65 C 1064 C1064 XC CK67 1206
2.1.Khái niệm chung
2.1.1. Thành phần hóa học và tính chất chung
a. Thành phần hóa học
Thép hợp kim là thép ngoài Fe - C và các tạp chất, người ta cố ý đưa vào thép một số nguyên tố hợp kim thích hợp như: Cr, Ni, Si, Mn, W, V, Mo, Co . . . nhằm làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép theo ý muốn.
b.Tính chất chung
- Cơ tính tổng hợp tốt (đặc biệt sau nhiệt luyện, độ cứng, độ bền tăng nhưng vẫn giữ được tính dẻo dai, chịu va đập tốt).
- Tính chịu nhiệt cao: > 2500C (có thể làm việc ở to tới hàngnghìn 0
C) - Tính thấm tôi sâu: > 10mm
- Tính chống ăn mòn cao (ít bị ăn mòn trong không khí, axít, bazơ, muối).
Đặc biệt thép hợp kim có một số tính chất mà thép cacbon không có được như: từ tính, giãn nở nhiệt, điện trở cao. . .
2.1.2 Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim
a. Crôm (Cr)
Crômđược đưa vào thép khoảng (1,5 ÷ 2,5)%. Trong các trường hợp đặc biệt có thể tăng hàm lượng crôm tới 30%. Crôm có tác dụng làm tăng độ cứng, tăng độ bền, tăng tính chống ăn mòn, tính ổn định về từ tính.
Ví dụ: Thép hợp kim đặc biệt không gỉ và thép có từ tính thường chứa nhiều crôm.
b. Niken ( Ni )
Niken được đưa vào thép khoảng (1 ÷ 4)%. Trong các trường hợp đặc
biệt
có thể tăng hàm lượng niken tới 80%. Niken có tác dụng làm tăng độ bền, độ
dẻo,
tăng khả năng chịu va đập, tăng tính chống ăn mòn của thép. Tuy nhiên niken có nhược điểm làm ảnh hưởng đến độ giãn dài của thép.
Ví dụ: Hợp kim Inva với Ni (35 ÷ 37)% có hệ số giãn nở vì nhiệt 0 khi
nhiệtđộ thay đổi trong khoảng (- 60 ÷ + 100)0C.
Hợp kim Platinit với Ni (46 ÷ 48)% hệ số giãn nở vì nhiệt thủy tinh thường (loại không chịu nhiệt), khinhiệt độ thay đổi khoảng (- 70 ÷ + 440)0C.
c. Vonfram (W)
Vonfram được đưa vào thép khoảng (0,8)%. Trong trường hợp đặc biệt
vonfram tăng tới 20%.
Ví dụ: Trongthép gió thành phần W khoảng (9 ÷18)%
W + C → WC làm tăng độ cứng, tính chịu mài mòn, tính chịu nhiệt độ
cao.
d. Vanađi (V)
Vanađi được đưa vào thép có tác dụng làm nhỏ hạt, tăng độ cứng, độ bền cho thép.
e. Silic (Si )
Silic được đưa vào thép khoảng (1 ÷ 2)% có tác dụng làm tăng tính đàn hồi, tính chống ôxy hóa, tăng điện trở, tính thấm từ, tăng độ cứng, độ bền, giảm độ dẻo.
g. Mangan (Mn)
Mangan đưa vào thép khoảng (1 ÷ 2)% có tác dụng làm tăng độ cứng, tăng tính chịu mài mòn, tính chịu va chạm của thép.
h. Molipđen (Mo)
Molipđen đưa vào thép để làm tăng tính chịu nhiệt, tính đàn hồi, tăng giới hạn bền kéo, tính chống ăn mòn ở nhiệt độ cao.
i. Coban (Co)
Coban đưa vào thép để làm tăng tính chịu nhiệt và từ tính, tăng khả năng chịu va chạm.
2.2. Phân loại thép hợp kim
2.2.1. Theo tổ chức thép sau thường hóa
- Thép peclit là loại thép hợp kim thấp nên tính ổn định của ostenit quá nguội chưa cao, do vậy nguội trong không khí tĩnh tổ chức ostenit sẽ phân hóa tạo thànhtổ chức peclit.
- Thép mactenxit là loại thép hợp kim trung bình và cao, có tính ổn định của ôstenit quá nguội lớn, khi làm nguội trong không khí tĩnh đạt được tổ chức là mactenxit, thép này còn có tên là thép tự tôi.
- Thép ostenit là loại thép hợp kim cao (chứa nhiều nguyên tố Mn, Ni và có thêm Cr), có điểm bắt đầu chuyển biến mactenxit < 00C nên khi làm nguội trong không khí tĩnh không hạ được tới nhiệt độ chuyển biến mactenxit, vẫn giữ lại tổ chức ostenit.
lớn nguyên tố mở rộng vùng là Cr và với lượng cacbon thấp. 2.2.2. Theo nguyên tố hợp kim
Cách phân loại này dựa vào tên nguyên tố hợp kim chính của thép. Ví dụ: Thép có chứa Cr gọi làthép crôm
Thép chứa Cr, Ni, Mo gọi là thép crôm- niken - molipđen.
2.2.3. Theo tổng lượng nguyên tố hợp kim (NTHK)
Tùy thuộc vào tổng lượng nguyên tố hợp kim có trong thép chia thành 3 loại:
- Thép hợp kim thấp có tổng lượng NTHK < 2,5%.
- Thép hợp kim trung bình có tổng lượng NTHK (2,5 ÷ 10%). - Thép hợp kim cao có tổng lượng NTHK >10%.
2.2.5. Theo công dụng.
Đây là cách phân loại chủ yếu, thép được chia thành 3 nhóm sau:
- Thép hợp kim kết cấu là nhóm thép dùng để chế tạo các chi tiết máy và các kết cấu kim loại. Yêu cầu chủ yếu đối với loại thép này là chịu được tải trọng lớn nên cần độ bền cao, tính dẻo, dai tốt. Nhóm thép này thường có lượng cacbon thấp và trung bình, là thép hợp kim thấp.
- Thép hợp kim dụng cụ là nhóm thép dùng chế tạo các loại dụng cụ bao gồm dao cắt, khuôn dập, dụng cụ đo. Yêu cầu chủ yếu đối với loại thép này là có độ cứng và tính chống mài mòn cao. Nhóm thép này thường có lượng cacbon
cao.
- Thép hợp kim đặc biệt là nhóm thép có các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt.
Ví dụ: tính chống ăn mòn cao (không gỉ), làm việc ở nhiệt độ cao, tính giãn nở nhiệt đặc biệt. . . Đặc điểm của nhóm thép này là có tổng lượng các nguyên tố hợp kim rất cao với lượng cacbon rất thấp hoặc rất cao.