Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc cắt và lượng chạy dao đến lượng mòn dao khi phay thép c45 bằng dao phay ngón sản xuất tại việt nam

i

LỜI CẢM ƠN
Trước hết với tình cảm chân thành, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc tới thầy giáo TS. Vũ Khắc Bảy, người đã định hướng, trực tiếp hướng dẫn và
đóng góp ý kiến cụ thể cho kết quả cuối cùng để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Đào tạosau đại
học - Trường Đại học Lâm nghiệp cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo đã trực
tiếp giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin cảm ơn sự giúp đỡ, động viên của tất cả bạn bè, đồng nghiệp, gia đình
và những người thân đã là điểm tựa về tinh thần và vật chất cho tôi trong suốt
thời gian học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2012

Tác giả

Nguyễn Quang Hanh


ii

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i
MỤC LỤC ........................................................................................................ ii

DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... v
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1
Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................... 3
1.1 Tổng quan về một số dụng cụ cắt ............................................................ 3
1.1.1 Đặc tính cơ bản chung của vật liệu dụng cụ cắt .............................. 3
1.1.2 Các loại vật liệu dụng cụ và ảnh hưởng của các yếu tố vật liệu tới
mòn và tuổi bền dụng cụ ............................................................................ 6
1.2 Các nghiên cứu về thực nghiệm ............................................................ 35
Chương 2 MỤC TIÊU - NỘI DUNG - ĐỐI TƯỢNG – PHẠM VI VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 37
2.1 Mục tiêu của đề tài ................................................................................ 37
2.2 Các bước thực hiện của nghiên cứu ...................................................... 37
2.3 Đối tượng - Phạm vi nghiên cứu – Phương pháp nghiên cứu - Khả năng
ứng dụng ...................................................................................................... 37
2.3.1 Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 38
2.3.2 Phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 38
2.3.3 Khả năng ứng dụng ....................................................................... 45
2.3.4 Phương pháp nghiên cứu................................................................ 45
Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ......................................... 53
3.1 Quá trình vật lý khi cắt và hiện tượng mòn dao ................................... 53
3.1.1 Quá trình vật lý khi cắt gọt ............................................................. 53
3.1.2. Hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt gọt ...................................... 54
3.2. Hiện tượng mòn dao ............................................................................. 57
3.2.1 Các dạng mòn của dụng cụ cắt ...................................................... 57
3.2.2Chỉtiêuđánhgiásựmòn dụngcụcắt .................................................... 61
3.2.3 Kết luận .......................................................................................... 68
Chương 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ........................................... 69
4.1 Quá trình thực hiện ................................................................................ 69
4.1.1 Mô tả thí nghiệm ............................................................................. 69

4.1.2 Kết quả thực nghiệm ...................................................................... 70
4.2 Mô hình xử lý kết quả thực nghiệm ..................................................... 72
4.2.1 Chọn bậc đối với biến S .................................................................. 73
4.2.2. Chọn bậc đối với biến V ................................................................ 73


iii

4.3 Tính toán các hệ số của hàm hồi quy và kiểm định mô hình ................ 77
4.4 Khảo sát đa thức hồi quy ....................................................................... 82
KẾT LUẬN .................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 84


iv

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

2.1

Lịch sử và đặc tính của vật liệu dụng cụ

11

2.2

Một số thép hợp kim dụng cụ

15

2.3

Thành phần hoá học của một số nhãn hiệu thép hợp kim
dụng cụ (%)

2.4

Thành phần hóa học của thép gió thông dụng

2.5

Thành phần phần trăm nguyên tố chính trong thép gió thông
dụng

2.6

Thành phần hóa học của các nhãn hiệu thép chứa Vanađi

2.7

Công dụng của thép gió theo ký hiệu ISO và một số nước
tương ứng

17
18

22
26
30

2.8

Thành phần hóa học của nhóm ba cacbit

33

2.9

Hướng dẫn sử dụng hợp kim cứng

34

2.10 Thực nghiệm lượng nhiệt phân bố khi gia công ở khoảng tốc
độ khác nhau
3.1

Thông số vòng quay và lượng chạy dao của máy phay
NIIGATA

3.2

Thành phần hoá học thép C45

3.3

Kết quả thực nghiệm độ mòn của dao phay theo các chế độ

phay trên cùng một kết quả sản phẩm

3.4

Kết quả số liệu thực nghiệm.

41

62
66
70
71


v

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT

Tên bảng

Trang

2.1

Tính chất vật liệu dụng cụ

12

2.2

Sơ đồ tôi và ram thép gió

29

2.3

Biểu đồ kéo kim loại

39

2.4

Khu vực phát sinh nhiệt chính

41

2.5

Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ

44

2.6

Mòn mặt sau của các vật liệu dụng cụ cắt khác nhau

45

2.7

Các thông số mòn phần cắt của dao tiện

45

2.8

Mòn mặt trước của các vật liệu dụng cụ cắt khác nhau

46

2.9

Quan hệ giữa lượng mòn và thời gian gia công

47

2.10 Các chỉ tiêu đánh giá lượng mài mòn mặt sau, mặt trước

49

2.11 Mòn do cào xước mặt trước

50

2.12 Sơ đồ các cơ chế mòn của dụng cụ cắt

53

3.1

Máy phay đứng NIIGATA

61

3.2

Bảng thông số vòng quay trục chính

62

3.3

Bảng thông số lượng chạy dao

63

3.4

Dao phay ngón Việt Nam

65

3.5

Phôi thép C45 phay rãnh then

66

3.6

Bản vẽ chi tiết trục

67

3.7

Thước cặp điện tử

67

3.8

Điều chỉnh máy gia công

68

3.9

Sản phẩm gia công

69

4.1

ˆ trong miền biến thiên của V và S
Đồ thị hàm Y

81

1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, lĩnh vực cơ
khí chế tạo, lắp ráp, sửa chữa máy, thiết kế, và cung cấp thiết bị cho các loại
hình công nghệ sản xuất đóng vai trò hết sức quan trọng. Phạm vi sử dụng sản
phẩm của ngành chế tạo, lắp máy rất rộng rãi từ những chi tiết nhỏ đơn giản
đến những chi tiết, sản phẩm có kích thước lớn phức tạp. Những sản phẩm
này đều được tạo ra nhờ các máy móc, thiết bị khác nhau. Với xu thế toàn cầu
hóa để nâng cao sức mạnh cạnh tranh trong quá trình hội nhập chúng ta cần
phát triển theo hướng tối giảm chi phí gia công trên cơ sở đảm bảo và nâng
cao chất lượng sản phẩm cũng như thẩm mĩ.
Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật thì các
sản phẩm cơ khí ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm, độ
chính xác gia công và đặc biệt là phải giảm chi phí sản xuất để hạ giá thành
sản phẩm.
Phay là một phương pháp gia công cắt gọt có năng suất cao, chiếm trên10%
trong tổng khối lượng công việc cắt gọt kim loại.Vì vậy nó được ứng dụng
nhiều để gia công nhiều bề mặt khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp như: các
mặt định hình, rãnh định hình, mặt cong, các loại bánh răng trụ răng thẳng,
răng nghiêng, bánh vít, trục vít, bánh xích và đĩa xích...Trong việc gia công
mặt phẳng có khả năng thay thế hoàn toàn cho công việc bào.
Dao phay thuộc loại dụng cụ cắt dạng trụ, có nhiều răng (răng ở mặt trụ hoặc
mặt đầu),mỗi răng là 1 con dao tiện.Do nhiều răng nên lâu cùn, có thể áp dụng
tốc độ cắt cao, lượng chạy dao lớn, cắt phoi dầy.Cắt phoi đứt đoạn, an toàn
cho người thợ.
Trong quá trình gia công các chi tiết bằng các phương tiện nói chung và bằng
phay nói riêng, người ta quan tâm chỉ tiêu đầu tiên là chất lượng sản phẩm, sau
đó sẽ đến các chỉ tiêu khác như là năng suất, các chi phí khác về nguyên vật

2
liệu, về độ hao mòn các chi tiết máy móc. Khi chỉ tiêu chất lượng sản phẩm vẫn
được đảm bảo thì năng suất cao sẽ kéo theo tổng các chi phí tăng lên. Nhưng
sự phụ thuộc giữa năng suất và tổng chi phí sẽ không phải là sự phụ thuộc
tuyến tính, điều này sẽ dẫn đến giá thành của sản phẩm sẽ bị thay đổi, do vậy
việc tìm ra giá trị nào của năng suất và tổng chi phí để cho giá thành sản phẩm
là nhỏ nhất là điều cần thiết.
Khi phay các chi tiết cơ khí, thì các tham số kỹ thuật ảnh hưởng nhiều đến năng
suất là : vận tốc cắt và lượng chạy dao. Các chi phí cho sản phẩm thì ngoài
các chi phí về hao mòn máy, thiết bị phay và điện năng còn phải đáng kể đến
độ mòn của dao phay.
Trước đây việc gia công đều phải mua các loại dao từ nước ngoài với giá thành
cao, điều đó làm tăng chi phí sản xuất và tăng giá thành sản phẩm.Tại Việt
Nam hiện nay đã có nhiều cơ sở sản xuất và chế tạo dụng cụ cắt chuyên dùng,
mà chế độ gia công cắt gọt cho các loại dụng dao này vẫn chưa được nghiên
cứu đầy đủ, đặc biệt là nghiên cứu về độ mòn của dụng cụ cắt.
Xuất phát từ cơ sở khoa học và thực tế nêu trên, được sự đồng ý của hội đồng
khoa học- công nghệ cơ sở đào tạo SĐH trường ĐHLN, tôi thực hiện luận văn
tốt nghiệp thạc sỹ với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc cắt và
lượng chạy dao đến lượng mòn dao khi phay thép C45 bằng dao phay
ngón sản xuất tại Việt Nam” .


3
Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về một số dụng cụ cắt
1.1.1 Đặc tính cơ bản chung của vật liệu dụng cụ cắt
Đặc tính phần dụng cụ cắt có ảnh hưởng lớn đến năng suất gia công và

chất lượng bề mặt chi tiết. Khả năng giữ được tính cắt của dụng cụ góp phần
quyết định năng suất gia công của dụng cụ. Dụng cụ làm việc trong điều kiện
cắt khó khăn vì ngoài áp lực, nhiệt độ cao, dụng cụ cắt còn bị mài mòn và
rung động trong quá trình cắt.
Trong quá trình gia công, phần cắt của dụng cụ trực tiếp làm nhiệm vụ
cắt để tạo phoi. Để nâng cao năng suất cắt, nâng cao chất lượng bề mặt gia
công, phần cắt của dụng cụ không những phải có hình dáng hình học hợp lý
mà còn phải được chế tạo từ những loại vật liệu thích hợp. Vì vậy, vật liệu
dụng cụ cắt cần thiết phải đảm bảo những yêu cầu cơ bản sau đây.
1.1.1.1 Tính năng cắt
Trong quá trình cắt, ở phần lưỡi cắt trên mặt trước và mặt sau của dụng
cụ cắt thường xuất hiện ứng suất tiếp xúc rất lớn, khoảng 4000 ÷ 5000
N/mm2, đồng thời áp lực riêng lớn gấp 100 ÷ 200 lần so với áp lực cho phép
của chi tiết máy. Nhiệt độ tập trung trên vùng cắt lên tới 600÷ 900oC. Trong
điều kiện như vậy, việc cắt chỉ thực hiện có hiệu quả khi dụng cụ cắt có khả
năng giữ được tính cắt trong khoảng thời gian dài. Điều đó đòi hỏi vật liệu
dụng cụ cắt cần phải có đầy đủ những tính chất cơ lý cần thiết như độ cứng,
độ bền nhiệt, độ chịu mòn, độ bền cơ học, độ dẫn nhiệt...
- Độ cứng:Độ cứng là một trong những chỉ tiêu quan trọng của vật liệu
dụng cụ cắt. Muốn cắt được, vật liệu phần cắt của dụng cụ cắt thường phải có
độ cứng lớn hơn vật liệu gia công khoảng HRC25. Độ cứng phần cắt của


4
dụng cụ cắt thường đạt trong khoảng HRC60÷ 65. Nâng cao độ cứng phần cắt
của dụng cụ cắt cho phép tăng khả năng chịu mòn và tăng tốc độ cắt.
Trong quá trình cắt, cần quan tâm nhiều đến độ cứng nhiệt của lưỡi cắt
tức là độ cứng xét trong trạng thái lưỡi cắt bị nung nóng. Vì nó ảnh hưởng
trực tiếp tới khả năng cắt của dao.
- Độ bền cơ học: Trong quá trình cắt, dụng cụ cắt thường chịu những

lực và những xung lực rất lớn. Mặt khác, dụng cụ cắt còn chịu rung động do
hệ thống máy - dao - đồ gá - chi tiết không đủ độ cứng vững hoặc do dao làm
việc trong điều kiện tải trọng động lớn hoặc do sự thay đổi liên tục cuả lực
cắt. Do đó dẫn đến tình trạng lưỡi cắt dễ bị phá hỏng sớm do mẻ, vỡ, tróc,
mòn, ... Vì vậy để nâng cao tính năng cắt và tuổi bền của dao, vật liệu dụng cụ
cắt cần phải có độ bền cơ học cao.
Việc nâng cao độ bền cơ học của vật liệu dụng cụ cắt, nhất là đối với
hợp kim cứng và vật liệu sứ là một trong những hướng chính trong lĩnh vực
thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt.
- Độ bền nhiệt: Độ bền nhiệt là khả năng giữ được độ cứng cao và các
tính năng cắt khác ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian dài. Độ bền nhiệt
được đặc trưng bởi nhiệt độ giới hạn mà khi nung liên tục vật liệu dụng cụ cắt
trong khoảng thời gian nhất định (khoảng 3 giờ) thì đến nhiệt độ đó độ cứng
của nó cũng không giảm quá mức qui định (khoảng HRC60).
Độ bền nhiệt là tính năng quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ cắt. Nó
quyết định việc duy trì khả năng cắt của dao trong điều kiện nhiệt độ và áp
lực rất lớn ở vùng cắt.
Độ bền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng các nguyên tố hợp kim như
vonfram, crôm, vanađi, môlipđen, côban... Trong đó Vonfram là thành phần hợp
kim cơ bản làm cho thép có độ bền nhiệt. Độ bền nhiệt được nâng cao khi tăng
hàm lượng vanađi. Nếu độ bền nhiệt của thép gió P18 là 600oC thì khi nâng cao


5
hàm lượng vanađi đến 5% và vonfram đến 10%, độ bền nhiệt sẽ tăng đến 630oC.
Nguyên tố côban cũng ảnh hưởng lớn đến độ bền nhiệt. Khi thép gió có 18%
vonfram và 10% côban thì độ bền nhiệt lên tới 650oC.
Ngoài ra, chế độ nhiệt luyện cũng ảnh hưởng nhiều đến độ bền nhiệt
của vật liệu dụng cụ cắt.
- Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt của vật liệu dụng cụ cắt càng cao thì

nhiệt lượng được truyền khỏi lưỡi cắt càng nhanh. Do đó giảm sự tập trung
nhiệt độ trên vùng cắt, tăng độ bền mòn cho dụng cụ cắt. Mặt khác, cho phép
nâng cao tốc độ cắt. Chính vì kim cương có độ dẫn nhiệt lớn hơn hẳn so với
các loại vật liệu dụng cụ cắt khác nên cho phép dao kim cương cắt với tốc độ
rất cao.
- Tính chịu mòn: Độ bền mòn của vật liệu dụng cụ cắt được đặc trưng
bởi khả năng giữ vững hình dáng và thông số hình học phần cắt trong quá
trình gia công.
Trong quá trình cắt, mặt trước dụng cụ tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp
xúc với mặt đang gia công chi tiết với tốc độ trượt lớn, nên vật liệu dụng cụ
phải có tính chịu mòn cao. Phần cắt của dụng cụ, khi đủ sức bền cơ học, thì
dạng hỏng chủ yếu là dụng cụ bị mài mòn. Thực tế chỉ rõ rằng khi độ cứng
càng cao thì tính chịu mòn vật liệu càng cao. Tính chịu mòn vật liệu tỷ lệ
thuận với độ cứng.
Một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra mòn dao là hiện tượng
dính chảy của vật liệu làm dao. Tính chảy dính của vật liệu làm dao được đặc
trưng bởi nhiệt độ chảy dính giữa hai vật liệu tiếp xúc với nhau… Vật liệu
làm dao tốt là loại vật liệu có nhiệt độ chảy dính cao. Qua nghiên cứu thực
nghiệm, nhiệt độ chảy dính của các loại hợp kim cứng có cacbit vonfram (
WC), cacbit titan (TiC) với thép (1000oC) cao hơn các hợp kim coban với
thép (675oC).


6
1.1.1.2 Tính công nghệ
Dụng cụ cắt thường có hình dáng hình học phức tạp, đòi hỏi những yêu
cầu kỹ thuật khá cao về độ chính xác hình dáng kích thước, độ nhẵn bề mặt.
Vì vậy, vật liệu dụng cụ cắt cần phải có tính công nghệ tốt.
Tính công nghệ tốt là khả năng của vật liệu cho phép gia công hợp lý,
dễ dàng bằng các phương pháp gia công khác nhau như hàn, gia công bằng áp

lực, bằng cắt, bằng nhiệt luyện, bằng hóa nhiệt...
Tính công nghệ của vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần
hóa học, cấu trúc tế vi, kích thước hạt, độ cứng, độ bền cơ học, độ dẫn nhiệt...
1.1.1.3 Tính kinh tế
Khi chọn vật liệu dụng cụ cắt, ngoài việc chú ý đến tính năng cắt, tính
công nghệ, còn cần phải chú ý đến giá thành của chúng nữa. Vật liệu dụng cụ
cắt thường đắt tiền. Chi phí vật liệu thường chiếm một tỷ lệ cao trong giá
thành chế tạo dụng cụ cắt. Do đó cần phải chọn vật liệu dụng cụ cắt phù hợp
với yêu cầu kỹ thuật của dao, của chi tiết gia công, nhằm giảm chi phí chế tạo
dao cho một đơn vị chi tiết gia công.
1.1.2 Các loại vật liệu dụng cụ và ảnh hưởng của các yếu tố vật liệu tới mòn
và tuổi bền dụng cụ
Vật liệu dụng cụ cắt được hình thành và phát triển theo nhu cầu phát
triển của khoa học kỹ thuật và của sản xuất. Chúng được chia thành các loại
sau: Thép cacbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật
liệu sứ, kim cương, nitrítbo lập phương.
Lịch sử phát triển và sử dụng các loại vật liệu dụng cụ và đặc tính của
chúng được trình bày trong bảng 1.1 và tính chất của chúng được trình bày
trên hình 1.1


7

Bảng1.1.Lịchsử vàđặctínhcủavậtliệudụngcụ
Năm

Vậtliệudụngcụ

Vc60m/ph

Nhiệtđộgiớihạn
đặctínhcắt0C

1894

Thépcacbondụngcụ

1900

Théphợpkimdụngcụ

1900

Thépgió

1908

Thépgiócảitiến

1913

Thépgió(tăngCovà W)

Độcứng
(HRC)

5

200-300

60

8

300–500

60

15–20

500–600

60-64

20–30

600–650

-

vonfram (W)

200

1000–1200

91

1934

Hợpkimcứng WCvàTiC

300

1000–1200

91-92

1955

Kimcươngnhântạo

800

100000 HV

1957

Sànhsứ ( gốm)

300–500

1500

92-94

1965

NitritBo

100–200
(Théptôi)

1600

8000HV

1970

Hợpkimcứngphủ(TiC)

300

1000

18000HV

1931

12

Hợpkimcứngcacbit

Qua sự phát triển của vật liệu dụng cụ cắt, có thể thấy rằng phần vật
liệu cứng trong vật liệu dụng cụ cắt tăng lên, do đó tính chịu mài mòn, tính
chịu nhiệt tăng, tăng tuổi bền dụng cụ và tăng được tốc độ cắt, phần vật liệu
cứng trong các loại vật liệu dụng cụ có thể được đánh giá theo %.
Ví dụ : Thép dụng cụ

5 – 10%

Thép gió

20 – 30%

Hợp kim cứng

85 – 97%

Sành sứ

80 – 100%


8
1. Thép dụng cụ
2.Théphợpkimdụngcụ
3.Thépgió
4.ThépStellite
5. Hợp kim cứng thông dụng
6. Hợp kim cứng đặc biệt
7. Sành sứ
8. Vật liệu cắt siêu cứng

Hình 1.1 Tính chất vật liệu dụng cụ
1.1.2.1 Thép cacbon dụng cụ
Để bảo đảm cho thép cacbon dụng cụ có đủ độ cứng và có tính chịu
mòn cao, hàm lượng cacbon chứa trong thép thường vào khoảng 0,65% ÷
1,35%.
Thép cacbon dụng cụ có tính năng cắt thấp, do đó việc sử dụng bị hạn

chế. Nếu nhiệt độ cắt tăng lên (bắt đầu từ 200oC) thì thép cacbon mất độ cứng
và độ chịu mòn, nên không thể dùng thép cacbon chế tạo các dụng cụ làm
việc ở các điều kiện khó khăn (ví dụ khi cắt ở tốc độ cao hay gia công vật liệu
cứng). Do đó thép cac bon dụng cụ chỉ được dùng để chế tạo dụng cụ cắt làm
việc với tốc độ cắt thấp để cắt vật liệu mềm.Thường chỉ cắt với tốc độ V = 4
÷ 10 m/ph.
Khi hàm lượng cacbon tăng lên, tính chịu mòn của thép cacbon cũng
tăng một ít. Đó là vì lượng hạt cacbit cứng phân bố trong mactenxit tăng lên.
Độ cứng của các nhãn hiệu thép cacbon khác nhau trong trạng thái tôi có trị
số không đổi: HRC62-65. Độ bền của thép CD100A- CD120A ( tương đương


9
với mác thép của Nga là Y10A – Y12A) cao hơn cả. Trong đó độ bền của
CD110A (Y11A) cao hơn một ít. Thép có hàm lượng ít hơn hoặc cao hơn
hàm lượng các loại kể trên thì độ bền lại giảm xuống. Trong bốn nhãn hiệu
thép cacbon thì thép CD130A (Y13A) có độ bền thấp nhất, tương đương với
thép CD80A (Y8A). Tính tôi được của thép cacbon thấp, nên khi tôi phải làm
nguội nhanh trong nước sạch hay nước muối. Khi làm nguội nhanh sẽ gây
biến dạng, gây ra các vết nứt và còn làm cho dao sau khi tôi dễ bị gãy.
Hiện tượng dễ quá nhiệt khi tôi làm kích thước của hạt tăng lên và đó
là nguyên nhân tăng độ giòn và làm cho các lưỡi cắt dễ bị mẻ.
Ưu điểm của thép cacbon là tính gia công tốt trong trạng thái nóng
cũng như trong trạng thái nguội vì các loại thép này sau khi ủ sẽ có độ cứng
thấp. Vì độ thấm tôi của loại thép này thấp, cho nên lõi dụng cụ có đường
kính lớn hơn 15mm vẫn dai, do đó dụng cụ ít bị gãy. Điều này có ý nghĩa đặc
biệt đối với những dụng cụ như dũa. Nhưng đối với các dụng cụ có kích
thước bé (nhỏ hơn 10 ÷ 12mm) thì chúng sẽ bị tôi hoàn toàn. Sau khi tôi, ứng
suất và biến dạng trong dụng cụ sẽ tăng lên và đó là nguyên nhân sinh ra gẫy
mẻ. Các dụng cụ có kích thước lớn (lớn hơn 30mm) thì độ sâu thấm tôi lại

không đủ.
Đối với dụng cụ cắt kim loại, người ta thường dùng loại thép có nhãn
hiệu sau đây:
Y10A có hàm lượng cacbon 0,95 ÷ 1,04%
Y11A có hàm lượng cacbon 1,05 ÷ 1,14%
Y12A có hàm lượng cacbon 1,15 ÷ 1,24%
Y13A có hàm lượng cacbon 1,25 ÷ 1,35%
Crôm, niken, đồng với hàm lượng trong giới hạn 0,15% ÷ 0,2% là
những tạp chất còn lại trong thép. Hàm lượng mangan, silic cho phép trong


10
giới hạn 0,15% ÷ 0,3%. Các tạp chất có hại như lưu huỳnh không được quá
0,02% và phốtpho không được quá 0,03%.
Do khả năng cắt thấp, thép cacbon được dùng để chế tạo các dụng cụ
làm tay (dũa, tarô, mũi doa, mũi khoan) cũng như chế tạo các dụng cụ để cắt
các loại vật liệu dễ gia công và với tốc độ thấp.
Vì khi nhiệt luyện thép cacbon bị biến dạng nhiều, nên không dùng
thép cacbon để chế tạo các dụng cụ:
+ có kích thước lớn ( ví dụ dao phay)
+ có đường kính nhỏ (nhỏ hơn 1mm)
+ có hình thù phức tạp (ví dụ dao phay cắt đứt, bàn ren tròn, dao phay
định hình…)
+ có prôfin phải mài (tarô có mài ren, dao phay lăn răng và dao phay ren
cần mài răng).
Việc mài các prôfin khó là vì khi mài nhiệt sẽ cao, vật liệu coi như bị
ủ và lưỡi cắt bị mất độ cứng.
Đối với tất cả các loại dụng cụ, người ta dùng nhiều nhất là thép nhãn
hiệu Y12A. Đối với dũa thì nên dùng nhãn hiệu Y13A để đảm bảo được tính
năng cắt cao hơn.

1.1.2.2 Thép hợp kim dụng cụ
Trong sản xuất dụng cụ cắt, người ta sử dụng một số nhãn hiệu thép
hợp kim với hàm lượng nguyên tố hợp kim không cao. Các nhãn hiệu chủ yếu
của chúng là: 90CrSi (9XC), 100CrWMn (XBГ), 130Cr12V1 (X12Ф1),
95CrMnSiWV (95XГCBФ) và 110Cr6WV (X6BФ). Thành phần hóa học
của các thép này (theo tiêu chuẩn ГOCT 5950-51) được ghi trong bảng sau:


11

Bảng1.2. Một số thép hợp kim dụng cụ
Nhãn hiệu
thép

9XC
XBГ
95XГCBФ
X6BФ

C

0,850,95
0,901,05

Mn

0,30-0,60

0,80-1,10

Si

1,201,60

Cr

W

V

0,95-1,25

-

-

1,2- 1,6

-

0,7- 1,0

0,05

1,1- 1,5

0,15

0,15-

0,90-

0.35

1,20

0,95-

0,70-

0,65-

0,60-

1,05

1,00

1,00

1,00

0,45

0,35

1,001,15

5,507,00

Để tăng tính cắt, có thể pha thêm vào thép cacbon dụng cụ một số
nguyên tố hợp kim như Vonfram, Crôm, Vanađi... với hàm lượng khoảng
0,5% − 3% và nhận được thép hợp kim dụng cụ. Vonfram có tác dụng làm
tăng độ bền nhiệt, độ chịu mòn. Crôm để tăng độ thấm tôi và độ cứng. Vanađi
tạo ra cacbít có độ hạt nhỏ nên có độ cứng và độ bền cao.
Thép hợp kim dụng cụ tôi ở nhiệt độ 8200C − 8500C trong dầu. Sau
khi nhiệt luyện, đạt độ cứng 62HRC− 66HRC. Tuy không cứng hơn thép
cacbon dụng cụ bao nhiêu, nhưng độ bền nhiệt của thép hợp kim dụng cụ khá
hơn, khoảng 350oC − 400oC. Do đó cho phép nâng cao tốc độ cắt lên gấp 1,2
−1,4 lần so với dao làm bằng thép cacbon dụng cụ (Vc = 12 − 15m/ph).
Trong sản xuất dụng cụ cắt, thép nhãn hiệu 90CrSi (9XC) được dùng
rộng rãi nhất. So với thép cacbon thì 90CrSi (9XC) có một loạt ưu điểm. Thép
90CrSi (9XC) rẻ tiền so với các mác thép hợp kim dụng cụ khác. Nhờ tính tôi
và thấm tôi tốt nên sau khi tôi, thép 90CrSi (9XC) có thể làm nguội trong dầu
và dụng cụ sau khi tôi ít bị biến dạng và bị vênh. Đối với dụng cụ định hình


12
mà prôfin không qua mài, điều quan trọng là phải giữ cho kích thước không
đổi khi tôi, ví dụ như bước, prôfin ren của tarô và bàn ren tròn. Thép 90CrSi
(9XC) là một trong các thép hợp kim ít bị biến dạng. Thép 90CrSi (9XC) đảm
bảo độ phân bố cacbit đều đặn, do đó tốt nhất là dùng để chế tạo các dụng cụ
có các yếu tố cắt mỏng, không những phân bố xa tâm (như tarô, mũi khoan
nhỏ, mũi doa) mà nhất là phân bố ở gần tâm (ví dụ bàn ren tròn). Do sự tổ
hợp hợp lý các nguyên tố hợp kim (chủ yếu là silic, crôm, mangan) và do sự
phân bố đều cacbit nên tính bền nóng của thép 90CrSi (9XC) tăng lên đến
250oC. Nhưng bên cạnh những ưu điểm kể trên, thép 90CrSi (9XC) có một
số nhược điểm sau:
+ độ cứng trong trạng thái ủ cao (HB217 ÷ 235), do vậy khó khăn trong
quá trình gia công.

+ tính gia công xấu và chất lượng mặt gia công không tốt vì có nhiều vết
xước đặc biệt khi cắt ren và hớt lưng.
+ khi nhiệt luyện dễ bị thoát cacbon, do đó mà ảnh hưởng xấu đến độ
cứng tại những chỗ mỏng trên các phần cắt của dụng cụ cắt.
Độ cứng trong trạng thái ủ tăng lên và có hiện tượng dễ mất cacbon là do
hàm lượng silic tăng. Nhưng một mặt khác, silic lại có ảnh hưởng tốt đến tính
bền nóng.
Thép 100CrWMn (XBГ) so với thép cacbon, có độ thấm tôi tốt, có thể
tôi trong dầu, thể tích ít thay đổi nên khi tôi thì các kích thước của dụng cụ
giữ được tương đối ổn định. Nhược điểm lớn nhất của thép 100CrWMn
(XBГ) là dễ tạo ra các màng cacbit, do đó làm cho lưỡi cắt của dụng cụ dễ bị mẻ.
Vì lý do đó mà thép 100CrWMn (XBГ) không nên dùng để chế tạo các dụng cụ
làm việc trong điều kiện khó khăn, nhất là trong điều kiện tải trọng động lớn.
Nhưng cũng có thể dùng để chế tạo dao chuốt khi không có thép gió, nhất là dao
chuốt có chiều dài lớn và kích thước tiết diện ngang nhỏ (ví dụ như dao chuốt rãnh


13
then). Về tính bền nóng và độ chịu mòn thì 100CrWMn (XBГ) kém xa thép gió
nên dao chuốt bằng thép 100CrWMn (XBГ) có tuổi bền thấp (thấp hơn 3- 4
lần so với dao chuốt bằng thép P18 và thấp hơn 1-2 lần so với dao chuốt bằng
thép P9).
Loại thép nhãn hiệu 95CrMnSiWV (95XГCBФ) có độ cứng thấp sau khi
ủ và cacbon cũng ít mất hơn so với thép 90CrSi (9XC). Loại thép này có tính
bền nóng và độ không đồng nhất cacbit tốt hơn thép 90CrSi (9XC). Ngoài ra
tính thấm tôi của nó lại tốt hơn. Các bàn ren chế tạo bằng loại thép này sẽ có
tuổi bền cao hơn so với các bàn ren bằng thép 90CrSi (9XC).
Loại thép 110Cr6WV (X6BФ) có độ thấm tôi cao, tính tôi tốt và độ chịu
mòn cũng cao. Thép này nên dùng làm lưỡi cưa, con lăn ren…
Thànhphầnhoáhọccủamộtsốthéphợpkimdụngcụthông dụng ở nước

tađượctrìnhbàyởbảng sau:
Bảng1.3Thànhphầnhoáhọccủamộtsố nhãnhiệuthép
hợpkimdụngcụ (%)
Nhóm Nhãnhiệu

Si

Cr

W

V

1.25-1.10 0.20-0.40

<0.35

0.04-0.60

-

-

Thép85CrV 0.80-0.90 0.30-0.60

<0.35

0.45-0.70

-

0.15- 0.30

ThépCr

<0.4

<0.35

1.3-1.6

-

-

Thép90CrSi 0.85-0.95

0.3-0.6

1.2-1.6

0.95-1.25

-

-

ThépCrMn

0.45-0.7

<0.35

1.3-1.6

-

-

0.9-1.2

1.2- 1.6

-

0.4-0.7

4.5- 5.5 0.15- 0.30

ThépCr05
I

II

III

Thép
100CrWMn

IV

ThépCrW5

C

0.95-1.1

1.3-1.5

0.9-1.05

1.25-1.5

Mn

0.80-1.1 0.15-0.35

<0.3

<0.3


14
1.1.2.3.Thépgió
Thép gió còn được gọi là thép cao tốc. Đó là loại thép hợp kim có hàm
lượng hợp kim cao, nhất là vomfram (khoảng 6% ÷ 19%) và crôm (khoảng
3% ÷ 4,0%). Sau khi nhiệt luyện, độ cứng đạt HRC62 ÷ 65. Thép gió có độ
thấm tôi lớn, độ bền mòn và độ bền cơ học cao. Độ bền nhiệt khoảng 600oC.
Vì vậy dao thép gió có thể cắt với tốc độ lớn gấp 3 ÷ 4 lần dao thép cácbon
dụng cụ. Tốc độ cắt lớn nhất của dao thép gió Vmax = 50m/ph.

Trong công nghiệp dùng hai nhóm thép gió sau:
+ Thép năng suất thường (gồm 5 nhãn hiệu);
+ Thép năng suất cao (gồm 6 nhãn hiệu);
Thép thuộc nhóm thứ nhất được dùng rộng rãi, còn thép thuộc nhóm
thứ hai thì có công dụng hẹp hơn. Thành phần của thép có năng suất thường
khác nhau ở lượng cacbon, vonfram và vanađi tính theo phần trăm (bảng 2.4)
Bảng1.4. Thành phần hóa học của thép gió thông dụng
Nhãnhiệu

C

Cr

W

V

Co

0,7 –0,8

3,8–4,4

17,5–19,0

1,0–1,4

-

0,80–0,85

3,8–4,4

8,5–10,0

2,0–2,6

-

P18
P9

Còn các thành phần hợp kim khác đối với mọi nhãn hiệu thép giống nhau
Mn

Si

Gr

Ni

S

P

Mo

≤ 0,4

≤ 0,4

3,8 − 4,4

≤ 0,4

≤ 0,03

≤ 0,03

≤ 0,3

Mỗi nhãn hiệu P18 và P9 lại chia ra P18M và P9M. Ở đây thêm môlipđen
lấy từ sắt vụn hay hợp kim ferô chứ không phải lấy được từ cách nấu chảy.
Lượng môlipđen cho phép 0,3% – 1,0% đối với thép P18, và 0,3% − 0,6% đối
với thép P9. Nếu đối với cả hai nhãn hiệu thép này mà môlipđen chiếm 0,3%
hoặc cao hơn thì lượng vonfram giảm xuống so với tiêu chuẩn theo tỉ lệ: cứ
1% môlipđen thay cho 2% vônfram, tức là đối với thép P18M thì vonfram
chiếm khoảng 15,5% − 18,4%, còn thép P9M chiếm khoảng 7,3% − 9,4%.


15
Đặc tính của thép gió là tính bền nóng cao so với thép cacbon. Sở dĩ
như vậy là vì thành phần hóa học của thép có ảnh hưởng đến cấu trúc của
macten-xit. Trong trạng thái đã tôi, mactenxit của thép cacbon là dung dịch
cứng của cacbon trong sắt α có nồng độ như ở austenit ban đầu.
Độ cứng cao của mactenxit là do dung dịch cacbon có trong sắt α. Khi
ram thép đã tôi thì bộ phận cacbit sẽ bắt đầu tách ra từ mactenxit. Khi cacbit
còn trong trạng thái nhỏ nhất, ứng với nhiệt độ dưới 2000C thì độ cứng của
thép chưa giảm rõ rệt. Đồng thời với sự tăng nhiệt độ (trên 2000C) , cacbit sẽ
bắt đầu tách ra khỏi dung dịch cứng, vừa tăng về số lượng vừa tích tụ lại (

hiện tượng ngưng tụ). Do đó độ cứng của thép cacbon giảm nhanh và khi
nhiệt độ đến 5000C thì độ cứng của nó gần bằng độ cứng của thép trong trạng
thái ủ. Sự tách ra và tích tụ cacbit có thể duy trì bằng cách cho thêm vào thép
các thành phần hợp kim. Mactenxit của thép gió đã tôi là dung dịch cứng
trong sắt α, không những chỉ đối với cacbon mà còn đối với cả các thành phần
hợp kim nữa.
Nhưng không phải bất cứ thành phần hợp kim nào cũng có thể đảm bảo
nâng cao tính bền nhiệt mà chỉ có một số thành phần tạo được cacbit đặc biệt.
Đặc tính của các cacbit này là chúng có thể tách ra từ mactenxit và tích tụ ở
nhiệt độ cao hơn (trên 5000C − 6000C) so với cacbit sắt (xementit) trong thép
cacbon. Như vậy, muốn có tính bền nóng cao cần phải dùng toàn bộ cacbon
hoặc một phần lớn cacbon để tạo thành cacbit đặc biệt trong thép; đồng thời
làm giảm đến mức tối thiểu hoặc giảm hẳn xêmentit. Chỉ khi nhiệt độ nung
cao hơn 5000C − 6000C nghĩa là khi tách ra và ngưng tụ cacbit đặc biệt thì lúc
này mactenxit của thép gió mới bắt đầu mất độ cứng trong trạng thái nóng.
Trong tiến trình ngưng tụ cacbit sắt trong thép cacbon, cần có sự khuếch tán
của cacbon. Sự khuếch tán này dễ dàng thực hiện vì ái lực giữa than và sắt rất
nhỏ (khi nhiệt độ mới trên 2000C).


16
Khi thêm vào thép đến một lượng nhất định các thành phần hợp kim, ái
lực của chúng với cacbon lớn hơn với sắt nên ta được những cacbit đặc biệt.
Khi ngưng tụ các cacbit này, không những phải khuếch tán cacbon mà cả các
thành phần hợp kim nữa. Quá trình này khó khăn hơn và chỉ có thể xảy ra ở
nhiệt độ cao.
Các nguyên tố tạo thành cacbit là các nguyên tố được xếp ở vị trí nhất
định trong hệ thống tuần hoàn, đó là các nhóm từ IVA đến VIIA và các chu
kỳ từ IV đến VII. Nhưng không phải các nguyên tố kể trên đều có thể dùng
hợp kim hóa thép gió. Các nguyên tố hợp kim hóa được cần có các đặc tính

sau đây:
+ Đủ ổn định để chống tích tụ và đủ độ bền về liên kết hóa học với
cacbon.
+ Có tính hòa tan tốt vào dung dịch cứng khởi thủy của sắt α (austenit).
Thỏa mãn điều kiện thứ nhất thích hợp nhất là các cacbit của nguyên tố
nhóm IVA (cacbit titan, cacbit ciriconi…) rồi đến nhóm VA (cacbit vanađi,
cacbit niobi, cacbit tantan…). Nhưng chúng chỉ làm tăng tuổi bền một ít, hoặc
hoàn toàn không tăng vì không thỏa mãn điều kiện thứ hai; ví dụ như cacbit
vanađi hòa tan rất ít trong austenit, còn cacbit titan thì hoàn toàn không hòa
tan. Cacbit sắt và mangan dễ bị ngưng tụ, do đó chúng không đảm bảo nâng
cao tính bền nóng.
Cacbit crôm, cacbit môlipđen, cacbit vonfram có tính hòa tan tốt trong
austenit và khó ngưng tụ. Nhưng thép gió có các hợp kim vonfram và
môlipđen có tính bền nóng cao hơn thép gió chỉ có hợp kim crôm.
Kinh nghiệm thực tế nhiều năm chứng tỏ rằng, thép vonfram và
môlipđen khi thêm crôm và vanađi thì chất lượng sẽ tốt hơn. Crôm làm tăng
độ thấm tôi của thép, làm giảm sự mất cacbon lớp bề mặt của dụng cụ khi tôi,
tạo điều kiện tăng tính bền nóng một ít và làm cho cacbit vonfram và cacbit


17
môlipđen dễ dàng hòa tan trong austenit. Với mục đích ấy chỉ cần cho crôm
vào thép không quá 4% − 4,5% bởi vì nếu cho nhiều hơn thì một phần cacbon
tạo thành cacbit crôm và làm giảm việc tạo thành cacbit vonfram và
môlipđen. Sự tăng lượng crôm sẽ làm giảm tính bền nóng và tính chịu mòn
của thép, làm giảm độ bền và tính gia công, vì độ không đồng nhất của cacbit
tăng cũng như lượng austenit dư có tính ổn định cao cũng tăng.
Sự có mặt của vanađi trong thép gió có thể làm tăng các chỉ tiêu về
chất lượng của thép. Nếu hàm lượng vanađi ít (không quá 0,8%) thì sẽ xuất
hiện cacbit vonfram phức tạp (Fe2W2C), chứ không tạo ra được cacbit của

chính nó. Khi tăng lượng vanađi lên (bắt đầu từ 1%) thì nó có thể tạo thành
cacbit vanađi riêng VC, cacbit này được tách từ mactenxit khi ram thép.
Cacbit vanađi cứng hơn cacbit vonfram phức tạp (khoảng 35% − 40%) và có
độ phân tán lớn. Vanađi làm cho quá trình tích tụ chậm lại khi hòa tan nó
trong cacbit vonfram (và môlipđen), nên làm tăng lượng hòa tan cacbit
vonfram (và môlipđen) trong austenit. Lượng vanađi tăng lên thì độ cứng, tính
bền nóng, độ chịu mòn của thép gió cũng tăng lên. Đó là nguyên nhân tạo ra
thép P9, ở đây lượng vonfram giảm xuống, nhưng được bù lại bằng một
lượng vanađi tương ứng, nên so với thép P18 thì các chỉ tiêu về chất lượng
của thép P9 vẫn không giảm sút đáng kể.
Muốn tăng vanađi thì đòi hỏi phải tăng một lượng lớn cacbon vào
thép. Điều đó được cắt nghĩa bằng một số nguyên nhân. Cacbon có ái lực với
vanađi hơn là với vonfram và crôm. Trước hết nó có xu hướng liên kết với
vanađi hơn là với vonfram và crôm, tuy rằng để tạo cacbit vanađi cần nhiều
cacbon hơn (khoảng 1% vanađi thì cần 0,2% − 0,25% cacbon). Nếu cacbon
càng giảm xuống thì càng giảm tính hòa tan và nồng độ vanađi trong dung
dịch. Nếu tăng cacbon và vanađi hơn nữa, tính năng cơ học, và tính công nghệ
(tính rèn, tính mài,…) sẽ bị xấu đi. Ở các nhãn hiệu thép thông dụng P18 và
P9, hàm lượng vanađi dao động trong khoảng (1% − 2,6%).


18
Nếu tăng vonfram đến 24% − 25% (khác với tiêu chuẩn là 17,5% −
19%) thì tính chất cắt không tăng được bao nhiêu. Mặt khác, vì tồn tại lượng
cacbit lớn nên làm tăng độ không đồng nhất của cacbit, làm giảm độ bền của
lưỡi cắt, làm lưỡi cắt dễ bị mẻ, nhất là đối với các lưỡi cắt mỏng (như ở dao
cắt ren).
Khảo sát đặc tính của nhãn hiệu thép thông dụng nhất P18 và P9. Tính
bền nóng của thép sẽ càng cao, nếu khi nung nóng để tôi, cacbit của các hợp
kim hòa tan càng nhiều trong austenit. Các số liệu thực nghiệm chứng tỏ rằng

tính hòa tan của cacbit bị hạn chế khá nhiều. Khi nung ở nhiệt độ cho phép tối
đa, trong mọi điều kiện thì trong austenit chỉ hòa tan không quá 12% cacbit
vonfram Fe3W3C tính theo trọng lượng, tương đương với việc hòa tan gần 7%
vonfram và 0,4% cacbon. Lượng vonfram và cacbon còn lại trong thép, không
hòa tan vào austenit được tồn tại ở dạng của pha cacbit thừa. Từ đó có thể đi
đến kết luận rằng, tính bền nóng của thép gió nhãn hiệu P18 và P9 là như
nhau. Đó là vì trong trạng thái đã tôi thì thành phần dung dịch rắn trong hai
loại thép này hầu như giống nhau, như các số liệu ghi ở bảng 2.5.
Bảng1.5. Thành phần phần trăm nguyên tố chính
trong thép gió thông dụng
Nhãn hiệu

C

W

Cr

V

P9

0,40

6,0

4,0

1,2

P18

0,34

7,0

3,5

3,6

thép

Trên cơ sở đó ta có thể kết luận rằng: khả năng cắt của cả hai nhãn hiệu
P18 và P9 đều như nhau bởi vì tính bền nóng của chúng giống nhau. Nhưng
qua nghiên cứu và kiểm nghiệm của thực tế ta thấy rằng, tính chất cắt của các
nhãn hiệu này cũng có chỗ khác biệt.


19
Thép P9 có tuổi bền gần như thép P18 khi làm việc ở vùng tốc độ cao
vì lúc này yếu tố quyết định lại là tính bền nhiệt (đối với các dụng cụ như dao
tiện, dao phay mặt đầu). Còn khi làm việc ở tốc độ thấp, khi mà nhân tố quyết
định không phải là tính bền nóng, mà là độ chịu mòn trong trạng thái nguội
thì dụng cụ (như dao chuốt) bằng thép P18 lại có tuổi bền cao hơn (đến hai
lần) so với dụng cụ bằng thép P9.
Sở dĩ như vậy là vì, tuy tính bền nóng tạo nên do cùng thành phần
dung dịch rắn (hay mactenxit khi nhiệt luyện hoàn toàn) của hai loại thép này
giống nhau, nhưng ở thép P18 thì cacbit dư nhiều hơn (gần 12%) ở thép P9
(chỉ gần 4%). Sự khác biệt về lượng cacbit dư dẫn đến sự khác biệt của hai
loại thép này về đặc tính sử dụng và công nghệ.

Tính mài của thép P9 xấu. Khi mài và đặc biệt khi mài sắc thì độ cứng bề
mặt của thép giảm xuống (cháy bề mặt). Đó là vì hàm lượng vanađi cao.
So với thép P18 thì P9 có khoảng nhiệt độ tôi hẹp hơn. Do đó gây khó
khăn nhất định và không đảm bảo được tính ổn định khi nhiệt luyện.
Nếu nhiệt độ tôi chọn không đúng thường làm cho thép bị quá lửa và
làm giảm chất lượng của dụng cụ.
Nhược điểm lớn nhất của thép gió này là độ không đồng nhất của
cacbit, sinh ra trong quá trình biến cứng của thép đúc. Độ không đồng nhất
cacbit làm giảm rõ rệt chất lượng và cơ tính của thép gió.
So với độ bền của thép có độ phân bố đều cacbit, thì độ bền của thép
có độ phân bố cacbit không đều cao giảm đến 30÷ 40%. Dụng cụ chế tạo
bằng loại thép này có tuổi bền thấp, dễ bị mẻ và gẫy vì độ giòn của lưỡi cắt
cũng như toàn bộ dao sẽ tăng lên.
Thép có độ không đồng nhất cacbit sẽ làm cho nhiệt luyện khó thêm vì
dễ sinh ra các vết nứt.
Độ không đồng nhất cacbit dẫn đến sự phân bố không đều các nguyên
tố hợp kim và dẫn đến sự không đồng nhất về cấu trúc của thép sau khi tôi và


20
ram. Sựtồn tại những chỗ ít hợp kim có thể là nguyên nhân làm giảm độ cứng
và tính bền nóng của thép.
Để làm mất cấu trúc đúc của thép và để đạt được sự phân bố đồng đều
cacbit, thép phải qua rèn nhiều lần. Sự không đồng nhất cacbit giảm xuống
nếu tăng số lần rèn và giảm kích thước tiết diện của phôi. Sau khi rèn, thép
vẫn còn sự không đồng nhất cacbit; mức độ không đồng nhất này tùy thuộc
vào kích thước tiết diện của thỏi thép. Tiết diện càng nhỏ thì khi cán thỏi thép
càng bị nén nhiều, tạo điều kiện cho lưới cacbit nhỏ vụn lại tốt hơn. Như vậy
là về mặt phân bố sự không đồng nhất cacbit, thép P9 có ưu điểm hơn thép
P18. Nhưng cần thấy rằng, nếu tăng lượng cacbit lên, thép sẽ có độ hạt nhỏ

hơn, sẽ ít bị quá nhiệt hơn và độ bền sẽ cao hơn. Do đó nếu pha cacbit đủ vụn
nhỏ lại khi rèn thì thép P18 vì có độ hạt nhỏ nên có cơ tính tốt hơn P9.
Vì thép P9 có lượng cacbit ít nên có tính gia công tốt trong trạng thái
nóng (tính biến dạng tốt). Điều đó quan trọng đối với các dụng cụ mà phôi
được tạo nên bằng phương pháp biến dạng dẻo (ví dụ như mũi khoan xoắn).
So với thép P18 thì thép P9 rẻ gần hai lần. Trọng lượng riêng của nó
so với thép P18 kém 10%. Cho nên cùng một số lượng (tính theo trọng lượng)
thì thép P9 có thể làm được một số dao nhiều hơn 10% so với thép P18.
Do đó thép P9 có thể được dùng để chế tạo dụng cụ có hình dạng đơn
giản (dao tiện, dao phay, mũi khoét, các mảnh dao, lưỡi dao) làm việc ở tốc
độ cắt cao. Hình dáng đơn giản của dụng cụ sẽ làm cho các nguyên công nhiệt
luyện, mài sắc dễ dàng hơn. Đối với các dụng cụ định hình và phức tạp (dao
cắt ren, dao cắt răng) cũng như đối với các dụng cụ làm việc trong khu nhiệt
độ thấp (dao chuốt, mũi doa, mũi khoan nhỏ), ở đây tính chịu mòn là nhân tố
quan trọng thì nên chế tạo bằng thép P18 để tăng chất lượng và giảm phế
phẩm. Cả hai nhãn hiệu thép gió được dùng rộng rãi trong các nhà máy, xí
nghiệp và các phân xưởng sửa chữa cơ khí. Hiện nay sản lượng mỗi loại gần
như bằng nhau.