Thép 1035: Tổng quan về tính chất và ứng dụng chính

Table Of Content

Table Of Content

Thép 1035 được phân loại là thép hợp kim cacbon trung bình, chủ yếu bao gồm sắt với hàm lượng cacbon khoảng 0,30% đến 0,40%. Loại thép này được biết đến với sự cân bằng giữa độ bền, độ dẻo và độ cứng, khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau. Các nguyên tố hợp kim chính trong thép 1035 bao gồm mangan, giúp tăng khả năng tôi và độ bền, và silic, giúp cải thiện quá trình khử oxy trong quá trình luyện thép.

Tổng quan toàn diện

Thép 1035 thể hiện một số đặc điểm quan trọng xác định tính hữu dụng của nó trong các ứng dụng kỹ thuật. Nó có khả năng gia công, khả năng hàn tốt và có thể được xử lý nhiệt để đạt được mức độ cứng cao hơn. Các đặc tính cơ học của thép, chẳng hạn như độ bền kéo và độ bền chảy, có thể được tăng cường thông qua các quy trình như làm nguội và ram, làm cho nó linh hoạt cho nhiều ứng dụng kết cấu khác nhau.

Ưu điểm của thép 1035:
- Độ bền và độ cứng: Mang lại sự cân bằng tốt giữa độ bền và độ cứng, phù hợp với các bộ phận yêu cầu khả năng chống mài mòn.
- Khả năng hàn: Có thể hàn bằng các phương pháp thông thường, có lợi cho việc chế tạo.
- Khả năng xử lý nhiệt: Có thể xử lý nhiệt để cải thiện các tính chất cơ học, cho phép điều chỉnh hiệu suất phù hợp trong các ứng dụng cụ thể.

Hạn chế của thép 1035:
- Khả năng chống ăn mòn: Khả năng chống ăn mòn ở mức trung bình, có thể hạn chế việc sử dụng trong môi trường có tính ăn mòn cao nếu không có lớp phủ bảo vệ.
- Độ giòn ở mức độ cứng cao: Khi xử lý nhiệt đến độ cứng cao, vật liệu có thể trở nên giòn, đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận khi thiết kế.

Theo truyền thống, thép 1035 được sử dụng trong các ứng dụng như linh kiện ô tô, bộ phận máy móc và ứng dụng kết cấu do có đặc tính cơ học thuận lợi và dễ chế tạo.

Tên thay thế, Tiêu chuẩn và Tương đương

Tổ chức tiêu chuẩn Chỉ định/Cấp bậc Quốc gia/Khu vực xuất xứ Ghi chú/Nhận xét
Liên Hiệp Quốc G10350 Hoa Kỳ Tương đương gần nhất với AISI 1035
AISI/SAE 1035 Hoa Kỳ Thép cacbon trung bình có độ cứng tốt
Tiêu chuẩn ASTM A29/A29M Hoa Kỳ Tiêu chuẩn chung cho thép cacbon
VI C35E Châu Âu Thành phần tương tự, sự khác biệt nhỏ về tính chất cơ học
Tiêu chuẩn Nhật Bản S35C Nhật Bản Cấp độ tương đương với sự thay đổi nhỏ về hàm lượng carbon

Bảng trên nêu bật các ký hiệu khác nhau cho thép 1035 trên các tiêu chuẩn khác nhau. Mặc dù các cấp này có thể được coi là tương đương, nhưng sự khác biệt nhỏ về thành phần và tính chất cơ học có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trong các ứng dụng cụ thể. Ví dụ, JIS S35C có thể có các đặc tính độ cứng hơi khác so với AISI 1035, điều này có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn dựa trên mục đích sử dụng.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên) Phạm vi phần trăm (%)
C (Cacbon) 0,30 - 0,40
Mn (Mangan) 0,60 - 0,90
Si (Silic) 0,15 - 0,40
P (Phốt pho) ≤ 0,04
S (Lưu huỳnh) ≤ 0,05

Các nguyên tố hợp kim chính trong thép 1035 bao gồm:
- Carbon (C): Tăng độ cứng và độ bền thông qua xử lý nhiệt.
- Mangan (Mn): Cải thiện khả năng làm cứng và độ bền kéo, góp phần nâng cao hiệu suất tổng thể của thép.
- Silic (Si): Có tác dụng khử oxy trong quá trình sản xuất thép và tăng cường độ bền.

Tính chất cơ học

Tài sản Tình trạng/Tính khí Nhiệt độ thử nghiệm Giá trị/Phạm vi điển hình (Đơn vị đo lường) Giá trị/Phạm vi điển hình (Anh) Tiêu chuẩn tham chiếu cho phương pháp thử nghiệm
Độ bền kéo Nhiệt độ phòng 580 - 700MPa 84 - 102 ksi Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%) Nhiệt độ phòng 310 - 450MPa 45 - 65 ksi Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài Nhiệt độ phòng 20-25% 20-25% Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Brinell) Nhiệt độ phòng 170 - 210 HB 170 - 210 HB Tiêu chuẩn ASTM E10
Sức mạnh tác động (Charpy) -20°C (-4°F) 30 - 50J 22 - 37 ft-lbf Tiêu chuẩn ASTM E23

Các tính chất cơ học của thép 1035 làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền vừa phải và độ dẻo tốt. Độ bền kéo và độ bền chảy của nó cho phép nó chịu được tải trọng đáng kể, trong khi độ giãn dài của nó cho thấy khả năng tạo hình tốt. Các giá trị độ cứng cho thấy nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng mà khả năng chống mài mòn là điều cần thiết.

Tính chất vật lý

Tài sản Điều kiện/Nhiệt độ Giá trị (Đơn vị đo lường) Giá trị (Anh)
Tỉ trọng Nhiệt độ phòng 7,85g/cm³ 0,284 lb/in³
Điểm nóng chảy - 1425 - 1540 °C 2600 - 2800 °F
Độ dẫn nhiệt Nhiệt độ phòng 45 W/m·K 31 BTU·in/h·ft²·°F
Nhiệt dung riêng Nhiệt độ phòng 0,46 kJ/kg·K 0,11 BTU/lb·°F
Hệ số giãn nở nhiệt Nhiệt độ phòng 11,5 x 10⁻⁶/K 6,4 x 10⁻⁶/°F

Các đặc tính vật lý chính như mật độ và điểm nóng chảy rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ cao. Độ dẫn nhiệt cho thấy thép 1035 có thể tản nhiệt hiệu quả, điều này có lợi trong các ứng dụng mà việc quản lý nhiệt là cần thiết.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn Sự tập trung (%) Nhiệt độ (°C) Xếp hạng sức đề kháng Ghi chú
Khí quyển - - Hội chợ Dễ bị rỉ sét
Clorua - 25°C (77°F) Nghèo Nguy cơ ăn mòn rỗ
Axit - 20°C (68°F) Nghèo Không khuyến khích
kiềm - 20°C (68°F) Hội chợ Sức đề kháng vừa phải

Thép 1035 có khả năng chống ăn mòn ở mức trung bình, đặc biệt là trong điều kiện khí quyển. Tuy nhiên, thép này dễ bị ăn mòn rỗ trong môi trường clorua và không nên sử dụng trong điều kiện axit nếu không có lớp phủ bảo vệ. So với thép không gỉ, chẳng hạn như 304 hoặc 316, khả năng chống ăn mòn của thép 1035 thấp hơn đáng kể, khiến thép này ít phù hợp hơn cho các ứng dụng trong môi trường biển hoặc môi trường có tính ăn mòn cao.

Khả năng chịu nhiệt

Tài sản/Giới hạn Nhiệt độ (°C) Nhiệt độ (°F) Nhận xét
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa 400°C 752°F Thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ vừa phải
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa 450°C 842°F Chỉ tiếp xúc trong thời gian ngắn
Nhiệt độ đóng băng 600°C 1112°F Nguy cơ oxy hóa vượt quá giới hạn này

Ở nhiệt độ cao, thép 1035 có thể duy trì các đặc tính cơ học của nó lên đến khoảng 400°C (752°F). Vượt quá nhiệt độ này, nguy cơ oxy hóa và đóng cặn tăng lên, có thể làm giảm tính toàn vẹn của vật liệu. Do đó, điều cần thiết là phải xem xét môi trường hoạt động khi lựa chọn loại thép này cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

Tính chất chế tạo

Khả năng hàn

Quy trình hàn Kim loại phụ gia được đề xuất (Phân loại AWS) Khí/Nhiệt che chắn điển hình Ghi chú
MIG ER70S-6 Hỗn hợp Argon + CO2 Tốt cho các phần mỏng
TIG ER70S-2 Khí Argon Tuyệt vời cho công việc chính xác
Dán E7018 - Yêu cầu làm nóng trước

Thép 1035 thường được coi là có thể hàn bằng các quy trình hàn thông thường như MIG, TIG và hàn que. Có thể cần phải nung nóng trước để tránh nứt, đặc biệt là ở các phần dày hơn. Xử lý nhiệt sau khi hàn cũng có thể giúp giảm ứng suất và cải thiện hiệu suất chung của mối hàn.

Khả năng gia công

Thông số gia công Thép 1035 AISI 1212 Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối 60 100 1212 dễ gia công hơn
Tốc độ cắt điển hình 30 m/phút 50 m/phút Điều chỉnh dựa trên công cụ

Thép 1035 có khả năng gia công ở mức trung bình, phù hợp với nhiều hoạt động gia công khác nhau. Tuy nhiên, so với các loại thép dễ gia công hơn như AISI 1212, thép này có thể cần dụng cụ gia công chắc chắn hơn và tốc độ cắt chậm hơn để đạt được bề mặt hoàn thiện mong muốn.

Khả năng định hình

Thép 1035 có thể được tạo hình nguội và nóng, với độ dẻo tốt cho phép uốn và định hình. Tuy nhiên, cần phải cẩn thận để tránh làm cứng khi tạo hình nguội, có thể dẫn đến tăng độ giòn. Bán kính uốn tối thiểu nên được xem xét trong quá trình chế tạo để tránh nứt.

Xử lý nhiệt

Quy trình điều trị Phạm vi nhiệt độ (°C) Thời gian ngâm điển hình Phương pháp làm mát Mục đích chính / Kết quả mong đợi
700 - 800 1 - 2 giờ Không khí Làm mềm, cải thiện độ dẻo
Làm nguội 800 - 850 30 phút Dầu hoặc Nước Làm cứng, tăng cường độ
Làm nguội 400 - 600 1 giờ Không khí Giảm độ giòn, tăng độ dai

Các quy trình xử lý nhiệt như ủ, làm nguội và ram ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc vi mô và tính chất của thép 1035. Ủ làm mềm thép, giúp dễ gia công hơn, trong khi làm nguội làm tăng độ cứng. Ram rất quan trọng để giảm độ giòn sau khi tôi, đảm bảo thép vẫn giữ được độ dẻo dai cần thiết cho các ứng dụng thực tế.

Ứng dụng điển hình và mục đích sử dụng cuối cùng

Ngành/Lĩnh vực Ví dụ ứng dụng cụ thể Các tính chất chính của thép được sử dụng trong ứng dụng này Lý do lựa chọn
Ô tô Trục khuỷu Độ bền cao, khả năng gia công tốt Cần thiết cho độ bền và hiệu suất
Máy móc Bánh răng Khả năng chống mài mòn, khả năng xử lý nhiệt Cần thiết cho các ứng dụng chịu tải
Sự thi công Thành phần cấu trúc Sức mạnh, độ dẻo dai Phù hợp với nhiều tải trọng kết cấu khác nhau
  • Linh kiện ô tô: Được sử dụng trong sản xuất trục khuỷu và thanh truyền do có độ bền và khả năng chịu tải trọng động.
  • Các bộ phận máy móc: Thường thấy ở bánh răng và trục nơi khả năng chống mài mòn rất quan trọng.
  • Ứng dụng xây dựng: Được sử dụng trong các thành phần kết cấu đòi hỏi sự cân bằng giữa độ bền và độ dẻo.

Những cân nhắc quan trọng, Tiêu chí lựa chọn và những hiểu biết sâu sắc hơn

Tính năng/Thuộc tính Thép 1035 Tiêu chuẩn AISI 1045 AISI 1020 Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính Vừa phải Cao hơn Thấp hơn 1045 cung cấp sức mạnh cao hơn
Góc nhìn ăn mòn chính Hội chợ Hội chợ Tốt 1020 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn
Khả năng hàn Tốt Hội chợ Xuất sắc 1020 dễ hàn hơn
Khả năng gia công Vừa phải Vừa phải Cao 1020 dễ gia công hơn
Khả năng định hình Tốt Hội chợ Xuất sắc 1020 cung cấp khả năng định hình vượt trội
Chi phí tương đối xấp xỉ Vừa phải Vừa phải Thấp 1020 thường rẻ hơn
Khả năng cung cấp điển hình Chung Chung Rất phổ biến 1020 có sẵn rộng rãi

Khi lựa chọn thép 1035 cho một ứng dụng cụ thể, những cân nhắc như tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn và đặc điểm chế tạo là rất quan trọng. Mặc dù nó cung cấp sự cân bằng tốt về tính chất, nhưng các lựa chọn thay thế như AISI 1045 có thể cung cấp độ bền cao hơn và AISI 1020 có thể tiết kiệm chi phí hơn và dễ gia công hơn. Hiểu được các yêu cầu cụ thể của ứng dụng sẽ hướng dẫn quá trình lựa chọn, đảm bảo hiệu suất tối ưu và hiệu quả về chi phí.

Quay lại blog

Để lại bình luận