Tính chất và ứng dụng của thép không gỉ 9Cr18

Thép không gỉ 9Cr18 là thép không gỉ martensitic có hàm lượng cacbon cao, crom cao. Nó được biết đến với độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và khả năng chống ăn mòn tốt sau khi xử lý nhiệt thích hợp. Sau đây là thông tin chi tiết về những điều bạn cần biết.

1. Thành phần hóa học của thép không gỉ 9Cr18

Thành phần cụ thể của 9Cr18 mang lại cho nó những đặc tính riêng biệt. Theo tiêu chuẩn GB/T 1220—2007, các phạm vi điển hình (theo phần trăm trọng lượng) là:

• Cacbon (C): 0.90% – 1.00%
• Crom (Cr): 17.00% – 19.00%
• Silic (Si): ≤0,80%
• Mangan (Mn): ≤0,80%
• Phốt pho (P): ≤0,040%
• Lưu huỳnh (S): ≤0,030%

Bạn cũng có thể thấy loại này được gọi là 95Cr18 hoặc tìm các thông số kỹ thuật tương tự theo các tiêu chuẩn quốc tế, chẳng hạn như ASTM A959 (là 440B) hoặc JIS G4303 (là SUS440B). Mặc dù có thể có một số thay đổi nhỏ trong phạm vi (ví dụ: C: 0,75-0,95%, Cr: 16,00-18,00% đối với 440B), các đặc điểm cốt lõi vẫn nhất quán.

Một điểm quan trọng: Hàm lượng cacbon và crom cao đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận trong quá trình sản xuất để quản lý sự hình thành cacbua và đảm bảo các đặc tính đồng nhất. Đây là lĩnh vực trọng tâm của Aobo Steel.

2. Tính chất vật lý và cơ học của thép không gỉ 9Cr18

2.1 Dữ liệu vật lý chính

• Tỉ trọng: Khoảng 7,7 t/m³
• Mô đun đàn hồi (E ở 20°C): 203,89 GPa
• Độ dẫn nhiệt (λ ở 20°C): 29,3 W/(m·K)
• Nhiệt dung riêng (cₚ ở 20°C): 459,8 J/(kg·K)
• Điện trở suất (ρ ở 20°C): 0,60 × 10⁻⁶ Ω·m
• Hệ số giãn nở tuyến tính (×10⁻⁶ /°C): Thay đổi theo nhiệt độ (ví dụ: 10,5 từ 20-100°C, 11,5 từ 20-400°C)

2.2 Tính chất cơ học và độ cứng

Tính chất cơ học, đặc biệt là độ cứng, phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp xử lý nhiệt được áp dụng.

1. Độ cứng (đã ủ): Ủ mềm thường tạo ra độ cứng ≤255 HBW.
2. Độ cứng (đã tôi): Làm nguội ở nhiệt độ 1030-1070°C (một số nguồn chỉ định 1050-1075°C) tạo ra độ cứng ≥56 HRC, có khả năng đạt tới 60,5 HRC, tùy thuộc vào nhiệt độ chính xác.
3. Độ cứng (Đã tôi luyện):
   
   • Quá trình tôi luyện ở nhiệt độ 200-300°C thường đạt được độ cứng 56-60 HRC.
   • Tôi luyện ở nhiệt độ khoảng 160-200°C thường được ưa chuộng để đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa độ cứng và khả năng chống ăn mòn, thường đạt độ cứng 55-59 HRC.
   • Nhiệt độ tôi cao hơn (500-600°C) làm giảm độ cứng xuống mức 40-53 HRC nhưng tăng độ dẻo dai.
4. Điều trị lạnh: Áp dụng xử lý lạnh (ví dụ: -75°C) sau khi tôi có thể tăng độ cứng thêm 1-1,5 HRC.

3. Xử lý nhiệt thép không gỉ 9Cr18

Để đạt được hiệu suất mong muốn từ 9Cr18 phụ thuộc rất nhiều vào việc thực hiện đúng xử lý nhiệt.

• Ủ mềm: Đun nóng đến 800-840°C, giữ nguyên, làm nguội lò xuống dưới 500°C, sau đó làm nguội bằng không khí. Độ cứng mục tiêu: ≤255 HBW.
• Làm nguội: Đun nóng đến 1030-1070°C (hoặc 1050-1075°C), sau đó làm nguội bằng dầu. Độ cứng mục tiêu: ≥56 HRC.
• Làm nguội: Nhiệt độ theo sự cân bằng cần thiết giữa độ cứng, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn (xem giá trị độ cứng ở trên). Phạm vi phổ biến là 160-300°C.
• Nhiệt độ tới hạn (Xấp xỉ): Ac1: 830°C, Ac3: 810°C, Ms: 145°C.

4. Khả năng chống ăn mòn

Là một loại thép không gỉ martensitic, 9Cr18 có khả năng chống ăn mòn tốt, vượt trội hơn so với thép loại Cr17.

• Chịu được khí quyển, nước và một số loại axit và muối nhẹ.
• Hiệu suất thay đổi trong các môi trường hóa học khác nhau (như axit nitric, axit axetic và axit photphoric) tùy thuộc vào nồng độ và nhiệt độ.
• Có khả năng chống chịu nước biển tốt.
• Để có khả năng chống ăn mòn tối ưu, cấu trúc này cần ít nhất 11-12% crom hòa tan trong martensit, điều này có thể đạt được thông qua xử lý nhiệt thích hợp.

5. Quá trình rèn

Rèn đúng cách là điều cần thiết để có chất lượng. Chúng tôi có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực này.

• Nhiệt độ rèn ban đầu: 1050-1100°C
• Nhiệt độ rèn cuối cùng: >850°C
• Làm mát: Làm nguội chậm sau khi rèn (ví dụ, làm nguội lò) là rất quan trọng để ngăn ngừa sự cố. Kiểm soát cẩn thận tốc độ gia nhiệt cũng rất quan trọng.

6. Ứng dụng của thép không gỉ 9Cr18

Sự kết hợp giữa độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn làm cho 9Cr18 phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe:

• Dụng cụ cắt: Các loại dao, dụng cụ phẫu thuật và kéo chất lượng cao cần có cạnh sắc và khả năng chống bám bẩn.
• Khuôn mẫu: Khuôn ép nhựa, đặc biệt dành cho nhựa ăn mòn hoặc các bộ phận quang học đòi hỏi độ bóng và độ bền cao.
• Vòng bi: Vòng bi lăn cần có khả năng chống mài mòn và ăn mòn.
• Thành phần: Trục, bộ phận bơm, van, chốt và lò xo hoạt động trong môi trường ăn mòn nhẹ hoặc mài mòn cao.

7. Những cân nhắc

• Phân phối cacbua: Như đã đề cập, việc kiểm soát sự hình thành cacbua trong quá trình sản xuất thép và rèn là rất quan trọng để có hiệu suất nhất quán. Aobo Steel quản lý điều này thông qua quy trình kiểm soát chặt chẽ.
• Làm khuôn: Đảm bảo xử lý nhiệt thích hợp đạt được lượng crom hòa tan cần thiết để chống ăn mòn trong các ứng dụng khuôn. Thêm Molypden (như trong 9Cr18Mo) có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn và làm cứng thứ cấp nếu cần cho các ứng dụng carbon cao cụ thể.
• Cải tiến bề mặt: Các phương pháp xử lý như cấy ion nitơ có thể tăng cường thêm độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn nếu cần.

Bản tóm tắt

9Cr18 là thép không gỉ martensitic đáng tin cậy, cung cấp sự kết hợp mạnh mẽ giữa độ cứng, khả năng chống mài mòn và khả năng chống ăn mòn. Hiệu suất của nó phụ thuộc vào việc kiểm soát chính xác thành phần hóa học và xử lý nhiệt thích hợp – những lĩnh vực mà kinh nghiệm của Aobo Steel mang lại giá trị thực sự. Đây là lựa chọn chắc chắn cho các công cụ, khuôn mẫu, ổ trục và nhiều thành phần công nghiệp khác nhau.