Thépcólẽlàloại vậtliệuđượcsửdụngrộngrãinhấttrongcácchitiếtmáybởivìcác tínhchấtcủa nónhưđộbềncao,độcứngcao,độdẻo,và tươngđốidễchếtạo.Cónhiềuloại thépđượcsửdụng.Mụcnàysẽ thảoluậnvề cáchsửdụngcáckíhiệuthépvàmôtảhầuhết cácdạng kíhiệuthườngdùng.
Thuật ngữthépnhắc đếnmộthỗnhợpcủasắt,cácbon,mangan,vàmộthoặc nhiều thànhphầnđángkểkhác.Cácboncóảnhhưởngrấtlớnđếnđộbền,độcứng,vàđộdẻocủa mọihợpkimthép.Cáctínhchấtkhácchịutácđộnglàđộthấmtôi,độdai,khả năngchốngăn mòn,khảnăngcắt gọt,vàkhả năngduytrìđộbềnởnhiệtđộcao.Cácnguyêntốhợpkimquan trọngkháclàlưuhuỳnh,phốtpho,silíc,niken,crôm, môlípđen, vàvanadi.
Hệthốngkíhiệu
Hình 2-11 Hệthốngkíhiệuthép
AISIsửdụnghệkíhiệubốnsốchothépcácbonvàthéphợpkimnhưtronghình2-11. Haisốđầu thểhiệnnhómhợpkimcụthểđểxácđịnhcácnguyêntốhợpkimquantrọngtrừ cácbon. (xembảng 2-3.) Haisốcuốichỉhàmlượngcácbontrongthép.
Tầmquan trọngcủacácbon
Dùhầu hếtcáchợpkimthépchứaíthơn1.0%C,nóvẫncótrongkíhiệubởivìnhững ảnh hưởngđến đặctrưngcủathép.Trênhình2-11,haisốcuốichỉhàm lượngcácbontínhtheo phần10000.Vídụ,khihaisốcuốilà20,hợpkimcóxấpxỉlà0.20%cácbon.Chophépcómột sốxêdịch.Hàmlượngcácbontrongthép 0.20%Ctrong phạmvitừ0.18%đến0.23%.
Vớicùngchếđộxửlívànhiệtluyện,khihàmlượngcácbontăngđộbềnvàđộcứng cũngtăng,cònđộdẻogiảm.Khi chọnthépđòihỏisựcânnhắcgiữađộbềnvàđộdẻo.
Khiphânloại thôtheothànhphần,chúngtacóthépcácbonthấplàloại íthơn0.30% cácbon.Nhữngthépnàycóđộbềntương đốithấpnhưngdễbiếndạng.Trongcácứngdụng không đòihỏiđộbềncao,thépcácbonthấpthườngđượclựachọn.Nếumònxảyra mạnh,thép cácbonthấpcóthểđược thấmcácbon(nhưđãthảoluậntrongmục2-6)đểtănghàmlượng cácbontrên mặtngoàicủachi tiếtvà nângcaocáctínhchất tổnghợp.
Thépcácbontrungbìnhchứatừ0.30%đến0.50%cácbon.Hầuhếtcácchitiết máyyêu cầuđộbềntrungbình, vớiđộdẻokhácaovà độcứngtrungbìnhđềuđượclàmtừloạithépnày.
Thépcácboncaocótừ0.50%đến0.95%cácbon.Hàmlượng cácboncaolàmchotính chốngmòn tốthơnphùhợpchocácứngdụngđòihỏibềnlâunhưlưỡicắtvàcácứngdụngmà bềmặtchịusựmàimònliêntục.Cácdụngcụ,dao,mũikhoan,vànhiềubộphậntrongthiếtbị nông nghiệp dùngloạinày.
Thépổtrục thườngchứa1.0%C.Cácloại phổbiếnlà50100,51100,và52100;kíhiệu bốnsốthườngdùngđượcthaybằng5số,vớicácbonchiếm100 phầnvạn.
Các nhómhợpkim
Nhưđãchỉratrongbảng2-3,lưuhuỳnh,phốtpho,vàchìcải thiệnkhảnăngcắt gọtcủa thépvàchúngđượcthêmmộtlượngđángkểvàocác loại11xx, 12xx,và12Lxx. Nhữngloạinày được sửdụnglàmcácchitiếtmáycórenyêucầusốlượng sảnxuấtlớn,nhưngkhôngphải chịuứngsuấtcaohoặcmàimòn.Trongmộtsốhợpkimkhác,cácnguyêntốnàyđược điều chỉnhxuốngmứcrấtthấp vìảnhhưởngcóhạicủachúng, nhưlàmtăngđộgiòn.
Nikencảithiệnđộdai, độthấmtôi, vàkhảnăngchốngănmòncủathépvàcótronghầu hếtcácthéphợpkim.Crôm cảithiện độthấmtôi,khảnăngchốngmòn,độbềnnhiệt.Vớihàm lượng cao,crômlàmkhảnăngchốngănmòntăngđángkể,được thảoluậntrongmụcthép khônggỉ.Môlipđencũngcảithiệnđộthấmtôi và tínhbềnnhiệt.
Chọnthépchomộtứngdụngcụthểphảithoảmãntínhkinhtếvàsựtốiưuvềđộbền, độdẻo,độdai,khảnănggiacông,vàkhảnăngtạo hình.Nên thamkhảoýkiếncácnhàluyện kim,kĩsưchế tạo,cácchuyêngianhiệt luyện.(xemthamkhảo4,14,16,và 24.)
Bảng2-4liệtkê mộtsốthépthôngdụngchocácchitiếtmáycùng nhữngứngdụngđiển hìnhcủacáchợpkim.Khichọnvậtliệubạnnênthamkhảoquyếtđịnhcủacácnhàthiếtkếcó kinh nghiệm.
Bảng 2-3 CácnhómhợpkimtronghệthốngđánhsốcủaAISI
10xx Thépcácbonthường:lượnghợpkimkhôngđángkểtrừcácbonvàmănggan;ít hơn1.0%mănggan.Cònđượcgọilànonresulfurized(khôngthêm lưuhuỳnh)
11xx Thépdễcắt:Cólưuhuỳnh (thườnglà0.10%)đểcảithiện khảnăng gia công
12xx Thépdễcắt:Cólưuhuỳnhvàphốtpho.Lượnglưuhuỳnhvàphốtphotănglên cảithiện khảnăng giacôngvàhoànthiệnbềmặt.
12Lxx Thépdễcắt:Chìđượcthêmvàothép12xxcảithiệnthêmnữakhảnăng giacông
13xx Thépmănggan:Khôngthêmlưuhuỳnh.Lượngmăngganxấpxỉ1.75%làmtăng độthấm tôi
15xx Thépcácbon:Khôngthêmlưuhuỳnh; cónhiềuhơn1.0%mănggan
23xx Thépniken:Trên danh nghĩalà3.5%Ni
25xx Thépniken:Trên danh nghĩalà5.0%Ni
31xx Thépniken-crôm:Trên danh nghĩalà1.25%Ni; 0.65%Cr
33xx Thépniken-crôm:Trên danh nghĩalà3.5%Ni;1.5% Cr
40xx Thépmôlipđen: 0.25%Mo
41xx Thépcrôm-môlipđen:0.95% Cr;0.2%Mo
43xx Thépniken-crôm-môlipđen:1.8%Ni;0.5%hoặc0.8%Cr;0.25%Mo
44xx Thépmôlipđen: 0.5%Mo
46xx Thépniken-môlipđen:1.8%Ni;0.25%Mo
48xx Thépniken-môlipđen:3.5%Ni;0.25%Mo
5xxx Thépcrôm:0.4% Cr
51xx Thépcrôm:Trêndanh nghĩalà0.8% Cr
51100 Thépcrôm:Trêndanh nghĩalà1.0% Cr;thépổtrục,1.0%C
52100 Thépcrôm:Trêndanh nghĩalà1.45%Cr;thép ổtrục,1.0%C
61xx Thépcrôm-vanađi:0.50%-1.10%Cr;0.15%V
86xx Thépniken-crôm-môlipđen:0.55%Ni;0.5% Cr;0.20%Mo
87xx Thépniken-crôm-môlipđen:0.55%Ni;0.5% Cr;0.25%Mo
92xx Thép silíc: 2.0%Si
93xx Thépniken-crôm-môlipđen:3.25%Ni;1.2% Cr;0.12%Mo
Bảng 2-4
Ứngdụngcủamộtsốloạithép
SốUNS
SốAISI
Cácứngdụng
G10150 1015 Cácchi tiếttấmđịnh hình; cácbộphậnmáy(cóthểthấmcácbon) G10300 1030 Đanăng;các chi tiếtdạngthanh,cầngạt,cácchitiếtnối,then G10400 1040 Trục,bánhrăng
G10800 1080 Lòxo;cácbộphậnmáynôngnghiệpchịumàimòn(răngcào,đĩa,
lưỡicày, răngmáygặt) G11120 1112 Cácchi tiếtcóren
G12144 12L14 Cácchi tiếtđòihỏikhảnănggiacôngtốt
G41400 4140 Bánhrăng,trục,chi tiếtrèn
G43400 4340 Bánhrăng,trục,cácchi tiếtđòi hỏiđộthấmtôicao. G46400 4640 Bánhrăng,trục,cam
G51500 5150 Cáctrụccỡlớn,lò xo,bánhrăng
G51601 51B60 Trục,lò xo, bánhrăngvớiđộthấmtôiđượcnângcao
G52986 E52100 Vòngổ,bi,biđũa(thép ổlăn) G61500 6150 Bánhrăng,chi tiếtrèn,trục,lò xo
G86500 8650 Bánhrăng,trục
G92600 9260 Lòxo
