Vật liệu SAE loại 631
Th11
Vật liệu SAE loại 631
Vật liệu SAE loại 631 là một loại thép không gỉ hóa bền kết tủa có khả năng đạt cơ tính rất cao nhờ quá trình xử lý nhiệt đặc thù. Mác thép này được thiết kế để cung cấp độ bền lớn, độ cứng cao và khả năng chống ăn mòn ổn định, thích hợp cho các chi tiết chịu tải, lò xo công nghiệp và linh kiện đòi hỏi độ đàn hồi vượt trội. Nhờ khả năng ổn định kích thước tốt, SAE 631 được ưa chuộng trong các lĩnh vực kỹ thuật có yêu cầu chính xác cao.
Vật liệu SAE loại 631 thường được biết đến dưới tên thương mại quen thuộc là SUS 631 hoặc 17-7 PH. Đây là thép không gỉ bán austenit, có khả năng biến đổi cấu trúc khi nhiệt luyện, giúp tăng cơ tính mạnh mẽ nhưng vẫn giữ được khả năng chống oxy hóa tốt trong nhiều môi trường. Việc kết hợp giữa Cr – Ni – Al mang lại khả năng hóa bền vượt trội, giúp mác thép này hoạt động hiệu quả trong các điều kiện cơ học khắc nghiệt.
Vật liệu SAE loại 631 là gì?
Vật liệu SAE loại 631 là thép không gỉ thuộc nhóm hóa bền kết tủa (Precipitation Hardening – PH). Trong trạng thái ban đầu, vật liệu có cấu trúc austenit; khi được biến dạng hoặc xử lý nhiệt thích hợp, cấu trúc này chuyển sang martensit, giúp thép tăng đáng kể độ bền và độ cứng. Đây là đặc tính quan trọng giúp SAE 631 trở thành lựa chọn lý tưởng cho các chi tiết đàn hồi, lò xo và màng kim loại trong thiết bị công nghiệp.
SAE 631 nổi bật nhờ khả năng giữ cứng ổn định ở nhiệt độ trung bình, chống ăn mòn vừa phải và ít bị biến dạng sau khi xử lý nhiệt. Đặc tính này khiến vật liệu phù hợp với những ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và độ tin cậy lâu dài.
Thành phần hóa học của vật liệu SAE loại 631
Bảng: Thành phần hóa học SAE loại 631 (% khối lượng)
| Nguyên tố | Hàm lượng |
|---|---|
| C | ≤ 0.09% |
| Mn | ≤ 1.00% |
| Si | ≤ 1.00% |
| Cr | 16.0 – 18.0% |
| Ni | 6.5 – 7.75% |
| Al | 0.75 – 1.50% |
| P | ≤ 0.040% |
| S | ≤ 0.030% |
| Fe | Còn lại |
Thành phần gồm Cr – Ni – Al tạo ra khả năng hóa bền kết tủa mạnh mẽ. Nguyên tố Al đóng vai trò trọng yếu trong việc hình thành các pha kết tủa giúp nâng cao cơ tính cho vật liệu SAE loại 631.
Tính chất cơ lý của vật liệu SAE loại 631
Tính chất cơ lý của SAE 631 thay đổi phụ thuộc vào từng trạng thái xử lý nhiệt. Cơ tính tăng mạnh khi vật liệu trải qua các giai đoạn RH, TH hoặc CH, đặc biệt là ở Condition TH1050.
Bảng: Cơ tính SAE loại 631 ở các trạng thái
| Tính chất | Condition A | Condition RH | Condition TH1050 |
|---|---|---|---|
| Độ bền kéo (MPa) | ~ 1030 | 1170 – 1240 | 1310 – 1515 |
| Giới hạn chảy (MPa) | ~ 690 | 965 – 1100 | 1170 – 1310 |
| Độ giãn dài (%) | 12 – 15 | 8 – 10 | 6 – 9 |
| Độ cứng (HRC) | ~ 34 | 38 – 42 | 41 – 47 |
Nhờ khả năng tăng độ cứng mạnh, vật liệu SAE loại 631 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất lò xo chịu tải và các chi tiết yêu cầu tính đàn hồi cao.
Ưu điểm của vật liệu SAE loại 631
Vật liệu SAE loại 631 mang đến nhiều ưu điểm nổi bật, đáp ứng tốt nhu cầu trong các ứng dụng công nghiệp:
- Độ bền kéo và giới hạn chảy cao sau hóa bền.
- Độ đàn hồi vượt trội, phù hợp cho các chi tiết lò xo và bộ phận đàn hồi.
- Khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép martensit truyền thống.
- Ổn định kích thước sau xử lý nhiệt, ít biến dạng.
- Có thể gia công tạo hình dễ dàng ở Condition A.
- Hiệu suất làm việc tốt trong môi trường có nhiệt độ từ –100°C đến khoảng 425°C.
Nhược điểm của vật liệu SAE loại 631
Dù có nhiều ưu điểm quan trọng, vật liệu SAE loại 631 vẫn tồn tại một số hạn chế:
- Khó gia công hơn so với các thép không gỉ austenit như 304 hoặc 316.
- Khả năng chống ăn mòn trong môi trường chứa chloride chưa tối ưu.
- Yêu cầu quy trình xử lý nhiệt phức tạp, đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ.
- Giá thành cao hơn các vật liệu thép lò xo thông thường.
So sánh vật liệu SAE loại 631 với các vật liệu khác
Bảng: So sánh SAE 631 với 17-4 PH và Inox 301
| Tiêu chí | SAE 631 | 17-4 PH | Inox 301 |
|---|---|---|---|
| Độ bền sau hóa bền | Rất cao | Rất cao | Khá cao |
| Độ đàn hồi | Rất cao | Trung bình | Cao |
| Chống ăn mòn | Tốt | Tốt | Trung bình |
| Khả năng gia công | Tốt ở Condition A | Trung bình | Tốt |
| Độ cứng tối đa | 47 HRC | 44 HRC | 40 HRC |
| Ứng dụng chính | Lò xo, màng đàn hồi | Trục, turbine | Tấm lò xo, chi tiết nhẹ |
Qua bảng trên có thể thấy vật liệu SAE loại 631 vượt trội trong các ứng dụng đòi hỏi độ đàn hồi cao, trong khi 17-4 PH lại phù hợp cho các chi tiết chịu lực lớn.
Ứng dụng của vật liệu SAE loại 631
Vật liệu SAE loại 631 được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các lĩnh vực tiêu biểu gồm:
- Sản xuất lò xo chịu tải, lò xo nhiệt độ cao và lò xo chính xác.
- Chế tạo màng đàn hồi dùng trong van, cảm biến và hệ thống điều khiển.
- Linh kiện trong hàng không, công nghiệp năng lượng và thiết bị điều khiển.
- Bộ phận cơ khí chính xác cần độ ổn định kích thước cao.
- Thiết bị công nghiệp đòi hỏi độ bền mỏi và độ cứng cao.
- Các bộ phận chịu tác động của môi trường ăn mòn nhẹ.
Nhờ sự ổn định và độ tin cậy cao, SAE 631 là vật liệu quan trọng trong các bộ phận làm việc liên tục hoặc chịu ứng suất cao trong thời gian dài.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu SAE loại 631
- Condition A – Ủ ổn định
- Nhiệt độ: 1040 – 1060°C
- Làm nguội bằng không khí
- Mục đích: Tăng khả năng gia công và chuẩn bị cho bước nhiệt luyện tiếp theo.
- Condition RH – Tạo martensit bằng gia nhiệt thấp
- Nhiệt độ: 175 – 195°C trong khoảng 90 phút
- Chuyển đổi cấu trúc từ austenit sang martensit.
- Condition TH1050 – Hóa bền kết tủa mạnh nhất
- Gia nhiệt 1040°C
- Làm nguội không khí
- Tiếp tục hóa già ở 565°C trong 90 phút
- Tạo ra cơ tính cao nhất với độ cứng vượt 45 HRC.
Quy trình này giúp tối ưu hóa khả năng chịu tải, độ bền và độ đàn hồi của vật liệu SAE 631.
Khả năng gia công của vật liệu SAE loại 631
Vật liệu SAE 631 dễ gia công nhất khi ở Condition A. Ở trạng thái này, cấu trúc vật liệu còn mềm và không gây mài mòn dụng cụ nhiều. Sau khi hóa bền, độ cứng tăng cao khiến việc tiện, phay trở nên khó hơn; do đó phần lớn chi tiết phải được gia công trước khi chuyển sang các trạng thái RH hoặc TH.
Các phương pháp gia công phù hợp gồm:
- Tiện dao carbide tốc độ thấp.
- Dập nguội cho chi tiết lò xo và màng kim loại.
- Cắt laser cho vật liệu dạng tấm mỏng.
- Mài chính xác cho các chi tiết yêu cầu dung sai nhỏ.
Kết luận
Vật liệu SAE loại 631 là dòng thép không gỉ hóa bền kết tủa có đặc tính cơ học vượt trội, khả năng đàn hồi rất cao và chống ăn mòn ở mức khá tốt. Nhờ sự kết hợp giữa Cr – Ni – Al, mác thép này mang đến độ cứng mạnh mẽ sau xử lý nhiệt, đồng thời giữ ổn định kích thước tuyệt vời. SAE 631 đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, độ bền mỏi lớn và khả năng đàn hồi vượt trội. Đây là một trong những vật liệu quan trọng nhất trong sản xuất lò xo công nghiệp và linh kiện cơ khí chính xác.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
| Họ và Tên | Nguyễn Đức Bốn |
| Số điện thoại - Zalo | 0909.246.316 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |
Thép 1.4539
Thép 1.4539 Thép 1.4539 là gì? Thép 1.4539 là một loại thép không gỉ austenitic [...]
Th9
Láp Tròn Đặc Inox 201 Phi 52
Láp Tròn Đặc Inox 201 Phi 52 – Đặc Điểm, Ứng Dụng Và Giá Bán [...]
Th4
Thép 1.4371
Thép 1.4371 Thép 1.4371 là gì? Thép 1.4371 là một loại thép không gỉ duplex [...]
Th9
Tìm hiểu về Inox 06Cr17Ni12Mo2
Tìm hiểu về Inox 06Cr17Ni12Mo2 và Ứng dụng của nó Inox 06Cr17Ni12Mo2 là gì? Inox [...]
Th5
Vật liệu SUS310S
Vật liệu SUS310S SUS310S là gì? SUS310S là một loại thép không gỉ austenitic chịu [...]
Th10
Hợp Kim Đồng CuCr1Zr
Hợp Kim Đồng CuCr1Zr Hợp Kim Đồng CuCr1Zr là gì? Hợp Kim Đồng CuCr1Zr là [...]
Th11
