Vai trò của crom trong thép công cụ hợp kim

Chromium: Chromium là nguyên tố hợp kim phổ biến và rẻ tiền nhất trong thép công cụ hợp kim. Tại Hoa Kỳ, hàm lượng Cr trong thép khuôn gia công nóng loại H nằm trong khoảng từ 2% đến 12%. Trong 37 mác thép của thép công cụ hợp kim (GB/T1299) tại Trung Quốc, ngoại trừ 8CrSi và 9Mn2V, tất cả đều chứa Cr. Chromium có tác dụng có lợi đối với khả năng chống mài mòn, độ bền nhiệt độ cao, độ cứng nóng, độ dẻo dai và độ cứng của thép. Đồng thời, sự hòa tan của nó vào ma trận sẽ cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của thép. Hàm lượng Cr và Si trong thép H13 sẽ làm cho màng oxit kết chặt lại nâng cao khả năng chống oxi hóa của thép. Hơn nữa, ảnh hưởng của Cr đến đặc tính ram của thép 0.3C-1Mn được phân tích. Thêm<6% Cr is beneficial to improve the tempering resistance of steel, but it does not constitute secondary hardening; When the steel containing Cr>6 phần trăm được làm nguội và tôi luyện ở 550 độ, hiệu ứng làm cứng thứ cấp sẽ xảy ra. Mọi người thường chọn bổ sung 5% crom cho thép khuôn thép gia công nóng.

One part of chromium in tool steel is dissolved into the steel for solid solution strengthening, and the other part is combined with carbon, which exists in the form of (FeCr) 3C, (FeCr) 7C3 and M23C6 according to the content of chromium, thus affecting the performance of steel. In addition, the interaction effect of alloying elements should also be considered. For example, when the steel contains chromium, molybdenum and vanadium, when Cr>3 phần trăm^[14], Cr có thể ngăn chặn sự hình thành V4C3 và trì hoãn quá trình kết tủa kết hợp của Mo2C. V4C3 và Mo2C là các pha tăng cường giúp cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng đàn hồi của thép^[14]. Sự tương tác này cải thiện đặc tính biến dạng nhiệt của thép.

 

Crom hòa tan vào austenite thép để tăng độ cứng của thép. Cr, Mn, Mo, Si và Ni là những nguyên tố hợp kim giống nhau làm tăng độ cứng của thép. Mọi người đã quen sử dụng hệ số độ cứng để mô tả nó. Nói chung, dữ liệu sẵn có trong nước chỉ áp dụng dữ liệu của Grossmann và những người khác. Sau đó, Moser và Legat [16,22] tiếp tục nghiên cứu đề xuất rằng đường kính độ cứng cơ bản Dic được xác định bởi hàm lượng C và kích thước hạt austenite và hệ số độ cứng được xác định bởi hàm lượng các nguyên tố hợp kim (thể hiện trong Hình 3) có thể được sử dụng để tính toán đường kính tới hạn lý tưởng Di của thép hợp kim, cũng có thể tính gần đúng từ công thức sau:

Di=Dic × 2,21Mn × 1,40Si × 2,13Cr × 3,275Mo × 1,47Ni (1)

(1) Trong công thức mỗi nguyên tố hợp kim được biểu thị bằng phần trăm khối lượng. Từ công thức này, người ta hiểu rõ về mặt bán định lượng về ảnh hưởng của Cr, Mn, Mo, Si, Ni đến độ cứng của thép.

Ảnh hưởng của Cr lên điểm cùng cực của thép gần giống với ảnh hưởng của Mn. Khi hàm lượng của Cr là khoảng 5 phần trăm , hàm lượng của C tại điểm cùng cực giảm xuống còn khoảng 0.5 phần trăm . Ngoài ra, việc bổ sung Si, W, Mo, V và Ti có thể làm giảm đáng kể hàm lượng C tại điểm cùng cực. Vì lý do này, chúng ta có thể biết rằng thép khuôn gia công nóng và thép tốc độ cao là thép hypereutectoid. Việc giảm hàm lượng C eutectoid sẽ làm tăng hàm lượng cacbua hợp kim trong cấu trúc austenite và cuối cùng.