Vật liệu AISI 631
Th11
Vật liệu AISI 631
Vật liệu AISI 631 là một loại thép không gỉ hóa bền kết tủa (Precipitation Hardening – PH) với cơ tính vượt trội và độ ổn định cao. Loại vật liệu này được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn trong nhiều môi trường công nghiệp. Nhờ khả năng giữ ổn định kích thước sau xử lý nhiệt, AISI 631 được sử dụng rộng rãi trong chế tạo lò xo, màng đàn hồi, trục cơ khí và các linh kiện yêu cầu độ chính xác cao.
AISI 631 còn được biết đến với các tên gọi khác như SAE 631 hoặc 17-7 PH. Đây là thép bán austenit hóa bền kết tủa, có khả năng tăng cơ tính đáng kể sau khi trải qua các giai đoạn nhiệt luyện thích hợp. Sự kết hợp giữa Cr – Ni – Al trong hợp kim giúp AISI 631 vừa có độ bền cao, vừa giữ khả năng chống oxy hóa tốt, lý tưởng cho các chi tiết chịu tải trọng lớn và yêu cầu độ đàn hồi cao.
Vật liệu AISI 631 là gì?
Vật liệu AISI 631 là thép không gỉ martensit hóa bền kết tủa. Trong trạng thái ủ (Condition A), cấu trúc của vật liệu chủ yếu là austenit ổn định, dễ gia công và cắt gọt. Sau quá trình hóa bền (Condition RH hoặc TH1050), austenit chuyển sang martensit và tạo các hạt kết tủa Al-Ni phân tán, giúp tăng độ bền, giới hạn chảy và độ cứng.
Vật liệu AISI 631 nổi bật nhờ khả năng giữ cứng ổn định ở nhiệt độ trung bình, chống ăn mòn vừa phải và ít biến dạng sau nhiệt luyện. Điều này khiến vật liệu trở thành lựa chọn lý tưởng cho các chi tiết đàn hồi, lò xo và bộ phận cơ khí chính xác.
Thành phần hóa học của vật liệu AISI 631
Bảng: Thành phần hóa học AISI 631 (% khối lượng)
| Nguyên tố | Hàm lượng |
|---|---|
| C | ≤ 0.09% |
| Mn | ≤ 1.00% |
| Si | ≤ 1.00% |
| Cr | 16.0 – 18.0% |
| Ni | 6.5 – 7.75% |
| Al | 0.75 – 1.50% |
| P | ≤ 0.040% |
| S | ≤ 0.030% |
| Fe | Còn lại |
Sự có mặt của Al đóng vai trò quan trọng trong quá trình kết tủa, nâng cao cơ tính và độ cứng cho vật liệu AISI 631. Cr và Ni giúp ổn định cấu trúc và tăng khả năng chống ăn mòn.
Tính chất cơ lý của vật liệu AISI 631
Tính chất cơ lý của AISI 631 phụ thuộc vào trạng thái xử lý nhiệt. Cơ tính tăng mạnh sau hóa bền, đặc biệt ở trạng thái TH1050.
Bảng: Cơ tính vật liệu AISI 631 theo trạng thái
| Tính chất | Condition A | Condition RH | Condition TH1050 |
|---|---|---|---|
| Độ bền kéo (MPa) | ~ 1030 | 1170 – 1240 | 1310 – 1515 |
| Giới hạn chảy (MPa) | ~ 690 | 965 – 1100 | 1170 – 1310 |
| Độ giãn dài (%) | 12 – 15 | 8 – 10 | 6 – 9 |
| Độ cứng (HRC) | ~ 34 | 38 – 42 | 41 – 47 |
Nhờ cơ tính vượt trội, AISI 631 được sử dụng trong các chi tiết chịu tải lớn, lò xo, trục cơ khí và các bộ phận yêu cầu độ bền mỏi cao.
Ưu điểm của vật liệu AISI 631
- Độ bền kéo và giới hạn chảy cao sau hóa bền.
- Độ đàn hồi tốt, phù hợp cho các chi tiết lò xo và màng đàn hồi.
- Khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường ẩm và hóa chất nhẹ.
- Ổn định kích thước sau xử lý nhiệt, ít biến dạng.
- Dễ gia công tạo hình ở Condition A.
- Hoạt động ổn định trong khoảng nhiệt độ –100°C đến 425°C.
Nhược điểm của vật liệu AISI 631
- Khó gia công sau khi hóa bền do độ cứng tăng cao.
- Chống ăn mòn trong môi trường chloride không tối ưu.
- Yêu cầu quy trình nhiệt luyện chính xác để đạt cơ tính tối đa.
- Giá thành cao hơn thép martensit thông thường.
So sánh vật liệu AISI 631 với các vật liệu khác
Bảng: So sánh AISI 631 với 17-4 PH và Inox 301
| Tiêu chí | AISI 631 | 17-4 PH | Inox 301 |
|---|---|---|---|
| Độ bền sau hóa bền | Rất cao | Rất cao | Khá cao |
| Độ đàn hồi | Rất cao | Trung bình | Cao |
| Chống ăn mòn | Tốt | Tốt | Trung bình |
| Dễ gia công | Tốt ở Condition A | Trung bình | Tốt |
| Độ cứng tối đa | 47 HRC | 44 – 46 HRC | 40 HRC |
| Ứng dụng chính | Lò xo, màng đàn hồi | Trục, turbine | Tấm, chi tiết nhẹ |
AISI 631 nổi bật ở khả năng đàn hồi và độ bền sau hóa bền, trong khi 17-4 PH phù hợp cho các chi tiết chịu lực lớn và Inox 301 ưu tiên cho chi tiết nhẹ, dễ gia công.
Ứng dụng của vật liệu AISI 631
- Sản xuất lò xo chịu tải và lò xo nhiệt độ cao.
- Chế tạo màng đàn hồi trong van, cảm biến và thiết bị điều khiển.
- Linh kiện hàng không, công nghiệp năng lượng, ô tô.
- Bộ phận cơ khí chính xác cần ổn định kích thước.
- Chi tiết chịu môi trường ăn mòn nhẹ và yêu cầu độ bền mỏi cao.
Nhờ cơ tính vượt trội và độ ổn định cao, AISI 631 được ứng dụng cho các chi tiết làm việc lâu dài trong điều kiện khắc nghiệt.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu AISI 631
- Condition A – Ủ ổn định
- Nhiệt độ: 1040 – 1060°C
- Làm nguội bằng không khí
- Mục đích: Ổn định tổ chức austenit, tăng khả năng gia công.
- Condition RH – Tạo martensit bằng gia nhiệt thấp
- Nhiệt độ: 175 – 195°C trong khoảng 90 phút
- Chuyển đổi một phần austenit sang martensit.
- Condition TH1050 – Hóa bền kết tủa
- Gia nhiệt 1040°C, giữ 30 phút
- Làm nguội không khí
- Tiếp tục hóa già ở 565°C trong 90 phút
- Đạt độ bền và độ cứng tối ưu.
Khả năng gia công của vật liệu AISI 631
- Gia công dễ ở Condition A nhờ vật liệu còn mềm.
- Khi hóa bền (RH, TH1050), cần dao carbide, tốc độ thấp và dung dịch làm mát.
- Phù hợp cắt laser, tiện, phay, mài chính xác.
- Hàn MIG/TIG được nhưng cần xử lý nhiệt sau hàn để ổn định cơ tính.
Kết luận
Vật liệu AISI 631 là thép không gỉ hóa bền kết tủa với cơ tính vượt trội, độ đàn hồi cao và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Nhờ Cr – Ni – Al và quy trình nhiệt luyện chuẩn, AISI 631 đạt độ cứng tối ưu, ổn định kích thước và bền lâu trong nhiều môi trường công nghiệp. Đây là vật liệu lý tưởng cho lò xo công nghiệp, chi tiết cơ khí chính xác và các bộ phận chịu tải nặng hoặc ứng suất mỏi.
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 |
Hợp Kim Đồng CW107C
Hợp Kim Đồng CW107C Hợp Kim Đồng CW107C là gì? Hợp Kim Đồng CW107C là [...]
Th11
Thép Inox Austenitic X2CrNiN18-10
Thép Inox Austenitic X2CrNiN18-10 Thép Inox Austenitic X2CrNiN18-10 là gì? Thép Inox Austenitic X2CrNiN18-10 là [...]
Th9
Thép Inox 03X18H11
Thép Inox 03X18H11 Thép Inox 03X18H11 là gì? Thép Inox 03X18H11 là một loại thép [...]
Th10
Hợp Kim Đồng CW606N
Hợp Kim Đồng CW606N Hợp Kim Đồng CW606N là gì? Hợp Kim Đồng CW606N là [...]
Th11
