Thép EN36: Tổng quan về tính chất và ứng dụng chính

Thép EN36 là thép hợp kim cacbon trung bình chủ yếu được sử dụng trong sản xuất bánh răng, trục và các thành phần có độ bền cao khác. Được phân loại là thép tôi bề mặt, thép này chứa một lượng đáng kể cacbon, mangan và crom, giúp tăng độ cứng và độ bền sau khi xử lý nhiệt. Các nguyên tố hợp kim chính trong thép EN36 bao gồm:

• Cacbon (C) : Tăng độ cứng và độ bền.
• Mangan (Mn) : Cải thiện khả năng làm cứng và độ bền kéo.
• Crom (Cr) : Tăng khả năng chống ăn mòn và độ cứng.

Đặc điểm và tính chất

Thép EN36 được biết đến với khả năng chống mài mòn, độ bền và khả năng chịu được ứng suất cao tuyệt vời. Các đặc tính của nó làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ bền cao.

Thuận lợi:
- Độ bền kéo và khả năng chống mỏi cao.
- Khả năng gia công và hàn tốt.
- Tính chất làm cứng tuyệt vời.

Hạn chế:
- Khả năng chống ăn mòn hạn chế hơn so với thép không gỉ.
- Cần xử lý nhiệt cẩn thận để đạt được tính chất mong muốn.

Trong lịch sử, EN36 có ý nghĩa quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ, nơi các thành phần hiệu suất cao là điều cần thiết. Vị thế thị trường của nó rất vững chắc, với việc sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng kỹ thuật 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	G86200	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với EN36
AISI/SAE	8620	Hoa Kỳ	Sự khác biệt nhỏ về thành phần
Tiêu chuẩn ASTM	A29/A29M	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn chung cho thép hợp kim
VI	EN36	Châu Âu	Chỉ định chính
ĐẠI HỌC	20MnCr5	Đức	Tính chất tương tự nhưng thành phần khác nhau
Tiêu chuẩn Nhật Bản	SCr440	Nhật Bản	Tương đương với những thay đổi nhỏ

Sự khác biệt giữa các cấp độ này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trong các ứng dụng cụ thể. Ví dụ, trong khi AISI 8620 và EN36 tương tự nhau, thì EN36 có thể có khả năng tôi tốt hơn do có hàm lượng crom.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
Cacbon (C)	0,18 - 0,22
Mangan (Mn)	0,60 - 0,90
Crom (Cr)	0,90 - 1,20
Niken (Ni)	0,40 - 0,70
Silic (Si)	0,15 - 0,40
Phốt pho (P)	≤ 0,025
Lưu huỳnh (S)	≤ 0,025

Vai trò chính của carbon trong EN36 là tăng cường độ cứng và độ bền, trong khi mangan cải thiện khả năng làm cứng và độ bền kéo. Crom góp phần chống ăn mòn và khả năng làm cứng, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng chịu ứng suất cao.

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	800 - 1000MPa	116.000 - 145.000 psi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	600 - 800MPa	87.000 - 116.000 psi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	10-15%	10-15%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (HRC)	Làm nguội & tôi luyện	Nhiệt độ phòng	30-40HRC	30-40HRC	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động	Làm nguội & tôi luyện	-20 °C	30 - 50J	22 - 37 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Sự kết hợp giữa độ bền kéo và độ bền chảy cao, cùng với độ giãn dài tốt, làm cho thép EN36 phù hợp với các ứng dụng chịu tải trọng động và yêu cầu tính toàn vẹn về mặt cấu trúc.

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	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Hệ số giãn nở nhiệt	Nhiệt độ phòng	11,5 x 10⁻⁶/K	6,36 x 10⁻⁶/°F

Mật độ của thép EN36 góp phần tạo nên trọng lượng và độ bền của thép, trong khi độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến quy trình xử lý nhiệt.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Clorua	3-5%	25 °C	Hội chợ	Nguy cơ ăn mòn rỗ
Axit sunfuric	10%	20 °C	Nghèo	Không khuyến khích
Nước biển	-	25 °C	Hội chợ	Sức đề kháng vừa phải

Thép EN36 có khả năng chống ăn mòn vừa phải, đặc biệt là trong môi trường clorua, nơi nó có thể dễ bị rỗ. So với thép không gỉ như AISI 304, có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, EN36 ít phù hợp hơn với môi trường có tính ăn mòn cao. Tuy nhiên, khả năng chống mài mòn của nó khiến nó trở nên thuận lợi trong các ứng dụng liên quan đến ứng suất cơ học.

Khả năng chịu nhiệt

Tài sản/Giới hạn	Nhiệt độ (°C)	Nhiệt độ (°F)	Nhận xét
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa	300 °C	572 °F	Thích hợp cho việc tiếp xúc kéo dài
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	400 °C	752 °F	Tiếp xúc ngắn hạn
Nhiệt độ đóng băng	600 °C	1112 °F	Nguy cơ oxy hóa vượt quá nhiệt độ này

Ở nhiệt độ cao, thép EN36 vẫn giữ được độ bền nhưng có thể bị oxy hóa. Xử lý nhiệt thích hợp có thể nâng cao hiệu suất của thép trong 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	Argon + CO₂	Nên làm nóng trước
TIG	ER80S-Ni	Khí Argon	Xử lý nhiệt sau khi hàn
Dán	E7018	-	Cần kiểm soát cẩn thận

Thép EN36 thường có thể hàn được, nhưng nên gia nhiệt trước để tránh nứt. Xử lý nhiệt sau khi hàn có thể giúp giảm ứng suất và cải thiện độ dẻo dai.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Thép EN36	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	Điều chỉnh độ mòn của dụng cụ

Gia công EN36 đòi hỏi phải lựa chọn cẩn thận các công cụ cắt và thông số để đạt được kết quả tối ưu. Nó ít dễ gia công hơn thép cắt tự do như AISI 1212.

Khả năng định hình

Thép EN36 có khả năng định hình vừa phải. Có thể định hình nguội, nhưng định hình nóng được ưa chuộng hơn đối với các hình dạng phức tạp. Độ cứng khi làm việc của vật liệu có thể ảnh hưởng đến bán kính uốn cong, đòi hỏi phải cân nhắc thiết kế cẩn thận.

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
Ủ	600 - 700	1 - 2 giờ	Không khí	Làm mềm, cải thiện khả năng gia công
Làm nguội	850 - 900	30 phút	Dầu hoặc Nước	Làm cứng, tăng cường độ
Làm nguội	150 - 300	1 giờ	Không khí	Giảm độ giòn, tăng độ dai

Các quy trình xử lý nhiệt làm thay đổi đáng kể cấu trúc vi mô của thép EN36, tăng cường các tính chất cơ học của nó. Làm nguội làm tăng độ cứng, trong khi tôi luyện làm giảm độ giòn, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng chịu ứng suất cao.

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	Sản xuất bánh răng	Độ bền kéo cao, chống mài mòn	Độ bền dưới tải
Hàng không vũ trụ	Linh kiện trục	Khả năng chống mỏi, độ dẻo dai	An toàn và độ tin cậy
Máy móc	Trục khuỷu	Độ bền cao, khả năng gia công	Kỹ thuật chính xác

Các ứng dụng khác bao gồm:
- - Linh kiện máy móc hạng nặng
- - Dụng cụ và khuôn mẫu
- - Các thành phần cấu trúc trong môi trường ứng suất cao

Thép EN36 được lựa chọn cho các ứng dụng này vì nó kết hợp được độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn, khiến nó trở nên lý tưởng cho các bộ phận chịu tải trọng động.

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

Tính năng/Thuộc tính	Thép EN36	Tiêu chuẩn AISI 4140	AISI 8620	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Độ bền kéo cao	Độ bền tốt	Độ cứng tuyệt vời	EN36 cung cấp sự cân bằng của các đặc tính
Góc nhìn ăn mòn chính	Hội chợ	Nghèo	Hội chợ	EN36 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn 4140
Khả năng hàn	Tốt	Vừa phải	Tốt	Đề xuất làm nóng trước cho EN36
Khả năng gia công	Vừa phải	Vừa phải	Tốt	EN36 có khả năng gia công kém hơn 8620
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Vừa phải	Thấp	Chi phí thay đổi tùy theo điều kiện thị trường
Khả năng cung cấp điển hình	Chung	Chung	Chung	Có sẵn rộng rãi ở nhiều dạng khác nhau

Khi lựa chọn thép EN36, hãy cân nhắc các yếu tố như hiệu quả về chi phí, tính khả dụng và các yêu cầu ứng dụng cụ thể. Sự cân bằng về tính chất của nó khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật, đặc biệt là khi độ bền và độ bền cao là rất quan trọng.

Tóm lại, thép EN36 là vật liệu đa năng, vượt trội trong các ứng dụng hiệu suất cao, mang lại sự kết hợp độc đáo giữa độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn. Các đặc tính của nó có thể được điều chỉnh thông qua xử lý nhiệt, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên trong các môi trường khắc nghiệt.