7.2.1. Đặc điểm về thành phần hoỏ học
Thộp thấm cỏc bon là loại thộp cú thành phần cỏc bon thấp: 0,10 0,25% (một số trường hợp đến 0,30%) để chế tạo cỏc chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao nhưng bề mặt bị mài mũn mạnh như: bỏnh răng, cam, chốt... Đặc điểm nhiệt luyện của chỳng là thấm cỏc bon, tụi và ram thấp.
a) Cỏc bon: lượng cỏc bon trong thộp trong khoảng 0,10 0,25% để đảm bảo lừi cú độ dẻo, dai cao và sau khi nhiệt luyện đạt độ bền cao nhất.
b) Hợp kim: cỏc nguyờn tố hợp kim phải cú hai tỏc dụng nõng cao độ thấm tụi và thỳc đẩy quỏ trỡnh thấm (hoặc khụng cản trở quỏ trỡnh thấm). Nguyờn tố chủ yếu đựơc dựng là crụm và kết hợp với mangan, niken.
7.2.2. Cỏc loại thộp thấm cacbon
a) Thộp cỏc bon:
Thường dựng cỏc mỏc thộp sau: C10, C15, C20, C25 và cả CT38. Đặc điểm của chỳng là:
- Sau khi thấm cỏc bon và nhiệt luyện đạt độ cứng bề mặt 6062 HRC, chống mài mũn tốt, lừi cú độ cứng 3040 HRC độ dẻo tốt, độ dai cao, độ bền tốt 500600 MN/m2
Cụng dụng: làm cỏc chi tiết nhỏ ( < 20 mm), khụng quan trọng, hỡnh dỏng đơn giản, yờu cầu chống mài mũn khụn g cao lắm như: phụ tựng xe đạp, xe kộo (trục, cụn, nồi, bi...).
b) Thộp crụm:
Thường dựng cỏc mỏc thộp sau: 15Cr, 20Cr, 15CrV, 20CrV. Chỳng cú đặc điểm sau:
- Sau khi thấm cỏc bon và nhiệt luyện đạt độ cứng 60 62 HRC, độ bền và tớnh chống mài mũn cao hơn một ớt (độ bền đạt 700 800 MN/m2.)
- Làm cỏc chi tiết tương đối phức tạp do tụi trong dầu độ biến dạng nhỏ. - Nhiệt độ thấm 900 920OC, tốc độ thấm nhanh hơn, hạt khụng lớn lắm. Tuy vậy vẫn phải tụi hai lần và ram thấp.
Cụng dụng: làm cỏc chi tiết tươn g đối phức tạp, nhỏ ( =20 40 mm) như: bỏnh răng, trục bậc, chốt cần tớnh chống mài mũn cao.
c) Thộp crụm-niken và crụm-niken-mụlipđen:
* Thộp crụm -ni ken: nhúm thộp này cú đặc điểm sau:
- Sau khi thấm cỏc bon tụi và ram thấp độ cứng đạt 60 62HRC, tớnh chống mài mũn cao hơn, độ bền đạt 1000-1200 MN/m2
- Cú độ bền cao kết hợp với độ dẻo tốt: đõy là ưu điểm nổi bật của thộp Cr- Ni mà khụng cú nhúm thộp nào sỏnh được
- Độ thấm tụi rất cao, làm được cỏc chi tiết lớn (chiều dày hay đến 100 mm) - Nhiệt độ thấm cỏc bon 900 9200C
Chỳng được chia ra làm hai loại:
- Loại hợp kim thấp chứa 0,501,00%Cr, Ni > 1% cú độ thấm tụi cao và tụi trong dầu. Tuy nhiờn hiệu quả kinh tế của nú khụng cao nờn ớt sử dụng. Mỏc thộp điển hỡnh là 20CrNi được dựng làm cỏc chi ti ết hỡnh dỏng phức tạp, kớch thước trung bỡnh (5070mm), chịu tải trọng va đập cao như bỏnh răng trong ụ tụ du lịch và xe tải nhỏ
- Loại Crụm -niken cao: lượng niken từ 2-4% và Cr trờn dưới 1%, độ thấm tụi rất cao, cú thể tụi thấu tiết diện đến 100 mm. Gồm cỏc mỏc sau: 12CrNi3A, 20Cr2Ni4A, 18Cr2Ni4WA. Loại thộp này cú nhược điểm là: giỏ thành cao (Ni là nguyờn tố đắt), tớnh gia cụng cắt kộm do quỏ dẻo và nhiệt luyện phức tạp sau khi thấm cỏc bon.
Cụng dụng: làm cỏc chi tiết thấm cỏc bon rất quan trọng, chịu tải trọng nặng và mài mũn mạnh, yờu cầu cú độ tin cậy cao như cỏc chi tiết rong mỏy bay, ụ tụ.
* Thộp crụm-niken-mụlipđen: Trờn cơ sỏ thộp crụm -niken cao nhưng cú
thờm 0,100,40% Mo để nõng cao thờm độ thấm tụi. Đõy là nhúm thộp thấm cỏc bon tốt nhất, sử dụng vào cỏc mục đớch quan trọng nhất và cho cỏc chi tiết cú tiết diện lớn nhất. Bao gồm cỏc mỏc thộp sau: 20CrNi2Mo, 18Cr2Ni4MoA.
d. Thộp crụm-mangan-titan:
Nhúm thộp này cú cỏc chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật cao được sử dụng khỏ phổ biến làm cỏc bỏnh răng trong ụ tụ tải nhẹ và trung bỡnh. Giỏ thành của chỳng thấp (khụng chứa niken), độ bền tương đương thộp crụm niken nhưng độ dẻo và độ dai kộm hơn. Ưu điểm của nhúm thộp này là cú tớnh cụng nghệ tốt hơn: khụng bị quỏ bóo hoà cỏc bon, hạt khụng lớn nờn cú thể nõng cao nhiệt độ thấm
đến 930 950OC, tụi trực tiếp ngay sau khi thấm, độ biến dạng nhỏ. Gồm cỏc thộp: 18CrMnTi, 25CrMnTi.