Những vật liệu nào được sử dụng để rèn?

Rèn là một quy trình sản xuất được áp dụng rộng rãi để định hình kim loại dưới áp suất cao. Nó được biết đến với khả năng sản xuất các linh kiện bền chắc, đáng tin cậy và chống lỗi, rất cần thiết trong các ngành công nghiệp hiệu suất cao như ô tô, hàng không vũ trụ, dầu khí, xây dựng và máy móc. Tuy nhiên, không phải tất cả kim loại đều phù hợp để rèn.

Cácvật liệu dùng để rènVật liệu rèn phải sở hữu sự kết hợp hoàn hảo giữa độ bền, độ dẻo, độ ổn định nhiệt và khả năng gia công để đáp ứng yêu cầu của quy trình và ứng dụng cuối cùng. Bài viết này tìm hiểu các vật liệu rèn phổ biến nhất, các đặc tính chính của chúng và lý do chúng được lựa chọn cho các ngành công nghiệp và môi trường khác nhau.

Sakysteel

Tổng quan về vật liệu rèn

Vật liệu dùng trong rèn được chia thành ba loại chính:

1. Kim loại đen(có chứa sắt)

2. Kim loại màu(không phải chủ yếu là sắt)

3. Hợp kim đặc biệt(hợp kim gốc niken, titan và coban)

Mỗi loại đều có những lợi ích riêng về độ bền, khả năng chống ăn mòn, hiệu quả về chi phí hoặc hiệu suất ở nhiệt độ cao.

Kim loại đen được sử dụng trong rèn

1. Thép cacbon

Thép cacbon là một trong những vật liệu rèn phổ biến nhất do tính linh hoạt và hiệu quả về chi phí.

• Thép cacbon thấp (tối đa 0,3% cacbon)

  • Độ dẻo và khả năng gia công cao

  • Được sử dụng trong các bộ phận ô tô, dụng cụ cầm tay và phụ kiện

• Thép cacbon trung bình (0,3%–0,6% cacbon)

  • Độ bền và độ cứng tốt hơn

  • Phổ biến trong trục, bánh răng, thanh truyền

• Thép cacbon cao (0,6%–1,0% cacbon)

  • Rất cứng và chống mài mòn

  • Được sử dụng trong dao, khuôn và lò xo

Điểm số quan trọng: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. Thép hợp kim

Thép hợp kim được tăng cường thêm các nguyên tố như crom, molypden, niken và vanadi để cải thiện độ dẻo dai, độ bền và khả năng chống mài mòn.

• Độ cứng và độ bền mỏi tuyệt vời

• Có thể được xử lý nhiệt để có các tính chất cơ học cụ thể

• Lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe

Công dụng phổ biến: Trục khuỷu, bánh răng truyền động, các thành phần cấu trúc

Điểm số quan trọng: 4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. Thép không gỉ

Thép không gỉ được chọn để rèn khi khả năng chống ăn mòn là ưu tiên hàng đầu.

• Hàm lượng crom cao mang lại khả năng chống oxy hóa và ăn mòn

• Độ bền và độ dẻo dai tốt

• Thích hợp cho ngành chế biến thực phẩm, hàng hải và y tế

Các loại:

• Austenitic (ví dụ: 304, 316): Không từ tính, khả năng chống ăn mòn cao

• Martensitic (ví dụ: 410, 420): Từ tính, độ cứng cao hơn

• Ferritic (ví dụ: 430): Độ bền và khả năng chống ăn mòn trung bình

Các bộ phận rèn thông thường: Mặt bích, trục bơm, dụng cụ phẫu thuật, ốc vít

Sakysteelcung cấp nhiều loại thép không gỉ rèn phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.

Kim loại màu được sử dụng trong rèn

1. Nhôm và hợp kim nhôm

Nhôm được sử dụng rộng rãi trong rèn vì trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tuyệt vời.

• Dễ rèn và gia công

• Lý tưởng cho các bộ phận hàng không vũ trụ, ô tô và vận tải

Điểm số quan trọng:

• 6061 – Độ bền cao và khả năng chống ăn mòn

• 7075 – Độ bền cao, thường được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ

• 2024 – Khả năng chống mỏi tuyệt vời

Ứng dụng điển hình: Tay điều khiển, phụ kiện máy bay, trục bánh xe

2. Đồng và hợp kim đồng (đồng thau và đồng thau)

Vật liệu gốc đồng có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tuyệt vời.

• Được sử dụng trong các đầu nối điện, phụ kiện ống nước, linh kiện hàng hải

• Các bộ phận rèn chống mài mòn và ăn mòn

Hợp kim chính:

• C110 (đồng nguyên chất)

• C360 (đồng thau)

• C95400 (đồng nhôm)

3. Hợp kim Magie

Mặc dù ít phổ biến hơn, hợp kim magie vẫn được sử dụng ở những nơi cần vật liệu nhẹ.

• Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao

• Thường được sử dụng trong hàng không vũ trụ và điện tử

• Yêu cầu điều kiện rèn được kiểm soát

Hạn chế: Đắt hơn và phản ứng trong quá trình xử lý

Hợp kim đặc biệt được sử dụng trong rèn

1. Hợp kim gốc Niken

Hợp kim niken được rèn để có khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao vượt trội.

• Thiết yếu trong quá trình xử lý hóa chất, phát điện và hàng không vũ trụ

• Chịu được áp lực cực độ, nhiệt độ cao và sự tấn công của hóa chất

Điểm số quan trọng:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

Sakysteelcung cấp các sản phẩm rèn hợp kim niken cho các điều kiện sử dụng khắc nghiệt.

2. Titan và hợp kim Titan

Titan mang lại sự kết hợp độc đáo giữa độ bền, mật độ thấp và khả năng chống ăn mòn.

• Được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, hàng hải và y tế

• Đắt tiền nhưng lý tưởng khi hiệu suất xứng đáng với chi phí

Điểm số quan trọng:

• Loại 2 (tinh khiết thương mại)

• Ti-6Al-4V (cấp độ hàng không vũ trụ có độ bền cao)

3. Hợp kim Coban

Rèn từ coban có khả năng chống mài mòn cao và duy trì độ bền ở nhiệt độ cao.

• Phổ biến trong các thành phần tuabin, bộ phận động cơ, cấy ghép y tế

• Chi phí cao hạn chế việc sử dụng cho các ứng dụng rất chuyên biệt

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu trong rèn

Việc lựa chọn vật liệu rèn phù hợp phụ thuộc vào một số yếu tố chính:

• Yêu cầu về độ bền cơ học

• Chống ăn mòn và oxy hóa

• Nhiệt độ hoạt động

• Khả năng gia công và khả năng định hình

• Khả năng chống mỏi và mài mòn

• Chi phí và tính khả dụng

Các kỹ sư phải cân bằng các yếu tố này để đảm bảo linh kiện rèn hoạt động đáng tin cậy trong môi trường sử dụng cuối cùng.

Các sản phẩm rèn phổ biến theo loại vật liệu