Gang Cầu Mác 500-7: Bản Chất, Quá Trình Cầu Hóa, Tính Giòn và Cách Khắc Phục

Gang cầu là vật liệu kim loại có khả năng thay thế thép trong nhiều ứng dụng nhờ tính đúc tốt, độ bền cao và độ dẻo ưu việt. Không giống như gang xám giòn, gang cầu có cấu trúc vi mô đặc biệt với graphit hình cầu, mang lại độ bền cơ học đáng kể.

Gang cầu được sử dụng phổ biến trong:

• Nắp hố ga, song chắn rác
• Ống dẫn nước công nghiệp
• Trục khuỷu, bánh đà
• Các chi tiết máy chịu va đập cao

1. Mác Gang Cầu 500-7 Là Gì?

Gang cầu mác 500-7 (hay còn gọi là EN-GJS-500-7 hoặc GGG50) là một loại gang cầu có tính cơ học vượt trội so với gang xám nhờ có hạt graphit hình cầu trong nền kim loại. Đây là loại vật liệu kết hợp độ bền cao với độ dẻo tương đối, phù hợp với nhiều ứng dụng như nắp hố ga chịu lực, trục khuỷu, bánh răng, ống áp lực cao, v.v.

Ký hiệu 500-7 nghĩa là gì?

• 500: Giới hạn bền kéo tối thiểu 500 MPa
• 7: Độ giãn dài tối thiểu 7%

Loại gang này được sử dụng phổ biến trong:

• Nắp hố ga chịu lực
• Ống cấp thoát nước áp lực cao
• Các bộ phận cơ khí như trục khuỷu, bánh đà, đòn bẩy, v.v.

2. Vì Sao Quá Trình Cầu Hóa Chỉ Hiệu Quả Trong Vòng 1–2 Phút?

Quá trình cầu hóa là gì?

Cầu hóa là quá trình biến đổi hình thái graphit từ dạng tấm sang dạng cầu bằng cách thêm nguyên tố Magie (Mg) và các nguyên tố biến tính khác (Ce, RE) vào gang lỏng. Nhờ đó, vật liệu trở nên bền và dẻo hơn nhiều lần.

Xem thêm: Quy trình đúc gang cầu

Nhưng tại sao hiệu quả này chỉ kéo dài được 1–2 phút?

Lý do: “Hiệu ứng suy giảm” (Fading)

Quá trình cầu hóa chỉ hiệu quả trong thời gian ngắn do 2 hiện tượng chính:

1. Suy giảm Magie (Mg Fade)

• Mg là nguyên tố dễ bay hơi (nhiệt độ sôi ~1107°C)
• Khi tiếp xúc không khí hoặc gang chứa S (lưu huỳnh), Mg phản ứng tạo MgS và MgO → bị tiêu hao rất nhanh

Kết quả: Mg hoạt tính giảm xuống dưới ngưỡng cầu hóa (~0.02%) → graphit không còn hình cầu, gây suy giảm cơ tính

2. Suy giảm chất tạo mầm (Inoculant Fade)

• Chất tạo mầm giúp graphit kết tinh ở dạng cầu đều, nhỏ
• Sau vài phút, các hạt mầm kết tinh bị hòa tan trở lại, khiến graphit kết tinh không kiểm soát → sinh ra hình dạng giun, méo, chunky

⏳ Cửa sổ thời gian rót hiệu quả: tối đa 10–12 phút

Các xưởng đúc phải rót gang đã cầu hóa ngay trong khoảng thời gian này để tránh hiện tượng biến trắng hoặc thoái hóa cầu hóa.

3. Gang Bị Giòn – Nhận Biết, Nguyên Nhân và Hình Ảnh

3.1 Biểu hiện tính giòn của gang

• Vật liệu dễ gãy, nứt vỡ đột ngột khi chịu lực
• Bề mặt gãy sắc nét, không có dấu hiệu biến dạng dẻo
• Không thể gia công, dễ nứt khi cắt/mài

3.2 Nguyên nhân gây giòn trong gang

Thành phần hóa học đóng vai trò quyết định đến tính chất cơ lý của gang cầu.

Trong đó, carbon tương đương (CEL) thường được duy trì ở mức 4,3 – 4,6% nhằm hạn chế hiện tượng biến trắng. Công thức CEL = %C + %Si/2 cho thấy tầm quan trọng của C và Si trong gang lỏng trước biến tính. Nhờ than chì có dạng cầu sít chặt, ít gây phân rã nền nên gang cầu vẫn giữ được độ bền cao.

Hàm lượng silic (Si) cần được kiểm soát dưới 3% để tránh làm giảm độ dẻo và tính dai va đập của vật liệu.

Lưu huỳnh (S), sau khi xử lý bằng Mg, phải dưới 0,03% để đảm bảo hiệu quả cầu hóa và ngăn ngừa hình thành các tạp chất tối màu ảnh hưởng đến cơ tính.

Mangan (Mn) thay đổi tùy loại gang: với gang cầu nền ferit, hàm lượng Mn nên thấp hơn 0,2%; còn trong gang nền peclit, có thể chấp nhận đến 1% nhằm tăng độ cứng.

Phốt pho (P) là nguyên tố có hại, cần giữ ở mức cực thấp vì gây giòn nguội và làm giảm khả năng chịu va đập của gang.

4. Cách Khắc Phục Để Gang Không Bị Giòn

4.1 Kiểm soát ngay từ quá trình đúc

4.2 Áp dụng nhiệt luyện sau đúc (khi cần điều chỉnh vi cấu trúc)

⚠️ Nhiệt luyện giúp điều chỉnh tính chất sau đúc, nhưng nên được dùng kết hợp với kiểm soát đầu vào để đạt hiệu quả kinh tế.

5. Tổng Kết

Gang cầu 500-7 là vật liệu lý tưởng kết hợp độ bền và độ dẻo cao. Tuy nhiên, quá trình cầu hóa chỉ diễn ra hiệu quả trong “cửa sổ thời gian” ngắn do Mg dễ bay hơi và suy giảm. Tính giòn có thể phát sinh nếu kiểm soát không tốt tốc độ nguội, thành phần hóa học và thời gian rót.

>>>>Lời khuyên kỹ thuật: Luôn kiểm tra Mg hoạt tính, khử tạp chất triệt để và điều chỉnh đúng thời điểm rót để đảm bảo hiệu quả cầu hóa tối ưu.

Tham khảo sản phẩm gang cầu chất lượng cao

Công ty TNHH MTV Lương Sơn Bạc – chuyên cung cấp nắp hố ga, song chắn rác, ống dẫn nước gang cầu đạt tiêu chuẩn EN-GJS-500-7, chất lượng cao và ổn định.

Hotline: 0905 970 580
Email: congtyluongsonbac@gmail.com
Nhà xưởng: Road 9A, KCN Hòa Khánh, Liên Chiểu, Đà Nẵng

Câu hỏi thường gặp (FAQs)

1. Mác gang cầu 500-7 dùng trong lĩnh vực nào?
→ Thường dùng trong nắp hố ga, song chắn rác, trục khuỷu, ống chịu áp lực, máy công nghiệp.

2. Có cách nào kéo dài thời gian cầu hóa không?
→ Có, bằng cách giảm nhiệt độ gang, dùng bao phủ bề mặt chống O₂/S.

3. Gang bị giòn có thể dùng được không?
→ Không khuyến nghị, vì nguy cơ gãy đột ngột rất cao.

4. Tại sao cần kiểm soát thành phần hóa học kỹ càng?
→ Để ngăn pha giòn như cementit, steadit hình thành.

5. Gang xám có thể chuyển thành gang cầu không?
→ Có thể nếu tái luyện, thêm Mg và xử lý đúng kỹ thuật.

6. Gang bị giòn có thể sửa bằng nhiệt luyện không?
→ Có, đặc biệt bằng phương pháp ủ hoặc tôi – ram đúng cách.