Độ bền của thép đạt được sau nhiệt luyện thép không gỉ là quá trình hóa bền tiết pha của nền mactenxit và nền austenit. Việc hóa bền đạt được thông qua việc thêm các nguyên tố như đồng nhôm, titan, Nb hoặc molipđen.

Mác thép nổi tiếng nhất trong họ thép hóa bền tiết pha là mác 17-4 PH. Tên của mác mác thép này đến từ thành phần của mác thép bao gồm 17%Crom và 4%Ni. Nó đồng thời bao gồm 4%Cu và 0,3%Nb. Thép 17-4PH còn được biết tới với tên mác 630.

Ưu điểm của thép hóa bền tiết pha là có thể cung cấp ở dạng “xử lý nhiệt sẵn”, dạng này có thể sẵn sàng để gia công. Sau khi gia công cơ khi hoặc dạng chế tạo khác, quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp có thể tăng bền cho thép. Nó còn được biết đến với cái tên hóa già. Do thực hiện ở nhiệt độ thấp nên các chi tiết không bị cong vênh.

Tìm hiểu thêm về các họ thép không gỉ:

1. Thép không gỉ
2. Thép không gỉ Ferrit
3. Thép không gỉ Austenit
4. Thép không gỉ mactenxit
5. Thép không gỉ song pha

Đặc tính của thép không gỉ hóa bền tiết pha

Thép hóa bền tiết pha được chia làm ba nhóm chính dựa trên cấu trúc tế vi của thép sau khi nhiệt luyện. Ba nhóm này là: Mactenxit (Ví dụ: 17-4 PH),

Precipitation hardening stainless steels are characterised into one of three groups based on their final microstructures after heat treatment. The three types are: martensitic (e.g. 17-4 PH), Một nửa austenit (e.g. 17-7 PH) và austenitic (e.g. A-286).

Thép hóa bền tiết pha mactenxit

Thép hóa bền tiết pha mactenxit có cấu trúc chủ yếu là austenit ở nhiệt độ ủ khoảng 1040 đến1065°C. Khi làm nguội (tôi) xuống nhiệt độ phòng, xảy ra chuyển biến austenit thành máctenxit

Thép hóa bền tiết pha nửa austenit

Không giống như thép hóa bền tiết pha mactenxit, thép hóa bền tiết pha nửa austenit được ủ mền để gia công nguội. Loại thép này vẫn giữ được cấu trúc austenit ở nhiệt độ thường nhưng sẽ chuyển biến thành mactenxit ở nhiệt độ thấp.

Thép hóa bền tiết pha Austenit

Thép hóa bền tiết pha Austenit duy trì cấu trúc austenit sau khi ủ và hóa bền bằng hóa già. Ở nhiệt độ ủ từ 1095 đến 1120°C, pha hóa bền tiết pha được hòa tan. Nó được duy trì trong dung dịch rẵn. Khi nâng nhiệt trở lại từ 650 đến 760°C, quá trình tiết pha xảy ra. Quá trình tiết pha làm tăng độ cứng và độ bền của vật liệu. Độ cứng được duy trì thấp hơn thép hóa bền tiết pha mactenxit và hóa bền tiết pha nửa austenit.

Tính chất của thép hóa bền tiết pha

Độ bền của thép hóa bền tiết pha

Giới hạn chảy của thép hóa bền tiết pha khoảng từ 515 đến 1415 MPa. Độ bền của thép hóa bền tiết pha từ 860 đến 1520 MPa. Độ giãn dài khoảng 1 đến 25%.  Gia công nguội trước khi hóa già có thể làm tăng độ bền của thép.

Nhiệt luyện thép hóa bền tiết pha

Điểm mấu chốt trong tính chất của thép hóa bền tiết pha của được thông qua nhiệt luyện. Sau khi xử lý nhiệt dung dung dịch và ủ thép hóa bền tiết pha, việc sử dụng nhiệt độ thấp có thể đạt được tính chất của chúng. Quá trình xử lý nhiệt này được thực hiện ở nhiệt độ thấp do đó không gây nứt, cong vênh chi tiết. Trong quá trình hóa bền kích thước chi tiết có giảm nhẹ. Thép co xấp xỉ  0.05% trong điều kiện H900 và 0.10% cho H1150.

Tính chất đạt được của thép 17-4 PH đạt được sau khi xử lý nhiệt dung dịch rắn được cho trong bảng dưới đây. Điều kiện được thiết kế cho nhiệt độ   °F.

Bảng 1. Tính chất cơ học của thép sau xử lý nhiệt và hóa già

Điều kiện	Nhiệt độ và thời gian hóa bền	Độ cứng, HRC	Giới hạn bền (MPa)
A	Ủ	36	1100
H900	482°C, 1 hour	44	1310
H925	496°C, 4 hours	42	1170-1320
H1025	552°C, 4 hours	38	1070-1220
H1075	580°C, 4 hours	36	1000-1150
H1100	593°C, 4 hours	35	970-1120
H1150	621°C, 4 hours	33	930-1080

Thành phần nguyên tố của thép hóa bền tiết pha

Bảng  2. Thành phần nguyên tố hóa học điển hình của thép 17-4PH

	17-4 PH
C	0.0-0.07
Mn	0.0-1.5
Si	0.0-0.7
P	0.0-0.04
S	0.0-0.02
Cr	15.0-17.0
Ni	3.0-5.0
Cu	3.0-5.0
Nb	0.0-0.45
Mo	0.0-0.6
Fe	Balance

Tính chất cơ tính điển hình của thép hóa bền tiết pha

Bảng  3. Tính chất cơ học điển hình của thép hóa bền tiết pha 17-4PH

Tính chất	Ủ	Cond 900	Cond 1150
Độ bền kéo (MPa)	1100	1310	930
Độ giãn dài A5 (%)	15	10	16
Giới hạn chảy 0.2% (MPa)	1000	1170	724
Độ giãn dài A5 (%)	15	10	16

Tính chất vật lý điển hình của thép hóa bền tiết pha

Bảng 4. Tính chất điển hình của thép 17-4PH

Tính chất	Giá trị
Khối lượng riêng	7.75 kg/m3
Modun đàn hồi	196 GPa
Điện trở	0.8 x 10-6 Ω.m
Độ dẫn nhiệt	18.4 W/m.K
Giãn nở nhiệt	10.8 x 10-6/K

Mác thép tương đương

Thép không gỉ 17-4 PH tương đương với các mác thép cho bởi bảng 5 dưới đây

Bảng 5. Kí hiệu thay thế cho tên mác thép 17-4PH

Châu Âu	UNS	BS	En	Mác
1.4542	S17400	–	–	630

Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ hóa bền tiết pha

Thép hóa bền tiết pha có khả năng chống ăn mòn từ trung bình tới cao trong các môi trường. Chúng có khả năng kết hợp giữa độ bền cao hơn khi so sánh dòng thép không gỉ mác ten xit đầu 400, và tương đương với mác thép không gỉ austenit 304.

Trong môi trường clorua ấm, thép 17-4PH nhạy cảm với với ăn mòn lỗ và đường. Khi hóa già trên 550 °C, thép 17-4 PH có khả năng chống ăn mòn ứng suất cao. Khả năng chống ăn mòn ứng xuất cao hơn đạt được khi hóa già ở nhiệt độ cao hơn.

Khả năng chống ăn mòn thếp ở dạng dung dịch (trạng thái ủ) và không nên sử dụng trước khi xử lý nhiệt.

Khả năng bền nhiệt của thép hóa bền tiết pha

Thép hóa bền tiết pha 17-4 PH có khả năng chống oxy hóa tốt. Với mục đích tránh suy giảm cơ tính, chi tiết không nên sử dụng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hóa già. Không nên xử dụng cho tiết trong thời gian dài ở nhiệt độ trong khoảng 370-480°C nếu độ dẻo dai ở nhiệt độ phòng là quan trọng.

Chế tạo thép không gỉ hóa bền tiết pha

Việc chế tạo tất cả các loại thép không gỉ chỉ nên được thực hiện bằng các dụng cụ dành riêng cho vật liệu thép không gỉ hoặc các dụng cụ và bề mặt gia công phải được làm sạch kỹ lưỡng trước khi sử dụng. Các biện pháp phòng ngừa này là cần thiết để tránh nhiễm bẩn chéo thép không gỉ bởi các kim loại dễ bị ăn mòn có thể làm biến màu bề mặt của sản phẩm chế tạo.

Gia công lạnh thép không gỉ hóa bền tiết pha

Quá trình gia công lạnh thép hóa bền tiết pha như cán, uấn có thể thực hiện nhưng nên thực hiện trong điều kiện đã ủ hoàn toàn.

Gia công nóng thép hóa bền tiết pha

Quá trình gia công nóng thép hóa bền tiết pha 17-4 PH nên được thực hiện trong khoảng 950°-1200°C. Sau khi gia công nóng yêu cầu xử lý nhiệt hoàn toàn. Bao gồm ủ và làm nguội thép xuống nhiệt độ phòng hoặc thấp hơn. Sau đó chi tiết cần được hóa bền tiết pha để đạt được cơ tính yêu cầu.

Khả năng gia công cơ khí

Trong điều kiện ủ, thép hóa bền tiết pha 17-4 có khả năng gia công cơ khí tốt, tương đương thép không gỉ 304. Sau khi nhiệt luyện, khả năng gia công cơ khí trở nên khó khăn.

Thép cacbon và thép dụng cụ tốc độ cao thông thường được sử dụng trong điều kiện bôi trơn. Khi yêu cầu các giới hạn dung sai nghiêm ngặt, các thay đổi kích thước do xử lý nhiệt phải được tính đến.

Khả năng hàn của thép hóa bền tiết pha

Thép hóa bền tiết pha có thể hàn nhanh chóng tương tự với các mác thép đầu 300. Mác thép 17-4PH có thể hàn không cần nung nóng sơ bộ.

Ứng dụng của thép không gỉ hóa bền tiết pha

Do độ bền cao của thép hóa bền tiết pha, do đó hầu hết các ứng dụng của thép hóa bền tiết pha được sử dụng trong ứng dụng liên quan tới vụ trụ và công nghiệp công nghệ cao.

Những ứng dụng bao gồm:

• Bánh răng
• Van và các thành phần khác của động cơ
• Trục độ bền cao
• Cánh tuabin
• Khuôn mẫu
• Thùng chất thải hạt nhân

Dạng cung cấp

Thép 17-7PH cung cấp dưới dạng:

• Thanh tròn
• Thanh lục giác

Công bố !

Dữ liệu này chỉ mang tính chất tham khảo và không được coi là sự thay thế cho thông số kỹ thuật đầy đủ mà từ đó nó được rút ra. Đặc biệt, các yêu cầu về tính chất cơ học rất khác nhau tùy theo nhiệt độ, sản phẩm và kích thước sản phẩm. Thông tin dựa trên kiến ​​thức hiện tại của chúng tôi và được cung cấp một cách thiện chí. Tuy nhiên, Công ty sẽ không chấp nhận bất kỳ trách nhiệm pháp lý nào đối với bất kỳ hành động nào được thực hiện bởi bất kỳ bên thứ ba nào dựa trên đó.

Vì các sản phẩm chi tiết có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau và do Công ty không có quyền kiểm soát việc sử dụng chúng; Công ty loại trừ cụ thể tất cả các điều kiện hoặc bảo đảm được thể hiện hoặc ngụ ý theo quy chế hoặc về kích thước, thuộc tính và / hoặc sự phù hợp cho bất kỳ mục đích cụ thể nào.

Mọi lời khuyên mà Công ty đưa ra cho bất kỳ bên thứ ba nào chỉ được đưa ra nhằm mục đích hỗ trợ của bên đó và không chịu trách nhiệm pháp lý về phía Công ty. Bất kỳ hợp đồng nào giữa Công ty và khách hàng sẽ phải tuân theo Điều kiện bán hàng của công ty. Mức độ trách nhiệm của Công ty đối với bất kỳ khách hàng nào được quy định rõ ràng trong các Điều kiện đó; một bản sao có sẵn theo yêu cầu.