Đó là loại thép làm dao chỉ cắt được với tốc độ 5 ữ 10m/min. Thép cabon
Như đ∙ trình bày ở 5.1.3a, theo TCVN 1822-76 có các mác CD70, CD80, CD80Mn, CD90, CD100, CD110, CD120 và CD130 với chất lượng tốt (P ≤ 0,035, S ≤ 0,030) và cũng các mác như vậy nhưng có chất lượng cao (P ≤ 0,030, S ≤
0,020) có thêm chữ A sau cùng như từ CD70A đến CD130A. Chúng có các đặc tính như sau:
- Sau khi tôi + ram thấp có thể đạt HRC ≥ 60 đủ để cắt. Chế độ tôi của các thép như sau: CD70, CD80 - tôi hoàn toàn ở 800 ữ 820o
C, 780 ữ 800o
C, CD90 ữ
CD130 - tôi không hoàn toàn ở 760 ữ 780oC. Tuy tất cả đều đạt độ cứng HRC 60 ữ
62 song các thép sau cùng tích CD100 ữ CD130 có nhiều XeII dư nên chống mài mòn tốt hơn các mác còn lại.
- Dễ biến dạng nóng, gia công cắt và rẻ. Song cũng để lộ nhiều nhược điểm quan trọng.
+ Độ thấm tôi thấp (chỉ tôi thấu các tiết diện trên dưới 10mm). Với các dao lớn hơn, lớp tôi mỏng, sau thời gian làm việc khi mài lại không còn đủ độ cứng nên phải tôi lại, do đó không thuận tiện khi sử dụng.
+ Tính cứng nóng thấp do mactenxit không được hợp kim hóa, có tính chống ram kém. Tính cứng nóng không vượt quá 200 ữ 250o
C, do đó chỉ đạt năng suất thấp, tốc độ cắt không quá 5 m/min. Chính điều này đ∙ hạn chế sử dụng.
Công dụng: do những nhược điểm kể trên nên rất ít dùng thép cacbon làm dao cắt. Nếu có sử dụng cũng chỉ để làm dao nhỏ, hình dạng đơn giản với năng suất thấp hay bằng tay. Dụng cụ điển hình làm bằng thép dụng cụ cacbon là giũa (hội tụ khá đầy đủ các điều kiện vừa nêu được chế tạo với mác CD120).
Thép hợp kim
Đó là nhóm thép có thành phần cacbon cao (~ 1% và cao hơn) và được hợp
kim hóa thấp và vừa phải với đặc tính có độ thấm tôi tốt hơn hay tính chống mài mòn cao.
Loại có tính thấm tôi tốt là loại được hợp kim hóa thấp bằng 1%Cr (có thể thêm 1%Si) với mác điển hình 90CrSi (TCVN 1823-76). Thành phần hợp kim như
vậy có tác dụng:
- Cải thiện tính thấm tôi: môi trường tôi dầu vẫn bảo đảm độ cứng HRC cao hơn 60. Cũng chính vì vậy có thể làm dao nhỏ với hình dạng phức tạp như mũi khoan, doa, tarô, bàn ren, lược ren, phay..
- Nâng cao chút ít tính cứng nóng. Silic cùng với crôm còn cản trở mạnh quá trình ram ở dưới 250 ữ 300oC, vì thế có tính cứng nóng đến trên dưới 300oC, có thể cắt với tốc độ 10 m/min hay hơn một chút.
90CrSi tương đối rẻ với tính năng làm việc tốt hơn thép cacbon nên được dùng tương đối phổ biến trong chế tạo các loại dao cắt kể trên. Tuy nhiên mác 90CrSi cũng có nhược điểm mà đáng kể nhất là dễ thoát cacbon khi nung (do có nhiều silic) nên phải chú ý bảo vệ khi tôi. Thép được tôi ở 840 ữ 860o
C trong dầu, ram 150 ữ 200o
C, độ cứng HRC đạt trong khoảng 62 ữ64.
Loại có tính chống mài mòn cao là loại có cacbon rất cao (> 1,30%) với 0,50%Cr và 4,0 ữ 5,0%W mác CrW5 (140CrW5). Do có cacbon rất cao và nhiều vonfram là nguyên tố tạo thành cacbit mạnh nên trong thép tồn tại một lượng lớn cacbit làm tăng rất mạnh tính chống mài mòn. Thép có tính thấm tôi thấp (do ít crôm và nhiều cacbit thúc đẩy chuyển biến thành hỗn hợp ferit - cacbit) nên môi trường tôi là nước. Độ cứng HRC sau khi tôi (800 ữ 820o
C) ram (~ 150o
C) đạt tới 66 ữ 68, nên thép được dùng làm dao tiện, phay với tốc độ cắt không lớn lắm (do không có tính cứng nóng) để cắt sửa các phôi cứng (ví dụ bề mặt trục cán đ∙ tôi).