T 10Cr18Ni 9i 1Cr18Ni 9i 30321 321 Z10CN18-10 X12CrNii18-9 SUS29 En
4.2.4.1 Thép hợp kim kết cấu
a. Thép thấm cacbon *Thành phần
C = (0,1 ÷ 0,25)%, các nguyên tố để hợp kim hóa thép thấm cacbon là Cr, Ni, Ti, Mn, ngoài ra có V, Mo.
*Tính chất
- Do thép có thành phần cacbon thấp nên thép có độ bền thấp, độ dẻo dai cao, dễ rèn, dập nhưng khó cắt gọt (phoi khó gãy).
- Không thấm tôi nên để nâng cao cơ tính cho thép phải thấm cacbon trước khi tôi và ram thấp, do đó thép này có tên gọi là thép thấm cacbon.
* Số hiệu công dụng
- 15Cr ; 20CrNi dùng làm các chi tiết nhỏ với đường kính < 30mm, yêu cầu chống mài mòn cao ở bề mặt và chịu tải trọng trung bình như các chốt pittông, các trục nhỏ (trục xe đạp, pêđan, trục cam ôtô…)
- 20CrNi ; 12Cr2Ni4A… Độ thấm tôi cao, đảm bảo độ bền, độ dai cao, dùng làm các chi tiết thấm cacbon chịu tải trọng tĩnh và va đập cao nhất.
- 18Cr2Ni4Mo dùng làm các chi tiết đặc biệt quan trọng như bánh răng, trục của động cơ máy bay, tàu biển…
- 18CrMnTi ; 25CrMnMo… Sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt chế tạo chi tiết trong ô tô, máy kéo như các bánh răng hộp số, bánh răng cầu sau, các trục quan trọng.
b. Thép hóa tốt * Thành phần
C = (0,3 ÷ 0,5)%, các nguyên tố chính hợp kim hóa thép là Cr, Ni, Si, Mn nhằm để tăng tính thấm tôi. Ngoài ra còn bổ sung một lượng nhất định nguyên tố hợp kim phụ là B, Mo, V, Ti, Aℓ nhằm để tăng hiệu quả hóa bền bằng nhiệt luyện (khắc phục giòn bằng ram nguội nhanh, làm cho thép có hạt nhỏ đảm bảo cơ tính tổng hợp cao).
*Tính chất
- Cơ tính tổng hợp cao nhất của thép đạt được bằng nhiệt luyện hóa tốt nên có tên là thép hóa tốt.
- Tính hàn, tính cắt gọt tốt. * Số hiệu và công dụng
- 40Cr ; 40CrBo: dùng làm các chi tiết làm việc trong điều kiện tốc độ, áp suất riêng và tải trọng trung bình như trục, bánh răng hộp số các máy cắt gọt.
- 30CrMnSi ; 40CrMnSi: dùng nhiều trong chế tạo ôtô (các trục, kết cấu chịu lực, chi tiết ở bộ phận lái).
- 40CrNiMo ; 45CrNi: dùng làm các chi tiết chịu tải trọng động như các chi tiết trong máy bay, trục vít hệ thống lái ôtô…
- 40CrMnTiBo: dùng làm trục lớn đường kính (40 ÷ 50)mm, chịu tải trọng nặng như trục láp ôtô tải.
- 38CrMnAlA: dùng để thấm Nitơ
- 38CrNi3MnVA: dùng làm chi tiết lớn quan trọng như trục rôto tuôcbin, hộp giảm tốc…
c. Thép lò xo * Thành phần
C = (0,5 ÷ 0,7)% nguyên tố hợp kim chính Si, Mn. Ngoài ra có Cr, Ni, V để tăng độ thấm tôi và ổn định tính đàn hồi.
* Tính chất
- Giới hạn đàn hồi, giới hạn mỏi cao, độ dai va đập tốt. - Độ nhẵn bề mặt tốt.
* Số hiệu và công dụng
- 65Mn; 70Mn có giới hạn đàn hồi thấp, dùng làm lò xo thường.
- 50CrVA; 50CrMnVA: dùng làm lò xo, nhíp quan trọng tiết diện nhỏ, chịu tải trọng nhẹ.
- 55Si2 ; 70Si2 có giới hạn đàn hồi cao, dùng làm lò xo, nhíp chiều dày tới 18mm trong ôtô, máy kéo, tàu biển và xe lửa.
- 60Si2CrA; 60Si2Ni2A có độ thấm tôi lớn, dùng làm lò xo, nhíp lớn chịu tải trọng nặng và đặc biệt quan trọng.
d. Thép ổ bi
Hiện nay trong các máy dùng rất nhiều ổ lăn(ổ bi). Để chế tạo chúng người ta dùng loại thép hợp kim chuyên dùng, được gọi là thép ổ bi.
* Thành phần
C 1% ít tạp chất S < 0,02%, P < 0,027%, hợp kim hóa bằng (0,6÷1,5) %Cr, ngoài ra còn có Mn, Si để làm tăng độ thấm tôi, đảm bảo cơ tính đồng nhất.
* Tính chất
- Độ cứng cao (62 ÷ 64) HRC, chịu mài mòn tốt, không có đặc điểm mềm. - Tính thấm tôi tốt, cơ tính đồng nhất.
c. Số hiệu và công dụng
- 0L0,6: chế tạo các vòng, bi, có chiều dày và đường kính nhỏ hơn 10mm. - 0L0,9: chế tạo bi có đường kính d =(13,5 ÷ 22,5)mm
- 0L1,5: chế tạo bi có d > 22,5mm - 0L1,5SiMn: chế tạo bi có d > 30mm.
*Thép thấm cacbon: là nhóm thép có lượng cacbon thấp ≤ o,25%. Khi chế tạo các chi tiết có kích thước lớn có thể dùng thép có thể dùng thép đến 0,3% C. Do ít cacbon nên thép có độ bền thấp trong đó độ dẻo lại quá cao. Để đảm bảo độ bền cao nhất loại thép này phải qua tôi và ram thấp. Muốn có lớp bề mặt với độ cứng và tính chống mài mòn cao, trước đó phải thấm cacbon tức nhiệt luyện theo trật tự: thấm cacbon - tôi ram thấp.
*Thép hóa tốt: là nhóm thép có hàm lượng cacbon trung bình (0,3 ÷ 0,5)%. Do lượng cacbon vừa phải nên ở trạng thái cung cấp (ủ hoặc thường hóa) thép đã có cơ tính tổng hợp cao, tuy ở mức độ thấp. Cơ tính tổng hợp cao nhất đạt dược khi thép dược nhiệt luyện hóa tốt (tôi và ram cao) để nhận được xoocbit. Với các chi tiết yêu cầu bề mặt có độ cứng cao để chống mài mòn thì sau khi nhiệt luyện hóa tôt, thép còn phải tôi bề mặt và ram thấp.
* Thép lò xo: là nhóm thép có hàm lượng cacbon tương đối cao (hay trung bình cao), Khoảng (0,5 ÷ 0,65)%, các thép này sẽ đạt được giới hạn đàn hồi cao nhất khi tổ chức là trôxtit bằng nhiệt luyện tôi + ram trung bình.