Tính chất và ứng dụng của thép công cụ gia công nóng 8Cr3

Thép công cụ 8Cr3 là loại thép có hàm lượng cacbon cao, đáng tin cậy thép công cụ làm việc nóng thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Về cơ bản, đây là thép công cụ cacbon T8 đã được cải tiến, được cải tiến bằng cách thêm crom (Cr) 3.20% vào 3.80%.

1. Thành phần thép công cụ 8Cr3

Thành phần hóa học của Thép công cụ 8Cr3 theo tiêu chuẩn GB/T 1299-2000 như sau:

• Cacbon (C): 0,75% đến 0,85%
• Silic (Si): ≤ 0,40%
• Mangan (Mn): ≤ 0,40%
• Crom (Cr): 3.20% đến 3.80%
• Phốt pho (P): ≤ 0,030%
• Lưu huỳnh (S): ≤ 0,030%
• Đồng (Cu): ≤ 0,030% 

2. Tính chất cơ bản

• Cải tiến của Crom: Crom bổ sung làm tăng khả năng cứng và có khả năng chịu nhiệt độ cao ở mức vừa phải (lên đến khoảng 500°C).
• Khả năng chống mài mòn: 8Cr3 có khả năng chống mài mòn tốt. Điều này là do sự hình thành các cacbua mịn, phân bố đồng đều trong cấu trúc vi mô của nó, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng liên quan đến ma sát và mài mòn.
• Sức mạnh: Thép vẫn duy trì được độ bền thích hợp ở cả nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao vừa phải.

3. Xử lý nhiệt và độ cứng của thép công cụ 8Cr3

Chính xác xử lý nhiệt rất quan trọng để tối đa hóa hiệu suất của Thép công cụ 8Cr3.

3.1 Ủ

• Tình trạng giao hàng: Thông thường được cung cấp ở trạng thái ủ.
• Độ cứng: 207 đến 255 HBW (Độ cứng Brinell). Trạng thái mềm hơn này giúp gia công dễ dàng hơn.

3.2 Làm cứng và ram thép công cụ 8Cr3

• Làm cứng: Austenit hóa ở nhiệt độ từ 830°C đến 880°C, sau đó làm nguội bằng dầu.
• Độ cứng đạt được (Sau khi tôi): Độ cứng thường vượt quá 55 HRC (Độ cứng Rockwell C), thường đạt tới 59 đến 62 HRC.
• Làm nguội: Cần thiết sau khi tôi để giảm độ giòn và đạt được sự cân bằng thích hợp giữa độ cứng và độ dai. Tôi thường được thực hiện ở nhiệt độ từ 480°C đến 520°C.
• Độ cứng làm việc (sau khi tôi luyện): Khoảng 41 đến 46 HRC.
• Thận trọng: Việc tôi luyện ở nhiệt độ từ 460°C đến 480°C có thể làm giảm độ bền va đập; hãy cân nhắc điều này khi sử dụng các ứng dụng có độ bền cao.

3.3 Xử lý bề mặt (thấm nitơ)

• Mục đích: Dành cho các ứng dụng cần tăng cường độ bền bề mặt.
• Ví dụ về quy trình: Thấm nitơ ở nhiệt độ khoảng 480°C trong 50 giờ.
• Kết quả: Tạo ra lớp bề mặt có độ sâu từ 0,35 đến 0,4 mm với độ cứng vi mô từ 600 đến 750 HV (Độ cứng Vickers).

3.4 Nhiệt độ tới hạn

Hiểu được những nhiệt độ này là chìa khóa để xử lý nhiệt thành công:

• Câu 1: ~785°C (Bắt đầu hình thành austenit khi đun nóng)
• Câu 3: ~830°C (Kết thúc quá trình hình thành austenit khi nung nóng)
• Ar1: ~750°C (Bắt đầu phân hủy austenit khi làm mát)
• Ar3: ~770°C (Kết thúc quá trình phân hủy austenit khi làm mát)
• Bệnh đa xơ cứng: ~370°C (Bắt đầu chuyển đổi martensit)
• Ông: ~110°C (Kết thúc quá trình chuyển đổi martensit)

4. Khuyến nghị về gia công thép công cụ 8Cr3

Thực hiện theo các hướng dẫn sau để xử lý tối ưu.

4.1 Gia công nóng (Rèn)

• Sưởi ấm: Nung thỏi/phôi ở nhiệt độ 1180°C – 1200°C.
• Nhiệt độ bắt đầu rèn: 1100°C – 1150°C.
• Nhiệt độ hoàn thiện rèn: Không dưới 800°C – 900°C.
• Làm mát: Việc làm nguội chậm sau khi rèn rất quan trọng để ngăn ngừa ứng suất bên trong.

4.2 Ủ để gia công

• Quá trình: Đun nóng đến nhiệt độ 790-810°C, giữ trong 2-6 giờ, sau đó làm nguội trong lò xuống dưới 600°C.

5. Ứng dụng của thép công cụ 8Cr3

Thép 8Cr3 thích hợp làm dụng cụ và khuôn mẫu sử dụng trong các điều kiện sau:

• Nhiệt độ: Nhiệt độ làm việc vừa phải (dưới 500°C).
• Tải trọng: Tác động và độ rung tương đối thấp.
• Yêu cầu chính: Khả năng chống mài mòn.

Ví dụ cụ thể bao gồm:

• Khuôn cắt nóng (để loại bỏ phần nhô ra khỏi sản phẩm rèn)
• Đục định hình (để định hình vật liệu nóng)
• Bolt nóng làm đảo lộn khuôn mẫu
• Khuôn xỏ khuyên nóng
• Ống lót khuôn
• Đấm

Những cân nhắc:

• Đối với việc dập nóng đòi hỏi khả năng chống mài mòn cao hơn đáng kể, cacbua xi măng có thể có tuổi thọ dài hơn. Tuy nhiên, 8Cr3 là lựa chọn kinh tế cho các nhiệm vụ dập nóng ít đòi hỏi hơn.
• Đối với sản xuất quy mô lớn (ví dụ, bánh răng ô tô) mà khuôn 8Cr3 tiêu chuẩn có thể hỏng sớm, hãy cân nhắc thiết kế khuôn composite với miếng chèn hiệu suất cao hơn.

Chuyên môn của Aobo Steel

Thép 8Cr3 cung cấp sự cân bằng phù hợp giữa khả năng chống mài mòn và hiệu suất ở nhiệt độ vừa phải cho các ứng dụng gia công nóng cụ thể. Việc đạt được kết quả tốt nhất phụ thuộc rất nhiều vào quá trình gia công và xử lý nhiệt chính xác, tuân theo các thông số được nêu ở trên.

Tại Aobo Steel, nhiều thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực rèn và cung cấp thép công cụ giúp chúng tôi hiểu được những sắc thái của vật liệu như 8Cr3. Chúng tôi cung cấp thép chất lượng cao và chuyên môn để giúp bạn sử dụng hiệu quả. Liên hệ với chúng tôi để thảo luận về nhu cầu ứng dụng cụ thể của bạn.