Vật liệu gang
Gang xám (GJL), gang cầu (GJS) và những thách thức khi hàn sửa chữa
AI generated Gang chứa hơn 2 % , tách ra dưới dạng graphit khi đông đặc. Dạng graphit – phiến, cầu hay compact – quyết định tính chất: gang xám giòn nhưng chịu nén và giảm chấn, gang cầu dai và biến dạng được. Hàn sửa chữa đòi hỏi đặc biệt cẩn thận vì dễ bị cứng và nứt.
Gang là không phải một loại vật liệu duy nhất, mà là cả một họ – và sự khác biệt nằm ở dạng của . Khác với thép, hàm lượng cacbon ở đây trên 2 %, và lượng dư thừa tách ra khi đông đặc dưới dạng . Graphit mọc thành phiến, cầu hay giun sẽ quyết định mọi thứ còn lại.
Với gang xám (GJL), mọc thành các mạch mịn. Các phiến này hoạt động như vô số rãnh nhỏ – chúng làm vật liệu giòn và gần như không biến dạng được. Bù lại, nó giảm chấn, đúc tốt và chịu nén tuyệt vời. Bạn thấy gang xám trong bệ máy, vỏ hộp, đĩa phanh và động cơ cũ. Với gang cầu (GJS), ngược lại, graphit được ép thành : ngay trước khi rót, kim loại nóng chảy được cho một ít magie để ngăn mọc thành phiến giòn. Cầu thì không phải rãnh – vật liệu trở nên dai, và biến dạng được, gần giống thép. Gang cầu dùng cho trục khuỷu, chốt lái và ống dẫn. Bên cạnh đó là gang graphit compact (GJV) với dạng giun như một giải pháp thỏa hiệp, và , trong đó không tồn tại dưới dạng graphit mà là cacbit sắt cứng.
Tại sao ở đây lại khó khăn đến vậy? Có hai lý do. Thứ nhất: Khi làm nóng chảy gang và khối vật liệu nguội nhanh sau đó, trong sẽ hình thành đúng thứ mà người đúc muốn tránh – cứng, giòn và ledeburit. trở nên cứng như thủy tinh và nứt ngay khi chịu nhỏ nhất. Thứ hai: Gang có lỗ xốp và thường ngấm đầy dầu, mỡ và rỉ – khi , những tạp chất này thoát ra dưới dạng khí và phá hỏng mối hàn.
Chiến lược sửa chữa vì thế là: kiểm soát nhiệt. Hoặc bạn hàn "nguội" với ít nhiệt và que đặc biệt, giữ được mềm và , hoặc bạn nung nóng toàn bộ chi tiết lên 300–600 °C, hàn nóng và để nguội cực chậm trong lò. Trong cả hai trường hợp: và làm nguội chậm là điều cốt yếu. Ai "tranh thủ" hàn một vết nứt gang xám cũ bằng que thép kết cấu thông thường thì thường chỉ làm vết nứt dài thêm.
⚠️ Cái bẫy 20 độ: Với gang, chỉ cần chênh lệch khoảng 20 °C giữa chỗ nguội và vùng bạn đang hàn là đủ để gây ra một . Vùng nóng co lại khi nguội và kéo phần nguội còn lại – và gang giòn không thể giải phóng ứng suất đó. Vì vậy: giữ chênh lệch nhiệt độ nhỏ, bất kể bạn hàn nguội hay hàn nóng.
🧊 Hàn nguội cần kiên nhẫn: Nếu bạn hàn gang ở trạng thái nguội, hãy dành thời gian. Chỉ đặt những đường hàn ngắn và để chi tiết nguội về mức trước khi đặt đường tiếp theo. Ai vội vàng đặt liên tục từng đường sẽ làm nhiệt độ tăng cao – và đúng lúc đó cái bẫy 20 độ sẽ ập đến.