Gang là gì? Kiến thức tổng quan từ A-Z

Bạn đang xem: Gang là gì? Kiến thức tổng quan từ A-Z tại thpttranhungdao.edu.vn

Gang là gì? Gang luôn được biết tới là vật liệu rắn, cứng. Độ bền cao trong quá trình sử dụng. Ít hao mòn, được đa số người mua tin dùng. Để tìm hiểu thêm về loại vật liệu rộng rãi này. Hãy xem bài viết dưới đây!

Khái niệm về gang là gì?

Gang là hợp kim của sắt, Cacbon và một số nguyên tố khác như Si, Mn, P, S, trong đó hàm lượng Cacbon chiếm tỉ lệ lớn nhất từ ​​2-5%. Gang có màu chủ đạo thường là màu xám, có đặc tính giòn, nhiệt độ nóng chảy cao, chống ăn mòn tốt. Hiện nay gang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp, dân dụng đặc thù là sản xuất các loại van công nghiệp như van bi, van một chiều, van cổng,…

Phân loại gang

Theo thống kê hiện nay gang được chia làm 2 loại chính như sau:

gang trắng

Gang trắng hay còn gọi là gang thường là hợp kim Fe – C, trong đó hàm lượng cacbon ở dạng liên kết Fe3C là 3-3,5%. Đặc trưng là:

• Gang trắng thuần chất thứ nhất %C ≤ 4,3%.

• Gang trắng tinh %C = 4,3%.

• Gang trắng cuối cùng %C ≥ 4,3%. (Theo Wikipedia)

Đặc điểm của dòng gang này là có màu trắng sáng, độ cứng cao, giòn, khó cắt và hàn. Do đó, nó được sử dụng chủ yếu để luyện thép hoặc chế tạo các cụ thể máy cần khả năng chống ăn mòn cao. Hoặc dùng để đúc ủ thành các loại gang khác như gang dẻo, gang xám chuyển sang màu trắng.

gang xám

Gang xám là loại gang được cấu tạo bởi toàn thể cacbon tồn tại ở dạng than chì. Than chì này có dạng tấm, phiến, xích… Bề mặt gang xám lúc đứt gãy có màu xám, đó là màu đặc trưng của ferit tự do và than chì. Đây là loại gang thông dụng nhất, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc thù là cơ khí chế tạo.

Do than chì có độ bền cơ học kém nên gang xám có độ bền kém, độ dẻo và độ dai thấp. Tuy nhiên than chì có ưu điểm là tăng khả năng chống mòn của gang xám, dễ vỡ vụn lúc cắt, giảm rung động, giảm co ngót lúc nấu luyện. Do đó, nó có khả năng gia công tốt và chống mài mòn.

Tính chất của gang

Gang được coi tương tự như một hợp kim chứa hai nguyên tố: Sắt và cacbon ở trạng thái rắn. Nhiệt độ nóng chảy của gang là từ 1150 tới 1200 độ C, thấp hơn 300 độ C so với gang thuần chất.

Băng đảng được coi là hợp kim giòn. Lỗi màu xám thường là đặc điểm xác định của gang, đó là sự phân bố khối lượng carbon ở dạng tự do, có dạng giống như tấm lúc hợp kim đông lại.

Gang được sản xuất như thế nào?

Gang là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay. Vậy thứ tự sản xuất gang diễn ra như thế nào?

Vật liệu để sản xuất gang là gì?

Vật liệu để sản xuất gang là quặng sắt, ví dụ quặng manhetit (chứa Fe304), quặng hematit; than cốc (than tinh luyện); ko khí có nhiều oxi và một số chất phụ gia khác như đá vôi CaCO3,…

Nguyên tắc sản xuất gang là gì?

Sử dụng oxit cacbon để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò.

thứ tự sản xuất gang

• Quặng, than cốc, đá vôi có kích thước vừa phải được đưa vào lò cao qua mồm lò và xếp thành các lớp xen kẽ nhau. Khí nóng được thổi từ hai bên thành lò theo hướng từ dưới lên.

Phản ứng tạo thành khí CO:

C(r) + O2(k) → CO2(k) (điều kiện có nhiệt độ)

C(r) + CO2(k) → 2CO(k) (điều kiện có nhiệt độ)

• Khử oxit sắt thành sắt.

3CO(k) + Fe2O3(r) → 2Fe(r) + 3CO2(k) (điều kiện nhiệt độ cao)

Một số oxit khác có trong quặng như MnO2, SiO2,… cũng bị khử tạo thành Mn, Si,…

Sắt nóng chảy hòa tan một lượng nhỏ cacbon và một số nguyên tố khác để tạo thành sắt nóng chảy trong lò và được đưa ra ngoài qua cửa xả gang.

• Đá vôi bị phân hủy thành CaO liên kết với SiO2 có trong quặng tạo thành xỉ.

CaO(r) + SiO3(r) → CaSiO3(r) (điều kiện có nhiệt độ)

Xỉ nhẹ nổi lên trên và được thải ra ngoài ở cửa xả xỉ.

• Khí tạo nên trong lò cao được thoát ra ở phía trên gần mồm lò.

Ứng dụng của gang

Với những ưu điểm và đặc tính nổi trội như độ giòn cao, khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt nên gang được sử dụng rộng rãi để sản xuất trong nhiều lĩnh vực. Đặc trưng là:

• Trong công nghiệp chế tạo, đúc đai máy lớn có độ phức tạp cao ko yêu cầu độ uốn lớn nhưng cần đảm bảo độ bền nén tốt.

• Trong sản xuất dây đai máy dụng cụ (tiện, phay, bào, v.v.), thân động cơ đốt trong.

• Trong sản xuất các loại van công nghiệp: Van cổng, van bướm, van cầu, van thăng bằng nội địa, khí nén, hơi nóng…

• Gang được dùng để chế tạo trục khuỷu, ống dẫn nước đường kính lớn, nắp hố ga, thanh chắn… vì tính an toàn cao, dễ xây cất, giá thành hạ.

• Trong lĩnh vực trang trí, gang có khả năng đúc tốt, bề mặt có thể được mài giũa dễ dàng.

Xem thêm:

• Kim loại đen: Khái niệm, tính chất và ứng dụng
• Nhôm là kim loại gì? Tính chất, ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm

Bài tập gang thép SGK có lời giải

Dựa vào những lý thuyết trên, các em có thể dựa vào đó để giải một số bài tập trong SGK Hóa học lớp 9 sau đây:

Bài tập 1 (SGK Hóa học 9, trang 63)

Hợp kim là gì? Gang, thép là gì? Nêu thành phần, tính chất và ứng dụng của gang, thép.

Câu trả lời gợi ý:

Hợp kim là một chất thu được sau lúc làm nguội hỗn hợp nóng chảy của các kim loại không giống nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim loại.

Gang là hợp chất của sắt và cacbon, trong đó hàm lượng cacbon dao động từ 2% tới 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Si, Mn, S…

Thép là hợp kim sắt của cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon nhỏ hơn 2%.

Ứng dụng của gang và thép:

• Gang thép có nhiều ứng dụng trong sản xuất, kỹ thuật và đời sống. Gang trắng dùng để luyện thép, gang xám dùng để chế tạo máy móc thiết bị.

• Thép được sử dụng để chế tạo nhiều bộ phận máy móc, dụng cụ và dụng cụ lao động. Đặc trưng thép được sử dụng để làm vật liệu xây dựng nhà cửa, cầu cống và phương tiện giao thông.

Bài tập 2 (SGK Hóa học 9, trang 63)

Nêu nguyên tắc sản xuất gang và viết các phương trình phản ứng hóa học.

Câu trả lời gợi ý:

Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng cacbon oxit khử sắt oxit ở nhiệt độ cao trong lò nung (lò cao). Phương trình hóa học xảy ra:

C + O2 → CO2

C + CO2 → 2CO

Khí CO khử oxit sắt trong quặng thành sắt:

3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2Fe

MnO2 + 2CO → Mn + 2CO2

SiO2 + 2CO → Si + 2CO2

Sắt nóng chảy hòa tan cacbon và một số nguyên tố khác để tạo thành gang.

Bài tập 3 (SGK Hóa học 9, trang 63)

Nêu nguyên tắc luyện gang thành thép và viết các phương trình hóa học.

Câu trả lời gợi ý:

Nguyên tắc luyện gang thành thép: Loại trừ khỏi gang hồ hết các nguyên tố cacbon, silic, mangan…

Thổi oxi vào lò chứa gang nóng chảy, khí oxi sẽ oxi hóa gang thành FeO. Lúc đó FeO sẽ oxi hóa một số nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, P, S. Ví dụ:

2Fe + O2 → 2FeO

FeO + C → Fe + CO

2FeO + Si → 2Fe + SiO2

FeO + Mn → Fe + MnO.

Trên đây Khỉ đã giới thiệu tới các bạn Băng đảng là gì?? Nguyên tắc và thứ tự sản xuất gang là gì? Kỳ vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn. Nếu cần tìm hiểu thêm về nhiều bộ môn khác, bạn có thể truy cập trực tiếp vào website của Trường THPT Trần Hưng Đạo để có thêm nhiều kiến ​​thức thú vị nhé!

Bạn thấy bài viết Gang là gì? Tri thức tổng quan từ A-Z có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu  ko hãy comment góp ý thêm về Gang là gì? Tri thức tổng quan từ A-Z bên dưới để thpttranhungdao.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website Trường THPT Trần Hưng Đạo

Phân mục: Giáo dục
#Gang #là #gì #Kiến #thức #tổng #quan #từ