CHUONG 10

5
b, Thành phần hợp kim và thép hợp kim
* Nhóm nguyên tố hợp kim phụ
- Gồm: Ti, V, Zr, Nb , Mo, W;
- Đặc điểm:
+ Đắt, hàm lượng mỗi nguyên tố thường < 0,1 ÷ 0,2%;
+ Ti, V, Zr, Nb giữ hạt nhỏ khi nung nóng thép Cr – Mn;
+ Mo (0,2 %), W (0,5÷0,8%) tránh giòn ram loại II thép Cr, Mn.
- Ưu điểm:
+ Có độ bền cao;
+ Tôi được trong dầu;
+ Tính chống ram tốt.
6
10.1.2. Thành phần hoá học
c, Quan hệ giữa tổng lượng hợp kim và đường kính tôi thấu
+ Thép có độ thấm tôi thấp – thép Cacbon
- Đường kính tôi thấu 15mm.
+ Thép có độ thấm tôi trung bình – thép hợp kim hoá thấp và
đơn giản (loại có 1%Cr, 2%Mn, 1%Cr + 0,5%Si)
- Đường kính tôi thấu 35mm.
+ Thép có độ thấm tôi tương đối cao – thép hợp kim hoá thấp
nhưng phức tạp: Cr-Ni; Cr-Mo; Cr-Mn-Si
- Đường kính tôi thấu 75mm.
+ Thép có độ thấm tôi cao – thép hợp kim hoá cao và phức tạp
(5 ÷ 6%) như: Cr-Ni; Cr-Mo
- Đường kính tôi thấu 100mm.
7
10.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THÉP KẾT CẤU
10.1.3. Phân loại thép kết cấu
+ Thép thấm C: %C thấp (dẻo, dai) để đạt độ bền cao phải
tôi + ram thấp, muốn đạt độ cứng bề mặt cao trước đó phải
đem thấm C;
+ Thép hoá tốt: %C trung bình (tương đối dẻo dai, bền) để
nâng cao cơ tính phải tôi + ram cao, phải tôi bề mặt;
+ Thép đàn hồi: %C tương đối cao (kém dẻo dai, nhưng khá
cứng, rất đàn hồi) để nâng cao tính đàn hồi phải tôi + ram
trung bình;
+ Thép kết cấu có công dụng riêng: Thép lá, tấm, thép dễ
cắt, thép làm ổ lăn.
8
CHƯƠNG 10: THÉP KẾT CẤU
10.2. THÉP THẤM CACBON
10.2.1. Đặc điểm về thành phần hoá học
a, Cacbon
- Lượng Cacbon: 0,1
÷
0,25% (0,3%);
- Độ dai, độ dẻo cao, độ bền thấp;
- Độ thấm tôi thấp.
b, Hợp kim
- Tăng độ thấm tôi để nâng cao độ bền;
- Thúc đẩy quá trình thấm C (Cr, Cr – Ni, Cr - Mn – Ti).
c, So sánh với thép Cacbon?
9
10.2. THÉP THẤM CACBON
10.2.2. Các loại thép thấm Cacbon
a, Thép Cacbon
- Các thép thường để thấm Cacbon là: C10, C15, C20, C25
tương đương với thép (10, 15, 20, 25);
Đặc điểm
- Sau khi thấm, tôi + ram thấp độ cứng đạt 60
÷
62HRC với
tính chống mài mòn tốt, lõi có độ cứng 30
÷
40HRC ;
- Độ bền thấp, độ thâm tôi thấp, có
σ
b
= 500
÷
600MPa;
- Phải tôi trong nước, độ biến dạng lớn;
- Không thể nâng cao nhiệt độ thấm quá 900
0
C vì thép có bản
chất hạt lớn, tốc độ thấm chậm, thời gian thấm kéo dài.
10
10.2.2. Các loại thép thấm Cacbon
b, Thép Crôm – Cr
- Các mác thép thường sử dụng là: 15Cr, 20Cr, 25Cr tương
đương với thép (15X, 20X, 25X);
Đặc điểm
- Sau khi thấm, tôi + ram thấp độ cứng đạt 60
÷
62 HRC với
tính chống mài mòn cao;
- Độ bền cao, độ thâm tôi cao, có
σ
b
= 700
÷
800MPa;
- Tôi trong dầu, áp dụng với các chi tiết tương đối phức tạp;
- Nhiệt độ thấm 900
÷
920
0
C, tốc độ thấm nhanh, độ hạt bình
thường;
- Cr là nguyên tố nâng cao độ thấm tôi, có ái lực với cacbon.
11
10.2.2. Các loại thép thấm Cacbon
c, Thép Crôm – Niken và thép Crôm – Niken – Môlipden
* Thép Crôm – Niken
+ Thép Crôm – Niken thường: ~1%Cr + 1%Ni;
+ Thép Crôm – Niken cao: ~1%Cr + 3%Ni.
- Mác thép điển hình: 20CrNi, 12CrNi3A, 20Cr2Ni4A tương
đương 20XH, 12XH3A, 20X2H4A.
Đặc điểm
- Sau khi thấm, tôi + ram thấp độ cứng đạt 60
÷
62 HRC, tính
chống mài mòn rất cao;
- Độ bền cao, độ thâm tôi cao, có σ
b
= 1000
÷
1200MPa;
- Tôi trong dầu, áp dụng với các chi tiết lớn, phức tạp;
- Nhiệt độ thấm 900
÷
920
0
C, tốc độ thấm nhanh;
- Đắt, tính gia công cắt kém và quy trình nhiệt luyện phức tạp.
12
10.2.2. Các loại thép thấm Cacbon
* Thép Crôm – Niken – Môlipden
- Mác thép điển hình: 20CrNi2Mo, 18Cr2Ni4MoA, tương
đương 20XH2M, 18XH4MA.
- Hàm lượng Mo ~ 0,1
÷
0,4%.
Đặc điểm
- Sau khi thấm, tôi + ram thấp độ cứng đạt 60
÷
62 HRC, tính
chống mài mòn rất cao;
- Độ bền cao, độ thâm tôi rất cao, có
σ
b
= 1000
÷
1200MPa;
- Tôi trong dầu, áp dụng với các chi tiết lớn, phức tạp;
- Nhiệt độ thấm 900
÷
920
0
C, tốc độ thấm nhanh;
- Đắt, tính gia công cắt kém và quy trình nhiệt luyện phức tạp.
13
10.2.2. Các loại thép thấm Cacbon
d, Thép Crôm – Mangan – Titan
- Mác thép điển hình: 18CrMnTi; 25CrMnTi, 25CrMnTiMo
tương đương 18XΓT, 25XΓT, 25XΓTM.
- Gồm: ~1%Cr, 1%Mn, 0,1Ti và 0,2
÷
0,3Mo
Đặc điểm
- Sau khi thấm, tôi + ram thấp độ cứng đạt 60 ÷ 62 HRC, tính
chống mài mòn rất cao;
- Độ bền cao, độ thâm tôi cao, có
σ
b
= 1000
÷
1500MPa;
- Tôi trong dầu, áp dụng với các chi tiết lớn, phức tạp;
- Nhiệt độ thấm 930÷950
0
C, tốc độ thấm nhanh;
- Hạt nhỏ (Ti).
14
10.3. THÉP HOÁ TỐT
10.3.1. Đặc điểm về thành phần hoá học
a, Cacbon
+ Lượng C = 0,3
÷
0,5 %, đảm bảo độ bền, độ dẻo và độ dai
CHƯƠNG 10: THÉP KẾT CẤU
b, Hợp kim
+ Các nguyên tố hợp kim chính nâng cao độ thấm tôi gồm: Cr
– Mn; Si với tỉ lệ 1
÷
2 % và Ni - 4%;
+ Nguyên tố hợp kim phụ thường dùng là W hoặc Mo chúng
cũng có tác dụng làm tăng độ thấm tôi.
Thép hoá tốt là loại thép có lượng C trung bình 0,3
÷
0,5 % để
chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh, va đập tương đối cao
và bề mặt chịu mài mòn tốt như trục, bánh răng, chốt,…

Xem chi tiết: CHUONG 10