Vật liệu 20Cr13
Th9
Vật liệu 20Cr13
Vật liệu 20Cr13 là gì?
Vật liệu 20Cr13 là một loại thép không gỉ martensitic thuộc nhóm thép Crôm cao (khoảng 13–14%), được sản xuất theo tiêu chuẩn GB/T của Trung Quốc. Đây là thép martensitic tương đương với X20Cr13 (EN), SUS420J2 (JIS), 420 (AISI/ASTM).
Đặc trưng của 20Cr13 là độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt và ổn định cơ học, đặc biệt thích hợp cho các chi tiết dao kéo, lưỡi cắt, trục, bánh răng, khuôn mẫu và chi tiết chịu mài mòn trong ngành cơ khí.
So với các loại thép martensitic 12–13% Crôm khác, 20Cr13 có hàm lượng Carbon và Crôm tối ưu, mang lại cân bằng giữa độ cứng, độ dai và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Vật liệu này là lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng yêu cầu giữ cạnh sắc tốt và độ bền cơ học cao.
Thành phần hóa học của Vật liệu 20Cr13
Thành phần hóa học điển hình của 20Cr13 (% khối lượng) theo tiêu chuẩn GB/T:
- C (Carbon): 0,17 – 0,25%
- Si (Silicon): 0,17 – 0,37%
- Mn (Mangan): 0,30 – 0,60%
- Cr (Crôm): 12 – 14%
- P (Phốt pho): ≤ 0,030%
- S (Lưu huỳnh): ≤ 0,020%
- Ni (Niken): ≤ 0,50%
Vai trò của các nguyên tố hợp kim
- Carbon (C): Tăng độ cứng và khả năng chịu mài mòn, quyết định khả năng giữ cạnh cắt.
- Chromium (Cr): Tăng khả năng chống ăn mòn vừa phải, tạo tổ chức martensitic ổn định và cải thiện độ bền nhiệt.
- Silicon (Si): Tăng độ bền cơ học, ổn định tổ chức thép và cải thiện khả năng chống oxy hóa bề mặt.
- Mangan (Mn): Tăng độ bền tổng thể, cải thiện độ dai và khả năng hàn.
- Lưu huỳnh (S): Hỗ trợ gia công cắt gọt, tăng khả năng gia công cơ khí.
Tính chất cơ lý của Vật liệu 20Cr13
Tính chất cơ học
- Độ bền kéo (Rm): 600 – 900 MPa
- Giới hạn chảy (Rp0.2): 350 – 600 MPa
- Độ giãn dài (A5): 12 – 18%
- Độ dai va đập (KV Charpy): 20 – 30 J
- Độ cứng (HRC): 50 – 56 HRC (sau nhiệt luyện thích hợp)
Tính chất vật lý
- Khối lượng riêng: 7,75 g/cm³
- Độ dẫn nhiệt: 24 – 26 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
- Khả năng chống mài mòn tốt, lý tưởng cho các chi tiết cơ khí và công cụ cắt.
- Độ cứng cao và ổn định, giữ cạnh sắc tốt cho dao kéo và dụng cụ cắt.
- Tính chất cơ học ổn định, phù hợp cho các chi tiết chịu tải cao và mài mòn liên tục.
- Dễ đánh bóng, thích hợp cho bề mặt bóng mịn và chi tiết cần độ chính xác cao.
Ưu điểm của Vật liệu 20Cr13
- Độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt.
- Độ bền cơ học vượt trội, chịu tải và va đập tốt.
- Khả năng giữ cạnh cắt cao, lý tưởng cho dao kéo, lưỡi cắt và dụng cụ công nghiệp.
- Gia công và nhiệt luyện linh hoạt, dễ tùy chỉnh theo ứng dụng.
- Chịu nhiệt vừa phải, ổn định trong môi trường làm việc 500 – 600°C.
Nhược điểm của Vật liệu 20Cr13
- Khả năng chống ăn mòn hạn chế, không thích hợp cho môi trường clorua, axit mạnh hoặc nước biển lâu dài.
- Độ dai thấp hơn thép austenitic, dễ giòn nếu nhiệt luyện không đúng quy trình.
- Khó hàn, đòi hỏi kỹ thuật hàn martensitic và xử lý nhiệt sau hàn.
- Khó gia công khi đã tôi cứng, cần dụng cụ hợp kim cứng và kỹ thuật chuyên dụng.
Quy trình nhiệt luyện Vật liệu 20Cr13
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 750 – 800°C
- Làm nguội chậm trong lò, giảm ứng suất dư và cải thiện khả năng gia công.
- Tôi (Hardening):
- Nhiệt độ: 980 – 1050°C
- Làm nguội trong dầu hoặc khí để tạo tổ chức martensitic, 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 và khả năng chống mài mòn.
- Ram cao (500 – 600°C) tăng độ dai và giảm giòn, cân bằng độ cứng và độ dai.
Gia công cơ khí Vật liệu 20Cr13
- Tiện, phay, khoan: dễ gia công khi thép ở trạng thái ủ.
- Mài: áp dụng sau nhiệt luyện để đạt độ chính xác và bề mặt mịn.
- Hàn: hạn chế, cần kỹ thuật hàn martensitic chuyên dụng, gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn.
- Rèn: tiến hành ở 1100 – 1200°C, làm nguội chậm để tránh ứng suất dư và nứt bề mặt.
Ứng dụng của Vật liệu 20Cr13
- Ngành cơ khí chế tạo:
- Trục, bánh răng, bulông, đai ốc chịu tải.
- Dao kéo, lưỡi cắt, dụng cụ cắt 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 mài mòn.
- Van, bơm chịu áp suất vừa phải.
- Ngành y tế và thực phẩm:
- Dao, kéo, dụng cụ cắt công nghiệp, thiết bị chế biến thực phẩm.
- 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 20Cr13 với các thép khác
| Thuộc tính | 12Cr13 | 20Cr13 | SUS304 | 420HC |
|---|---|---|---|---|
| Cr (%) | 12 – 14 | 12 – 14 | 18 – 20 | 13 – 15 |
| C (%) | 0,28 – 0,35 | 0,17 – 0,25 | ≤0,08 | 0,40 – 0,45 |
| Độ cứng HRC | 45 – 52 | 50 – 56 | ≤20 | 56 – 60 |
| Chống ăn mòn | Trung bình | Trung bình | Cao | Trung bình |
| Chịu nhiệt | 500 – 600°C | 500 – 600°C | 400°C | 500 – 600°C |
| Từ tính | Có | Có | Không | Có |
Thị trường tiêu thụ Vật liệu 20Cr13
20Cr13 được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí chế tạo, 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 nhiều 20Cr13 trong:
- Ngành cơ khí chế tạo, trục, bánh răng.
- Ngành dao kéo, dụng cụ cắt công nghiệp.
- Ngành khuôn mẫu, khuôn dập, khuôn ép nhựa.
Với khả năng cung ứng ổn định, chất lượng đồng đều và giá thành
hợp lý, 20Cr13 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 20Cr13 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, 20Cr13 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 |
Lý Do Inox 2205 Được Sử Dụng Rộng Rãi Trong Ngành Công Nghiệp
Lý Do Inox 2205 Được Sử Dụng Rộng Rãi Trong Ngành Công Nghiệp 1. Giới [...]
Th3
Nên Chọn Đồng 2.0040 Cho Những Ứng Dụng Nào Là Tối Ưu Nhất
Nên Chọn Đồng 2.0040 Cho Những Ứng Dụng Nào Là Tối Ưu Nhất? Đồng 2.0040 [...]
Th4
Tuổi Thọ Trung Bình Của Inox 14462 Trong Điều Kiện Làm Việc Khắc Nghiệt
Tuổi Thọ Trung Bình Của Inox 14462 Trong Điều Kiện Làm Việc Khắc Nghiệt 1. [...]
Th4
Inox 022Cr19Ni5Mo3Si2N Có Thể Chống Lại Sự Ăn Mòn Trong Môi Trường Axit Sunfuric Không
Inox 022Cr19Ni5Mo3Si2N Có Thể Chống Lại Sự Ăn Mòn Trong Môi Trường Axit Sunfuric Không? [...]
Th4
