Thép chịu lực là vật liệu gì?

Thép chịu lực là vật liệu gì

Thép chịu lực là loại thép được sử dụng để sản xuất bi, con lăn và vòng bi. Thép chịu lực có độ cứng cao và đồng đều, chịu mài mòn và giới hạn đàn hồi cao. Các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra về tính đồng nhất của thành phần hóa học, hàm lượng và sự phân bố của tạp chất phi kim loại cũng như sự phân bố cacbua trong thép chịu lực, khiến nó trở thành một trong những loại thép nghiêm ngặt nhất trong tất cả các hoạt động sản xuất thép. Năm 1976, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) đã kết hợp một số loại thép chịu lực thông dụng vào tiêu chuẩn quốc tế, chia thép chịu lực thành bốn loại: thép chịu lực được tôi hoàn toàn, thép chịu lực làm cứng bề mặt, thép chịu lực không gỉ, thép chịu nhiệt độ cao và thép chịu lực chịu nhiệt độ cao. tổng cộng có 17 loại thép.

Thép chịu lực là thép hợp kim cacbon sắt có độ tinh khiết cao!

Thép chịu lực chủ yếu được sử dụng để sản xuất các con lăn và vòng cho vòng bi lăn. Do đặc điểm tuổi thọ dài, độ chính xác cao, sinh nhiệt thấp, tốc độ cao, độ cứng cao, độ ồn thấp và khả năng chống mài mòn cao của vòng bi, nên thép chịu lực phải có độ cứng cao, độ cứng đồng đều, giới hạn đàn hồi cao, độ bền mỏi tiếp xúc cao, độ bền cần thiết, độ cứng nhất định và khả năng chống ăn mòn trong chất bôi trơn khí quyển. Để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất trên, các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra về tính đồng nhất của thành phần hóa học, hàm lượng và loại tạp chất phi kim loại, kích thước và phân bố hạt cacbua, quá trình khử cacbon và các khía cạnh khác của thép chịu lực. Sự phát triển chung của thép chịu lực là hướng tới chất lượng cao, hiệu suất cao và đa dạng chủng loại. Thép dùng cho vòng bi được chia thành thép chịu lực crom carbon cao, thép chịu lực được cacbon hóa, thép chịu nhiệt độ cao, thép chịu lực không gỉ và vật liệu chịu lực đặc biệt theo đặc điểm và môi trường ứng dụng của chúng.

Lớp thép chịu lực

Thép chịu lực chủ yếu được sử dụng để sản xuất vòng bi và các bộ phận chính của chúng, chẳng hạn như thép làm bi chịu lực, con lăn và vòng bi. Do điều kiện làm việc của vòng bi luôn thay đổi, đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, môi trường làm việc của máy móc ngày càng trở nên phức tạp. Ví dụ, tốc độ quay của trục ngày càng nhanh, tải trọng mà nó mang ngày càng nặng hơn, nhiệt độ làm việc ngày càng cao và môi trường lực của ổ trục ngày càng phức tạp hơn (ngoài trọng lực, còn có nhiều lực đẩy định hướng). Tất cả những điều này đòi hỏi vòng bi phải có khả năng xử lý và hỗ trợ trục hoạt động ổn định theo yêu cầu. Do đó, thép chịu lực phải theo kịp sự phát triển của thời đại và công nghệ về độ bền, độ cứng, khả năng chống mài mòn, độ cứng, tính đồng nhất của các tính chất cơ lý, độ bền mỏi tiếp xúc và các khía cạnh khác, và không ngừng cải tiến.

Qua tìm hiểu, người ta biết rằng để nâng cao tính năng của thép chịu lực và đáp ứng các yêu cầu trên cần luyện thép hợp kim sắt cacbon với độ tinh khiết rất cao (không chứa oxy), tham gia vào một lượng cacbon, crom nhất định, silicon, mangan, vanadi và các hợp kim khác, đồng thời thực hiện xử lý nhiệt tương ứng để thu được thép chịu lực đáp ứng yêu cầu. Thép chịu lực ở nước ta có thể được chia đại khái thành bốn loại và cấp độ của chúng được liệt kê như sau:

1. Thép chịu lực crom cacbon cao, mác: GCr6; GCr9; GCr95siMn

2. Thép chịu lực crom được cacbon hóa, cấp: G20CrMo; G20CrNiMo; G20CrNi2Mo;

3. Thép chịu lực bằng thép không gỉ crom cacbon cao, cấp: Cr4Mo4F; 9Cr18Mo;

4. Thép chịu nhiệt độ cao, mác: Cr14Mo; 16Cr14Mo

Thép chịu lực không chứa crom, mác: GSiMnV; GSMVRE; GSiMnMoV có thể thay thế thép chịu lực crom.

Độ cứng của thép chịu lực là gì？

Độ cứng của thép chịu lực sau khi xử lý nhiệt thường nằm trong khoảng từ 30 đến 50.

Kết cấu thành phần thép chịu lực

Thép chịu lực hay còn gọi là thép crom cacbon cao, có hàm lượng cacbon ω C khoảng 1%, có hàm lượng crom ω CR là 0,5% -1,65%. Thép chịu lực được chia thành sáu loại: thép chịu lực crom carbon cao, thép chịu lực không chứa crom, thép chịu lực được cacbon hóa, thép chịu lực không gỉ, thép chịu nhiệt độ trung bình và cao và thép chịu lực chống từ.

Thép chịu lực crom cacbon cao GCr15 là loại thép chịu lực được sản xuất nhiều nhất trên thế giới, với hàm lượng cacbon khoảng 1% và hàm lượng crom khoảng 1,5%. Kể từ khi thành lập vào năm 1901, thành phần chính của nó hầu như không thay đổi trong hơn 100 năm. Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, công việc nghiên cứu vẫn tiếp tục và chất lượng sản phẩm tiếp tục được cải thiện, chiếm hơn 80% tổng sản lượng thép chịu lực của thế giới. Vì vậy nếu không có thông số kỹ thuật đặc biệt cho thép chịu lực thì tham khảo GCr15

Trung Quốc đã sản xuất được thép không gỉ chịu lực crom cacbon cao, với mác thép chủ yếu là 9Cr18; Thép chịu lực cacbon hóa, với mác thép chủ yếu là G20CrMo; Thép chịu lực crom, với mác thép chính là GCr15.

Tính chất vật lý của thép chịu lực

Các tính chất vật lý của thép chịu lực chủ yếu bao gồm kiểm tra cấu trúc vi mô, lớp khử cacbon, tạp chất phi kim loại và cấu trúc có độ phóng đại thấp. Nói chung, việc phân phối được thực hiện thông qua ủ nóng và ủ kéo nguội. Tình trạng giao hàng phải được chỉ định trong hợp đồng. Cấu trúc độ phóng đại thấp của thép phải không có lỗ chân lông co ngót, bong bóng dưới da, đốm trắng và lỗ chân lông siêu nhỏ. Độ lỏng trung tâm và độ lỏng chung không được vượt quá 1,5 cấp và độ phân tách không được vượt quá 2 cấp. Cấu trúc vi mô ủ của thép phải được phân bố đồng đều bằng ngọc trai hạt mịn. Độ sâu của lớp khử cacbon, tạp chất phi kim loại và độ không đồng đều của cacbua phải tuân theo các tiêu chuẩn quốc gia liên quan.

Phân loại cơ bản thép chịu lực

Phân loại: Hiện nay, có 5 loại thép chịu lực chính được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới, đó là thép chịu lực crom cacbon cao, thép chịu lực cacbon hóa, thép chịu lực không gỉ, thép chịu nhiệt độ cao và thép chịu lực cacbon trung bình.

Quy trình xử lý thép chịu lực

(1) Luyện lò điện UHP từ 50 tấn trở lên → Tinh luyện lò LF từ 60 tấn trở lên → Xử lý chân không lò VD từ 60 tấn trở lên → đúc liên tục phôi thép hình vuông hoặc hình chữ nhật (260mm x 300mm, 180mm x 220mm) → làm nguội chậm hoặc giao hàng nóng → vật liệu cán → hoàn thiện → kiểm tra và bảo quản.

(2) 90 tấn trở lên luyện chuyển đổi → Tinh luyện lò LF 100 tấn trở lên → Xử lý chân không lò RH 100 tấn trở lên → phôi thép hợp kim hoặc phôi hình chữ nhật đúc liên tục → (chẳng hạn như 320mm x 340mm, 240mm x 240mm) làm lạnh chậm hoặc giao hàng nóng → vật liệu cán → hoàn thiện → kiểm tra và nhập kho.

Lĩnh vực ứng dụng của thép chịu lực

Thép chịu lực là loại thép dùng để chế tạo các loại vòng bi lăn như bi, con lăn, ống bọc. Nó cũng có thể được sử dụng để chế tạo các dụng cụ đo chính xác, khuôn dập nguội, vít máy công cụ, các bộ phận chính xác như khuôn dập, dụng cụ đo lường, vòi và bơm dầu động cơ diesel. Thép chịu lực là loại thép được sử dụng để sản xuất bi, con lăn và vòng bi.

Tiêu chuẩn kỹ thuật thép chịu lực

Việc sản xuất thép chịu lực chủ yếu tuân theo tiêu chuẩn GB/T18254-2002 và quy trình chất lượng Laigang GCr15JD phù hợp với yêu cầu của người sử dụng ổ trục được rèn chính xác. Giao thức GCr15JD có yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt hơn tiêu chuẩn GB/T18254-2002 và GCr15JD yêu cầu hàm lượng oxy ≤ 10ppm, mức phân tách trung tâm ≤ 1,0, kiểm soát thành phần, kích thước và độ lệch kích thước phải nghiêm ngặt hơn tiêu chuẩn GB/T18254-2002 .

Vòng bi chịu áp lực và ma sát rất lớn trong quá trình hoạt động nên đòi hỏi thép chịu lực phải có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, đồng đều, cũng như giới hạn đàn hồi cao. Các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra về tính đồng nhất của thành phần hóa học, hàm lượng và sự phân bố của tạp chất phi kim loại cũng như sự phân bố cacbua trong thép chịu lực, khiến nó trở thành một trong những loại thép nghiêm ngặt nhất trong tất cả các hoạt động sản xuất thép. Năm 1976, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) đã kết hợp một số loại thép chịu lực thông dụng vào tiêu chuẩn quốc tế, chia thép chịu lực thành bốn loại: thép chịu lực được tôi hoàn toàn, thép chịu lực làm cứng bề mặt, thép chịu lực không gỉ, thép chịu nhiệt độ cao và thép chịu lực chịu nhiệt độ cao. tổng cộng có 17 loại thép.

Một số quốc gia đã bổ sung thêm một danh mục dành cho thép hoặc hợp kim chịu lực cho mục đích đặc biệt. Phương pháp phân loại thép chịu lực đã được đưa vào tiêu chuẩn ở nước ta tương tự như ISO, tương ứng với 4 loại: thép chịu lực crom cacbon cao, thép chịu lực được cacbon hóa, thép chịu lực không rỉ và chống ăn mòn, thép chịu nhiệt độ cao. .