Vật liệu STS420J2
Th9
Vật liệu STS420J2
Vật liệu STS420J2 là gì?
Vật liệu STS420J2 là một loại thép không gỉ martensitic thuộc tiêu chuẩn JIS (Japanese Industrial Standards), thường được so sánh với thép không gỉ AISI 420 trong hệ tiêu chuẩn Mỹ hoặc 1.4028 trong hệ tiêu chuẩn DIN/EN. Đây là loại thép được phát triển chủ yếu cho các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu mài mòn tốt, có độ cứng cao sau khi tôi luyện, đồng thời vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn khá tốt trong môi trường thường. Với hàm lượng carbon cao hơn so với các mác thép như SUS410 hay SUS403, thép STS420J2 thường được lựa chọn trong chế tạo dụng cụ cắt, dao kéo, linh kiện cơ khí và các chi tiết làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.
STS420J2 nổi bật nhờ sự cân bằng giữa độ bền, khả năng chịu mài mòn, độ cứng sau nhiệt luyện và khả năng chống gỉ, khiến nó trở thành vật liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất dụng cụ y tế, dao phẫu thuật cho đến thiết bị công nghiệp và hàng tiêu dùng cao cấp.
Thành phần hóa học của STS420J2
Thành phần hóa học điển hình của thép không gỉ STS420J2 (theo tiêu chuẩn JIS G4303) như sau:
- Carbon (C): 0.26 – 0.40%
- Silicon (Si): ≤ 1.00%
- Mangan (Mn): ≤ 1.00%
- Phốt pho (P): ≤ 0.040%
- Lưu huỳnh (S): ≤ 0.030%
- Crôm (Cr): 12.0 – 14.0%
- Niken (Ni): Có thể ≤ 0.60% (tùy nhà sản xuất)
- Sắt (Fe): Còn lại
Hàm lượng carbon cao hơn so với SUS410 giúp STS420J2 đạt độ cứng lớn hơn sau khi nhiệt luyện. Đồng thời, hàm lượng crom trong khoảng 12–14% mang lại khả năng chống ăn mòn tốt, tuy không bằng nhóm austenitic (SUS304, SUS316), nhưng vẫn đủ để đáp ứng các yêu cầu cơ bản trong môi trường không quá khắc nghiệt.
Tính chất cơ lý của STS420J2
1. Cơ tính ở trạng thái ủ
- Độ bền kéo (Tensile Strength): 520 – 750 MPa
- Độ chảy (Yield Strength): ≥ 275 MPa
- Độ giãn dài (Elongation): ~ 20%
- Độ cứng Brinell (HB): khoảng 160 – 220 HB
2. Cơ tính sau nhiệt luyện
Khi được tôi ở nhiệt độ 980–1050°C và ram ở 150–200°C:
- Độ cứng Rockwell (HRC): có thể đạt 50 – 55 HRC
- Độ bền mài mòn: rất cao, thích hợp làm dao cắt và dụng cụ công nghiệp
3. Tính chất vật lý
- Khối lượng riêng: 7.7 g/cm³
- Độ dẫn nhiệt: 25 W/m.K
- Điện trở suất: 0.55 μΩ·m
- Hệ số giãn nở nhiệt: 10.0 µm/m·K
Ưu điểm của STS420J2
- Độ cứng cao sau tôi luyện: Có thể đạt trên 50 HRC, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu chống mài mòn.
- Khả năng chống ăn mòn tốt: Tốt hơn thép carbon thông thường nhờ chứa 12–14% Crom.
- Gia công cơ khí tốt ở trạng thái ủ: Có thể tiện, phay, mài, khoan trước khi nhiệt luyện.
- Khả năng đánh bóng gương cao: Phù hợp sản xuất dao kéo, dụng cụ y tế, thiết bị trang trí.
- Độ bền tốt trong môi trường thường: Chịu được môi trường khí quyển, nước sạch và một số dung dịch hữu cơ.
Nhược điểm của STS420J2
- Độ dẻo và độ dai kém: Sau nhiệt luyện, thép khá giòn, dễ nứt gãy nếu va đập mạnh.
- Khả năng chống ăn mòn hạn chế: Không thích hợp trong môi trường axit mạnh, muối biển hay hóa chất công nghiệp.
- Khó hàn: Do hàm lượng carbon cao, dễ nứt khi hàn, cần gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn.
- Gia công sau nhiệt luyện khó khăn: Khi đã tôi đạt độ cứng cao, rất khó cắt gọt, thường chỉ có thể mài.
Ứng dụng của STS420J2
Với những đặc tính nổi bật, STS420J2 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề:
1. Dao kéo và dụng cụ cắt
- Dao nhà bếp, dao gọt trái cây, dao phẫu thuật, dao công nghiệp.
- Lưỡi kéo, lưỡi dao cạo, lưỡi cắt giấy, cắt nhựa.
2. Dụng cụ y tế
- Dao mổ, kéo y tế, dụng cụ nha khoa.
- Dụng cụ phẫu thuật yêu cầu độ cứng và khả năng khử trùng tốt.
3. Ngành công nghiệp
- Vòng bi, trục quay, chi tiết máy chịu mài mòn.
- Van, bu lông, ốc vít, lò xo trong môi trường không quá khắc nghiệt.
- Lưỡi cưa, lưỡi dao công nghiệp chế biến gỗ, nhựa.
4. Hàng tiêu dùng
- Dao gọt hoa quả, dao nhà bếp cao cấp.
- Kéo, dụng cụ thủ công mỹ nghệ.
- Linh kiện trang trí có yêu cầu đánh bóng gương.
5. Ứng dụng đặc thù
- Khuôn cắt, khuôn dập nhỏ.
- Dụng cụ đo lường, dụng cụ chính xác.
Quy trình nhiệt luyện STS420J2
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 730 – 800°C, giữ nhiệt và làm nguội chậm trong lò.
- Mục đích: Làm mềm thép, cải thiện khả năng gia công cắt gọt.
- Tôi (Quenching):
- Nhiệt độ: 980 – 1050°C, làm nguội nhanh trong dầu hoặc không khí.
- Sau khi tôi, thép đạt độ cứng cao.
- Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 150 – 370°C.
- Mục đích: Giảm ứng suất, cải thiện độ dai.
- Nếu ram ở 150–200°C: Độ cứng cao nhất, thích hợp cho dao kéo.
- Nếu ram ở 300–370°C: Độ dai tốt hơn, nhưng độ cứng giảm.
Gia công cơ khí STS420J2
- Gia công cắt gọt: Tốt khi thép ở trạng thái ủ, độ cứng thấp.
- Mài: Hiệu quả cao khi thép đã tôi cứng.
- Hàn: Khó khăn, cần gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn.
- Đánh bóng: Rất tốt, có thể đạt độ bóng gương.
So sánh STS420J2 với các vật liệu khác
- So với SUS410: STS420J2 có hàm lượng carbon cao hơn → độ cứng cao hơn, khả năng chống mài mòn tốt hơn.
- So với SUS440A/B/C: STS420J2 có khả năng chống ăn mòn kém hơn nhưng dễ gia công hơn.
- So với thép carbon C45: STS420J2 có khả năng chống gỉ và đánh bóng tốt hơn hẳn.
Kết luận
Vật liệu STS420J2 là một trong những loại thép không gỉ martensitic quan trọng, mang đến sự cân bằng giữa độ cứng, khả năng chịu mài mòn và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Với ưu thế nổi bật về độ cứng cao sau nhiệt luyện và khả năng đánh bóng gương, STS420J2 được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất dao kéo, dụng cụ y tế, chi tiết máy, vòng bi, và nhiều sản phẩm tiêu dùng cao cấp. Tuy nhiên, hạn chế về độ dai, khả năng hàn và chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt cần được lưu ý khi lựa chọn vật liệu cho từng ứng dụng.
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 |
Thép Inox Austenitic 321S20
Thép Inox Austenitic 321S20 Thép Inox Austenitic 321S20 là gì? Thép Inox Austenitic 321S20 là [...]
Th9
Tại Sao Inox X2CrNiMoN12-5-3 Là Lựa Chọn Tốt Nhất Cho Các Hệ Thống Đường Ống
Tại Sao Inox X2CrNiMoN12-5-3 Là Lựa Chọn Tốt Nhất Cho Các Hệ Thống Đường Ống [...]
Th3
SUS403 Stainless Steel
SUS403 Stainless Steel SUS403 stainless steel là gì? SUS403 stainless steel là một loại thép [...]
Th9
