Thép gió là gì? Độ cứng và ứng dụng của thép gió

Tháng Mười 27, 2023

Đối với những người làm trong ngành công nghiệp chế tạo, xây dựng thì không còn xa lạ với thép gió, nhưng với chúng ta có lẽ nó vẫn còn quá mới mẻ. Chính vì vậy, bài viết hôm nay mời các bạn cùng Phế Liệu VN tìm hiểu chi tiết về loại thép này nhé.

1. Thép gió là gì?

Thép gió còn được gọi là thép cắt nhanh, đây là một loại thép dụng cụ với khả năng đặc biệt là tôi (nhiệt luyện) được trong gió. Hiện nay, thép gió được chia làm 2 nhóm chính là thép có năng suất cao và thép có năng suất thường.

Thép gió là gì?

Nhóm thép có năng suất cao: Đây là các thép chứa cacbon và một lượng vanadi khá cao: P6M5K5, P9M4K8, P9K5, P9K10, P10K5Փ5, P18K5Փ2. Chúng có độ cứng lớn và khả năng chống mài mòn cao, tuy nhiên độ bền; độ dẻo thấp.

Khả năng duy trì nhiệt độ thép có năng suất cao ở khoảng 6.500 độ C và độ cứng dao động 64 – 65 HRC.

Nhóm thép có năng suất thường: Nhóm thép này gồm các thép vonfram (P18,P12,P9,P9Co5) và thép Vonfram-molipđen (P6M3,P6M5) có khả năng duy trì nhiệt độ làm việc đến 6200C và độ cứng không thấp hơn 58HRC.

Tìm hiểu thêm: Công ty thu mua phế liệu sắt

2. Thành phần hóa học của thép gió

Tính chất đặc biệt của thép gió là khả năng tôi trong gió. Các thành phần nguyên tố có trong loại hợp kim này đóng vai trò như sau:

  • Cacbon: Dao động từ 0,7 – 1,5%, nó đóng vai trò hòa tan và kết hợp với mactenxit để tạo thành cacbit mạnh.
  • Crom: Nó dao động trong khoảng 3,8 – 4,4%, crom có tác dụng hỗ trợ tăng độ thấm nhiệt luyện. Khi thành phần này kết hợp với Molypden, Wolfram và Vanadi > 15% sẽ giúp cho loại thép này có khả năng tự tôi phân cấp hoặc tôi thiết thâu với thiết diện bất kỳ.
  • Wolfram, Molypden: Chiếm tỷ lệ khá cao, hơn 10%
  • Vanadi: Hầu hết tất cả các loại thép gió đều có hàm lượng V > 1%, khi tăng hàm lượng nguyên tố này thì khả năng chống mài mòn cũng tăng lên.
  • Coban: Hàm lượng không vượt quá 5%, nguyên tố này hòa tan vào sắt ở dạng dung dịch rắn giúp tăng tính cứng của thép gió. 

Như vậy có thể thấy thép gió được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau. Chính điều này đã tạo nên một vật liệu chất lượng với tính cứng cao, chịu nóng cực tốt.

Tìm hiểu thêm: Hợp kim là gì? Tính chất, ứng dụng và phân loại

3. Ưu nhược điểm của thép gió

Như chúng tôi đã cung cấp ở trên, thép gió được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế tạo, xây dựng, bởi loại thép này có những ưu điểm nổi bật như:

Độ cứng cực cao: Thép sở hữu một độ cứng đạt tiêu chuẩn. Sau quá trình nhiệt luyện, độ cứng thậm chí có thể lên đến 65 – 70HRC. Vì vậy những loại dụng cụ có yêu cầu cao về độ cứng thì nên chọn loại thép này.

Khả năng chống mài mòn: Ưu điểm tiếp theo của thép gió là khả năng chống mài mòn, chống lại những tác động đến từ môi trường bên ngoài. Vì vậy, các sản phẩm được làm từ vật liệu thép gió thường có tuổi rất cao.

Khả năng chịu nhiệt cao: Thép có khả năng chịu đựng được nhiệt độ cực cao. Vì vậy, đây là một loại nguyên liệu rất phù hợp để sử dụng trong các nhà máy, công xưởng,…

HSS có độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cực tốt

Bên cạnh nhiều ưu điểm tuyệt vời trên thì thép gió cũng có một số hạn chế không quá lớn như dễ bị cùn nếu sử dụng sai cách. Do đó bạn chỉ cần tìm hiểu và sử dụng đúng cách sẽ phát huy tốt các thế mạnh của vật liệu này.

4. Độ cứng của thép gió như thế nào?

Ở nhiệt độ phòng và đã qua xử lý nhiệt, các loại thép giờ thường có độ cứng cao (trên 60 HRC) và khả năng chống mài mòn tốt hơn với thép cacbon và thép thông thường.

Độ cứng nguội của thép gió (SKH51,SKH59,SKH9) (là vào khoảng 9 ~ 14 HRC.

Độ cứng của thép gió SKH51 đạt tới HRC 62 ~ 64 sau khi đã xử lí nhiệt (xln) chân không hay còn gọi là nhiệt luyện.

Còn bạn muốn đạt tới độ cứng cao hơn HRC 65 ~ 67 thì phải chọn mác thép SKH 59 sau khi xln mới đạt tới.

5. Quy trình nhiệt luyện thép gió chất lượng cao

Thép gió được tạo ra như thế nào? Đây là vấn đề được rất nhiều bạn đọc quan tâm. Nhiệt luyện thép gió gồm 2 quá trình gồm tôi và ram: Dưới đây là quy trình nhiệt luyện thép gió mà chúng tôi tổng hợp được, các bạn có thể tham khảo.

  • Bước 1: Bước đầu tiên trong quá trình nhiệt luyện thép gió là nung phân cấp lần lượt ở hai nhiệt độ là 4.500 độ C và 8.500 độ C trong thời gian khoảng 1,4 phút/mm chiều dày. Một lưu ý nhỏ trong bước này là trong quá trình nung phân cấp cần chú ý tới việc cấp thoát cacbon cũng như môi trường chống oxy hóa.
  • Bước 2: Tiếp tục nung và tôi ở nhiệt độ phân cấp 1.260 độ C và 12.800 độ C với thời gian tương ứng là 1 phút/mm độ dày. Việc nung này có tác dụng làm bão hòa Austenite với Crom.
  • Bước 3: Tiếp đến là những dụng cụ nhỏ sau khi nung sẽ được làm nguội trong không khí, còn dụ cụ lớn hơn sẽ được làm nguội trong dầu. Các dụng cụ này sẽ được tôi phân cấp trong nhiệt độ từ 500 – 5.500 độ C. Việc làm nguội này sẽ giúp hạn chế tối đa việc biến dạng thép thành phẩm.
  • Bước 4: Tới bước này, thép vẫn chưa đạt được độ cứng tối đa bởi hàm lượng Cacbit và Mactenxit sơ cấp vẫn còn chứa tới 405 Austenite. Vì vậy sẽ chuyển sang ram thép.

Quá trình này đóng vai trò làm mất ứng suất ở bên trong. Đồng thời, tăng độ cứng và sẽ khử bỏ Austenit dư. Thông thường, quá trình ram từ 2 – 4 lần với nhiệt độ từ  550 – 570 độ C. Điều này giúp cho thép chuyển biến hết Austenit dư còn lại.

6. Ứng dụng của thép gió trong sản xuất

Do có độ cứng cao đạt ở mức tiêu chuẩn nên thép gió được ứng dụng chủ yếu trong chế tạo các dụng cụ cắt gọt, là loại thép làm dao có năng suất cao. Tuy nhiên giá thành của sản phẩm sẽ hơi cao.

Thép gió được ứng dụng làm mũi khoan cắt gọt,…

Ngoài ra, thép gió còn dùng chế tạo các mũi khoan thép cường độ cao, dùng làm các dụng cụ cắt lớn, hình dạng phức tạp, điều kiện cắt nặng với năng suất cao (tốc độ lớn) và tuổi thọ cao.

Tại thị trường Việt Nam, các loại thép gió thường khó tìm mua bởi giá thành của chúng khá cao. Vì vậy bạn có thể lựa chọn mua từ những công ty nhập khẩu trực tiếp từ nước ngoài.

7. Phế liệu của thép gió sẽ được xử lý như thế nào?

Mặc dù có các sản phẩm được làm từ vật liệu thép gió có độ bền cao nhưng cũng giống như các loại kim loại khác, sau một thời gian sử dụng nó cũng sẽ bị hỏng hóc và trở thành phế liệu. Vậy phế liệu của thép gió sẽ được xử lý như thế nào?

Thép gió có giá thành cao nên nếu vứt chúng đi thì rất lãng phí và còn có thể gây ô nhiễm môi trường (phải cần rất nhiều thời gian những vật liệu này mới có thể phân hủy). Chính vì vậy thay vì vứt đi thì bạn nên bán chúng cho các cơ sở thu mua phế liệu về tái chế lại. Hiện phế liệu thép gió được các cơ sở thu mua với giá rất cao.

Hy vọng qua bài viết này các bạn sẽ biết thêm về thép gió và ứng dụng của thép gió trong sản xuất cơ khí. Các bạn nếu có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì có thể để lại bình luận phía dưới bài viết. Hẹn gặp các bạn ở các bài viết tiếp theo.

Đánh giá bài viết
Nguyễn Thành Công
Contact Me on Zalo
0966.660.779