Thép crom molypden – thường được rút ngắn thành crom moly – là một loại thép hợp kim thấp được sử dụng trong công nghiệp. Như tên cho thấy, hai nguyên tố hợp kim quan trọng là molypden (Mo) và crom (Cr). Các hợp kim này thường được sắp xếp thành một nhóm chính, với các tên như chrome croalloy, chromalloy, moly và CrMo . Các ngành công nghiệp mà hợp kim phổ biến bao gồm xây dựng, năng lượng, dầu khí và ô tô…. Show
 Tại sao lại là Cr và Mo?Trong nhiều năm, Mo là một nguyên tố hợp kim tiêu chuẩn được sử dụng để sản xuất thép chống rão có khả năng chịu được nhiệt độ lên tới 530 °C. Điều này là do Mo làm giảm tốc độ leo của thép. Ngoài ra cũng làm chậm quá trình đông tụ và đông cứng của các cacbua trong quá trình sử dụng nhiệt độ cao. Hơn nữa, sự phù hợp ở nhiệt độ cao và khả năng chống leo này có nghĩa là ứng dụng chính của thép dựa trên Mo là trong các nhà máy sản xuất điện và hóa dầu. Tuy nhiên, việc liên tục tăng hàm lượng Mo của thép để cải thiện tính chất của nó không hoạt động do độ dẻo của creep thực sự giảm khi tăng Mo . Một hạn chế khác đề cập đến thực tế là quá trình graphit hóa (phá vỡ các cacbua sắt) diễn ra trên 500 ° C. Những nhược điểm này cản trở việc áp dụng thép dựa trên Mo.Một giải pháp đã được giải quyết bằng cách kết hợp crom với molypden. Điều này mang lại cho thép một số lợi thế không có ,trong hợp kim Mo và thép CrMo là sản phẩm đầu tiên cho phép nhiệt độ hơi nước trong các nhà máy điện vượt quá 500 ° C [2] . Lý do bộ đôi các nguyên tố hợp kim này hoạt động rất tốt là do tính chất kết hợp của chúng (với hàm lượng Cr tối thiểu là 9% và hàm lượng Mo tối thiểu là 1% ). Ví dụ, Mo cho thép nhiệt độ làm việc cao hơn và thêm cường độ. Hơn nữa, Cr dẫn đến quá trình oxy hóa đặc biệt, và giúp thép chống ăn mòn một cách hiệu quả hơn [1] . Cr cũng cung cấp độ xuyên thấu độ cứng tốt và hàm lượng Mo đảm bảo độ cứng đồng đều .Sức mạnh và khả năng chống ăn mòn bổ sung này giải thích thực tế rằng thép CrMo được sử dụng khi cường độ được cung cấp bởi thép carbon nhẹ là không đủ. Những lợi ích này cung cấp độ tin cậy của chrome moly, đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng khác nhau. Các ứng dụng của Chrome MolyVí dụ, độ bền kéo được thêm vào và khả năng chống ăn mòn thêm có nghĩa là chrome moly hoàn hảo cho các môi trường có mức nhiệt độ cao (vượt xa so với thép dựa trên Mo đơn giản) [4,5] . Vì vậy, bất kỳ ứng dụng hoặc ngành công nghiệp nào vận hành thiết bị dưới nhiệt độ cao đều có thể được hưởng lợi từ việc sử dụng hợp kim crom molypden. Những ngành này bao gồm năng lượng, ô tô, dầu khí, sản xuất kim loại và thiết bị tạo hình [5] . Với độ bền kéo và độ bền ăn mòn ở nhiệt độ cao như vậy, Cr Mo cũng được tìm thấy là có hiệu quả trong các ứng dụng nước mặn [4] . Ví dụ về thiết bị sử dụng chrome moly bao gồm trục nứt, khuôn, liên kết chuỗi, trục máy, ống xe đạp, vòng cổ khoan và băng tải. Các tính chất của hợp kim cũng làm cho nó hiệu quả trong sản xuất và xây dựng. Các đặc tính này bao gồm độ bền của dây leo, độ cứng, khả năng chống mòn, độ cứng, khả năng chống va đập tốt, dễ chế tạo. Khả năng được hợp kim hóa theo cách phát triển thể dục thể hình để sử dụng trên các ứng dụng cụ thể . Nghiên cứu điển hình: Một vật liệu CrMo mới lạ sử dụng CobaltThêm Cr vào hợp kim Mo cho phép chúng được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao khác nhau. Cung cấp các lợi ích không thể tìm thấy trong thép dựa trên Mo. Sự tiến bộ không ngừng này của thép nhiệt độ cao vẫn đang tiếp tục, và các nhà nghiên cứu đang tiếp tục tìm kiếm những cách giúp tăng hiệu suất của crôm moly. Đảm bảo rằng nó vẫn là vật liệu được lựa chọn trong một số ngành công nghiệp. Một ví dụ về điều này là hợp kim CrMo với coban (Co). Zaman và cộng sự. đã xem xét khả năng gia công của hợp kim crom molybdenum (CoCrMo), một vật liệu tiên tiến được phổ biến rộng rãi trong các ứng dụng y tế và kỹ thuật [6] . Nói chung, rất khó để gia công vật liệu này do độ bền cao, chống mài mòn, độ bền. Và độ dẫn nhiệt thấp. Điều này có nghĩa là tuổi thọ công cụ ngắn hơn và hao mòn công cụ nhanh chóng.Gia công các vật liệu này được coi là thách thức và đi kèm với một số biến chứng. Chủ yếu là do độ bền cao của hợp kim, chống mài mòn cao, độ bền và độ dẫn nhiệt kém. Các tác giả kết luận rằng dựa trên nhu cầu về hợp kim CrMo dựa trên coban trong một số ứng dụng và ngành công nghiệp. Cần nhiều nghiên cứu hơn để khắc phục các vấn đề về khả năng gia công kém. Hiện tại, chrome moly là loại thép được lựa chọn, nhưng hợp kim CrMo dựa trên coban có thể trở thành tiêu chuẩn trong tương lai, miễn là các vấn đề về khả năng gia công này có thể được giải quyết [6] . Xem Thêm: [WeTrekology] Tìm hiểu thép làm dao dã ngoại, dao đa năng 11/12/2017 - 34107 Lượt xem
QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO THÉP Thép bắt buộc phải được tạo từ sắt và các-bon, thêm một số nguyên tố có hàm lượng nhỏ khác như mangan (Mn), lưu huỳnh (S), silic (Si), và phốt pho (P). Nếu không có các thành phần khác thêm vào thì thép ở đây được coi là thép các-bon (plain carbon steel). Thép sử dụng cho lưỡi dao được cải tiến với các phụ chất thêm vào gọi là thép hợp kim (alloy steel). Chính các phụ chất này đem lại những thuộc tính khác nhau cho những loại thép khác nhau. Thép hợp kim loại có thêm đặc tính chống ăn mòn (corrosion-resitant) được gọi là thép không gỉ (stainless steel), đây là loại thép được dùng phổ biến nhất để làm lưỡi dao.
Quá trình chế tạo thép không gỉ bắt đầu bằng việc nung chảy thép trong lò. Các chất dùng để tạo thành thép hợp kim được thêm vào thép nóng chảy đó, hỗn hợp thép nóng chảy được đổ vào khuôn để tạo thỏi. Một khi các thỏi thép được làm cho rắn lại, chúng được đưa vào máy cán để tạo hình dạng và kích cỡ thích hợp cho việc sử dụng sau này (thép tấm, thép cuộn …). Để chế tạo dao, người ta sử dụng cả thép dạng tấm và dàng vòng, tuỳ thuộc vào loại thép và độ dày của thép. Thép tấm được cắt laser để tạo thành các bộ phân của dao còn thép dạng vòng được tạo hình sử dụng máy ép thuỷ lực. THUỘC TÍNH CỦA THÉP Việc lựa chọn thép để ứng dụng vào những công việc cụ thể được dựa trên thuộc tính của thép và một số yếu tố khác, như phù hợp sản xuất – loại thép khó chế tạo sẽ không thiết thực để sử dụng trong môi trường sản xuất. Những thuộc tính của thép được tạo nên bởi các hợp kim được thêm vào thép và các phương thức chế tạo. Một số thuộc tính rất quan trọng cho việc chế tạo lưỡi dao:
Bởi không có yếu tố nào là vượt trội hẳn trong các thuộc tính, bởi vậy vật liệu chế tạo dao được lựa chọn để tối ưu cho từng mục đích sử dụng KÝ HIỆU CỦA THÉP Ký hiệu được sử dụng để mô tả các loại thép, các thuộc tính của thép thường được mang lại bởi cấu trúc bên trong của chúng. Khi thép được nung nóng hay làm nguội, cấu trúc bên trong này thay đổi. Những cấu trúc được hình thành bởi sự thay đổi đó được đặt tên, ví dụ: Austenite, Mertensite. Mertensite là cấu trúc rất chắc chắn, có thể được hình thành bằng việc làm lạnh đột ngột một số loại thép trong quá trình nhiệt luyện. Những loại thép có khả năng hình thành cấu trúc Martensite được gọi là thép martensite (hay thép mactenxit), và đây là loại thép được quan trọng nhất trong ngành công nghiệp sản xuất dao đa năng, dao dã ngoại. S30V, BG-42, 154CM, 420HC và 420J2 là các loại thép không gỉ martensite. Các-bon (Carbon – C): không phải thành phần hợp kim vì nó vốn dĩ có mặt trong thép các-bon. Tuy nhiên, việc tăng lượng các-bon sẽ làm tăng độ cứng của thép. Crôm (Chronium – Cr): cải thiện khả năng làm cứng, chống mài mòn và ăn mòn. Crôm là thành phần chính trong thép không gỉ martensite, loại thép được dùng phổ biến nhất trong sản xuất dao dã ngoại, da đa năng. Mô-líp-đen (Molybdenum – Mo): tăng khả năng làm cứng, chịu lực căng, chống ăn mòn (đặc biệt là rỗ). Ni-ken (Nickel – Ni): tăng độ bền và khả năng làm cứng, chống ăn mòn. Ni-ken là nguyên tố chính trong Thép không gỉ austenite, loại thép đôi khi được sử dụng trong dao lặn. Vanadi (Vanadium – V): tăng khả năng làm cứng và cho hạt mịn. Cấu trúc hạt trong thép là một yếu tố quan trọng khác giúp chống mài mòn và tăng độ chắn chắn. Nhìn chung, cấu trúc hạt mịn khá hấp dẫn PHÂN LOẠI THÉP Các nhà sản xuất thép luôn tuân theo một công thức nghiêm ngặt để đảm bảo mỗi lần họ chế tạo một hợp thì hợp kim đó có chính xác các thuộc tính. Những công thức này được biết đến như các đặc tính kỹ thuật, chúng chỉ rõ hàm lượng mỗi hợp kim. Mỗi công thức hay loại hợp kim được gọi tên theo một con số quy ước. Thép không gỉ martensite được đánh số, ví dụ, 410, 420, và 425.THÉP ĐƯỢC SỬ DỤNG CHẾ TẠO DAO DÃ NGOẠI, DAO ĐA NĂNG S30V: Được phát triển chủ yếu cho ngành sản xuất dao kéo bởi Crucible Steel, S30V chứa một hàm lượng các-bon và vanadi cao hơn BG-42 một cách rõ rệt. Việc tăng hàm lượng các-bon và vanadi này giúp khả năng giữ độ sắc bén và chống mài mòn vượt trội. S30V là thép cho dao tốt nhất hiện nay.
* Ram là một phương pháp nhiệt luyện các kim loại và hợp kim gồm nung nóng chi tiết đã tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn (Ac1), sau đó giữ nhiệt một thời gian cần thiết để mactenxit và austenit dư phân hoá thành các tổ chức thích hợp rồi làm nguội. (Trích Wikipedia)
NHỮNG LOẠI THÉP KHÁC ĐƯỢC SỬ DỤNG CHẾ TẠO DAO DÃ NGOẠI, DAO ĐA NĂNG AUS-8 (còn gọi là 8A): Từ "thép không gỉ" được hiểu không đúng, bởi vì, trên thực tế tất cả thép đều sẽ đổi màu hoặc mất màu nếu để ở môi trường có hại trong một thời gian đủ dài. Thép được làm "không gỉ" bằng việc thêm Crôm và giảm lượng Các-bon trong quá trình nung. Một số chuyên gia cho rằng có một sự đánh đổi nghiêm trọng với thép không gỉ: khi Crôm tăng và Các-bon giảm, thép sẽ trở nên "không gỉ", nhưng nó cũng đông thời càng trở nên khó để sắc, và khả năng khả năng giữ độ sắc bén có khả năng bị suy giảm trầm trọng. Tuy nhiên, một công ty sản xuất dao đã tuyên bố rằng, họ nhận thấy phần lớn lưỡi dao bằng thép không gỉ đều sắc như lưỡi dao bằng các chất liệu khác nhưng giữ được độ sắc bén lâu hơn. AUS 8A là loại thép không gỉ có hàm lượng các-bon và, hàm lượng crôm thấp, là loại thép, qua thời gian, đã và đang chứng minh sự hài hoà giữa độ chắc chắn, chịu lực, độ bền, khả năng giữ độ sắc bén và chống mài mòn. AST-34: đẳng cấp cao của thép không rỉ, được sử dụng trong hầu hết dao thủ công và các dao sản xuất công nghiệp. Đây là loại thép Nhật, sở hữu bởi Hitachi Steels. 145CM của Mỹ là phiên bản tương tự với ATS-34, là loại thép được quảng bá bởi nhà sản xuất nổi tiếng Bob Loveless. GIN-1 (tên cũ là G2): Một loại thép giá rẻ khác, nhưng mềm dẻo hơn AUS-8. CPM-T440V: đôi khi còn được gọi là "siêu thép", nó dùng được lâu hơn tất cả các loại thép không gỉ trên thị trường hiện nay. Nó khó mài hơn (vì khả năng giữ độ sắc bén tốt chưa từng thấy), nhưng lợi thế là bạn không cần phải mài thường xuyên. CPM-T440V được sử dụng rộng rãi bởi các công ty sản xuất dao đặt làm, và đang từ từ tìm được đường đến những nhà máy sản xuất dao cao cấp. 420J2: Do chứa lượng crôm cao và các-bon thấp, loại thép này là sự lựa chọn tuyệt vời để làm các lưỡi dao bền, chống sốc với độ chống ăn mòn tốt và khả năng giữ độ sắc bén tương đối. Đây là ứng viên lý tưởng cho lưỡi dao dùng chịu được nhiều điều kiện môi trường khác nhau, bao gồm cả nhiệt độ hay độ ẩm cao, ăn mòn vì muối trong môi trường gần biển. Khả năng chống ăn mòn cực nhờ lượng crome cũng khiến loại thép này trở thành lựa chọn hoàn hảo cho những loại dao sử dụng để mang bên mình hay trong bao mà ít khi hay hầu như không được bảo dưỡng.
San Mai III ® - San Mai có nghĩa là "ba lớp". Đây là từ để chỉ những lưỡi dao nhiều lớp truyền thông trong kiếm hay dao găm được sử dụng bởi người Nhật. Cấu trúc nhiều lớp rất quan trọng vì nó cho phép nhiều loại thép có thể ghép vào trong một lưỡi dao. Một cách đơn giản để hình dung ra cấu trúc này đó là tưởng tượng đến bánh sandwich (bánh mỳ kẹp thịt). Thịt ở giữa là thép cứng với hàm lượng các-bon cao, miếng bánh ở hai bên là thép có hàm lượng các-bon thấp hơn đóng vai trò là các vách dẻo dai và bền. Cạnh của lưỡi phải cứng để nó có khả năng giữ độ sắc bén tối đa, nhưng nếu cả lưỡi dao đều cứng thì nó có thể bị hỏng trong những “trận chiến”. Để tăng độ bền đến mức tốt nhất, thân lưỡi dao phải có khả năng chịu được va chạm và các áp lực ở bên. Độ bền thường được gắn với "độ mềm" và "độ dẻo dai" của thép, vì vậy, thật đáng ngạc nhiên nếu một lưỡi dao có phần cạnh sắc có đồ bền tốt lại không đủ cứng để giữ độ sắc bén một cách vượt trội. San Mai III ® mang đến cho lưỡi dao chất liệu thép cứng (hàm lượng các-bon cao) nằm ở giữa để tạo phần cạnh sắc bén, có tuổi thọ cao và chất liệu thép bền (hàm-lượng các-bon thấp hơn) hơn chạy dọc hai bên để tăng độ dẻo dai. VG-1 Thép không gỉ (sản phẩm của Cold Steel) - Các thử nghiệm vật lý về độ sắc, khả năng giữ độ sắc bén tốt, độ chắc chắn của mũi, sự va chạm và độ chắc chắn của lưỡi dao cho thấy VG-1 thể hiện sự phát triển về hiệu suất hoạt động tốt nhất trong khả năng giữ độ sắc bén, chứng tỏ được độ chắc chắn của lưỡi dao và mũi dao. VG-1 đem lại cho người dùng một hiệu suất hoạt động vượt trội chưa từng thấy trong một lưỡi thép không gỉ. 1055 Thép các-bon: Thép 1055 nằm giữa thép có lượng các-bon trung bình và thép các-bon cao, với hàm lượng các-bon khoảng 0.50%-0.60% và mangan khoảng 0.60%-0.90% là thành phần hợp kim duy nhất. Lượng các-bon như vậy với ít hợp kim làm cho nó dễ đúc và với độ cứng sau khi nguội vào khoảng Rc 60-64 tùy vào lượng các-bon. Sự kết hợp cả các nhân tố này làm thép 1055 trở thành loại thép bền nhất hiện nay bởi, khi tôi, nó tạo ra cấu trúc martensite gần bão hoà với lượng cacbua cho phép, ngăn ngừa độ giòn của vật liệu có thành phần các-bon cao. Loại thép này đặc biệt phù hợp với các hoạt động mà yêu cầu quan trọng nhất là độ chịu lực, chống va chạm, và nó tạo những lưỡi cực bền. SK-5 Thép các-bon cao: SK-5 là loại thép các-bon cao của Nhật, tương đương với 1080 của Mỹ, với lượng các-bon khoảng 0.75%-0.85% và mangan khoảng 0.60%-0.90%. Khi nguội, nó có độ cứng gần Rc 65 và tạo hỗn hợp martensite giàu các-bon và lượng nhỏ carbua không phân hủy. Lượng carbua dư làm tăng độ chống mài mòn và thép có sự cân bằng lý tưởng của lưỡi rất bền và khả năng Khả năng giữ độ sắc bén. Vì những đặc điểm đó, loại thép này được sử dụng truyền thống trong rất nhiều dụng cụ cầm tay bao gồm đục, cưa gỗ, và vượt được qua nhiều thử thách về thời gian cũng như sự hữ ích trong suốt nhiều năm ở nhiều nước khác nhau. Ethan Nguyen |
