Thép ATS 34: Tính chất và ứng dụng chính

Thép ATS-34 là thép không gỉ có hàm lượng cacbon cao, được biết đến với độ cứng tuyệt vời, khả năng giữ cạnh và chống ăn mòn, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong sản xuất dao và dụng cụ cắt chất lượng cao. Được phân loại là thép không gỉ martensitic, ATS-34 chứa thành phần cân bằng của crom, molypden và cacbon, góp phần tạo nên các đặc tính độc đáo của nó.

Tổng quan toàn diện

ATS-34 chủ yếu được đặc trưng bởi hàm lượng carbon cao (khoảng 1,05%) và hàm lượng crom khoảng 14%. Việc bổ sung molypden (khoảng 4%) làm tăng độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn, đồng thời cải thiện khả năng tôi luyện. Loại thép này thường được sử dụng trong các ứng dụng mà độ sắc và độ bền là rất quan trọng.

Tài sản	Giá trị
Phân loại	Thép không gỉ Martensitic
Các nguyên tố hợp kim chính	Cacbon (C), Crom (Cr), Molipden (Mo)
Hàm lượng cacbon	1,05%
Nội dung Crom	14%
Hàm lượng Molypden	4%

Thuận lợi:
- Độ cứng cao: ATS-34 có thể đạt độ cứng lên tới 61 HRC, rất lý tưởng cho các dụng cụ cắt.
- Giữ cạnh tuyệt vời: Sự kết hợp giữa hàm lượng carbon và crom cao giúp tạo ra lưỡi dao sắc bén và bền lâu hơn.
- Khả năng chống ăn mòn: Hàm lượng crom mang lại khả năng chống gỉ và chống ố tốt.

Hạn chế:
- Độ giòn: Ở mức độ cứng cao hơn, ATS-34 có thể trở nên giòn, có thể dẫn đến sứt mẻ khi sử dụng nhiều.
- Khó mài: Độ cứng cao có thể khiến việc mài trở nên khó khăn hơn so với các loại thép mềm hơn.

Theo truyền thống, ATS-34 có ý nghĩa quan trọng trong ngành sản xuất dao, đặc biệt là đối với các loại dao tùy chỉnh cao cấp và các mẫu sản xuất. Sự kết hợp độc đáo các đặc tính của nó giúp định vị nó tốt trên thị trường, mặc dù nó ít phổ biến hơn một số loại thép không gỉ khác như 440C hoặc VG-10.

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	S42000	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với AISI 440C
AISI/SAE	ATS-34	Hoa Kỳ	Thép không gỉ hiệu suất cao
Tiêu chuẩn ASTM	A276	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho thanh thép không gỉ
Tiêu chuẩn Nhật Bản	SUS420J2	Nhật Bản	Tính chất tương tự nhưng có sự khác biệt nhỏ về thành phần

ATS-34 thường được so sánh với các loại thép không gỉ khác như AISI 440C và VG-10. Mặc dù chúng có các ứng dụng tương tự nhau, nhưng sự khác biệt nhỏ về thành phần có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Ví dụ, hàm lượng molypden cao hơn của ATS-34 làm tăng độ bền so với 440C, loại có thể giòn hơn.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Yếu tố	Phạm vi phần trăm (%)
Cacbon (C)	1,05%
Crom (Cr)	14%
Molipđen (Mo)	4%
Mangan (Mn)	0,5%
Silic (Si)	0,5%
Phốt pho (P)	Tối đa 0,03%
Lưu huỳnh (S)	Tối đa 0,03%

Các nguyên tố hợp kim chính trong ATS-34 đóng vai trò quan trọng:
- Cacbon (C): Tăng độ cứng và độ bền.
- Crom (Cr): Tăng khả năng chống ăn mòn và góp phần tạo nên tính chất không gỉ của thép.
- Molypden (Mo): Cải thiện độ dẻo dai và khả năng làm cứng, cho phép hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.

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	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	1.200 - 1.300MPa	174 - 188 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	1.000 - 1.100MPa	145 - 160 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	10-15%	10-15%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	58 - 61 HRC	58 - 61 HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động	Làm nguội & tôi luyện	-20°C	30 - 40J	22 - 30 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Tính chất cơ học của ATS-34 làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ bền cao. Độ bền kéo và độ bền chảy cao đảm bảo rằng nó có thể chịu được tải trọng cơ học đáng kể, trong khi độ cứng của nó cho phép cắt hiệu quả và chống mài mòn.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị đo lường)	Giá trị (Anh)
Tỉ trọng	Nhiệt độ phòng	7,75g/cm³	0,28 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1.400 - 1.500 °C	2.552 - 2.732 °F
Độ dẫn nhiệt	Nhiệt độ phòng	25 W/m·K	14,5 BTU·in/ft²·h·°F
Nhiệt dung riêng	Nhiệt độ phòng	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Điện trở suất	Nhiệt độ phòng	0,7 µΩ·m	0,7 µΩ·trong

Các tính chất vật lý chính như mật độ và điểm nóng chảy rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ cao hoặc ứng suất cơ học đáng kể. Điểm nóng chảy tương đối cao cho thấy độ ổn định nhiệt tốt, trong khi mật độ cho thấy vật liệu chắc chắn phù hợp với các ứng dụng chịu tải nặng.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C/°F)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Nước mặn	3,5%	25°C/77°F	Tốt	Nguy cơ rỗ
Axit axetic	10%	25°C/77°F	Hội chợ	Dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất
Clorua	1%	25°C/77°F	Hội chợ	Nguy cơ ăn mòn cục bộ

ATS-34 có khả năng chống chịu tốt với nhiều môi trường ăn mòn khác nhau, phù hợp với các ứng dụng ngoài trời và trên biển. Tuy nhiên, nó dễ bị rỗ trong môi trường giàu clorua và cần thận trọng trong điều kiện có tính axit. So với các loại thép không gỉ khác như 440C, ATS-34 có độ bền tốt hơn nhưng có thể không hoạt động tốt trong 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	Khả năng chống oxy hóa tốt
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	600°C	1.112°F	Khả năng chống biến dạng hạn chế
Nhiệt độ đóng băng	800°C	1.472°F	Nguy cơ oxy hóa

ATS-34 duy trì các đặc tính cơ học ở nhiệt độ cao, mặc dù nó có thể bị oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn. Hiệu suất của nó trong các ứng dụng chịu nhiệt là đủ, nhưng phải cẩn thận để tránh tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ khắc nghiệt.

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
TIG	ER308L	Khí Argon	Nên làm nóng trước
MIG	ER308L	Khí Argon	Có thể cần xử lý nhiệt sau khi hàn

ATS-34 thường được coi là khó hàn do hàm lượng carbon cao, có thể dẫn đến nứt. Việc gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau khi hàn thường được khuyến nghị để giảm thiểu những vấn đề này.

Khả năng gia công

Thông số gia công	ATS-34	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	50%	100%	ATS-34 khó gia công hơn
Tốc độ cắt điển hình (Tiện)	30 m/phút	60 m/phút	Sử dụng dụng cụ cacbua để có kết quả tốt nhất

Gia công ATS-34 đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận về dụng cụ và tốc độ cắt do độ cứng của nó. Dụng cụ cacbua được khuyến nghị để gia công hiệu quả.

Khả năng định hình

ATS-34 không được biết đến nhiều về khả năng tạo hình do độ cứng cao. Tạo hình nguội là một thách thức, còn tạo hình nóng được ưa chuộng khi cần tạo hình. Vật liệu này thể hiện sự cứng khi làm việc, có thể làm phức tạp các hoạt động tạo hình.

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	1.000 - 1.100 °C / 1.832 - 2.012 °F	1 - 2 giờ	Làm mát bằng không khí	Giảm độ cứng, cải thiện khả năng gia công
Làm cứng	1.050 - 1.200 °C / 1.922 - 2.192 °F	30 phút	Làm nguội dầu	Tăng độ cứng
Làm nguội	150 - 200 °C / 302 - 392 °F	1 giờ	Làm mát bằng không khí	Giảm độ giòn, tăng độ dai

Các quy trình xử lý nhiệt tác động đáng kể đến cấu trúc vi mô và tính chất của ATS-34. Làm cứng làm tăng độ cứng thông qua quá trình chuyển đổi martensitic, trong khi ram giúp giảm độ giòn, giúp thép phù hợp hơn 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 (Tóm tắt)
Sản xuất dao	Dao cao cấp	Độ cứng cao, giữ cạnh tốt	Lý tưởng cho các công cụ cắt
Hàng không vũ trụ	Linh kiện máy bay	Khả năng chống ăn mòn, độ bền	Thích hợp cho môi trường khắc nghiệt
Thiết bị y tế	Dụng cụ phẫu thuật	Khả năng tương thích sinh học, độ sắc nét	Cần thiết cho các công cụ chính xác

Các ứng dụng khác bao gồm:
- Ô tô: Linh kiện đòi hỏi độ bền và khả năng chống mài mòn cao.
- Hàng hải: Các bộ phận tiếp xúc với môi trường nước mặn.

ATS-34 được lựa chọn vì khả năng duy trì độ sắc bén và chống ăn mòn, lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao.

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

Tính năng/Thuộc tính	ATS-34	AISI440C	VG-10	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Độ cứng cao	Độ cứng tốt	Giữ cạnh tuyệt vời	ATS-34 có độ bền tốt hơn 440C
Góc nhìn ăn mòn chính	Tốt	Hội chợ	Xuất sắc	VG-10 có khả năng chống ăn mòn vượt trội
Khả năng hàn	Khó	Vừa phải	Vừa phải	ATS-34 đòi hỏi kỹ thuật hàn cẩn thận
Khả năng gia công	Vừa phải	Cao	Vừa phải	ATS-34 khó gia công hơn 440C
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Vừa phải	Cao	Chi phí thay đổi tùy theo nhu cầu thị trường
Khả năng cung cấp điển hình	Vừa phải	Cao	Vừa phải	440C thường có sẵn hơn

Khi lựa chọn ATS-34, hãy cân nhắc đến các đặc tính cơ học, khả năng chống ăn mòn và thách thức trong chế tạo. Mặc dù có thể đắt hơn một số lựa chọn thay thế khác, nhưng hiệu suất của nó trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe xứng đáng với khoản đầu tư. Ngoài ra, tính khả dụng của nó có thể khác nhau, vì vậy việc tìm nguồn cung ứng từ các nhà cung cấp có uy tín là điều cần thiết.

Tóm lại, thép ATS-34 là vật liệu đa năng với các đặc tính độc đáo giúp nó phù hợp với các ứng dụng hiệu suất cao, đặc biệt là trong ngành chế tạo dao và hàng không vũ trụ. Hiểu được các đặc điểm, ưu điểm và hạn chế của nó là rất quan trọng đối với các kỹ sư và nhà sản xuất khi lựa chọn vật liệu cho các ứng dụng cụ thể.