Thép công cụ 5CrW2Si: Thông số kỹ thuật và ứng dụng

Tại Aobo Steel, với kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực rèn thép công cụ trong hơn 20 năm, chúng tôi hiểu được tầm quan trọng của việc lựa chọn vật liệu chính xác. Sau đây là cái nhìn trực quan về thép công cụ 5CrW2Si, một loại thép công cụ hợp kim đa năng được biết đến với độ bền của nó.

1. Thành phần hóa học của thép công cụ 5CrW2Si (GB/T 1299-2000)

Hiểu chính xác về hóa học là rất quan trọng. Theo tiêu chuẩn GB/T 1299-2000, thành phần của thép 5CrW2Si là:

• Cacbon (C): 0.45% – 0.55%
• Silic (Si): 0.50% – 0.80%
• Mangan (Mn): tối đa0.40%
• Crom (Cr): 1.00% – 1.30%
• Vonfram (W): 2.00% – 2.50%
• Phốt pho (P): tối đa0.030%
• Lưu huỳnh (S): tối đa0.030%

Ghi chú: Tiêu chuẩn quốc tế có thể khác đôi chút. Việc chỉ định tiêu chuẩn bắt buộc cho ứng dụng của bạn là điều cần thiết.

2. So sánh với các tiêu chuẩn quốc tế

Để tham khảo, sau đây là các bài luận có điểm tương đương theo các tiêu chuẩn khác:

• Tiêu chuẩn ISO 4957:2001 (50WCrV8): C 0,45-0,55%, Cr 1,70-2,20%, W 0,70-1,10%, V 0,15-0,45%
• Tiêu chuẩn JIS G4404:2006 (SKS4): C 0,45-0,55%, Cr 0,50-1,00%, W 0,50-1,00%
• ГОСТ 5950-2000 (5ХВ2С / 5XB2C): C 0,45-0,55%, Cr 0,90-1,20%, W 1,80-2,30%, Si 0,80-1,10%, Mn 0,15-0,45%, V 0,15-0,30%

3. Thép công cụ 5CrW2Si Tính chất vật lý chính

Hiểu được những đặc tính này rất quan trọng khi lập kế hoạch xử lý nhiệt:

3.1 Nhiệt độ tới hạn (Xấp xỉ)

• Câu 1: 775∘C
• Câu 3: 860∘C
• Ar1: 775∘C 
• Ms (Martensit bắt đầu): 295∘C

3.2 Hệ số giãn nở tuyến tính (Xấp xỉ)

• 100−250∘C: 13.15×10−6/∘C
• 250−350∘C: 13.6×10−6/∘C
• 350−600∘C: 13.8×10−6/∘C
• 600−700∘C: 14.2×10−6/∘C

4. Quy trình xử lý nhiệt thép công cụ 5CrW2Si

Xử lý nhiệt đúng cách là điều cơ bản để đạt được hiệu suất mong muốn từ 5CrW2Si. Kinh nghiệm của chúng tôi hướng dẫn các thông lệ phổ biến sau:

4.1 Xử lý nhiệt chuẩn bị (Ủ)

• Ủ thông thường: Nhiệt độ để 800−820∘C, giữ trong 3-5 giờ, lò nguội (≤30∘C/giờ) đến 600−650∘C, sau đó làm mát bằng không khí. Độ cứng mục tiêu: $\le 229$ HBW. Cấu trúc vi mô: Perlit dạng hạt, cacbua nhỏ.
• Ủ đẳng nhiệt: Nhiệt độ để 830−840∘C, giữ trong 2-3 giờ, lò nguội đến 680−700∘C, giữ trong 3-4 giờ, lò nguội đến 500∘C, sau đó làm mát bằng không khí. Độ cứng mục tiêu: $\le 229$ Câu chuyện về cây xanh.
• Ủ ở nhiệt độ cao (Rèn sau): Nhiệt độ để 710−740∘C, giữ trong 3-6 giờ, làm mát bằng lò hoặc không khí. Cải thiện khả năng gia công. Độ cứng: 207-255 HBW. Cấu trúc vi mô: Pearlit dạng hạt, các cacbua nhỏ.

4.2 Làm cứng (làm nguội)

• Nhiệt độ làm nguội: 860−900∘C.
• Môi trường làm nguội: Dầu (20−40∘C). Làm nguội cho đến khi bộ phận đạt đến nhiệt độ dầu.
• Độ cứng sau khi tôi: $\ge 55$ Hội đồng Nhân quyền.

4.3 Làm nguội

Quá trình tôi luyện giúp điều chỉnh độ cứng và cải thiện độ dẻo dai:

• Giảm căng thẳng/Ổn định: Tính khí ở 200−250∘C (dầu hoặc kiềm nóng chảy). Làm mát bằng không khí. Độ cứng: 53-58 HRC.
• Giảm độ cứng/Giảm ứng suất: Tính khí ở 430−470∘C (lò không khí hoặc kiềm/nitrat nóng chảy). Làm mát bằng không khí. Độ cứng: 45-50 HRC.

Độ cứng so với Nhiệt độ tôi luyện (Xấp xỉ, sau khi tôi dầu ở nhiệt độ 880°C):

• 100∘C: ~55HRC
• 200∘C: ~53,5 HRC
• 300∘C: ~51 HRC
• 400∘C: ~47 HRC
• 500∘C: ~41 HRC
• 600∘C: ~33HRC

5. Tính chất và đặc điểm cơ học

• Độ bền: Độ dẻo dai tốt sau khi tôi luyện, được hỗ trợ bởi kích thước hạt tinh luyện Vonfram (W).
• Tổng thể tính chất: Thể hiện các tính chất cơ học toàn diện tốt.
• Độ cứng: Hàm lượng carbon tương đối thấp có nghĩa là khả năng làm cứng không quá cao, nhưng độ cứng bề mặt có thể được tăng lên thông qua quá trình thấm cacbon.
• Tính khí dễ vỡ: Rủi ro nhẹ trong 300−350∘C phạm vi tôi luyện. Tôi luyện xung quanh 250∘C (54-56 HRC) hoặc 450∘C (50-52 HRC) có độ cứng và độ dẻo dai cân bằng tốt.
• Những cân nhắc: Nó nhạy cảm với quá trình khử cacbon trong quá trình gia nhiệt. Biến dạng làm nguội đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận. Khả năng chống mài mòn dưới tác động mài mòn và độ bền va đập thấp hơn so với một số loại thép Mo-Ni chuyên dụng.

6. Ứng dụng phổ biến

5CrW2Si thích hợp cho các dụng cụ và khuôn chịu va đập và mài mòn:

• Đục thủ công và đục khí nén, dụng cụ búa khí nén, dụng cụ đinh tán
• Khuôn đột dập nguội, lưỡi cắt (cắt nguội), khuôn cắt phôi/cắt tỉa
• Đấm đầu lạnh chịu lực nặng
• Đục xuyên thép tấm tải trọng trung bình
• Khuôn chính xác
• Dụng cụ làm mộc
• Dao cắt ren khuôn
• Ứng dụng gia công nóng: Dụng cụ đột/đục lỗ, khuôn cắt, khuôn rèn nóng, khuôn đúc khuôn (hợp kim dễ nóng chảy)
• Kéo tròn chịu lực lớn/trung bình và lưỡi cắt dài

7. So sánh với các lớp tương tự

• so với 4CrW2Si: Hiệu suất tương tự. 5CrW2Si thường có khả năng làm cứng và độ bền ở nhiệt độ cao tốt hơn một chút.
• so với 6CrW2Si: 5CrW2Si có độ dẻo dai tốt hơn nhưng khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn thấp hơn một chút. 6CrW2Si thường được lựa chọn khi hao mòn/sụp đổ là chế độ hỏng hóc chính.

8. Các loại thép tương đương

Để tham khảo quốc tế:

• Tiêu chuẩn: 50WCrV8
• TIẾNG ANH: 50WCrV8
• JIS (Nhật Bản): SKS4
• ГОСТ (Nga): 5ХВ2С (5XB2C)
• ASTM/UNS (Hoa Kỳ): T41901
• DIN (Đức): 45WCrV7