Vật liệu 20X13
Vật liệu 20X13 là gì?
Vật liệu 20X13 là một loại thép không gỉ martensitic crôm, thuộc nhóm thép không gỉ chịu mài mòn và có khả năng chống ăn mòn trung bình. Hàm lượng crôm trong thép khoảng 12–14%, kết hợp với hàm lượng carbon cao hơn so với các mác như 12X13 hay 30X13, giúp 20X13 có thể đạt độ cứng và độ bền cơ học cao sau nhiệt luyện.
Trong tiêu chuẩn quốc tế, thép 20X13 thường được so sánh với các mác như AISI 420 hoặc X20Cr13 theo DIN EN 10088. Đây là loại thép có tính cân bằng tốt giữa độ cứng, khả năng chịu mài mòn và tính chống ăn mòn trong môi trường ăn mòn nhẹ như nước, hơi nước, dung dịch muối loãng, dầu và khí.
Thành phần hóa học của vật liệu 20X13
Thành phần điển hình của 20X13 được thiết kế để đạt độ cứng cao sau khi nhiệt luyện:
- Carbon (C): 0.16 – 0.25%
- Chromium (Cr): 12.0 – 14.0%
- Mangan (Mn): ≤ 1.0%
- Silic (Si): ≤ 1.0%
- Phốt pho (P): ≤ 0.035%
- Lưu huỳnh (S): ≤ 0.030%
- Sắt (Fe): Còn lại
So với thép 12X13, hàm lượng carbon cao hơn giúp 20X13 có độ cứng vượt trội sau khi tôi và ram. Tuy nhiên, điều này cũng khiến độ dẻo và khả năng hàn kém hơn.
Tính chất cơ lý của vật liệu 20X13
- Khối lượng riêng: 7.75 g/cm³
- Độ cứng (HB): ~190 HB (trạng thái ủ)
- Độ cứng (HRC): 45 – 50 HRC (sau tôi và ram thấp)
- Giới hạn bền kéo (UTS): 650 – 850 MPa
- Giới hạn chảy: 400 – 600 MPa
- Độ dãn dài: 15 – 18%
- Mô đun đàn hồi: ~210 GPa
- Nhiệt độ làm việc liên tục: ≤ 450°C
- Nhiệt độ nóng chảy: ~1450°C
Nhờ đặc tính cơ lý này, thép 20X13 thích hợp để chế tạo các chi tiết cơ khí yêu cầu độ cứng cao, chịu mài mòn và tiếp xúc với môi trường ăn mòn nhẹ.
Ưu điểm của vật liệu 20X13
- Độ cứng cao sau khi tôi và ram, thích hợp cho dụng cụ và chi tiết chịu mài mòn.
- Khả năng chống ăn mòn trung bình, làm việc tốt trong môi trường ẩm ướt, hơi nước, dầu mỏ.
- Gia công cơ khí được khi ở trạng thái ủ (annealed).
- Chịu nhiệt vừa phải, sử dụng được ở môi trường nhiệt độ ≤ 450°C.
- Phổ biến và giá thành hợp lý, dễ tìm trên thị trường.
Nhược điểm của vật liệu 20X13
- Khả năng chống ăn mòn kém hơn inox austenitic (SUS304, SUS316).
- Độ dai va đập thấp, dễ nứt gãy dưới tải trọng động.
- Khả năng hàn hạn chế, cần xử lý nhiệt trước và sau khi hàn.
- Chống ăn mòn kém trong môi trường axit mạnh hoặc nước biển.
Quy trình nhiệt luyện của vật liệu 20X13
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 740 – 800°C
- Làm nguội chậm trong lò.
- Mục đích: giảm độ cứng, tăng khả năng gia công.
- Tôi (Quenching):
- Nhiệt độ: 980 – 1050°C
- Làm nguội nhanh bằng dầu hoặc không khí.
- Giúp thép đạt độ cứng cao.
- Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 200 – 300°C
- Mục đích: giảm giòn, giữ độ cứng và tăng độ dai.
Gia công cơ khí của vật liệu 20X13
- Tiện, phay, khoan: thực hiện ở trạng thái ủ, hiệu quả gia công trung bình.
- Mài: dễ mài sắc, thường ứng dụng cho dao kéo.
- Hàn: khó hàn, cần gia nhiệt trước 200–300°C và ram sau hàn để giảm ứng suất.
Ứng dụng của vật liệu 20X13
Thép 20X13 có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống, cụ thể:
- Ngành cơ khí: trục, bánh răng, bu lông, vòng bi, lò xo.
- Ngành năng lượng: tuabin hơi nước, trục bơm, cánh bơm.
- Ngành dầu khí: van, phụ kiện tiếp xúc với dầu, khí.
- Ngành dụng cụ: dao, kéo, dụng cụ y tế, dao mổ.
- Ngành xây dựng: chi tiết cơ khí, kết cấu chịu mài mòn.
Kết luận
Vật liệu 20X13 là loại thép không gỉ martensitic có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Đây là sự lựa chọn phổ biến cho dao kéo, chi tiết cơ khí, trục, van và các bộ phận máy móc trong môi trường hơi nước, dầu và khí. Tuy không có khả năng chống ăn mòn vượt trội như thép austenitic, nhưng nhờ ưu điểm về độ cứng, độ bền và khả năng nhiệt luyện, thép 20X13 vẫn là một vật liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp.
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 |