các phần tử khi nung nóng chỗ hàn đến
trạng thái chảy hay dẻo.
3.4.4.Tính cắt gọt:
Là khả năng kim loại gia cơng dễ hay khó, được xác định bằng tốc độ cắt gọt,
lực cắt gọt và độ bóng bề mặt kim loại sau khi cắt gọt.
3.4.5.Tính nhiệt luyện.
Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay
đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính

của vật liệu.
Q trình nhiệt luyện bao gồm sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh
14


lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời gian biểu nhằm mục đích làm mềm
hay làm cứng vật liệu, cũng như tạo ra sự cứng hay mềm khác nhau trên cùng một
vật liệu
Bản chất của nhiệt luyện kim loại là làm thay đổi tính chất thơng qua biến đổi tổ
chức của vật liệu. Một quy trình nhiệt luyện bao gồm 3 giai đoạn: nung, giữ nhiệt,
làm nguội. Khi nung, tổ chức vật liệu sẽ thay đổi theo nhiệt độ, tuỳ thời điểm nâng,
hạ nhiệt với các tốc độ khác nhau mà nhiệt luyện với các phương pháp khác nhau
sẽ cho ra tính chất vật liệu mong muốn.
Một kim loại hay một hợp kim nào đó mặc dù có những tính chất rất q nhưng
tính cơng nghệ kém thì cũng khó được sử dụng rộng rãi vì khó chế tạo thành sản
phẩm
4.Các phương pháp thử kim loại và hợp kim.
4.1.Thử kéo
*Phương pháp đo
Để xác định được giá trị độ bền kéo của kim loại và hợp kim trước tiên phải chế
tạo mẫu của vật liệu đó. Mẫu được chế tạo theo tiêu chuẩn của từng nước. Ở Việt
Nam mẫu thử có tiết diện hình trịn hoặc hình chữ nhật (Hình 1.10 - a, b). Sau đó
mẫu được kẹp trên máy kéo nén vạn năng được truyền động bằng cơ khí hoặc thủy
khí (Hình 1.10 - c).
Khi tiến hành kéo mẫu trên máy, máy sẽ vẽ biểu đồ quan hệ giữa lực kéo và
biến dạng của mẫu. Tùy theo tính chất của vật liệu là vật liệu dẻo (thép, đồng,
nhôm…) hay vật liệu giịn (gang) mà ta có các dạng biểu đồ tương ứng (Hình
1.11).

15

Trên biểu đồ quan hệ lực kéo và biến dạng của mẫu làm bằng vật liệu dẻo ta
thấy có các giai đoạn như sau:
OA: Giai đoạn đàn hồi, quan hệ giữa lực và biến dạng là quan hệ bậc nhất lực
kéo lớn nhất gọi là lực tỉ lệ Ptl.
Giới hạn tỉ lệ :
Trong đó F0 là diện tích ban đầu của mặt cắt ngang.
AC: giai đoạn chảy, lực không tăng nhưng biến dạng tăng, giá trị lực là lực
chảy.
Giới hạn chảy :
CBD: giai đoạn củng cố (tái bền). Giới hạn bền được tính:
Riêng đối với vật liệu giịn ta thấy mẫu bị đứt khi biến dạng còn bé, vật liệu chỉ
có giới hạn bền.
*Ý nghĩa
Nhờ các chỉ tiêu phản ánh độ bền của kim loại và hợp kim mà ta đánh giá được
khả năng sử dụng của kim loại và hợp kim đó:
- Khả năng chịu tải trọng tĩnh: nếu các chi tiết máy có cùng hình dáng, kích
thước nhưng làm bằng các vật liệu khác nhau thì:
+ Vật liệu nào có bd lớn hơn sẽ có khả năng chịu được tải trọng lớn hơn mà
vẫn đảm bảo được tính đàn hồi.
+ Vật liệu nào có ch lớn hơn sẽ chịu được tải trọng lớn hơn mà vẫn không
16


bị biến dạng.
+ Vật liệu nào có b lớn hơn sẽ có khả năng chịu được tải trọng lớn hơn mà
vẫn chưa bị phá hủy.
- Tuổi thọ sử dụng: nếu các chi tiết máy làm việc cùng chịu tải trọng như nhau
nhưng được làm từ các loại vật liệu khác nhau thì vật liệu nào có độ bền cao hơn sẽ

có tuổi thọ lâu hơn.
- Làm nhỏ gọn kết cấu: nếu các chi tiết máy có cùng kết cấu và được chế tạo
từ những vật liệu khác nhau thì chi tiết máy nào làm bằng vật liệu nào có độ bền
cao hơn sẽ có kích thước nhỏ gọn hơn.
4.2.Thử độ cứng
Mỗi loại vật liệu khác nhau sẽ có độ cứng khác nhau. Để đánh giá độ cứng
người ta sử dụng các phương pháp đo độ cứng khác nhau như: phương pháp đo độ
cứng Brinen, phương pháp đo độ cứng Rocvel, phương pháp đo độ cứng Vicke.
* Phương pháp thử:
- Phương pháp đo độ cứng Brinen:
Người ta dùng tải trọng của máy ép thử để ấn viên bi thép lên bề mặt mẫu (Hình
1.12). Trị số độ cứng được tính theo cơng thức sau:
Trong đó:
P: tải trọng của máy thử (kg).
F: diện tích mặt chỏm cầu vết lõm (mm2).
Nếu gọi đường kính viên bi là D, đường kính vết lõm là d, chiều sâu vết lõm là
h thì ta có cơng thức tính độ cứng như sau:

17


- Phương pháp đo độ cứng Rocvel
Phương pháp này cũng dùng lực để ép đầu thử lên bề mặt mẫu, đầu thử có thể là
viên bi thép hoặc mũi cơn kim cương có góc ở đỉnh là 1200 (Hình 1.14).

Đồng hồ trên máy thử có 3 thang đo A, B, C tương ứng với các lực thử P1 = 60
kg, P2 = 100 kg, P3 = 150 kg. Mỗi thang đo có ký hiệu hoặc đơn vị lần lượt như
sau:
Thang A: lực thử P1, mũi thử kim cương. Ký hiệu (đơn vị): HRA.
Thang B: lực thử P2, mũi thử là viên bi thép. Ký hiệu (đơn vị): HRB.

Thang C: lực thử P3, mũi thử kim cương. Ký hiệu (đơn vị): HRC.
Thang đo B dùng để đo các vật liệu mềm, kích thước nhỏ và trung bình và
thường là các thành phẩm (kim loại màu hoặc thép đã ủ hoặc thường hóa).
Thang đo A dùng để đo các vật liệu cứng và mỏng (hợp kim cứng, thép đã tôi)
Thang đo C dùng để đo các vật liệu cứng và dày (thường là các sản phẩm bằng
18


thép đã tôi như khuôn dập)
- Phương pháp đo độ cứng Vicke
Dùng mũi đo kim cương hình chóp đáy là hình vng, góc giữa hai mặt đối
xứng là 1360 (Hình 1.15)

Độ cứng Vike được ký hiệu bằng HV (kg/mm2):
Trong đó: P là tải trọng (kg), d là độ dài đường chéo của vết lõm (mm2).
Phương pháp đo độ cứng Vicke được dùng để đo cho cả vật liệu cứng và vật
liệu mềm.
*Ý nghĩa
- Thông qua độ cứng của vật liệu có thể đặc trưng cho tính chất làm việc của
các chi tiết máy:
+ Khả năng chống mài mòn: bề mặt chi tiết máy có độ cứng càng cao thì khả
năng chống mài mòn càng tốt.
+ Khả năng cắt gọt của dao hoặc khuôn dập nguội: độ cứng của dao càng cao thì
khả năng cắt gọt càng tốt, năng suất làm việc sẽ lớn.
- Thơng qua độ cứng có thể đặc trưng cho tính cơng nghệ của vật liệu ở dạng
phơi:
+ Mỗi loại vật liệu khác nhau sẽ có khoảng gia cơng cắt thích hợp theo một hệ
số độ cứng nhất định, ví dụ như thép có trị số độ cứng thích hợp nhất là từ 150 200HB.
+ Khả năng mài bóng: độ cứng càng cao thì khả năng mài bóng càng tốt.
4.2.3.Quan hệ giữa các loại độ cứng

Giữa các loại độ cứng trên khơng có mối quan hệ tốn học, muốn biết được mối
quan hệ giữa các loại độ cứng ta phải tra bảng. Nhưng trong thực tế có thể quan
niệm độ cứng cao hay thấp (đối với thép) theo các chỉ tiêu sau:
- Loại độ cứng dễ cắt gọt hoặc dập nguội: trị số nhỏ hơn 220HB, 20HRC,
19


100HRB.
- Loại độ cứng trung bình: trị số khoảng 250 - 450 HB, 25 - 45 HRC.
- Loại độ cứng cao: khoảng 50 - 64 HRC.
- Loại độ cứng rất cao: trị số lớn hơn 64 HRB hoặc 84 HRA.
4.3.Thử va đập
Để thử độ dai va đập người ta thực hiện trên máy thử va đập bằng lực đập của
búa với độ cao h để phá hủy mẫu kim loại (Hình 1.16).
Có hai loại mẫu được sử dụng để xác định độ dai va đập:
- Mẫu charpy có kích thước 10x10x55mm, khi thử phải ngàm hai đầu trên
máy.
- Mẫu Izod có kích thước 10x10x75 mm, xẻ rãnh chữ V sâu 2 mm cách một
đầu 28mm và ngàm tại đầu này trên máy.
Quả búa con lắc của máy đập vào mặt đối diện chỗ xẻ rãnh, đồng hồ của máy
chỉ giá trị công phá hủy mẫu.

Độ dai va đập ak được xác định bởi cơng thức:
Trong đó: A là cơng để phá hỏng mẫu (Nm), F là diện tích mặt cắt ngang của
mẫu tại chỗ xẻ rãnh (m2).
CHƯƠNG 2
GANG
Mã chương:MH12-02
Giới thiệu:
Gang là một loại vật liệu được sử dụng khá phổ biến trong các ngành cơng

nghiệp nói chung và nghề điện nước nói riêng. Đây là loại vật liệu mà học sinh có
thể đã có những kiến thức trong thực tế.
Mục tiêu:
- Nêu được định nghĩa gang, phân loại được gang;
- Chỉ ra được những ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất đến tính chất của
20


gang;
- Trình bày được thành phần, tính chất, cơng dụng của các loại gang;
- Giải thích được các ký hiệu của gang thong dụng.
Nội dung chính:
1.Một số khái niệm cơ bản về gang.
1.1.Định nghĩa.
Gang là hợp kim của sắt và cacbon cùng một số nguyên tố khác như: Si, Mn, P,
S, Cr, Ni, Mo, Mg, Cu...trong đó hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14% .
1.2.Phân loại.
Gang được chia làm 2 nhóm:
- 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… Tổ chức của gang tương ứng với giản đồ trạng thái
Fe - Fe3C. Về mặt tổ chức gang trắng chia làm ba loại:
+ Gang trắng trước cùng tinh %C ≤ 4,3%.
+ Gang trắng cùng tinh %C = 4,3%.
+ Gang trắng sau cùng tinh %C ≥ 4,3%.
- Gang Graphit: là hợp kim Fe - C trong đó Cacbon có thành phần lớn hơn
2,14% và các tạp chất Mn, Si, P, S… Tổ chức của gang phần lớn cacbon ở dạng tự
do graphit, rất ít hoặc khơng có Fe3C. Nhóm gang graphit về mặt tổ chức cũng chia
làm 3 loại:
+ Gang xám: graphit dạng tấm là dạng tự nhiên của gang graphit.
+ Gang cầu: graphit dạng cầu là dạng được cầu hóa khi đúc.

+ Gang dẻo: graphit dạng cụm bơng, đã được ủ “graphit hóa” từ gang trắng.

Tính chất chung
Gang nói chung có tính đúc tốt và độ chảy lỗng cao, độ co ngót ít, dễ điền đầy
vào khuôn. Gang là vật liệu chịu nén rất tốt, chịu tải trọng tĩnh khá tốt và chịu mài
mòn tốt. Tuy nhiên gang có tính giịn, chịu va đập kém. Do vậy 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 …
2.Ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất đến tính chất của gang
2.1.Cacbon (C):
Là nguyên tố thúc đẩy q trình graphit hóa. Gang có nhiều cacbon thì độ dẻo và
tính dẫn nhiệt giảm. Nếu cacbon chứa trong gang ở dạng hợp chất hóa học
21


xementit thì gang đó gọi là gang trắng, nếu cacbon ở dạng tự do (graphit) thì gang
đó gọi là gang xám. Sự tạo thành các loại gang khác nhau phụ thuộc vào thành
phần hóa học và tốc độ nguội của nó.
Nếu tăng hàm lượng Các bon sẽ làm giảm độ bền và tăng độ giịn của gang. Vì
vậy người ta chỉ dùng gang với hàm lượng Các bon khoảng 3.5%.
2.2.Silic (Si):
Silic là nguyên tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cấu trúc tinh thể của gang, vì nó
thúc đẩy q trình graphit hóa. Hàm lượng Silic tăng sẽ làm tăng độ chảy lỗng,
tăng tính chịu mài mịn và ăn mịn của gang. Thông thường hàm lượng Silic trong
gang là 1,5 - 3%.
2.3.Mangan (Mn):
Mangan trong gang thúc đẩy sự tạo thành gang trắng và ngăn cản graphit hóa.
Bởi vậy trong gang trắng thường chứa 2 - 2,5% Mn, trong gang xám lượng Mn
khơng q 1,3%. Mangan là ngun tố tăng tính chịu mài mòn, tăng độ bền, giảm
tác hại của lưu hùynh (S).

2.4.Phốt pho (P):
Phốt pho là một nguyên tố có hại trong gang, nó làm giảm độ bền, tăng độ dịn
của gang, dễ gây nứt vật đúc. Tuy nhiên phốt pho tăng tính chảy lỗng, tác dụng
này được sử dụng để đúc tượng, chi tiết mỹ thuật. Trong trường hợp đúc các chi
tiết thành mỏng, hàm lượng phốt pho trong các chi tiết quan trọng khơng được q
0,1%, cịn các chi tiết khơng quan trọng có thể tới 1,2%.
2.5. Lưu hùynh (S):
Là nguyên tố có hại trong gang, nó làm cản trở graphit hóa, nên làm giảm tính
chảy lỗng do đó làm giảm tính đúc. Lưu hùynh làm giảm độ bền cho gang giòn.
Lưu huỳnh kết hợp với Fe tạo thành FeS gây bở nóng. Vì vậy thành phần lưu
huỳnh trong gang không quá 0,1%.
3.Các loại gang thường dùng
3.1.Gang xám;
Là loại gang mà mặt ngồi có mầu xám. Trong gang xám Các bon tồn tại ở
dạng Graphit hình tấm.
3.1.1.Thành phần và kí hiệu:
*Thành phần
Thành phần hóa học của gang xám nằm trong giới hạn sau: C: 2,8 - 3,5%; Si:
1,5 - 3%; Mn: 0,5 - 1%; P: 0,1 - 0,2%; S ≤ 0,08% với các vật đúc nhỏ và 0,1 0,12% đối với vật đúc lớn.
* Ký hiệu:
- Theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 - 75 ký hiệu gang xám
gồm 2 phần, các chữ cái chỉ loại gang: GX và hai số tiếp theo chỉ độ bền kéo và độ
bền uốn.
Ví dụ: GX12-28 (ký hiệu theo tiêu chuẩn Liên Xơ cũ là Cч 12-28) có các chỉ số
độ bền là: σk = 12 Kg/mm2 (σk = 120N/mm2) và σu = 28 Kg/mm2 (σu = 280N/mm2).
22


- Theo tiêu chuẩn của Mỹ:
+ Theo chuẩn SAE J431 có các mác: G1800, G2500, G3000, G3500, G4000

trong đó các số chỉ . Ví dụ G3000 là gang xám có hay 30ksi.
+ Theo tiêu chuẩn ASTM ta có các mác: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60.
Trong đó các số chỉ có đơn vị là ksi.
- Theo tiêu chuẩn của Nhật JIS có các mác: FC100, FC150, FC200, FC250,
FC300, FC350, trong đó số chỉ giới hạn bền tối thiểu tính theo đơn vị Mpa. 3.1.2.
3.1.2.Tính chất
Do hình dạng và tính chất cơ học của graphit (có độ bền cơ học kém) do đó
gang xám có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp, độ bền 35 - 40 Kg/mm2, độ cứng
150 - 250 HB. Tuy nhiên graphit có ưu điểm làm tăng độ chịu mịn của gang, có tác
dụng như chất bơi trơn, làm cho phoi gang dễ bị vụn khi cắt gọt, khử rung động,
làm giảm độ co ngót khi đúc.
3.1.3.Cơng dụng
Gang xám thường được dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng nhỏ và ít bị
va đập như: thân máy, bệ máy, ống nước,… do chịu ma sát tốt nên đôi khi gang
xám dùng để chế tạo các ổ trượt và bánh răng.
Các mác GX12 - 28, GX15 -32 có độ bền khơng cao dùng để làm vỏ hộp,
nắp che (không chịu lực).
Các mác GX21 - 40, GX28 - 48 có độ bền cao hơn, dùng làm bánh đà, thân
máy.
Các mác GX36 - 56, GX40 - 60 có độ bền cao, dùng làm vỏ xi lanh, bánh
răng chữ V, trục chính…
3.2.Gang biến tính(gang xám biến trắng)
Gang xám biến trắng: Trong sản xuát cơ khí hầu như khơng dùng gang trắng,
tuy nhiên trong một số trường hợp để sản xuất bi nghiền, trục nghiền, trục xay xát
ta sử dụng gang xám biến trắng. Loại gang này có bề mặt bị biến thành gang trắng
với chiều dày nhất định có độ cứng cao và tính chống mài mòn lớn. Chế tạo gang
xám biến trắng bằng cách đúc gang xám trong khuôn kim loại, lớp bề mặt nguội
nhanh sẽ biến thành gang trắng.
3.3.Gang trắng
3.3.1.Ký hiệu và thành phần

Hầu hết chỉ dùng gang trắng chứa 3% - 3,5% cacbon vì nhiều C gang sẽ giịn,
mặt gãy các chi tiết bằng gang trắng có màu sang 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.
Gang trắng không có ký hiệu.
3.3.2.Tính chất
Gang trắng cứng và giịn, tính cắt gọt kém nên chỉ dùng ở làm vật liệu đúc.
3.3.3.Công dụng
Gang trắng chỉ dùng để chế tạo gang rèn (gang dẻo), luyện thép hoặc các chi
23


tiết máy cần có tính chống mài mịn cao như bi nghiền, trục cán.
3.4.Gang dẻo
3.4.1.Thành phần và phân loại.
*Thành phần: C: 2,2 - 32,8%; Si: 0,8 - 1,4%; Mn  1%; P  0,2%; S  0,1%.
*Phân loại:
- Theo tiêu chuẩn của Mỹ:
+ Theo chuẩn SAE có các mác: M3210, M4504, M5003, M7002, M8501
trong đó hai chữ số đầu chỉ (min) theo đơn vị ksi, hai chữ số sau chỉ (min) theo %.
+ Theo tiêu chuẩn ASTM ta có các mác: 32510, 35018, 40010,… Trong đó
ba số đầu chỉ (min) theo MPa, hai chữ số sau chỉ (min) theo %.
- Theo tiêu chuẩn của Nhật JIS có các mác: FCMB270, FCMB340,
FCMB360, FCMW330, FCMW370, trong đó số chỉ (min) theo Mpa.
3.4.2.Ký hiệu:
Tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 - 75 ký hiệu gang dẻo gồm 2
phần, các chữ cái chỉ loại gang: GZ và hai số tiếp theo chỉ độ bền kéo và độ giãn
dài tương đối.
Ví dụ: GZ33-8 (ký hiệu theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ là Kч 33-8) có nghĩa là:
gang dẻo có độ bền kéo là 33Kg/mm2, độ giãn dài tương đối là 8%.

3.4.3.Tính chất:
Thành phần C khơng cao nên graphit của nó ít và hơn nữa lại tập trung từng
cụm nên những ảnh hưởng xấu của nó đến cơ tính rất ít. Lượng graphit trong gang
dẻo ít hơn các loại gang khác nên cơ tính của gang dẻo đạt được độ bền kéo tương
đối cao (thấp hơn gang cầu nhưng cao hơn nhiều so với gang xám) đặc biệt là có
độ dẻo độ dai cao.
3.4.4.Cơng dụng
Gang dẻo ít sử dụng hơn gang xám mặc dù có cơ tính tổng hợp cao, tuy nhiên
giá thành gang dẻo khá cao so với gang xám vì cơng nghệ chế tạo nó phức tạp.
Chính vì lý do trên mà gang dẻo chỉ dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết máy khi thỏa
mãn 3 điều kiện sử dụng sau:
- Chịu va đập và chịu kéo.
- Hình dáng phức tạp.
- Chi tiết có dạng thành mỏng (thường là 20 - 30mm, dày nhất là 40 - 50mm).
Gang dẻo được dùng làm các chi tiết máy trong các máy nông nghiệp, ô tơ, máy
kéo, máy dệt…
3.5.Gang cầu
3.5.1.Thành phần và kí hiệu:
*Ký hiệu:
- Theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 - 75 ký hiệu gang cầu gồm
2 phần, các chữ cái chỉ loại gang: GC và hai số tiếp theo chỉ độ bền kéo và độ độ
giãn dài tương đối.
Ví dụ: GC45-15 (ký hiệu theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ là Bч 45-15) có nghĩa là:
24


gang cầu có giới hạn bền kéo là 45Kg/mm2, độ giãn dài tương đối là 15%.
- Theo tiêu chuẩn của Mỹ:
+ Theo chuẩn SAE có các mác: D4018, D4512, D5506, D7003 trong đó hai
chữ số đầu chỉ theo đơn vị ksi, hai chữ số sau chỉ theo %. Ví dụ D4018 là gang

cầu có và .
+ Theo tiêu chuẩn ASTM ta có các mác: 60 - 40 - 18, 60 45 -12, 80 - 60 - 3,
100 - 70 - 3, 120 - 90 - 2. Trong đó các số lần lượt chỉ giá trị tối thiểu của .
- Theo tiêu chuẩn của Nhật JIS có các mác: FCD370, FCD400, FCD450,
FCD500, FCD600, FCD700, FCD800, trong đó số chỉ giới hạn bền tối thiểu tính
theo đơn vị MPa
*Thành phần:
Thành phần hóa học của gang cầu sau khi biến cứng như sau: C: 3 - 3,6%C; Si:
2 - 3%; Mn: 0,5 - 1%; Ni < 2%; Mg: 0,04 - 0,08%; P  0,15%; S  0,03%.
3.5.2.Tính chất
Vì graphit trong gang ở dạng cầu nên gang cầu có độ bền cao hơn gang xám
nhiều, đặc biệt có độ dẻo đảm bảo. Gang cầu vừa có tính chất của thép (tương
đương với các mác thép thơng thường như C20 - C45) vừa có tính chất của gang.
Độ cứng và độ bền của gang cầu có thể tăng cao hơn nữa nếu được nhiệt luyện.
Để có tổ chức gang cầu, phải nấu chảy gang xám và dùng phương pháp biến
tính đặc biệt gọi là cầu hóa để tạo graphit hình cầu.
3.5.3.Cơng dụng
Do có nhiều ưu điểm về cơ tính nên gang cầu được sử dụng ngày càng nhiều để
thay thế cho thép trong trường hợp chi tiết có hình dáng phức tạp, đặc biệt là trục
khuỷu các động cơ nhẹ. Do đó giảm được hao phí nguyên vật liệu mà vẫn đảm bảo
được điều kiện làm việc.
Gang cầu dùng để chế tạo các chi tiết máy trung bình và lớn, hình dạng phức
tạp, chịu tải trọng cao, chịu kéo và va đập như các loại trục khuỷu, trục cán…
3.6.Kí hiệu một số gang các nước.
3.6.1.Gang xám.
- Theo tiêu chuẩn của Mỹ:
+ Theo chuẩn SAE J431 có các mác: G1800, G2500, G3000, G3500, G4000
trong đó các số chỉ . Ví dụ G3000 là gang xám có hay 30ksi.
+ Theo tiêu chuẩn ASTM ta có các mác: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60.
Trong đó các số chỉ có đơn vị là ksi. Ví dụ: 20 là gang xám có .

- Theo tiêu chuẩn của Nhật JIS có các mác: FC100, FC150, FC200, FC250,
FC300, FC350, trong đó số chỉ giới hạn bền tối thiểu tính theo đơn vị Mpa.
Ví dụ: FC100 là gang xám có .
3.6.2.Gang dẻo.
- Theo tiêu chuẩn của Mỹ:
+ Theo chuẩn SAE có các mác: M3210, M4504, M5003, M7002, M8501
trong đó hai chữ số đầu chỉ (min) theo đơn vị ksi, hai chữ số sau chỉ (min) theo %.
25