Khác với khuôn rèn, các khuôn chồn ép nóng (ép chảy) có kích thước bé hơn nhưng lại chịu nhiệt độ cao hơn (do phải tiếp súc lâu với phôi), chịu áp suất cao nhưng tải trọng va đập nhỏ.
Để bảo đảm tính cứng nóng khá cao (bề mặt khuôn có thể bị nung nóng tới 600 ữ 700oC) phải dùng loại thép có đặc tính gần như thép gió, đó là loại được hợp kim hóa cao (~ 10%) bằng Cr + W và có khoảng 0,30 ữ 0,40%C (ở đây không cần tới 0,50%C như trên mà vẫn có hóa bền tương đương vì thép có lượng nguyên tố hợp kim cao hơn), ngoài ra có thể có thêm vanađi (1%) để nâng cao tính chống mài mòn và giúp duy trì hạt nhỏ và môlipđen (1%) để cải thiện hơn nữa tính thấm
tôi.
Các mác thép thường dùng là 30Cr2W8V và 40Cr5W2VSi. Chúng được tôi ở nhiệt độ cao (gần 1100o
C) để hòa tan một lượng lớn cacbit hợp kim vào austenit và do đó sau khi tôi được mactenxit hợp kim hóa cao cho tính cứng nóng cao, hạt nhỏ bảo đảm độ dai tốt. Khi ram ở nhiệt độ thích hợp các mác này cũng cho độ cứng thứ hai như thép gió, song để bảo đảm độ dai tốt và độ cứng yêu cầu chúng được ram ở 600 ữ 650oC để đạt tổ chức trôxtit ram với độ cứng HRC biến động
trong khoảng 40 ữ50.
Để nâng cao độ cứng và tính chống mài mòn cho bề mặt khuôn ép chảy, sau khi tôi + ram 600 ữ 650oC như trên, khuôn còn được thấm cacbon - nitơ ở nhiệt độ thấp (bằng Tenifer hay thấm xyanua) ở 500 ữ 600o
C (thấp hơn nhiệt độ ram để không làm xấu độ bền, độ cứng chung của khuôn), tạo nên lớp bề mặt cứng HRC trên dưới 65 chống mài mòn rất cao, còn lõi vẫn có độ cứng bảo đảm: HRC
40 ữ50.
Bảng 5.9 trình bày thành phần hóa học của các mác thép trên theo TCVN,
ΓOCT, AISI và JIS.
5.5. Thép hợp kim đặc biệt (có tính chất vật lý - hóa học đặc biệt) 5.5.1.Đặc điểm chung và phân loại 5.5.1.Đặc điểm chung và phân loại
Đúng như tên gọi đầy đủ, loại thép này có những đặc tính sử dụng khác lạ, ít gặp (do sử dụng với khối lượng không lớn) nhưng có ý nghĩa quyết định, không thể thiếu trong một số lĩnh vực kỹ thuật, chúng có những đặc điểm chung như sau.
- Về thành phần cacbon, phần lớn loại thép này có cacbon rất thấp (< 0,10
ữ 0,15%) thậm chí yêu cầu không còn cacbon (lúc đó không phải là thép mà chỉ là hợp kim sắt), cũng có thép ngược lại yêu cầu cacbon rất cao (> 1,00%), rất ít
trường hợp có lượng cacbon trung gian.
- Về thành phần hợp kim, phần lớn loại thép này thuộc loại hợp kim hóa cao (> 10%) hay rất cao (> 20%) song thường chỉ dùng một (hợp kim hóa đơn giản như crôm hoặc silic) hay hai nguyên tố hợp kim chủ yếu (như crôm - niken). - Về tổ chức tế vi, phần lớn loại này có tổ chức khác hẳn, do hợp kim hóa cao có thể có tổ chức austenit, ferit, mactenxit ở trạng thái cung cấp.
Do thành phần và tổ chức như vậy, loại thép này có những nhóm thép với các đặc tính cơ, lý, hóa khác nhau:
+ có tính chống mài mòn đặc biệt cao, + có tính chất điện - điện từ đặc biệt, + làm việc ở nhiệt độ cao,
+ có tính gi∙n nở nhiệt hay đàn hồi đặc biệt...
Trong mục này chỉ khảo sát các thép được sử dụng tương đối rộng r∙i trong sản xuất cơ khí.
5.5.2.Thép không gỉ
Thép không gỉ (hay ở ta còn gọi là inôc hay inox, xuất phát từ tiếng Pháp
inoxydable với nghĩa không bị ôxy hóa, không bị gỉ) là loại thép có tính chống ăn mòn cao trong các môi trường ăn mòn mạnh như axit các loại nên có ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp hóa học (sản xuất axit, phân bón, hóa dầu) và thực phẩm. Ngoài ra do nó hoàn toàn ổn định trong khí quyển nên cũng được dùng rộng r∙i làm hàng tiêu dùng (vỏ đồng hồ đeo tay, kẹp tóc...), đồ gia dụng (xoong, nồi, bếp...) và trang trí trong xây dựng (cửa, cột, mái...).
Như đ∙ biết các thép cacbon và hợp kim thông thường đ∙ học rất dễ bị gỉ trong khí quyển, bị ăn mòn nhanh trong muối, badơ, đặc biệt trong axit. Vậy trước tiên h∙y xét nguyên nhân gây ăn mòn để từ đó tìm ra nguyên lý cho loại thép không gỉ.