Thép không gỉ 20X13
Th8
Thép không gỉ 20X13
Thép không gỉ 20X13 là gì?
Thép không gỉ 20X13 là một loại thép martensitic thuộc nhóm thép không gỉ có chứa khoảng 20% Crom (Cr) và 0.2% Cacbon (C). Đây là một mác thép được sử dụng phổ biến trong công nghiệp chế tạo và gia công cơ khí nhờ vào sự kết hợp giữa khả năng chịu ăn mòn, độ cứng cao và khả năng chịu mài mòn tốt. Thép 20X13 được xếp cùng nhóm với các loại thép không gỉ martensitic khác như 12X13, 30X13, SUS420, nhưng có hàm lượng Crom cao hơn nên khả năng chống ăn mòn vượt trội hơn, đồng thời có thể gia công nhiệt luyện để tăng độ cứng và độ bền cơ học.
Với tính chất cơ lý nổi bật, thép không gỉ 20X13 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất dao kéo, dụng cụ phẫu thuật, các chi tiết máy hoạt động trong môi trường có tính ăn mòn, các bộ phận chịu tải trọng lớn và ma sát cao. Bên cạnh đó, nhờ khả năng chịu nhiệt tốt, thép 20X13 còn được sử dụng trong các chi tiết động cơ, turbine và công nghiệp dầu khí.
Thành phần hóa học của thép không gỉ 20X13
Thành phần hóa học chính của thép không gỉ 20X13 thường bao gồm:
- Cacbon (C): 0.16 – 0.25% → tạo độ cứng và tăng độ bền kéo, đồng thời có thể điều chỉnh thông qua quá trình tôi ram.
- Crom (Cr): 19 – 21% → nguyên tố chính giúp tạo nên khả năng chống ăn mòn, chịu mài mòn và tăng độ cứng bề mặt.
- Mangan (Mn): ≤ 1.0% → tăng độ bền và độ cứng, cải thiện khả năng chống mài mòn.
- Silic (Si): ≤ 1.0% → tăng độ bền nhiệt, chống oxy hóa và cải thiện tính đúc.
- Niken (Ni): ≤ 0.6% → có tác dụng ổn định pha austenite, nhưng trong thép 20X13 thường ở mức thấp.
- Lưu huỳnh (S) và Phốt pho (P): ≤ 0.03% → hạn chế để giảm thiểu sự giòn gãy và tăng tính hàn.
Nhờ hàm lượng Crom cao (~20%), thép không gỉ 20X13 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với thép 12X13 hoặc 0Cr13, đồng thời vẫn giữ được độ cứng sau khi nhiệt luyện.
Tính chất cơ lý của thép không gỉ 20X13
Tính chất cơ học:
- Độ bền kéo (Tensile Strength): 650 – 800 MPa (sau nhiệt luyện có thể đạt 950 – 1100 MPa).
- Giới hạn chảy (Yield Strength): 350 – 500 MPa.
- Độ cứng (Hardness): 170 – 220 HB ở trạng thái ủ; sau khi tôi ram có thể đạt 45 – 50 HRC.
- Độ giãn dài (Elongation): 15 – 20%.
- Độ dai va đập: Trung bình, có thể giảm khi thép được tôi cứng quá mức.
Tính chất vật lý:
- Khối lượng riêng: 7.75 g/cm³.
- Nhiệt độ nóng chảy: 1450 – 1500°C.
- Độ dẫn nhiệt: 25 W/m.K (thấp hơn thép carbon).
- Điện trở suất: 0.6 µΩ.m.
- Hệ số giãn nở nhiệt: 10.4 µm/m.K (ở 20 – 100°C).
Tính chất chống ăn mòn:
- Khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường khí quyển, nước ngọt và một số môi trường axit loãng.
- Chống oxy hóa ở nhiệt độ lên đến 800°C.
- Không phù hợp cho môi trường axit mạnh (HCl, H2SO4) hoặc nước biển chứa nhiều ion Cl⁻ vì dễ bị rỗ và nứt ứng suất.
Ưu điểm của thép không gỉ 20X13
- Khả năng chống ăn mòn tốt trong nhiều môi trường khác nhau, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt, khí quyển công nghiệp và nước có tính ăn mòn nhẹ.
- Độ cứng và độ bền cao sau khi tôi ram, thích hợp cho các chi tiết chịu tải trọng lớn, chịu mài mòn.
- Khả năng chịu nhiệt ổn định, không bị oxy hóa ở nhiệt độ cao.
- Dễ dàng gia công cơ khí trước khi nhiệt luyện, có thể cắt gọt, phay, tiện, mài với độ chính xác cao.
- Ứng dụng đa dạng, từ dụng cụ cắt gọt, dao kéo, y tế cho đến các chi tiết trong công nghiệp năng lượng và dầu khí.
- Chi phí hợp lý so với các dòng thép không gỉ austenitic như 304, 316.
Nhược điểm của thép không gỉ 20X13
- Độ dai va đập kém hơn so với thép không gỉ austenitic (ví dụ như SUS304, SUS316).
- Khả năng hàn hạn chế, dễ bị nứt do hàm lượng C và Cr cao, cần kỹ thuật hàn chuyên dụng và xử lý nhiệt sau hàn.
- Không chống ăn mòn trong môi trường clorua mạnh, dễ bị ăn mòn rỗ và nứt ứng suất trong nước biển hoặc dung dịch chứa ion Cl⁻.
- Khó gia công sau khi nhiệt luyện vì thép trở nên rất cứng, đòi hỏi thiết bị và dao cụ chuyên dụng.
- Khả năng dẻo kém khi ở trạng thái tôi cứng.
Quy trình nhiệt luyện thép không gỉ 20X13
Quá trình nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ cứng, độ bền và khả năng chống ăn mòn của thép 20X13:
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 780 – 830°C.
- Làm nguội: Trong lò hoặc trong không khí.
- Mục đích: Giảm ứng suất nội, tăng độ dẻo và dễ gia công.
- Tôi (Quenching):
- Nhiệt độ: 1000 – 1050°C.
- Làm nguội: Trong dầu hoặc không khí.
- Mục đích: Tạo tổ chức martensite, tăng độ cứng.
- Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 200 – 600°C.
- Làm nguội: Trong không khí.
- Mục đích: Điều chỉnh độ cứng, tăng độ dai và ổn định kích thước.
Nhờ các bước nhiệt luyện này, thép 20X13 có thể đạt độ cứng 45 – 50 HRC, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chịu mài mòn cao.
Ứng dụng của thép không gỉ 20X13
Với sự kết hợp hài hòa giữa tính chống ăn mòn và cơ tính vượt trội, thép không gỉ 20X13 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
- Ngành cơ khí chế tạo:
- Dao cắt, kéo, dụng cụ gia công.
- Lò xo, trục, bánh răng chịu mài mòn.
- Ổ trục và chi tiết máy trong môi trường ăn mòn nhẹ.
- Ngành công nghiệp năng lượng:
- Cánh turbine, van, trục bơm.
- Các chi tiết trong nhà máy nhiệt điện, thủy điện.
- Ngành dầu khí và hóa chất:
- Van, bơm, ống dẫn hoạt động trong môi trường có tính ăn mòn.
- Bộ phận chịu tải trọng và nhiệt độ cao.
- Ngành y tế:
- Dao mổ, kéo y tế, dụng cụ phẫu thuật.
- Thiết bị y tế yêu cầu độ cứng và khả năng tiệt trùng.
- Ngành hàng không – vũ trụ:
- Chi tiết động cơ phản lực, cánh turbine nhỏ.
- Bộ phận chịu mài mòn và tải trọng lớn.
- Ngành sản xuất hàng tiêu dùng:
- Dao kéo gia dụng, kéo cắt may, dụng cụ cầm tay.
- Các bộ phận trang trí yêu cầu sáng bóng, chống gỉ.
Gia công CNC và chế tạo với thép không gỉ 20X13
- Gia công cắt gọt: Thép 20X13 dễ gia công hơn ở trạng thái ủ, sau khi tôi ram sẽ rất cứng, cần dao cụ hợp kim cứng hoặc gốm để gia công.
- Hàn: Khó hàn, cần kỹ thuật hàn TIG/MIG với kim loại phụ thích hợp và xử lý nhiệt sau hàn.
- Gia công nhiệt luyện: Có thể điều chỉnh độ cứng linh hoạt từ 200 HB đến 50 HRC, tùy theo yêu cầu sử dụng.
- Mài và đánh bóng: Bề mặt thép 20X13 có thể được đánh bóng gương, đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ cao trong y tế và hàng gia dụng.
Kết luận
Thép không gỉ 20X13 là một trong những loại thép martensitic được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp cơ khí và chế tạo. Với hàm lượng Crom cao, thép này không chỉ có khả năng chống ăn mòn tốt mà còn có thể nhiệt luyện để đạt độ cứng cao, đáp ứng được yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau từ công nghiệp nặng đến y tế và hàng tiêu dùng. Tuy nhiên, người sử dụng cần lưu ý đến hạn chế về khả năng hàn và tính dẻo của thép 20X13, đồng thời lựa chọn đúng quy trình nhiệt luyện để đạt được hiệu quả sử dụng tối ưu.
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 |
Tìm hiểu về Inox 1.3964
Tìm hiểu về Inox 1.3964 và Ứng dụng của nó Inox 1.3964 là gì? Inox [...]
Th5
Inox 329 Có Khả Năng Chịu Lực Va Đập Mạnh Không
Inox 329 Có Khả Năng Chịu Lực Va Đập Mạnh Không? 1. Vai trò của [...]
Th4
Inox SUS329J1 Là Gì
Inox SUS329J1 Là Gì? Thành Phần, Tính Chất Và Ứng Dụng Inox SUS329J1 là một [...]
Th4
Chọn Mua Inox X2CrMnNiMoN21-5-3 Ở Đâu Tại Việt Nam
Chọn Mua Inox X2CrMnNiMoN21-5-3 Ở Đâu Tại Việt Nam? Inox X2CrMnNiMoN21-5-3 là một vật liệu [...]
Th3
Inox X2CrNiN23-4 Có Thể Chịu Nhiệt Ở Mức Bao Nhiêu Độ C
Inox X2CrNiN23-4 Có Thể Chịu Nhiệt Ở Mức Bao Nhiêu Độ C Inox X2CrNiN23-4, với [...]
Th3
Inox 303 Có Chống Gỉ Sét Tốt Không
Inox 303 Có Chống Gỉ Sét Tốt Không? Inox 303 là một trong những loại [...]
Th4
