Nhiệt luyện thép gió là gì? 1 số thông tin về thép gió

Nhiệt luyện thép gió là gì? Khái niệm thép gió thật ra không quá xa lạ với những người làm ngành nghề chế tạo, xây dựng. Nhưng với người ngoài ngành thì còn khá là mới mẻ. Vậy cụ thể về thép gió hay phương pháp nhiệt luyện sẽ như thế nào? Hãy cùng dõi theo chi tiết qua bài viết dưới đây.

Thép gió là gì?

Trước khi tìm hiểu về nhiệt luyện thép gió, hãy cùng hiểu rõ thép gió là gì? Đây là một loại thép dụng cụ có tính chịu nóng cao, độ cứng lớn. Các loại thép này gồm mác thép hợp kim hóa cao, chủ yếu được dùng làm các dụng cụ cắt gọt.

Khi làm dụng cụ cắt gọt, dụng cụ này giúp làm việc với tốc độ rất cao mà không giảm độ cứng của dụng cụ cắt gọt. Những loại thép hợp kim gồm có các thành phần như sau:

Cacbon: giúp hòa tan vào mactenxit tạo thành cacbit cùng với các nguyên tố tạo thành cacbit mạnh là Wolfram, Mô lip đen và là Vanađi. Khi chế tạo ra thép gió thì cứ thêm 1% V vào thì cần phải thêm 0.10-0.15% C vào thép. Cacbon và Vanadi trong đó giúp làm tăng độ cứng và tính chống mài mòn của thép gió.

Wolfram, Mô lip đen: thành phần cao lên tới hơn > 10%.

Crom: chiếm khoảng 4% giúp làm tăng mạnh độ thấm tôi, thép gió cũng có khả năng tự tôi.

Vanađi: đây là nguyên tố tạo thành các bít rất mạnh, trong các thép gió đều có ít nhất 1%V, nếu có hơn 2% thì tính chống mài mòn sẽ tăng lên. Nhưng cũng không nên sử dụng quá 5% vì nó sẽ làm giảm tính mài.

Coban: hoà tan vào sắt dạng dung dịch rắn, hàm lượng không quá 5% thì tính cứng nóng của thép gió sẽ tăng lên rõ rệt.

Quy trình nhiệt luyện thép gió đảm bảo chất lượng

Vậy nhiệt luyện thép gió được tạo theo quy trình như thế nào? Về cơ bản thì quá trình này bao gồm: tôi và ram. Cụ thể quá trình được thể hiện như sau:

Bước 1: điều đầu tiên chính là nung phân cấp lần lượt ở 2 mức nhiệt độ là 4.500 độ C và 8.500 độ C trong khoảng 1,4 phút/mm chiều dày. Tuy nhiên, khi nung phân cấp cũng nên lưu ý đến cấp thoát cacbon và môi trường chống oxy hóa.

Bước 2: nung tiếp tục ở nhiệt độ 1260 độ C và 12800 độ C, thời gian là 1 phút/mm độ dày. Nung như vậy sẽ có tác dụng làm bão hòa Austenite với Crom.

Bước 3: sau đó sẽ tiếp tục nung thêm các dụng cụ nhỏ, nung xong sẽ làm nguội trong không khí. Dụng cụ nào lớn hơn thì sẽ được làm nguội trong dầu. Những dụng cụ này cũng được tôi phân cấp trong nhiệt độ từ 500 – 5.500 độ C. Làm nguội sẽ giúp hạn chế được tối đa việc biến dạng thép thành phẩm.

Bước 4: lúc này, thép chưa đạt được độ cứng tối đa do hàm lượng Cacbit và Mactenxit sơ cấp vẫn còn chứa đến 405 Austenite. Cho nên sẽ chuyển sang ram thép.

Quá trình này sẽ làm mất đi ứng suất ở bên trong, tăng độ cứng và khử bỏ Austenit dư. Quá trình ram thường sẽ diễn ra 2 – 4 lần với nhiệt độ khoảng 550 – 570 độ C để thép chuyển biến hết Austenit dư còn lại.

Các nguyên tố hợp kim ảnh hưởng thế nào trong thép gió?

Trong thép gió có thành phần là nguyên tố hợp kim lớn. Trước khi tìm hiểu về nhiệt luyện thép gió, nguyên tố hợp kim ảnh hướng lớn thế nào trong thép gió? Cụ thể:

Cacbon: thành phần biến đổi của cacbon khá rộng, từ 0.7 đến 1.5%, lượng này đủ để hòa tan vào mactenxit và tạo thành cacbit. Cùng với các nguyên tố tạc cacbit mạnh là W, Mo và V.  V và C đều có tác dụng tăng cứng và làm tăng mạnh tính chống mài mòn.

Crom: crom trong thép gió có tác dụng giúp tăng độ thấm tôi. Với tổng lượng W, Cr và Mo cao nên thép gió sẽ tự tôi, tôi thấu với tiết diện bất kỳ. Hoặc có thể áp dụng tôi phân cấp.

Vonfram: nguyên tố này trong nhiệt luyện thép gió giúp tạo tính cứng nóng cao nên có năng suất cao bởi nó tạo thành cacbit mạnh. Khi nung nóng W thì nó sẽ hòa tan vào austenit, nên sau tôi mactenxit chứa nhiều W.

Molipden: đây là nguyên tố được sử dụng để thay thế một phần W với tỷ lệ cao và đắt. Trong Mo có cấu trúc tinh thể và tính chất gần giống W nên có thể thay nhau được theo tỷ lệ 1:1. Nhưng về cơ bản thì Mo rẻ hơn, nhẹ hơn nên có hiệu quả kinh tế cao hơn.

Valadi: nguyên tố này rất ít hòa tan vào austenit khi nung, nó tồn tại ở dạng phần tử cứng, phân tán, tăng tính chống mài mòn. Đồng thời giữ cho hạt nhỏ khi tôi trong thép. Trong mọi thép gió đều có ít nhất 1%V, nếu như vượt quá 2% thì tính chất mài mòn tăng lên mạnh. Nhưng cũng không nên dùng quá 5% vì nó sẽ làm xấu mạnh tính mài.

Coban: nguyên tố này sẽ chỉ hòa tan vào sắt ở dạng dung dịch rắn, nếu hàm lượng vượt quá 5% thì tính nóng, cứng của thép gió cũng được tăng rõ rệt. Nhược điểm của thép gió có chứa Co chính là làm C dễ bị thoát ra khi tôi, còn nếu có quá nhiều Co thì thép dễ bị giòn.

Nhìn chung thì công nghệ nhiệt luyện thép gió cũng khá phức tạp. Người làm cần phải hiểu rõ cấu trúc, tổ chức thép, nhiệt độ chuyển biến pha đối với từng loại thép. Và đặc biệt cần phải có kinh nghiệm trong việc nhiệt luyện và tôi thép gió.

Hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn có thêm nhiều kiến thức bổ ích về nhiệt luyện thép gió.