Thép 4140 có phải là thép không gỉ không?

KHÔNG, thép 4140 không phải là thép không gỉ. Nó luôn được phân loại là thép hợp kim thấp cacbon trung bình, cụ thể là hợp kim crom-molypden (Cr-Mo).

Thép không gỉ là gì

Thép không gỉ là một nhóm hợp kim sắt rộng chủ yếu được đặc trưng bởi khả năng chống ăn mòn được tăng cường. Tính chất độc đáo này đạt được bằng cách bổ sung một lượng crom tối thiểu, thường là 10,5% theo trọng lượng, mặc dù một số định nghĩa có thể chỉ định crom 11%, 11,5% hoặc thậm chí là 12%. Ngoài crom, thép không gỉ thường chứa hàm lượng cacbon tối đa dưới 1,2% và có thể bao gồm các nguyên tố hợp kim khác như niken, molypden, mangan, silic, titan, niobi, nitơ, lưu huỳnh, đồng, nhôm, vanadi và vonfram.

Đặc tính “không gỉ” xuất phát từ sự hình thành tự phát của một lớp thụ động mỏng, vô hình và có độ bám dính cao trên bề mặt thép khi tiếp xúc với môi trường oxy hóa như không khí hoặc nước có khí. Lớp thụ động này chủ yếu bao gồm crom oxit (Cr2O3) và hoạt động như một rào cản, bảo vệ kim loại bên dưới khỏi bị ăn mòn thêm bằng cách ức chế sự khuếch tán của oxy và các ion kim loại. Một đặc điểm đáng chú ý của lớp màng này là khả năng tự phục hồi: nếu bị hư hỏng do trầy xước hoặc mài mòn, nó sẽ phục hồi ngay lập tức khi có oxy.

Phân tích lý do tại sao 4140 không phải là thép không gỉ

Để được phân loại là thép không gỉ, thép thường yêu cầu hàm lượng crom (Cr) ít nhất là 10,5% đến 12%. Tuy nhiên, thành phần hóa học của thép 4140 cho thấy hàm lượng crom (Cr) của nó thường nằm trong khoảng từ 0,80% đến 1,20%. Giá trị này thấp hơn nhiều so với ngưỡng hàm lượng crom của thép không gỉ. Để so sánh, martensit Thép không gỉ 410 có hàm lượng crom từ 11,5% đến 13,5%, trong khi thép không gỉ ferritic 430 có hàm lượng crom từ 16,0% đến 18,0%.

Mặc dù thép hợp kim thấp 4140 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn một chút so với thép cacbon không hợp kim, nhưng vẫn nên phủ một lớp sơn bảo vệ khi sử dụng ngoài trời.

Về mặt ứng dụng, 4140 chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống xoắn và ứng suất ngược cao, chẳng hạn như các thành phần trục cứng. Điều này hoàn toàn khác với các ứng dụng chống ăn mòn của thép không gỉ.

Thép 4140 được phân loại là “thép cacbon hợp kim trung bình” hoặc “thép hợp kim thấp”. Nó cũng được gọi là hợp kim crom-molypden. Ngoài ra, mặc dù được sử dụng rộng rãi trong các xưởng sản xuất dụng cụ, nhưng nó không được coi là một loại thép dụng cụ.

Tóm lại, thành phần hóa học của thép 4140 và phân loại của nó trong sổ tay vật liệu chỉ rõ rằng nó thuộc loại thép hợp kim thấp, không phải thép không gỉ.