Thép không gỉ 455 tùy chỉnh: Tính chất và ứng dụng chính

Thép không gỉ Custom 455 là thép không gỉ martensitic hiệu suất cao được biết đến với sự kết hợp tuyệt vời giữa độ bền, khả năng chống ăn mòn và dễ chế tạo. Được phân loại là thép không gỉ martensitic, nó chủ yếu chứa crom và niken làm nguyên tố hợp kim, ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính của nó. Thép được thiết kế để đạt được độ cứng và độ bền cao thông qua xử lý nhiệt trong khi vẫn duy trì độ dẻo và độ dai tốt.

Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của Custom 455 là khả năng xử lý nhiệt để đạt được độ cứng cao, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn. Thép có khả năng chống ăn mòn tốt, đặc biệt là trong môi trường có tính ăn mòn nhẹ. Các đặc tính vốn có của nó bao gồm độ bền kéo cao, khả năng chống mỏi tốt và khả năng chịu được nhiệt độ cao, khiến nó trở thành lựa chọn linh hoạt cho nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau.

Ưu điểm và hạn chế

Thuận lợi:
- Độ bền và độ cứng cao: Thép Custom 455 có thể đạt được độ cứng cao thông qua xử lý nhiệt, do đó rất lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền.
- Khả năng chống ăn mòn tốt: Có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn tốt, đặc biệt là trong môi trường ôn hòa.
- Dễ chế tạo: Thép có thể dễ dàng gia công và hàn, cho phép thực hiện nhiều quy trình sản xuất khác nhau.

Hạn chế:
- Khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với thép không gỉ Austenitic: Mặc dù có khả năng chống ăn mòn tốt nhưng không bền bằng thép không gỉ Austenitic như 304 hoặc 316.
- Giòn trong một số điều kiện nhất định: Độ cứng cao có thể dẫn đến giòn, đặc biệt nếu không được xử lý nhiệt đúng cách.

Thép không gỉ Custom 455 không được sử dụng phổ biến như một số loại thép không gỉ khác nhưng đã được công nhận trong các ứng dụng cụ thể, đặc biệt là trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô do các đặc tính độc đáo của nó.

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	S45500	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với AISI 630
AISI/SAE	455	Hoa Kỳ	Thép không gỉ Martensitic
Tiêu chuẩn ASTM	A313	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho dây thép không gỉ
VI	1.4542	Châu Âu	Tính chất tương tự như AISI 630
Tiêu chuẩn Nhật Bản	Thép không gỉ 630	Nhật Bản	Những khác biệt nhỏ về thành phần cần lưu ý

Bảng trên nêu bật một số tiêu chuẩn và tương đương cho Thép không gỉ Custom 455. Đáng chú ý, trong khi S45500 và AISI 630 thường được coi là tương đương, có thể có những khác biệt nhỏ về thành phần và tính chất cơ học có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trong các ứng dụng cụ thể.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
C (Cacbon)	0,05 - 0,15
Cr (Crom)	16.0 - 18.0
Ni (Niken)	0,5 - 1,5
Mo (Molipden)	0,0 - 0,5
Si (Silic)	0,0 - 1,0
Mn (Mangan)	0,0 - 1,0
P (Phốt pho)	≤ 0,04
S (Lưu huỳnh)	≤ 0,03

Các thành phần hợp kim chính trong Custom 455 bao gồm crom và niken, giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học của nó. Crom góp phần hình thành lớp oxit thụ động, cải thiện khả năng chống ăn mòn, trong khi niken tăng cường độ dẻo dai và độ dẻo. Hàm lượng carbon được kiểm soát cho phép phát triển độ cứng cao thông qua xử lý nhiệt.

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	Ủ	Nhiệt độ phòng	620 - 750MPa	90 - 109 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Ủ	Nhiệt độ phòng	450 - 600MPa	65 - 87 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Ủ	Nhiệt độ phòng	10-15%	10-15%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Rockwell C)	Ủ	Nhiệt độ phòng	30-40HRC	30-40HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động	Ủ	-40°C (-40°F)	40 - 60J	30 - 44 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Các tính chất cơ học của Custom 455 làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo dai cao. Các giá trị độ bền kéo và độ bền chảy của nó cho thấy nó có thể chịu được tải trọng đáng kể, trong khi tỷ lệ giãn dài của nó cho thấy độ dẻo tốt, cho phép nó biến dạng mà không bị gãy. Các giá trị độ cứng cho thấy nó có thể chống mài mòn và mài mòn hiệu quả.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị đo lường)	Giá trị (Anh)
Tỉ trọng	-	7,75g/cm³	0,28 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1450 - 1500 °C	2642 - 2732 °F
Độ dẫn nhiệt	20 °C	25 W/m·K	14,5 BTU·in/h·ft²·°F
Nhiệt dung riêng	20 °C	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Điện trở suất	20 °C	0,72 µΩ·m	0,72 µΩ·trong
Hệ số giãn nở nhiệt	20 - 100 °C	16,0 x 10⁻⁶/K	8,9 x 10⁻⁶/°F

Các tính chất vật lý của Custom 455 rất quan trọng đối với hiệu suất của nó trong nhiều ứng dụng khác nhau. Mật độ cho thấy nó tương đối nặng, có thể có lợi trong các ứng dụng đòi hỏi sự ổn định. Điểm nóng chảy cho thấy nó có thể chịu được nhiệt độ cao, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao. Độ dẫn nhiệt và giá trị nhiệt dung riêng cho thấy nó có thể quản lý nhiệt hiệu quả, điều này rất cần thiết trong các ứng dụng nhiệt.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C/°F)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Clorua	3,5	25 °C (77 °F)	Hội chợ	Nguy cơ rỗ
Axit sunfuric	10	25 °C (77 °F)	Nghèo	Không khuyến khích
Axit axetic	5	25 °C (77 °F)	Tốt	Sức đề kháng vừa phải
Nước biển	-	25 °C (77 °F)	Hội chợ	Nguy cơ ăn mòn cục bộ

Custom 455 có khả năng chống chịu tốt với nhiều môi trường ăn mòn nhưng dễ bị rỗ và ăn mòn khe hở, đặc biệt là trong môi trường giàu clorua. So với thép không gỉ austenit như 316, có khả năng chống ăn mòn vượt trội, Custom 455 có thể không phải là lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng ăn mòn cao. Tuy nhiên, nó hoạt động tốt trong môi trường ăn mòn nhẹ, khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.

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 cao
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	425 °C	797 °F	Chỉ tiếp xúc trong thời gian ngắn
Nhiệt độ thang đo	600 °C	1112 °F	Nguy cơ oxy hóa vượt quá giới hạn này

Custom 455 duy trì các đặc tính cơ học của nó ở nhiệt độ cao, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến tiếp xúc với nhiệt. Tuy nhiên, tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ trên 400 °C có thể dẫn đến quá trình oxy hóa và suy thoái các đặc tính cơ học của nó. Do đó, việc cân nhắc cẩn thận các điều kiện sử dụng là điều cần thiết 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
TIG	ER630	Khí Argon	Nên làm nóng trước
MIG	ER630	Argon/CO2	Có thể cần xử lý nhiệt sau khi hàn

Custom 455 thường có thể hàn bằng các kỹ thuật tiêu chuẩn, nhưng nên gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau khi hàn để giảm thiểu nguy cơ nứt. Việc lựa chọn kim loại làm đầy rất quan trọng để đảm bảo khả năng tương thích và duy trì các đặc tính cơ học mong muốn của mối hàn.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Tùy chỉnh 455	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	60	100	Khả năng gia công vừa phải
Tốc độ cắt điển hình (Tiện)	30 m/phút	50 m/phút	Sử dụng dụng cụ cacbua để có kết quả tốt nhất

Custom 455 có khả năng gia công ở mức trung bình, có thể cải thiện bằng dụng cụ và điều kiện cắt phù hợp. Nên sử dụng dụng cụ cacbua và duy trì tốc độ cắt tối ưu để đạt được kết quả tốt nhất.

Khả năng định hình

Custom 455 có khả năng định hình hạn chế do độ bền và độ cứng cao. Có thể định hình nguội, nhưng phải cẩn thận để tránh nứt. Định hình nóng được ưa chuộng đối với các hình dạng phức tạp vì nó làm giảm nguy cơ làm cứng khi gia công và cho phép thao tác vật liệu dễ dàng hơn.

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	760 - 815 °C / 1400 - 1500 °F	1 - 2 giờ	Không khí	Giảm độ cứng, tăng độ dẻo
Làm cứng	980 - 1050 °C / 1800 - 1920 °F	30 phút	Dầu	Tăng độ cứng và sức mạnh
Làm nguội	400 - 600 °C / 750 - 1112 °F	1 giờ	Không khí	Giảm độ giòn, tăng độ dai

Xử lý nhiệt là rất quan trọng đối với Custom 455, vì nó cho phép tối ưu hóa các tính chất cơ học của nó. Quá trình tôi luyện làm tăng đáng kể độ bền và độ cứng, trong khi tôi luyện giúp giảm độ giòn, giúp thép phù hợp hơn với nhiều ứng dụng khác nhau.

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
Hàng không vũ trụ	Linh kiện máy bay	Độ bền cao, chống ăn mòn	Vật liệu nhẹ, bền
Ô tô	Linh kiện động cơ	Độ cứng cao, chống mài mòn	Hiệu suất và tuổi thọ
Thuộc về y học	Dụng cụ phẫu thuật	Chống ăn mòn, dễ khử trùng	Yêu cầu về an toàn và vệ sinh

Custom 455 thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô và y tế do sự kết hợp độc đáo của các đặc tính. Độ bền cao và khả năng chống ăn mòn của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng quan trọng, nơi hiệu suất và độ tin cậy là tối quan trọng.

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

Tính năng/Thuộc tính	Tùy chỉnh 455	AISI 316	Tiêu chuẩn AISI 4140	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Độ bền cao	Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời	Độ bền tốt	Custom 455 mạnh hơn nhưng khả năng chống ăn mòn kém hơn
Góc nhìn ăn mòn chính	Sức đề kháng công bằng	Xuất sắc	Nghèo	Custom 455 không phù hợp với môi trường có tính ăn mòn cao
Khả năng hàn	Vừa phải	Tốt	Hội chợ	Custom 455 yêu cầu thực hành hàn cẩn thận
Khả năng gia công	Vừa phải	Tốt	Xuất sắc	Custom 455 khó gia công hơn
Khả năng định hình	Giới hạn	Tốt	Xuất sắc	Thép 455 tùy chỉnh có khả năng định hình kém hơn thép austenit
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Cao hơn	Thấp hơn	Chi phí thay đổi tùy theo điều kiện thị trường
Khả năng cung cấp điển hình	Vừa phải	Cao	Cao	Tùy chỉnh 455 có thể ít có sẵn hơn

Khi lựa chọn Custom 455 cho một ứng dụng cụ thể, điều cần thiết là phải xem xét các đặc tính cơ học, khả năng chống ăn mòn và đặc điểm chế tạo của nó. Mặc dù nó có độ bền và độ cứng cao, nhưng nó có thể không phải là lựa chọn tốt nhất cho các môi trường có nguy cơ ăn mòn cao. Ngoài ra, khả năng gia công và khả năng hàn ở mức trung bình của nó đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận trong quá trình thiết kế và sản xuất. Nhìn chung, Custom 455 là một vật liệu có giá trị cho các ứng dụng đòi hỏi sự cân bằng giữa độ bền, khả năng chống ăn mòn và dễ chế tạo.