Vật liệu 2357
Th11
Vật liệu 2357
Vật liệu 2357 là gì?
Vật liệu 2357 là một loại thép hợp kim kết cấu (alloy structural steel) có hàm lượng crom, niken và molypden được cân bằng, mang lại độ bền cao, khả năng chịu tải trọng lớn và tính ổn định trong quá trình nhiệt luyện. Loại vật liệu này thường được sử dụng cho các chi tiết cơ khí yêu cầu độ bền, độ dẻo và khả năng chịu mài mòn vượt trội như trục truyền động, bánh răng, trục khuỷu, bulong chịu tải, chi tiết máy bay và khuôn cơ khí chính xác.
Theo tiêu chuẩn tương đương, thép 2357 nằm trong nhóm hợp kim Ni-Cr-Mo, tương tự các mác thép như AISI 4337, AISI 4340, hoặc DIN 36CrNiMo4, tùy theo quy chuẩn kỹ thuật từng quốc gia. Đặc tính nổi bật của thép 2357 là độ bền kéo cao (tới 900–1000 MPa) sau khi tôi và ram, đồng thời vẫn duy trì được độ dẻo tốt và khả năng chống nứt.
Thành phần hóa học của vật liệu 2357
Thành phần hóa học của thép 2357 được thiết kế tối ưu cho khả năng chịu tải và ổn định cơ học sau nhiệt luyện. Bảng sau thể hiện hàm lượng trung bình các nguyên tố chính:
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| Carbon (C) | 0.33 – 0.38 |
| Silicon (Si) | 0.20 – 0.35 |
| Mangan (Mn) | 0.60 – 0.90 |
| Crom (Cr) | 0.80 – 1.20 |
| Niken (Ni) | 1.30 – 1.80 |
| Molypden (Mo) | 0.15 – 0.30 |
| Phốt pho (P) | ≤ 0.035 |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0.035 |
Sự kết hợp giữa Crom – Niken – Molypden giúp thép có cấu trúc bền vững sau khi tôi, khả năng chống mài mòn cao và ít bị biến dạng khi gia công hoặc sử dụng trong điều kiện chịu tải nặng.
Tính chất cơ lý của vật liệu 2357
Sau khi trải qua quy trình nhiệt luyện phù hợp (tôi và ram), vật liệu 2357 đạt được các giá trị cơ học điển hình sau:
| Tính chất | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Khối lượng riêng | 7.85 g/cm³ |
| Giới hạn bền kéo (Tensile Strength) | 900 – 1100 MPa |
| Giới hạn chảy (Yield Strength) | 700 – 850 MPa |
| Độ giãn dài (Elongation) | 12 – 16% |
| Độ dai va đập (Charpy V-notch) | ≥ 50 J |
| Độ cứng sau tôi (HRC) | 28 – 35 HRC |
| Độ cứng tối đa (sau ram thấp) | 45 – 50 HRC |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | 500°C |
Nhờ khả năng đạt độ bền cao mà vẫn giữ độ dẻo tương đối, 2357 được đánh giá là loại thép lý tưởng cho các chi tiết yêu cầu chịu tải va đập và mỏi cơ học cao.
Ưu điểm của vật liệu 2357
- Độ bền cơ học cao: Có thể đạt độ bền kéo >1000 MPa sau khi tôi và ram.
- Khả năng chịu va đập và mỏi tốt: Lý tưởng cho các chi tiết quay, truyền động, hoặc chịu biến động tải trọng.
- Chống mài mòn tốt: Nhờ thành phần crom và molypden giúp bề mặt chống trầy xước và mài mòn hiệu quả.
- Tính ổn định kích thước cao: Không bị biến dạng đáng kể khi nhiệt luyện, thuận lợi cho gia công chính xác.
- Khả năng gia công cơ khí tốt: Thích hợp cho tiện, phay, khoan, mài, và cả gia công CNC độ chính xác cao.
- Dễ hàn (trong điều kiện kiểm soát): Có thể hàn khi preheat và xử lý nhiệt phù hợp để tránh nứt nguội.
Nhược điểm của vật liệu 2357
- Chi phí cao hơn thép carbon thông thường do chứa nhiều nguyên tố hợp kim đắt đỏ.
- Khả năng hàn kém nếu không kiểm soát nhiệt: Dễ nứt vùng ảnh hưởng nhiệt nếu không ủ giảm ứng suất.
- Yêu cầu quy trình nhiệt luyện chặt chẽ: Nếu không tuân thủ nhiệt độ tôi và ram chính xác, vật liệu dễ bị giòn hoặc biến dạng.
- Không chống ăn mòn trong môi trường clorua hoặc axit mạnh: Cần phủ bề mặt hoặc mạ bảo vệ nếu dùng ngoài trời hoặc môi trường hóa chất.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu 2357
Để đạt được cơ tính tốt nhất, thép 2357 thường được áp dụng quy trình nhiệt luyện sau:
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 820 – 860°C
- Làm nguội chậm trong lò để giảm ứng suất và làm mềm vật liệu.
- Mục đích: Chuẩn bị cho gia công cơ khí và đảm bảo tổ chức hạt mịn.
- Tôi (Quenching):
- Nhiệt độ: 830 – 870°C
- Môi trường làm nguội: dầu hoặc khí trung tính (đối với chi tiết mỏng).
- Mục đích: Tăng độ cứng và cường độ chịu tải.
- Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 400 – 650°C tùy yêu cầu độ cứng.
- Mục đích: Loại bỏ ứng suất nội, tăng độ dai và giảm giòn.
- Ram kép (Double tempering):
- Thường áp dụng cho chi tiết chịu tải lớn hoặc nhiệt cao, giúp ổn định tổ chức martensitic và tránh nứt.
Gia công cơ khí vật liệu 2357
Gia công nguội:
- Có thể cán, dập hoặc uốn nhẹ ở trạng thái ủ mềm.
- Cần bôi trơn đầy đủ và sử dụng áp lực đều để tránh nứt.
Gia công cắt gọt:
- Tốc độ cắt trung bình, sử dụng dao hợp kim cứng hoặc gốm kỹ thuật.
- Cần dùng dung dịch làm mát để tránh biến cứng bề mặt.
- Sau khi gia công xong, thường tiến hành nhiệt luyện lại để khôi phục độ cứng và cơ tính.
Hàn:
- Có thể hàn bằng các phương pháp TIG, MIG, hoặc hồ quang tay.
- Yêu cầu gia nhiệt trước hàn khoảng 250–300°C, và ủ giảm ứng suất sau hàn ở 600°C.
- Dây hàn nên dùng loại NiCrMo tương thích, ví dụ như ER80S-B2.
Ứng dụng của vật liệu 2357
Nhờ sự kết hợp giữa độ bền cao, khả năng chịu tải và độ dẻo tốt, vật liệu 2357 được sử dụng rộng rãi trong:
- Công nghiệp chế tạo cơ khí: Trục khuỷu, bánh răng, trục cam, chốt, vòng bi chịu tải.
- Ngành hàng không – vũ trụ: Các chi tiết kết cấu chịu ứng suất cao, ốc vít chịu lực.
- Ngành năng lượng: Trục turbine, bánh răng hộp số, trục máy phát điện.
- Công nghiệp ô tô: Trục truyền động, bánh răng hộp số, khớp nối, trục lái.
- Ngành dầu khí: Trục bơm, van áp suất cao, ống dẫn trong môi trường nhiệt và áp lực lớn.
- Khuôn mẫu cơ khí: Khuôn ép nguội, khuôn dập, khuôn tạo hình.
Nhờ khả năng chịu mỏi và va đập tốt, 2357 là lựa chọn tối ưu cho các chi tiết hoạt động liên tục, chịu tải trọng chu kỳ cao.
So sánh vật liệu 2357 với các thép hợp kim khác
| Thuộc tính | 2357 | 4140 | 4340 | 42CrMo4 |
|---|---|---|---|---|
| Hàm lượng Ni | 1.3 – 1.8% | – | 1.8 – 2.0% | – |
| Hàm lượng Mo | 0.15 – 0.30% | 0.20 – 0.30% | 0.25 – 0.35% | 0.20 – 0.30% |
| Độ bền kéo (MPa) | 900 – 1100 | 850 – 1000 | 950 – 1200 | 900 – 1100 |
| Độ dẻo | Tốt | Trung bình | Tốt | Tốt |
| Khả năng hàn | Trung bình | Tốt | Trung bình | Trung bình |
| Chống mài mòn | Cao | Trung bình | Cao | Cao |
| Ứng dụng chính | Trục, bánh răng, chi tiết chịu tải | Bulong, khuôn | Trục turbine, bánh răng lớn | Bạc lót, trục chịu lực |
Như vậy, thép 2357 nằm ở phân khúc cao cấp hơn 4140 nhưng thấp hơn 4340, mang lại sự cân bằng hoàn hảo giữa hiệu suất cơ học, chi phí và độ bền nhiệt.
Kết luận
Vật liệu 2357 là một loại thép hợp kim Ni-Cr-Mo có độ bền cao, khả năng chịu tải trọng và mài mòn vượt trội, đồng thời vẫn giữ được độ dẻo cần thiết cho các ứng dụng cơ khí chính xác. Với khả năng nhiệt luyện linh hoạt, tính ổn định kích thước và cơ tính tốt, thép 2357 được xem là lựa chọn lý tưởng cho các chi tiết máy quan trọng trong cơ khí, hàng không, năng lượng và ô tô.
Nếu bạn cần một loại thép có hiệu suất cao, bền bỉ, dễ gia công và thích hợp với các ứng dụng chịu tải khắc nghiệt – thép 2357 chính là vật liệu đáng tin cậy.
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 |
Inox 316H Có Bị Ảnh Hưởng Bởi Hiện Tượng Mỏi Kim Loại Trong Chu Kỳ Nhiệt Không
Inox 316H Có Bị Ảnh Hưởng Bởi Hiện Tượng Mỏi Kim Loại Trong Chu Kỳ [...]
Th4
Inox X2CrMnNiN17-7-5
Inox X2CrMnNiN17-7-5 Inox X2CrMnNiN17-7-5 là gì? Inox X2CrMnNiN17-7-5 là một loại thép không gỉ austenitic [...]
Th10
Tìm hiểu về Inox 1.4335
Tìm hiểu về Inox 1.4335 và Ứng dụng của nó Inox 1.4335 là gì? Inox [...]
Th5
Tìm hiểu về Inox 06Cr19Ni10
Tìm hiểu về Inox 06Cr19Ni10 và Ứng dụng của nó Inox 06Cr19Ni10 là gì? Inox [...]
Th5
Thép Inox Austenitic 02Cr18Ni11
Thép Inox Austenitic 02Cr18Ni11 Thép Inox Austenitic 02Cr18Ni11 là gì? Thép Inox Austenitic 02Cr18Ni11 là [...]
Th9
Inox 0Cr26Ni5Mo2
Inox 0Cr26Ni5Mo2 Inox 0Cr26Ni5Mo2 là gì? Inox 0Cr26Ni5Mo2 là thép không gỉ austenitic cao cấp, [...]
Th10
