Chương 5: Thép và Gang ppt

1
Chương 5: Thép và Gang
Khái niệm về thép C và thép hợp kim
Thép C
Thành phần hoá học
- Fe, C (< 2,14%)
- Mn (< 0,8%)
- Si (< 0,4%)
- P (< 0,05%)
- S (< 0,05%)
Tạp chất
có lợi
Tạp chất
có hại
Các nguyên tố khác có thể
có: Cr, Ni, Cu, W, Mo…
δ%
σ
b
HB
%Peclit
%Ferit
%Xementi
t
%C
MPa
%
Vai trò của C đối với công dụng của thép
* Thép C thấp (%C < 0,25%)
 chủ yếu dùng trong kết cấu xây dựng. Có thể sử dụng để
chế tạo một số chi tiết máy sau khi hoá nhiệt luyện

* Thép C trung bình (0,3-0,5%C )
 thường dùng chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và
va đập cao
* Thép C khá cao (0,55-0,65%C )
 thường dùng chế tạo các chi tiết cần có tính đàn hồi tốt
* Thép C cao (%C > 0,7% )
 thường dùng chế tạo các chi tiết làm
dụng cụ cắt, khuôn dập, dụng cụ đo vì
có độ cứng cao, chống mài mòn tốt
Ảnh hưởng của các nguyên tố tạp chất
Tạp chất có lợi
• Mangan: Mn có trong thép là do dùng fero Mn khử
O
2
+ quặng
Mn + FeO  Fe + MnO (nhẹ  nổi đi vào xỉ)
Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,5-0,8%)
• Silic: Si có trong thép là do dùng fero Si khử O
2
+
quặng
Si + 2FeO  2Fe + SiO
2
(nhẹ  nổi đi vào xỉ)
Tác dụng: hoá bền Ferit (%Mn: 0,2-0,4%)
4
Tạp chất có hại
•Phốtpho:
- Có trong thép là do lẫn trong quặng, kết hợp với
Fe tạo .Fe

3
P cứng và giòn (khi P1,2%) bở
nguội
- P có tính thiên tích mạnh %P < 0,05%
• Lưu huỳnh: S lẫn trong quặng, kết hợp với Fe tạo
cùng tinh (Fe
3
S + Fe) có T nóng chảy thấp (988
0
C)
 nung : biên giới hạt chảy trước  bở nó
ng
Hạn chế: %S < 0,05% +Mn MnS kết tinh ở T cao
2
Phân loại thép C
• Phân loại theo độ sách tạp chất có hại (P, S)
- Chất lượng thường: %P < 0,05% và %S < 0,05%
(L-D)
- Chất lượng tốt: %P < 0,04% và %S < 0,04% (lò hồ
quang)
- Chất lượng cao: %P < 0,03% và %S < 0,03% (lò
hồ quang)
- Chất lượng rất cao: %P < 0,02% và %S < 0,02%
(lò hồ quang + điện xỉ )
6
• Phân loại theo phương pháp khử Oxy
- Thép sôi (khử Oxy chưa triệt để): Khử bằng Fero Mn:
còn FeO: FeO+C  Fe+CO↑
- Thép lặng (khử Oxy triệt để): thường khử bằng FeMn,
FeSi, Al bề mặt phẳng lặng

- Thép nửa lặng (là dạng trung gian của 2 loại thép trên):
thường khử bằng Al, FeMn
• Phân loại theo công dụng
- Thép cán nóng thông dụng: XD, cầu
(thép xây dựng, thép hình )
- Thép chế tạo máy (thép kết cấu): đòi hỏi chất
lượng cao hơn thép xây dựng….
- Thép dụng cụ: dùng chế tạo các công cụ
chuyên dùng có yêu cầu độ cứng và
………………….chống mài mòn cao
Ưu điểm của thép C
• Rẻ, dễ kiếm do không đòi hỏi thành phần phức tạp
• Có cơ tính phù hợp với một số trường hợp nhất định
• Có tính công nghệ tốt: dễ đúc, cán, rèn………so với
thép hợp kim
Nhược điểm của thép C
• Độ thấm tôi thấp hiệu quả hoá bền
bằng NL không cao
• Tính chịu nhiệt độ cao kém
• Chống ăn mòn, tính cứng
nóng…kém
Làm thế nào để khắc phục các nhược điểm ?
3
Thép hợp kim
 Là thép C+ nguyên tố khác ngoài C (Ni, Cr, Ti… ) với
lượng đủ lớn  làm thay đổi tổ chức  cải thiện tính chất
của vật liệu (NTHK)
* Các NT được coi là NTHK khi:
Mn  0,8-1,0% Si  0,5-0,8% Cr  0,5-0,8%
Ni  0,5-0,8% W  0,1-0,5% Mo  0,05-0,2%

Ti  0,01% Cu  0,3% B  0,002%
* Các đặc tính của thép hợp kim
 Cơ tính:
- Trạng thái không NL, độ bền khác không nhiều so
với thép C (cùng %C)
- Độ thấm tôi lớn  chiều sâu lớp tôi thành M >>
thép C
- Tốc độ nguội tới hạn nhỏ  giảm cong vênh chi
tiết ( nguội chậm: tôi dầu, không khí )
- Độ bền cao hơn hẳn thép C sau khi nhiệt luyện
- Tính công nghệ kém hơn thép C ( đúc, cắt gọt, rèn
dập )
11
Tính chịu nhiệt độ cao:
- Cácbit của nhiều nguyên tố HK: khó hòa tan khi
tôi, khó kết tụ khi nung, cản trở sự.phân hoá M
→ giữ độ bền, cứng ở nhiệt độ cao;
- Có lớp oxyt đặc biệt, xít chặt chống oxy hóa ở
nhiệt độ cao;
 Tính chất đặc biệt:
- Bền ăn mòn trong nhiều môi trường (chống gỉ)
- Có từ tính đặc biệt, có sự giãn nở nhiệt đặc biệt…
Tác dụng của các NTHK đến tổ chức của thép
* Hoà tan vào Fe tạo dung dịch rắn
- Với lượng nhỏ: không làm thay đổi dạng GĐP Fe-C
- ảnh hướng đến độ cứng của vật liệu
- ảnh hưởng đến độ dai a
k
% ng.tố hợp kim 
4

100
220
HB
2
Ni
SiMn
Cr
% ng.tố hợp kim 
4
500
3000
a
k
(kJ/m
2
)
2
6
2500
Si
Mn
Cr
Ni
4
- Với hàm lượng lớn (> 10 %): làm thay đổi GĐP
Fe-C
 Mn,Ni: mở rộng vùng ϒ, có thể đến T thường
thép ϒ (10-20% Mn, Ni)
 Cr: mở rộng vùng α. Khi Cr lớn (>20%)  thép
Ferít

 Điểm S, E (của GĐP) dịch sang trái:
< 0,8%C đã là thép ct <2,14%C  có Lê
VD: thép 7% W điểm S: 0,2%C điểm E: 0,5%C
 thép Lê
14
* Tạo thành Cácbit
 một số nguyên tố HK có khả năng kết hợp với C
tạo thành cácbit: Mn, Cr, Mo, W, Ti…….
Fe Mn Cr Mo W V Ti Zr Nb
Khả năng tạo cácbit của các nguyên tố HK
Tạo cácbit
mức độ TB
Tạo cácbit mức
độ khá mạnh
Tạo cácbit mức độ mạnh
Tạo cácbit mức
độ rất mạnh
Các loại cácbit
- Xêmentít HK (Fe, Me)
3
C: Mn, Cr, Mo, W – chứa ít
NTHK (1-2%, nguyên tố tạo CB trung bình và khá
mạnh)
- Cácbit kiểu mạng phức tạp: Cr
7
C
3
, Cr
23
C

6
, Mn
3
C-
>10% Cr hoặc Mn (D
c
/D
Me
>0,59)
- Cácbit kiểu Me
6
C: Cr, W, Mo, Fe- thép chưa Cr; W
hoặc Mo ( mạng phức tạp)
- Cácbit kiểu mạng đơn giản MeC (Me
2
C): V, Ti, Zr, Nb-
NTHK tạ CB mạnh (D
c
/D
Me
<0,59)
Cr
7
C
3
TiC
Ảnh hưởng của các NTHK đến nhiệt luyện
Chuyển biến nung nóng khi tôi
-Peclít  As, sau đó các loại cácbit hoà tan vào As
- Cacbit hợp kim khó hòa tan vào γ hơn Xe → ↑ Ttôi +

τ
gn
.
+ thép cacbon 1,00%C: Fe
3
C → Ttôi ~ 780
o
C;
+ thép HK thấp 1,00%C + 1,50%Cr: (Fe,Cr)3C, → Ttôi
~ 830
o
C;
+ thép HK cao 1,00%C + 12,0%Cr: Cr
23
C
6
, → Ttôi
>1000
o
C.
- Giữ hạt nhỏ: TiC, ZrC, NbC, VC tác dụng mạnh, WC,
MoC yếu hơn. Riêng Mn làm to hạt. Các nguyên tố Cr,
Ni, Si, Al : trung tính.
5
17
Sự phân hoá đẳng nhiệt của Austenit quá nguội
Nhiệt độ
Thời gian
Thép C
Thép HK

Độ thấm tôi: tăng
có thể : V
th
<V
kk
 tự tôi (tôi gió)
Làm chậm tốc độ phân hóa của As  ”C” dịch sang phải
V
th
giảm : Mạnh nhất là Mo; Cr+Ni
Chuyển biến khi ram
-Đa số các ng.tố HK có xu hướng cản trở sự tiết C ra khỏi
M  giữ độ cứng cho thép ở nhiệt độ cao
-Cácbit HK tiết ra ở nhiệt độ cao hơn, phân tán, khó kết
tụhóa cứng phân tán
Xêmentít Fe
3
C ~ 200
0
C
Xêmentít HK (Fe, Me)
3
C ~ 250-300
0
C
Cácbít crôm Cr
7
C
3
, Cr

23
C
6
~ 400-450
0
C
Cácbít Fe
3
W
3
C ~ 550-600
0
C
T tiết ra cácbit HK khỏi
M của một số cácbit
Cácbít kiểu mạng đơn giản TiC, VC, ZrC, NbC khi NL hầu như không
bị hoà tan vào Austenit, vì sao?
Chuyển biến mactenxit
- Hạ thấp Mđ và Mk  sau tôi còn nhiều Au dư
Ưu: ít biến dạngNhược: không đạt được độ cứng max
 phải GCL hay ram nhiều lần
Các khuyết tật của thép HK
Thiên tích
Đốm trắng
Giòn ram loại I (280-350
0
C): không thuận nghịch  tránh
do M phân hủy không đồng nhất và cacbit  tiết ra khỏi M
dạng tấm làm thép bị giòn
Giòn ram loại II (500-600

0
C): thuận nghịch
Thép HK Cr, Mn, Cr-Ni, Cr-
Mn khi ram ở 500  600
o
C
và nguội chậm thúc đẩy tiết
ra các pha giòn ở biên giới
hạt
Khắc phục:
- Nguội nhanh sau khi ram
ở T này- HKH thêm lượng
nhỏ Mo hay W ( 0,2)
Nguội nhanh
Nguội chậm
a
k
20
Phân loại thép hợp kim:
Theo tổ chức khi thường hoá:
-
thép họ Peclít;
- thép họ Máctenxit;
- thép họ Austenit;
Theo công dụng:
- thép HK kết cấu;
- thép HK dụng cụ;
- thép HK đặc biệt;
Theo tổng lượng nguyên tố HK:
- thép HK thấp:  < 2,5%;

- thép HK trung bình: 2,5% <  < 10%;
- thép HK cao:  > 10%;
Theo tổ chức khi cân bằng:
- thép trước cùng tích;
- thép cùng tích;
- thép sau cùng tích;
- thép Lêđêburit;
- thép Ferit;
- thép Austenit;
Theo nguyên tố hợp kim:
Dựa theo tên nguyên tố HK chính
- thép Cr, Mn, Si…
- thép Cr-Ni, Cr-Ni-Mo…
6
Tiêu chuẩn thép
Thép C
☻Theo TCVN 1765-75: thép C kết cấu chất lượng thường
để làm các kết cấu xây dựng với %P (0,04-0,07%) và %S
(0,05-0,06%)
CT xx (n, s)
Ký hiệu thép C
cán nóng thông
dụng
Giới hạn bền kéo
tối thiểu (kG/mm
2
)
Thép nửa
lặng
Thép sôi

VD: CT38 ;
Theo TC của Việt nam (TCVN)
22
☻Theo TCVN 1766-75: thép C kết cấu chất lượng tốt để
chế tạo các chi tiết máy P, S < 0,04%
C xx (A)
☻Theo TCVN 1822-76: thép C dụng cụ dùng để chế tạo
các dụng cụ
CD xx (A)
XX: hàm lượng các bon TB phần vạn
VD: C45
XX: hàm lượng cacbon TB phần vạnVD: CD120
Thép HK
Theo TCVN1759-75:
xx Cr xx Ni xx……… (A)
%C theo phần
vạn
ký hiệu hoá học các
nguyên tố + xx (phần trăm
khối lượng)
chất lượng hợp
kim
Theo TC của Nga:
Cr Ni W Mo Ti Si Mn V
X H B M T C Γ Φ
40Cr 35CrMnTi 90CrSi 14CrMnSi
40X 35XΓT 90XC 14XΓC
24
Các nhóm thép
1. Thép xây dựng:

- Gồm 7 mác: CT31-CT61; thông dụng CT38; CT51
CT38 : 0,18 ÷ 0,21%C; kết cấu thông dụng
CT51: 0,30 ÷ 0,35%C; kết cấu chịu lực cao, tính
hàn kém hơn
Để có tính hàn tốt, %C 22%; khi %C >0,25% tính
hàn đã trở nên kém
Nếu có các NTHK khác thì tính C đương lượng:
15
CuNi
5
VMoCr
6
Mn
CC
dl





Không vượt quá 0,55%
7
25
- Thép hợp kim thấp, độ bền cao (HSLA):
 HKH thấp bằngMn, Si, Cr, Cu và có thể cả Ni, B (ít làm hại
tính hàn), V, Nb độ dẻo và độ dai cao (giữ hạt nhỏ)
 tăng (gấp 2  4 lần) tính chống ăn mòn trong khí quyển
(0,20  0,30%Cu)
 Dùng tôi + ram để nâng cao độ bền, có thể đạt σ
ch

= 400 
600MPa
Hiệu quả: dùng thép HSLA thay thế cho thép thông dụng

0,2
= 350MPa tiết kiệm được 15% kim loại,

0,2
= 400MPa tiết kiệm được 25  30%,

0,2
= 600MPa tiết kiệm được 50%.
- Chế tạo: tận dụng việc hợp kim hóa tự nhiên (dùng gang
luyện từ vùng quặng giầu NTHK), sử dụng lại phế liệu là
thép HK; dùng các nguyên tố rẻ như Mn, Si tổng lượng
hợp kim < 2,0

2,5%,
26
2. Thép kết cấu
2.1. Thành phần hóa học của thép kết cấu:
a. Thép kết cấu C:
-%C : 0,1-0,6
-%C càng cao cơ tính cao  tính công nghệ xấu
-có tính công nghệ tốt và rẻ
-Nhược điểm:
độ thấm tôi thấp, bền thấp  chi tiết nhỏ
tính cứng nóng kém ( <200
0
C)

27
b. Thép kết cấu hợp kim :
 Đắt hơn thép C và có độ bề cao hơn: độ thấm tôi cao, hoá bề ferit,
tạo cacbit phân tán và giữ hạt nhỏ
- Theo tác dụng và số lượng chia thành 2 nhóm:
 nguyên tố HK chính:
 chiếm tỷ lệ chính trong các NTHK, thường là Cr,Mn,Si ( có thể Ni)
 rẻ, 1-2% ( cá biệt 6-7%)
 với tổng như nhau thì dùng nhiều nguyên tố hơn là một nguyêt tố
 các cặp thường dùng: Cr-Mn; Cr-Ni; Cr-Mn-Si; Cr-Ni-Mn
 nguyên tố hợp kim phụ:
 lượng rất ít ( 0,1%); max 0,5-0,8%  c ải thiện thêm tính chất
 thường là Ti; W; Mo (đắt) : Ti giữ nhỏ hạt khi nung
Mo ( 0,2), W(0,5-0,8)  tránh giòn ram loại 2 ở thép Cr-Mn
28
Chia ra 3 nhóm :
Thép thấm C: %C <0,25
Thép hóa tốt: %C: 0,3-0,5
Thép đàn hồi %C: 0,55-0,65
8
29
I. Thép thấm C:
-%C: 0,1-0,25% (có thể đến 0,3%)
-ứng dụng cho các chi tiết làm việc trong điều kiện
chịu mài mòn và va đập ( bánh răng, cam, chốt )
-thép phải thấm  tôi + ram
1.Thành phần hoá học:
ngoài C
 Hợp kim: có tác dụng thúc đẩy quá trình thấm, nâng
cao độ bền

 không dùng thép có Si ( gây thoát C), ít Mn ( hạt
lớn)
 thường dùng các nhóm: Cr; Cr- Ni; Cr-Mn-Ti
30
1. Các mác thép và đặc điểm:
a. Thép C: C10;C15; C20; C25 và đôi khi
CT38
- T
thấm
 900
0
C hạt lớn (sau thấm thường
phải thường hoá)
- tôi nước  chi tiết nhỏ, đơn giản
b. Thép Cr: 15Cr; 20Cr; 15CrV
- T
0
= 900-920  tốc độ thấm tăng (do Cr có ái
lực với C)
- nhược điểm: quá bão hoà C
- áp dụng cho chi tiết  20-40mm
31
c. Thép Cr-Mn-Ti (Mo):
mác thép 18CrMnTi; 25CrMnTi; 30CrMnTi,
25CrMnMo ( 0,1-0,09% Ti)
T
0
thấm=950
ưu điểm: rẻ, gia công dễ, NL đơn giản
32

II.Thép hoá tốt:
1. Đặc điểm:
-%C: 0,3-0,5 ( thường dùng 0,35-0,45)
-Chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh, b/m bị mài mòn 
muốn có cơ tính tổng hợp cao  nhiệt luyện hoá tốt
-Hợp kim:
cơ tính tổng hợp cao, đồng nhất trên tiết diện, chi tiết lớn
 HKH càng cao
các NTHK chính: Cr,Mn,Si, Ni( 1-2%)
các NTHK phụ : W, Mo  tăng độ thấm tôi và khắc phục
giòn ram
B có thể có 0,002-0,005 (  1-0,5% Cr)  tăng độ thấm tôi
- các nhóm : Cr, Cr- Mn, Cr- Mn- Si, Cr- Ni, Cr-Ni- Mo
9
33
2. Nhiệt luyện:
- Để nâng cao cơ tính tổng hợp ( 
chảy
, a
k
) 
X
ram
 Tôi + ram cao (NL hóa tốt)
- X
ram
:
 độ cứng 220-260 HB  g/c cắt tinh  tăng độ
bóng b/m
tổ chức F+Xe nhỏ mịn tôi cao tần tiếp theo

M nhỏ mịn  cơ tính bề mặt tốt
34
a.Thép C: C35, C40, C45, C50: độ thấm tôi ≈ 10mm,
làm trục truyền, khuỷu trong động cơ nhỏ, bánh
răng tốc độ nhỏ
b.Thép Cr: 35Cr, 40Cr,
45Cr, 50Cr , 40CrB (  1%
Cr): đạt các yêu ở mức cao hơn thép C; độ thấm tôi
 20mm, sau ram nguội nhanh; 40Cr thường làm
trục và bánh răng máy cắt KL
Các nhóm thép
35
Thép Cr-Mn ( Cr-Mn-Si) :
40CrMn, 40CrMnB, 30CrMnSi
Độ thấm tôi 20-25mm, chi tiết phức tạp,cắt gọt và
hàn tốt
Thép Cr-Ni: 40CrNi, 45CrNi, 50CrNi, 40CrNiMo:
độ thấm tôi đến 110mm; cơ tính giống thép Cr-
Mn, dẻo hơn → khó cắt gọt; chế tạo chi tiết
phức tạp và chịu tải trọng động cao trong ôtô và
máy bay.
36
III. Thép đàn hồi: %C 0,55-0,65
1.Điều kiện làm việc và yêu cầu với lò xo, nhíp:
 chịu tải trọng tĩnh và va đập, không được BD dẻo
 giới hạn đàn hồi cao ( k/n chống BD dẻo lớn)
 độ cứng cao, dẻo dai thấp để không có BD dư (35-
45HRC )
 giới hạn mỏi cao
10

37
2. Thành phần hoá học:
 khi có thêm các NTHK  giảm lượng C
Tác dụng của NTHK:
- nâng cao giới hạn đàn hồi, cứng ( Mn, Si nhiều
quá gây giòn)
- nâng cao độ thấm tôi đồng đều trên toàn tiết
diện (Cr)
 Nhiệt luyện: tổ chức T
ram
: Tôi + ram TB
 đặc biệt chú ý b/m ( chất lượng và thoát C )
38
3.Các mác thép:
a.Thép C và thép Mn: C65, C70, 65Mn, 70Mn:
nếu bán thành phẩm dạng dây, băng mỏngđã
tôi+ramTBtạo sản phẩm  ủ khử ư.s
b.Thép Si: 55Si2, 60Si2:

đh
cao, rẻ; độ thấm
tôi  20mm; dễ thoát C khi nung tôi
(  5,5mm  tôi +ramTB trước chế tạo,
5,5mm  tôi +ramTB sau chế tạo)
Thép Dụng cụ và Đặc biệt
• Dùng với khối lượng rất nhỏ (0,1% lượng thép dùng)
quyết định số lượng và chất lượng sản phẩm.
Chỉ tiêu quan trọng nhất  độ cứng cao, chống mài mòn
C  rất thấp 0,1-0,15%C hoặc rất cao > 1,0%C  chế độ
NL phức tạp

 Thành phần hợp kim: thuộc nhóm hợp kim cao (>10%)
 Cơ tính đặc biệt: - tính chống mài mòn cao
- tính chất điện - từ đặc biệt
- làm việc được ở nhiệt độ cao
- có tính giãn nở nhiệt, đàn hồi đặc biệt
 Tổ chức tế vi: As, Fvà M ( thường hóa)
40
Thép và HK làm dao cắt:
1. Điều kiện làm việc của dao:
•Lưỡi cắt chịu áp lực lớn khi phá huỷ KL (tạo phoi)
•Dao bị mài sát → bị mòn mạnh
•Công tách phoi và mài sát → nhiệt → tập trung và nung
nóng phần lưỡi dao → xấu khả năng cắt gọt
2, Yêu cầu cơ tính của dao:
•Độ cứng cao: cao hơn độ cứng của phôi
thép,gang thường, thép HK thấp (200-220HB)
→độ cứng dao ≥ 60HRC
thép,gangđặc biệt, thép HK cao(250-300HB)
→độ cứng dao ≥ 65HRC
11
41
●Tính chống mài mòn cao:
 nâng cao tuổi thọ DC ( độ chính xác của chi tiết gia công):
+ độ cứng cao  chống mài mòn càng tốt
độ cứng > 60HRC thì cứ tăng thêm 1HRC, tuổi thọ dao
tăng30%
+ hai thép có cùng độ cứng  thép có nhiều các bít phân tán 
chống mài mòn cao hơn
 Tính cứng nóng:
+ khả giữ được độ cứng cao khi làm việc ở T

0
cao; xác định
bằng nhiệt độ ram lớn nhất ( trong 1 giờ): độ cứng  58HRC
VD: dao cắt với tốc độ lớn  yêu cầu tính cứng nóng cao
 Ngoài ra còn yêu cầu:
σ (
uốn
khi tiện; 
xoắn
khi khoan), độ dai( tránh mẻ,gẫy)
42
2. Thép làm dao cắt năng suất thấp: ( v
cắt
= 5-10m/phút)
a. Thép các bon: CD70, CD80 (W1, W2 - Mỹ; Y7, Y8- Nga),
CD90; CD130
Đặc điểm: Sau tôi + ram thấp:  60HRC
Nhược điểm: - dao nhỏ - hình dáng đơn giản - tốc độ cắt
thấp (5m/ph)
b
. Thép hợp kim thấp:
● 100Cr2; 90CrSi :C  1% ( cao); Cr  1%; Si; W; Mn
Ứng dụng: dao cắt
● 130Cr0,5; 140CrW5: C 1,5%; Cr  1%; W 4 - 5%;
Ứng dụng: dao cạo rà KL, dao cạo râu; dao cắt và sửa phôi
c
ứng
43
3. Thép làm dao cắt năng suất cao: ( thép gió )
a. Khái niệm: so với thép C dụng cụ và thép HK

thấp:
 Cắt gọt với năng suất cao ( 2-4 lần); V
cắt
= 25-35
m/ph
 Tuổi thọ cao gấp 8-10 lần
 Tính cứng nóng 560-600
0
C
 Tôi thấu tiết diện bất kỳ
b. Một số mác thép:
Nhóm năng suất thường ( 25m/ph)
80W18Cr4V (P18)
Nhóm năng suất cao ( 35m/ph)
90W18V2
(P182)
44
c.Tác dụng của các NTHK:
C: 0,7-1,5%  kết hợp với các NT tạo các bít mạnh W,
V chống mài mòn cao
Cr: 4% trong mọi thép gió  tăng độ thấm tôi ;
( Cr+W+Mo) >15%  tự tôi
W: 6-18%  NTHK quan trọng nhất tạo tính cứng
nóng:
Các bít dạng Me
6
C chủ yếu  khi nung tan vào 
 tôi : M chứa nhiều W
 ram : Me
6

C tiết ra khỏi M ở 560-570
0
C giữ được độ
cứng đến  600
0
C
Mo: dùng thay thế W ( giống kiểu mạng và d
ngtử
) theo tỷ l
ệ
1:1;
V: có ít nhất 1-2%  tạo VC (mạnh) nhỏ mịn, phân tán, í
t
ho
à
tan khi
nung

gi
ữ
h
ạ
t nh
ỏ
v
à
tăng t
í
nh ch
ố

ng m
à
i
12
45
7
d. Tổ chức tế vi cân bằng: thép Lê (ủ) hoặc thép M
(thường hóa)
cùng tinh Lê dạng xương cá dòn  rèn vỡ vụn  ủ :
X + các bít nhỏ mịn, phân bố đều: 240-270HB
e. Nhiệt luyện:
 Tôi: 1280-1290
0
C
Tổ chức tế vi sau tôi: M+ 
dư
(30%)+ cácbít (15-20%)
62 HRC
Ram: Khử ưs. dư; 
dư
; tăng độ cứng 2-3 HRC
T
o
= 550-570
0
C , 3 lần , 1h/lần
46
g.Công dụng:
• làm dao cắt có hình dạng phức tạp + chống mài
mòn cao

•loại năng suất thường : tính cứng nóng ≤600
0
C
→25m/ph
•loại năng suất cao: ≈ 630-640
0
C →35m/ph
•thép gió đắt →lưỡi thép gió, thân thép C45
47
9
4. Thép làm khuôn dập nguội:
a. Khái niệm:  dùng biến dạng nguội thép
(đột,cắt,dập )
b. Điều kiện làm việc của khuôn dập :
 chịu áp lực lớn
 chịu ứng suất uốn
 lực va đập và ma sát
c,Yêu cầu đối với thép :
 Độ cứng cao: 56-62 ( tuỳ theo loại khuôn và chiều
dày thép dập); (>62  mẻ)
 Chống mài mòn cao ( tuổi thọ khuôn)
 Độ bền, dai  chịu tải trọng lớn và va đập
 Độ thấm tôi và ổn định kích thước
48
10
d. Các thép làm khuôn dập:
•Thành phần:
- C 1% (cao) khi chịu va đập mạnh % C giảm
(0,4-0,5%)
khi chịu mài mòn mạnh % C tăng ( 1,5-2%)

• NTHK:
+ tuỳ thuộc vào kích thước, hình dạng, tính chống
mài mòn, nâng cao tính thấm tôi, các bít  Cr, Mn,
Si, W ( 1% mỗi loại);
có thể đến 12%Cr ( chống mài mòn cao)
• Nhiệt luyện: Tôi+ ram thấp
13
49
d.1. Thép làm khuôn dập nhỏ: hình dạng đơn giản,
chịu tải trọng nhỏ
- CD100; CD120 ( Y10; Y12) tôi nước
mặt ngoài tôi cứng, lõi dẻo dai ( độ thấm tôi nhỏ)
 chịu va đập
d.2. Thép làm khuôn trung bình: 75-100mm (hoặc
bé hình dạng phức tạp, chịu tải lớn) thép hợp kim
thấp
- 100Cr; 100CrWMn;
100CrWSiMn
 1%C ; Cr, Mn, Si, W : 1% mỗi nguyên tố (tăng độ
thấm tôi)
50
d.3. Thép làm khuôn lớn và chống mài mòn cao:
200-300mm
• %C cao ( 1,3-2,0%) ; Cr cao (12%)
•200Cr12 (X12); 150Cr12Mo ( X12M);
130Cr12V(
X12Φ1)
• %C các bít dư nhiều (Fe,Cr)7C3 →chống mài mòn
cao
• độ thấm tôi lớn →tôi dầu

• có thể có nhiều chế độ NL:(đảm bảo cơ tính và ổn
định kích thước)
51
SKD11 ở trạng thái cung cấp
(a) rèn không kỹ (b) rèn kỹ hơn)
52
Thép SKD11
(a) Sau tôi (b) Sau ram (500
0
C)
14
53
e. Thép làm khuôn dập nóng:
• Khái niệm: dùng để biến dạng nóng thép như
rèn, chồn, ép
• Điều kiện làm việc:
Tiếp xúc với phôi nóng( 1000
0
C) không nóng(
500-700
0
C) theo chu kỳ
- Độ cứng không cần cao do phôi mềm
 Khuôn lớn, tải trọng lớn ( vài trăm ngàn tấn)
54
Yêu cầu vật liệu:
•Độ bền, dai, cứng vừa phải: 35-45 HRC (độ dai đảm
bảo)
•Tính chống mài mòn cao →Tuổi thọ cao
•Bền nhiệt, chống mỏi nhiệt →T

0
thay đổi theo chu kỳ
Thép làm khuôn dập nóng:
a. Thành phần: • % C trung bình: 0,3-0,5
• NTHK: đảm bảo thấm tôi : Cr ; Ni;
chịu nhiệt và chống ram: W
•Nhiệt luyện: tôi +ram →T hoặc Xram
55
b. Khuôn rèn:
- Đặc điểm:
 kích thước lớn, chịu tải trọng lớn, va đập
 T
0
nung ( 500-550), thời gian ngắn
 %C  0,5%; HKH : Cr;Ni
Mác thép: 50CrNiMo; 50CrNiW
56
c.Khuôn chồn, ép:
•Đặc điểm:
- kích thước nhỏ, áp suất cao, va đập nhỏ
- T
0
cao
•Thành phần : tổng NTHK ≈10% (cao):
W≈ 5-8%; Mo≈1%; Cr≈ 2-5%; V≈ 0,5%
•Mác thép: 30Cr2W8;
30Cr2W8V ( 3X2B8;
3X2B8V)