Thép công cụ cứng như thế nào? Sự cân bằng giữa độ cứng và độ dẻo dai

Sau khi xử lý nhiệt, độ cứng của thép dụng cụ có thể đạt tới 50–70 HRC. Ở trạng thái ủ, thép dụng cụ thường có độ cứng là 150–250 HB, dễ gia công thêm. Độ cứng chính xác của nó phụ thuộc vào loại thép công cụ cụ thể và quá trình xử lý nhiệt mà nó trải qua.

Thép công cụ nổi bật với độ cứng ấn tượng, lý tưởng cho các công cụ cắt, khuôn mẫu và các ứng dụng hiệu suất cao khác. Tại SteelPro Group, chúng tôi chuyên cung cấp thép công cụ ở cả điều kiện ủ và tôi trước.

Thép công cụ cứng đến mức nào?

Thép công cụ cứng hơn nhiều so với thép mềm hoặc thép kết cấu. Thép này cần độ cứng này để xử lý các công việc khó khăn như cắt và định hình dưới áp suất cao và mài mòn. Do hiệu suất cao, thép công cụ gia công thường được thực hiện ở trạng thái ủ để đảm bảo khả năng gia công tốt hơn. Độ cứng cao của thép cũng có nghĩa là thép có thể giòn nếu không được tôi luyện đúng cách. 

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ cứng của thép dụng cụ?

Cacbon và các nguyên tố hợp kim

Hàm lượng cacbon cao hơn trong thép công cụ cho phép hình thành các cacbua cứng, giúp tăng khả năng chống mài mòn và độ cứng tổng thể. Các nguyên tố hợp kim như crom, vonfram và molypden làm tăng thêm độ cứng bằng cách tinh chỉnh cấu trúc vi mô của thép và thúc đẩy sự hình thành các cacbua.

Các nguyên tố này cũng cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt, giúp thép công cụ phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Quy trình xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt thép công cụ là điều cần thiết để thay đổi độ cứng cho phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Các quy trình chính bao gồm:

Ủ

Ở trạng thái này, thép có độ cứng thấp hơn, thường vào khoảng 150–250 HB.

Ủ giúp cấu trúc bên trong của thép thư giãn, giảm ứng suất và giúp định hình và gia công dễ dàng hơn. Nó cũng cải thiện độ dẻo của thép, điều này rất quan trọng trước khi tôi hoặc xử lý thêm.

Làm cứng

Trong quá trình làm cứng và làm nguội, thép dụng cụ tạo thành martensit, một cấu trúc vi mô cứng và giòn, làm tăng độ cứng lên 50–70 HRC hoặc cao hơn.

• Làm nguội bằng nước: Làm nguội trong nước rất nhanh và tạo ra thép rất cứng, thường vào khoảng 55–70 HRC, nhưng có thể gây ra vết nứt do làm nguội nhanh.
• Làm nguội bằng dầu: Làm nguội trong dầu chậm hơn làm nguội trong nước và làm cho độ cứng giảm đi một chút, nhưng nó làm giảm nguy cơ nứt trong khi vẫn tạo ra thép cứng.
• Làm nguội bằng không khí: Phương pháp này sử dụng không khí để làm nguội thép từ từ, tạo ra độ cứng vừa phải, thường là khoảng 50–60 HRC, với ít nguy cơ nứt hơn.

Làm nguội

Quá trình tôi luyện làm giảm độ giòn bằng cách thay đổi cấu trúc martensite cứng thành cấu trúc ổn định hơn. Quá trình này giúp giảm ứng suất bên trong, khiến thép ít có khả năng bị nứt trong khi vẫn giữ được độ bền. Nó làm cho thép cứng hơn và bền hơn để sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

Độ cứng của các loại thép công cụ khác nhau

Thép công cụ được chia thành sáu loại chính dựa trên đặc điểm xử lý nhiệt và hiệu suất. Mỗi loại có phạm vi độ cứng điển hình ở các giai đoạn khác nhau. Dưới đây là tóm tắt dữ liệu độ cứng cho từng loại:

Loại thép công cụ cứng nhất là gì?

Loại thép công cụ cứng nhất là Thép tốc độ cao (HSS), đặc biệt Dòng M Và Dòng T thép. Những loại thép này có thể đạt đến mức độ cứng 65–70 HRC, làm cho chúng có khả năng chống mài mòn cao và chịu được nhiệt độ cao. Chúng lý tưởng để cắt các công cụ như mũi khoan và dao phay.

Làm thế nào để kiểm tra độ cứng của thép công cụ?

Nếu bạn muốn xác nhận độ cứng của thép dụng cụ, chúng tôi có một số phương pháp được khuyến nghị:

Sử dụng máy kiểm tra độ cứng Rockwell

Phương pháp phổ biến nhất. Một viên bi kim cương hoặc thép được ép vào bề mặt thép và đo độ sâu của vết lõm. Đối với thép công cụ, HRC được sử dụng.

Sử dụng máy đo độ cứng Brinell

Một quả bóng thép lớn tạo ra một vết lõm và kích thước được đo để xác định độ cứng

Sử dụng máy đo độ cứng Vickers

Một đầu kim tự tháp kim cương được ấn vào thép và kích thước của vết lõm được đo dưới kính hiển vi. Nó lý tưởng cho các mẫu nhỏ hoặc mỏng.

Cân bằng độ cứng và độ dai của thép công cụ

Nếu thép quá cứng, nó có thể trở nên giòn và vỡ dưới áp lực. Vậy, thép công cụ cân bằng độ cứng và độ dẻo dai như thế nào?

Chìa khóa là hàm lượng cacbon. Thép công cụ với carbon thấp hơn, giống H13, bền và có khả năng chống gãy nhưng vẫn đủ cứng để sử dụng trong hầu hết các trường hợp.

Cũng, nguyên tố hợp kim giống crom Và molypden cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt mà không làm thép quá giòn. Các nguyên tố này giúp tạo thành cacbua cứng chống mài mòn trong khi vẫn giữ cho thép đủ cứng để chịu được ứng suất.

Ngoài ra, quá trình tôi luyện còn giúp cân bằng những tính chất này.

Chọn độ cứng phù hợp cho thép công cụ của bạn

Việc lựa chọn độ cứng phù hợp cho thép công cụ của bạn là rất quan trọng để đảm bảo nó hoạt động tốt cho nhu cầu của bạn. Bây giờ là lúc nghĩ về việc thép sẽ được sử dụng vào mục đích gì.

• Đối với dụng cụ cắt (ví dụ: máy khoan, lưỡi dao): Đối với các công cụ cần phải giữ sắc bén, hãy chọn thép có độ cứng khoảng 60–70 HRC (giống như Thép tốc độ cao).
• Dành cho khuôn và khuôn dập: Nếu bạn cần thép cho khuôn hoặc khuôn đúc chịu áp lực, hãy chọn độ cứng khoảng 55–65 HRC (giống như Thép công cụ gia công nguội).
• Đối với các công cụ tác động (ví dụ, búa, đục): Nếu thép sẽ chịu được nhiều tác động, hãy chọn loại thép có độ cứng thấp hơn nhưng độ dẻo dai cao hơn, khoảng 50–60HRC (giống như Thép công cụ chống sốc).

Nếu bạn vẫn chưa chắc chắn nên chọn loại nào, hãy liên hệ với chúng tôi! Chúng tôi có thể giúp bạn chọn loại thép công cụ tốt nhất cho nhu cầu của bạn.

Giải pháp và dịch vụ thép công cụ của chúng tôi

SteelPro Group cung cấp nhiều loại thép công cụ, bao gồm các loại như Thép tốc độ cao M2, Thép dụng cụ gia công nguội D2và Thép chống sốc S7. Chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ gia công để đáp ứng chính xác nhu cầu của bạn và có thể hỗ trợ xử lý nhiệt hoặc tôi luyện.

Hãy để chúng tôi giúp bạn tìm vật liệu phù hợp cho công việc.