Thép gió là gì? Thép gió có độ cứng bao nhiêu? Có làm dao được không? Thép gió là cái tên khá quen thuộc đối với những người làm trong ngành công nghiệp chế tạo, xây dựng. Chúng có khả năng chịu nóng cực tốt, độ cứng cao và có tính ứng dụng phổ biến trong thực tế. Nếu quý khách hàng đang tìm hiểu thông tin về dòng thép này, hãy để công ty thu mua phế liệu Thịnh Phát giải đáp tất cả thắc mắc trong bài viết dưới đây nhé.
Thép gió là gì?
Thép gió (tiếng Anh: High Speed Steel, viết tắt là HSS) là loại thép dụng cụ có tính chịu nóng rất cao và độ cứng lớn, được sử dụng chủ yếu để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại.
Thành phần và đặc tính của thép gió
Thành phần chính
Các đặc tính vật lý của thép gió được quyết định bởi thành phần hóa học của thép. Các nguyên tố hợp kim chính trong thép gió bao gồm:
- Cacbon: Cacbon là nguyên tố chính quyết định độ cứng của thép. Hàm lượng cacbon trong thép gió thường từ 0,7% đến 1,5%.
- Crôm: Crom là nguyên tố hợp kim quan trọng giúp tăng khả năng chịu nhiệt và khả năng chống ăn mòn của thép. Hàm lượng crom trong thép gió thường từ 4% đến 12%.
- Vanadi: Vanadi là nguyên tố hợp kim giúp tăng độ cứng và khả năng chịu mài mòn của thép. Hàm lượng vanadi trong thép gió thường từ 1% đến 2%.
- Molipden: Molipden là nguyên tố hợp kim giúp tăng độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chịu nhiệt của thép. Hàm lượng molipden trong thép gió thường từ 0,5% đến 2%.
- Tungsten: Tungsten là nguyên tố hợp kim giúp tăng khả năng chịu nhiệt và khả năng chống mài mòn của thép. Hàm lượng tungsten trong thép gió thường từ 1% đến 2%.
Đặc tính nổi bật
Nhờ thành phần hợp kim đặc biệt, thép gió có các đặc tính nổi bật như:
- Chịu nóng cao: Thép gió có thể chịu được nhiệt độ cao lên đến 600 độ C, cho phép gia công kim loại với tốc độ cao mà không bị giảm độ cứng hay bị mài mòn đáng kể.
- Độ cứng lớn: Độ cứng của thép gió được đo bằng thang độ cứng Rockwell (HRC). Độ cứng của thép gió thường đạt từ 58 đến 68 HRC. Độ cứng càng cao thì dụng cụ cắt gọt thép gió càng có tuổi thọ lâu dài, không bị biến dạng hoặc gãy trong quá trình sử dụng.
- Chống mài mòn tốt: Thép HSS có khả năng chống mài mòn tốt, giúp cho dụng cụ cắt gọt thép HSS bén lâu hơn. Khả năng chống mài mòn của thép HSS phụ thuộc vào thành phần hóa học của thép. Các nguyên tố hợp kim như molipden, vanadi, wolfram có tác dụng làm tăng khả năng chống mài mòn của thép HSS.
- Khả năng chịu va đập tốt: Thép gió có khả năng chịu va đập tốt, giúp cho dụng cụ cắt gọt có thể chịu được lực tác động mạnh trong quá trình gia công.
Các đặc tính này giúp thép gió trở thành loại vật liệu quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đặc biệt là các ngành cơ khí chế tạo, xây dựng, dầu khí, ô tô, hàng không vũ trụ,…
Ưu điểm và nhược điểm của thép gió
Thép gió là loại thép dụng cụ có tính chịu nóng rất cao và độ cứng lớn, được sử dụng chủ yếu để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại. Thép gió có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
Ưu điểm của thép gió
- Chịu nóng cao: Thép gió có thể chịu được nhiệt độ cao lên đến 600 độ C, cho phép gia công kim loại với tốc độ cao mà không bị giảm độ cứng hay bị mài mòn đáng kể.
- Độ cứng lớn: Thép gió có độ cứng lớn, giúp cho dụng cụ cắt gọt có tuổi thọ lâu dài.
- Chống mài mòn tốt: Thép gió có khả năng chống mài mòn tốt, giúp cho dụng cụ cắt gọt bén lâu hơn.
- Khả năng chịu va đập tốt: Thép gió có khả năng chịu va đập tốt, giúp cho dụng cụ cắt gọt có thể chịu được lực tác động mạnh trong quá trình gia công.
Nhược điểm của thép gió
- Giá thành cao: Thép gió có giá thành cao hơn so với các loại thép thông thường.
- Khó gia công: Thép gió khó gia công hơn so với các loại thép thông thường.
- Khả năng chống ăn mòn kém: Thép gió có khả năng chống ăn mòn kém hơn so với các loại thép không gỉ.
Phân loại thép gió
Phân loại thép gió theo thành phần chính
Thép gió coban
Thép gió coban là loại thép gió có hàm lượng coban cao, thường từ 8% đến 13%. Hàm lượng coban cao giúp thép gió có khả năng chịu mài mòn và độ bền cực cao. Thép gió coban thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại có yêu cầu cao về độ bền và khả năng chịu mài mòn như dao tiện, dao phay, mũi khoan, lưỡi cưa,…
Thép gió molipden
Thép gió molipden là loại thép gió có hàm lượng molipden cao, thường từ 4% đến 8%. Hàm lượng molipden cao giúp thép gió có khả năng chịu nhiệt và độ dẻo dai tốt. Thép gió molipden thường được sử dụng để chế tạo các chi tiết chịu nhiệt như khuôn đúc, trục,…
Thép gió vanadi
Thép gió vanadi là loại thép gió có hàm lượng vanadi cao, thường từ 1% đến 3%. Hàm lượng vanadi cao giúp thép gió có khả năng chịu mài mòn và độ bền tốt. Thép gió vanadi thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại có yêu cầu cao về độ bền và khả năng chịu mài mòn như dao tiện, dao phay, mũi khoan, lưỡi cưa,…
Phân loại thép gió theo ứng dụng
Thép gió cắt gọt
Thép gió cắt gọt là loại thép gió được sử dụng phổ biến nhất. Thép gió cắt gọt có khả năng chịu nóng cao, độ cứng lớn và khả năng chống mài mòn tốt, giúp các dụng cụ cắt gọt có thể gia công kim loại với tốc độ cao mà không bị giảm độ cứng hay bị mài mòn đáng kể.
Thép gió chịu nhiệt
Thép gió chịu nhiệt được sử dụng để chế tạo các chi tiết chịu nhiệt như khuôn đúc, trục,… Thép gió chịu nhiệt có khả năng chịu được nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hay mất đi các đặc tính cơ học.
Thép gió chống mài mòn
Thép gió chống mài mòn được sử dụng để chế tạo các chi tiết chịu mài mòn như lưỡi cưa, bi nghiền,… Thép gió chống mài mòn có khả năng chống mài mòn tốt, giúp các chi tiết có thể hoạt động trong điều kiện mài mòn cao mà không bị hư hỏng.
Tiêu chuẩn của thép gió
Thép gió là loại thép dụng cụ có tính chịu nóng rất cao và độ cứng lớn, được sử dụng chủ yếu để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại. Thép gió được sản xuất theo các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia khác nhau.
Tiêu chuẩn quốc tế của thép gió
Các tiêu chuẩn quốc tế của thép gió bao gồm:
- ASTM A279: Tiêu chuẩn của thép gió cắt gọt hợp kim, được sử dụng phổ biến nhất ở Hoa Kỳ.
- ISO 4286: Tiêu chuẩn của thép gió cắt gọt hợp kim, được sử dụng phổ biến ở châu Âu.
- DIN 1.2373: Tiêu chuẩn của thép gió cắt gọt hợp kim, được sử dụng phổ biến ở Đức.
Các tiêu chuẩn quốc tế của thép gió quy định các thông số kỹ thuật của thép gió, bao gồm:
- Thành phần hóa học
- Độ cứng
- Độ bền
- Khả năng chịu mài mòn
- Khả năng chịu nhiệt
- Tính dẻo dai
Tiêu chuẩn quốc gia của thép gió
Các tiêu chuẩn quốc gia của thép gió bao gồm:
- TCVN 1759-1986: Tiêu chuẩn của thép gió cắt gọt hợp kim, được sử dụng ở Việt Nam.
- GB/T 12947-2006: Tiêu chuẩn của thép gió cắt gọt hợp kim, được sử dụng ở Trung Quốc.
- JIS SK: Tiêu chuẩn của thép gió cắt gọt hợp kim, được sử dụng ở Nhật Bản.
Các tiêu chuẩn quốc gia của thép gió tương tự như các tiêu chuẩn quốc tế, tuy nhiên có thể có những quy định riêng để phù hợp với nhu cầu của từng quốc gia.
Quy trình sản xuất thép gió
Thép gió là loại thép dụng cụ có tính chịu nóng rất cao và độ cứng lớn, được sử dụng chủ yếu để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại. Quy trình sản xuất thép gió bao gồm các bước sau:
- Nấu luyện
Nấu luyện là bước đầu tiên trong quy trình sản xuất thép gió. Nguyên liệu để nấu luyện thép gió là các loại thép hợp kim, thường là thép phế liệu, thép cán nóng, thép cán nguội,… Các nguyên liệu này được đưa vào lò nấu luyện ở nhiệt độ cao, thường là từ 1600 đến 1800 độ C.
Trong quá trình nấu luyện, các nguyên tố hợp kim trong thép sẽ hòa tan vào nhau, tạo thành thép gió có thành phần hóa học theo yêu cầu.
- Đúc
Sau khi nấu luyện, thép gió được đưa vào khuôn để đúc. Khuôn đúc có thể được làm bằng cát, gang, thép,… Tùy theo hình dạng và kích thước của sản phẩm cần sản xuất mà có thể sử dụng khuôn đúc khác nhau.
Quá trình đúc thép gió diễn ra ở nhiệt độ cao, thường là từ 1200 đến 1400 độ C.
- Rèn
Sau khi đúc, thép gió cần được rèn để loại bỏ các khuyết tật và tạo hình cho sản phẩm. Rèn thép gió thường được thực hiện bằng máy nén thủy lực, máy ép,…
Quá trình rèn thép gió diễn ra ở nhiệt độ cao, thường là từ 1000 đến 1200 độ C.
- Cán
Sau khi rèn, thép gió được cán để giảm kích thước và tăng độ đồng đều. Cán thép gió thường được thực hiện bằng máy cán kéo, máy cán lăn,…
Quá trình cán thép gió diễn ra ở nhiệt độ cao, thường là từ 800 đến 1000 độ C.
- Xử lý nhiệt
Xử lý nhiệt là bước quan trọng nhất trong quy trình sản xuất thép gió. Xử lý nhiệt giúp thép gió đạt được các đặc tính cơ học cần thiết như độ cứng, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống mài mòn,…
Các phương pháp xử lý nhiệt thép gió phổ biến bao gồm:
- Tủ nung: Thép gió được nung nóng đến nhiệt độ cao, sau đó làm nguội nhanh bằng dầu, nước,…
- Lò ủ: Thép gió được nung nóng đến nhiệt độ cao, sau đó giữ ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội tự nhiên.
- Lò tôi: Thép gió được nung nóng đến nhiệt độ cao, sau đó làm nguội nhanh bằng dầu, nước,…
- Lò ram: Thép gió được nung nóng đến nhiệt độ thấp, sau đó giữ ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội tự nhiên.
- Kiểm tra và đóng gói
Sau khi xử lý nhiệt, thép gió được kiểm tra chất lượng theo các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia. Các tiêu chuẩn kiểm tra thép gió thường bao gồm:
- Thành phần hóa học: Xác định hàm lượng các nguyên tố hợp kim trong thép gió.
- Độ cứng: Xác định độ cứng của thép gió.
- Khả năng chịu nhiệt: Xác định khả năng chịu nhiệt của thép gió.
- Khả năng chống mài mòn: Xác định khả năng chống mài mòn của thép gió.
Sau khi kiểm tra chất lượng, thép gió được đóng gói và xuất xưởng.
Ứng dụng của thép gió
Ứng dụng trong ngành cơ khí chế tạo
Thép gió được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại như dao tiện, dao phay, mũi khoan, lưỡi cưa,… Các dụng cụ cắt gọt được làm bằng thép gió có thể gia công kim loại với tốc độ cao mà không bị giảm độ cứng hay bị mài mòn đáng kể, giúp nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất.
Ứng dụng trong ngành xây dựng
Thép gió được sử dụng để chế tạo các dụng cụ khoan, cắt bê tông, cốt thép,… Các dụng cụ này được sử dụng để thi công các công trình xây dựng, giúp tăng độ bền và tính thẩm mỹ của các công trình.
Ứng dụng trong ngành dầu khí
Thép gió được sử dụng để chế tạo các dụng cụ khoan, cắt, tiện, phay,… trong các công trình khai thác dầu khí. Các dụng cụ này phải chịu được nhiệt độ cao, áp suất cao và các điều kiện khắc nghiệt khác, đòi hỏi phải có độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao.
Ứng dụng trong ngành ô tô
Thép gió được sử dụng để chế tạo các chi tiết chịu nhiệt, chịu mài mòn trong ô tô như trục, bánh răng,… Các chi tiết này phải chịu được nhiệt độ cao, lực tác động lớn và các điều kiện khắc nghiệt khác, đòi hỏi phải có độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao.
Ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ
Thép gió được sử dụng để chế tạo các chi tiết chịu nhiệt, chịu mài mòn trong các ngành hàng không vũ trụ như động cơ máy bay, tên lửa,… Các chi tiết này phải chịu được nhiệt độ cao, áp suất cao và các điều kiện khắc nghiệt khác, đòi hỏi phải có độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao.
Trên đây là bài viết tổng hợp về thép gió. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về loại vật liệu quan trọng này.
