Vật liệu 12Cr12
Vật liệu 12Cr12 là gì?
Vật liệu 12Cr12 là một loại thép không gỉ martensitic có hàm lượng crôm khoảng 12%, được sản xuất theo tiêu chuẩn GB/T của Trung Quốc. Đây là thép martensitic tương đương với các loại thép như X12Cr13 (EN), SUS420J2 (JIS), 420 (AISI/ASTM).
12Cr12 được biết đến với khả năng chống mài mòn tốt, độ cứng cao và độ bền cơ học ổn định, đặc biệt sau khi thực hiện quy trình nhiệt luyện thích hợp. Vật liệu này thường được sử dụng trong dao kéo, lưỡi cắt, trục, khuôn mẫu và các chi tiết máy chịu mài mòn, nơi đòi hỏi độ bền cao và khả năng duy trì cạnh sắc của chi tiết.
Đặc trưng nổi bật của 12Cr12 là sự cân bằng giữa độ cứng, độ bền và khả năng chống ăn mòn vừa phải, làm cho vật liệu này trở thành lựa chọn phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo và công nghiệp nặng.
Thành phần hóa học của Vật liệu 12Cr12
Thành phần hóa học điển hình của 12Cr12 (% khối lượng) theo tiêu chuẩn GB/T:
- C (Carbon): 0,15 – 0,25%
- Si (Silicon): 0,17 – 0,37%
- Mn (Mangan): 0,30 – 0,60%
- Cr (Crôm): 11,5 – 13,5%
- P (Phốt pho): ≤ 0,030%
- S (Lưu huỳnh): ≤ 0,020%
- Ni (Niken): ≤ 0,50%
Vai trò của các nguyên tố hợp kim
- Carbon (C): là yếu tố chính tạo độ cứng và tăng độ bền kéo sau quá trình tôi và ram, đồng thời làm giảm độ dẻo của thép.
- Chromium (Cr): tạo thành lớp oxit bảo vệ bề mặt, giúp chống oxi hóa và ăn mòn vừa phải, đồng thời tăng khả năng chịu nhiệt.
- Silicon (Si): cải thiện khả năng khử oxy trong quá trình sản xuất, tăng độ bền nhiệt và độ ổn định của tổ chức thép.
- Mangan (Mn): tăng độ bền, cải thiện độ dai và khả năng hàn của thép.
- Lưu huỳnh (S): cải thiện khả năng gia công cơ khí, tăng khả năng cắt gọt, nhưng làm giảm độ dai.
Tính chất cơ lý của Vật liệu 12Cr12
Tính chất cơ học
- Độ bền kéo (Rm): 600 – 850 MPa
- Giới hạn chảy (Rp0.2): 350 – 550 MPa
- Độ giãn dài (A5): 12 – 20%
- Độ dai va đập (KV Charpy): 20 – 35 J
- Độ cứng (HRC): 45 – 52 HRC (sau nhiệt luyện thích hợp)
Tính chất vật lý
- Khối lượng riêng: 7,75 g/cm³
- Độ dẫn nhiệt: 24 – 27 W/m·K
- Điện trở suất: 0,55 µΩ·m
- Nhiệt độ làm việc tối đa: 500 – 600°C
- Từ tính: Có từ tính (thuộc nhóm martensitic)
Đặc điểm nổi bật
- Chống mài mòn tốt, thích hợp cho các chi tiết cơ khí và công cụ cắt.
- Khả năng giữ cạnh cắt tốt, phù hợp với dao, kéo, lưỡi cắt và khuôn mẫu.
- Tính chất cơ học ổn định, giữ được độ bền và độ cứng lâu dài sau nhiệt luyện.
- Dễ đánh bóng và hoàn thiện bề mặt, đáp ứng yêu cầu công nghiệp chế tạo chi tiết chính xác.
Ưu điểm của Vật liệu 12Cr12
- Độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt.
- Độ bền cơ học vượt trội, chịu tải và va đập tốt.
- Chịu nhiệt vừa phải, ổn định trong môi trường làm việc 500 – 600°C.
- Gia công và nhiệt luyện linh hoạt, có thể điều chỉnh độ cứng và độ dai theo yêu cầu.
- Giá thành hợp lý, dễ cung ứng và phổ biến trên thị trường.
Nhược điểm của Vật liệu 12Cr12
- Khả năng chống ăn mòn hạn chế, đặc biệt trong môi trường clorua hoặc axit mạnh.
- Độ dai thấp hơn thép austenitic, dễ giòn nếu nhiệt luyện không đúng quy trình.
- Khó hàn, cần gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn để tránh nứt.
- Khó gia công khi đã tôi cứng, đòi hỏi dụng cụ hợp kim cứng và kỹ thuật chuyên dụng.
Quy trình nhiệt luyện Vật liệu 12Cr12
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 750 – 800°C
- Làm nguội trong lò để giảm ứng suất và cải thiện khả năng gia công cơ khí.
- Tôi (Hardening):
- Nhiệt độ: 980 – 1050°C
- Làm nguội trong dầu hoặc khí để tạo tổ chức martensitic cứng, tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn.
- Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 200 – 600°C tùy ứng dụng.
- Ram thấp (200 – 300°C) giữ độ cứng cao, chống mài mòn.
- Ram cao (500 – 600°C) tăng độ dai, giảm giòn và cải thiện độ bền nhiệt.
Gia công cơ khí Vật liệu 12Cr12
- Tiện, phay, khoan: dễ thực hiện khi thép ở trạng thái ủ, khó hơn sau khi tôi.
- Mài: áp dụng sau nhiệt luyện để đạt độ chính xác và bề mặt bóng mịn.
- Hàn: hạn chế, cần kỹ thuật hàn martensitic đặc biệt, gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn.
- Rèn: tiến hành ở 1100 – 1200°C, làm nguội chậm để tránh ứng suất dư.
Ứng dụng của Vật liệu 12Cr12
- Ngành cơ khí chế tạo:
- Trục, bánh răng, bulông, đai ốc chịu tải.
- Dao cắt, kéo, lưỡi dao công nghiệp.
- Ngành khuôn mẫu:
- Khuôn dập, khuôn ép nhựa, khuôn kim loại chịu mài mòn.
- Ngành năng lượng và hóa chất:
- Cánh turbine, trục máy, chi tiết chịu tải và ma sát cao.
- Van, bơm chịu áp suất vừa phải.
- Ngành y tế và thực phẩm:
- Dụng cụ cắt công nghiệp, dao, kéo, lưỡi cắt.
- Ngành hàng hải và đóng tàu:
- Chi tiết chịu mài mòn trong môi trường ít ăn mòn, bề mặt tiếp xúc với nước biển.
So sánh Vật liệu 12Cr12 với các thép khác
Thuộc tính | 1Cr12 | 2Cr13 | 12Cr12 | SUS304 |
---|---|---|---|---|
Cr (%) | 11 – 13 | 12 – 14 | 11,5 – 13,5 | 18 – 20 |
C (%) | 0,10 – 0,20 | 0,16 – 0,25 | 0,15 – 0,25 | ≤0,08 |
Độ cứng HRC | 35 – 45 | 45 – 52 | 45 – 52 | ≤20 |
Chống ăn mòn | Trung bình | Tốt hơn 1Cr12 | Tương tự 2Cr13 | Cao |
Chịu nhiệt | 500 – 600°C | 500 – 600°C | 500 – 600°C | 400°C |
Từ tính | Có | Có | Có | Không |
Thị trường tiêu thụ Vật liệu 12Cr12
12Cr12 được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo cơ khí, công nghiệp dao kéo, khuôn mẫu, trục và bánh răng chịu mài mòn.
Nguồn cung: Trung Quốc, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc.
Thị trường Việt Nam tiêu thụ 12Cr12 trong:
- Ngành cơ khí chế tạo và bánh răng
- Ngành dao kéo, dụng cụ cắt công nghiệp
- Ngành khuôn mẫu, khuôn dập
Với khả năng cung ứng ổn định, chất lượng đồng đều và giá thành hợp lý, 12Cr12 là vật liệu chiến lược cho các chi tiết cơ khí, công cụ cắt, dao kéo công nghiệp và khuôn mẫu chịu mài mòn.
Kết luận
Vật liệu 12Cr12 là thép không gỉ martensitic có độ cứng và độ bền cơ học cao, khả năng chống mài mòn tốt và chịu nhiệt tương đối, phù
hợp cho các chi tiết trục, dao, kéo, lưỡi cắt, bánh răng, bulông và khuôn mẫu chịu tải.
Mặc dù khả năng chống ăn mòn không bằng thép austenitic, 12Cr12 là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng cơ khí và công nghiệp cần độ cứng, tuổi thọ và khả năng chống mài mòn vượt trội.
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 |