Thép 1117: Tổng quan về tính chất và ứng dụng chính

Thép 1117 được phân loại là thép hợp kim cacbon trung bình, chủ yếu được biết đến với khả năng gia công tuyệt vời và tính chất cơ học tốt. Nó chứa thành phần cân bằng của cacbon, mangan và các nguyên tố hợp kim khác giúp tăng cường hiệu suất của nó trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các nguyên tố hợp kim chính trong thép 1117 bao gồm:

• Carbon (C) : Thường chiếm khoảng 0,13% đến 0,20%, góp phần tạo nên độ cứng và độ bền.
• Mangan (Mn) : Khoảng 0,60% đến 0,90%, giúp cải thiện khả năng làm cứng và độ bền kéo.
• Sắt (Fe) : Thành phần cân bằng, tạo nên cấu trúc cơ bản của thép.

Đặc điểm và tính chất

Thép 1117 có đặc điểm là độ dẻo, độ bền và độ dai tốt, phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật. Các đặc tính vốn có của nó bao gồm:

• Khả năng gia công cao : Loại thép này thường được sử dụng trong các ứng dụng gia công chính xác do đặc tính cắt thuận lợi của nó.
• Khả năng hàn tốt : Mặc dù có thể hàn nhưng thường nên gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau khi hàn để tránh nứt.
• Độ cứng vừa phải : Có thể xử lý nhiệt để đạt được độ cứng cao hơn, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm (Pros)	Hạn chế (Nhược điểm)
Khả năng gia công tuyệt vời	Khả năng chống ăn mòn hạn chế
Khả năng hàn tốt	Độ cứng vừa phải so với thép hợp kim cao hơn
Thích hợp cho xử lý nhiệt	Không lý tưởng cho các ứng dụng nhiệt độ cao

Thép 1117 giữ vị trí quan trọng trên thị trường do tính cân bằng giữa các đặc tính và hiệu quả về chi phí. Nó thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận ô tô, bộ phận máy móc và nhiều ứng dụng kết cấu khác nhau.

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	G11170	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với AISI 1018
AISI/SAE	1117	Hoa Kỳ	Sự khác biệt nhỏ về thành phần so với AISI 1015
Tiêu chuẩn ASTM	A108	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho thanh thép cacbon hoàn thiện nguội
VI	1.0718	Châu Âu	Tương đương với C45E
Tiêu chuẩn Nhật Bản	S45C	Nhật Bản	Tính chất tương tự nhưng hàm lượng cacbon khác nhau

Bảng trên nêu bật các ký hiệu và tiêu chuẩn khác nhau liên quan đến thép 1117. Đáng chú ý là trong khi các loại như AISI 1018 và 1117 thường được coi là tương đương, thì 1117 thường có hàm lượng mangan cao hơn một chút, có thể tăng cường khả năng làm cứng và độ bền của nó.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
C (Cacbon)	0,13 - 0,20
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Fe (Sắt)	Sự cân bằng

Các nguyên tố hợp kim chính trong thép 1117 đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc tính của nó. Carbon làm tăng độ cứng và độ bền, trong khi mangan tăng cường khả năng tôi và độ bền kéo, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn tốt.

Tính chất cơ học

Tài sản	Tình trạng/Tính khí	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	Ủ	450 - 650MPa	65 - 95 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Ủ	250 - 400MPa	36 - 58 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Ủ	20-30%	20-30%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Rockwell B)	Ủ	80 - 90 HRB	80 - 90 HRB	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động (Charpy)	-40°C	30 - 50J	22 - 37 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Sự kết hợp của các đặc tính cơ học này làm cho thép 1117 đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo tốt, chẳng hạn như trong các ngành ô tô và máy móc. Độ bền kéo và độ bền kéo vừa phải của nó cho phép nó chịu được tải trọng cơ học đáng kể trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị đo lường)	Giá trị (Anh)
Tỉ trọng	-	7,85g/cm³	0,284 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Độ dẫn nhiệt	20°C	50 W/m·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Nhiệt dung riêng	-	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F

Mật độ và điểm nóng chảy của thép 1117 cho thấy nó phù hợp với các ứng dụng nhiệt độ cao, trong khi độ dẫn nhiệt của nó cho thấy khả năng tản nhiệt hiệu quả, có lợi trong các quá trình gia công.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Clorua	3-5	25	Hội chợ	Nguy cơ ăn mòn rỗ
Axit sunfuric	10-20	20	Nghèo	Không khuyến khích
Natri Hydroxit	5-10	25	Hội chợ	Dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất

Thép 1117 có khả năng chống ăn mòn ở mức trung bình, đặc biệt là trong môi trường có clorua và các chất kiềm. Tuy nhiên, không nên sử dụng trong môi trường có tính ăn mòn cao, chẳng hạn như môi trường có axit mạnh. So với thép không gỉ như 304 hoặc 316, thép 1117 có khả năng chống ăn mòn kém hơn đáng kể, khiến nó ít phù hợp hơn cho các ứng dụng tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt.

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	752	Thích hợp cho nhiệt độ vừa phải
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	500	932	Có thể chịu được tiếp xúc trong thời gian ngắn
Nhiệt độ đóng băng	600	1112	Nguy cơ oxy hóa vượt quá nhiệt độ này

Ở nhiệt độ cao, thép 1117 vẫn giữ được độ bền nhưng có thể bị oxy hóa nếu tiếp xúc trong thời gian dài. Hiệu suất của nó trong các ứng dụng nhiệt độ cao bị hạn chế so với thép hợp kim cao hơn.

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	Argon + CO2	Nên làm nóng trước
TIG	ER70S-2	Khí Argon	Có thể cần xử lý nhiệt sau khi hàn

Thép 1117 nói chung có thể hàn được, nhưng phải cẩn thận để tránh nứt. Làm nóng trước khi hàn và xử lý nhiệt sau khi hàn có thể giúp giảm thiểu những rủi ro này, đảm bảo mối hàn chắc chắn.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Thép 1117	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	100	130	1117 khó gia công hơn 1212
Tốc độ cắt điển hình (Tiện)	50 m/phút	60 m/phút	Điều chỉnh tốc độ dựa trên dụng cụ

Thép 1117 có khả năng gia công tốt, mặc dù khả năng gia công kém hơn một chút so với AISI 1212. Cần sử dụng tốc độ cắt và dụng cụ tối ưu để đạt được kết quả tốt nhất.

Khả năng định hình

Thép 1117 có khả năng định hình tốt, phù hợp với các quy trình định hình nguội và nóng. Có thể uốn cong và định hình mà không có nguy cơ nứt đáng kể, mặc dù cần cẩn thận để tránh làm cứng quá mức.

Xử lý nhiệt

Quy trình điều trị	Phạm vi nhiệt độ (°C/°F)	Thời gian ngâm điển hình	Phương pháp làm mát	Mục đích chính / Kết quả mong đợi
Ủ	600 - 700 / 1112 - 1292	1 - 2 giờ	Không khí	Cải thiện độ dẻo và giảm độ cứng
Làm nguội	800 - 900 / 1472 - 1652	30 phút	Dầu hoặc Nước	Tăng độ cứng và sức mạnh
Làm nguội	400 - 600 / 752 - 1112	1 giờ	Không khí	Giảm độ giòn và tăng độ dẻo dai

Các quy trình xử lý nhiệt ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc vi mô và tính chất của thép 1117. Ủ làm tăng độ dẻo, trong khi làm nguội làm tăng độ cứng. Tôi luyện là yếu tố quan trọng để cân bằng độ cứng và độ dẻo dai.

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 (Tóm tắt)
Ô tô	Trục bánh răng	Độ bền cao, khả năng gia công tốt	Cần thiết cho độ bền
Máy móc	Trục khuỷu	Độ dẻo dai, độ dai	Yêu cầu về khả năng chống va đập
Sự thi công	Thành phần cấu trúc	Độ bền, khả năng hàn	Quan trọng đối với tính toàn vẹn của cấu trúc

Các ứng dụng khác của thép 1117 bao gồm:

• Sản xuất ốc vít và bu lông
• Sản xuất các bộ phận gia công chính xác
• Sử dụng trong các thành phần hệ thống treo ô tô

Việc lựa chọn thép 1117 trong các ứng dụng này chủ yếu là do sự cân bằng giữa độ bền, khả năng gia công và khả năng hàn, khiến nó trở thành sự lựa chọn linh hoạt cho nhiều nhu cầu kỹ thuật khác nhau.

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

Tính năng/Thuộc tính	Thép 1117	AISI 1018	Tiêu chuẩn AISI 4140	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Sức mạnh vừa phải	Sức mạnh thấp hơn	Sức mạnh cao hơn	1117 cung cấp sự cân bằng của các thuộc tính
Góc nhìn ăn mòn chính	Hội chợ	Hội chợ	Tốt	4140 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn
Khả năng hàn	Tốt	Tốt	Hội chợ	4140 có thể cần phải làm nóng trước
Khả năng gia công	Tốt	Xuất sắc	Hội chợ	1117 dễ gia công hơn 4140
Khả năng định hình	Tốt	Tốt	Hội chợ	4140 khó định hình hơn do hàm lượng hợp kim cao hơn
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Thấp	Cao	1117 có hiệu quả về mặt chi phí cho nhiều ứng dụng
Khả năng cung cấp điển hình	Chung	Rất phổ biến	Chung	1117 có sẵn rộng rãi ở nhiều dạng khác nhau

Khi lựa chọn thép 1117, cần cân nhắc đến hiệu quả về mặt chi phí, tính khả dụng và tính phù hợp cho các ứng dụng cụ thể. Mặc dù thép này có các đặc tính cơ học tốt, nhưng có thể không phải là lựa chọn tốt nhất cho các môi trường đòi hỏi khả năng chống ăn mòn cao hoặc nhiệt độ khắc nghiệt. Khả năng gia công và khả năng hàn của thép này khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các thành phần chính xác trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.