Thép tốc độ cao là một loại thép chuyên dụng với khả năng chịu nhiệt vượt trội và độ cứng cao. Đây là loại thép hợp kim cao cấp, chủ yếu được sử dụng để chế tạo các công cụ cắt. Ở nhiều quốc gia khác, thép này còn được gọi là 'thép cắt nhanh' (ví dụ, tiếng Anh: high speed steel) vì khả năng hoạt động với tốc độ cao mà không làm giảm độ cứng của dụng cụ cắt.
Thành phần hóa học
Thép tốc độ cao bao gồm các thành phần hợp kim sau:
- Cacbon: 0,7-1,5%: đảm bảo cacbon hòa tan vào mactenxit để tạo cacbit với các nguyên tố tạo cacbit mạnh như Wolfram, Mô lip đen và đặc biệt là Vanadi.
- Wolfram, Mô lip đen: tỷ lệ cao hơn 10%.
- Crom: Khoảng 4% (từ 3,8÷4,4%), giúp tăng cường độ thấm tôi. Với tổng lượng Cr+W+Mo lớn hơn 15%, thép tốc độ cao có khả năng tự tôi (do đó được gọi là thép tốc độ cao), có thể tôi với các tiết diện khác nhau và áp dụng tôi phân cấp.
- Vanadi: Nguyên tố tạo cacbit mạnh. Tất cả thép tốc độ cao đều có ít nhất 1% Vanadi, nếu vượt quá 2% sẽ tăng khả năng chống mài mòn, nhưng không nên quá 5% vì sẽ làm giảm tính mài.
- Coban: Không tạo cacbit, chỉ hòa tan vào sắt dưới dạng dung dịch rắn, với hàm lượng không vượt quá 5% sẽ làm tăng đáng kể độ cứng nóng của thép tốc độ cao.
Ứng dụng
Thép gió chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các công cụ cắt. Trong phân loại thép dụng cụ, chúng thuộc nhóm thép chế tạo dao có hiệu suất cao.
Nhiệt luyện thép gió
Quá trình nhiệt luyện thép gió thường bao gồm các bước tôi và ram để đạt được độ cứng, khả năng chống mài mòn, và đặc biệt là tính cứng nóng theo yêu cầu.
Tôi thép gió
Quá trình tôi thép gió quyết định độ cứng của nó, được thực hiện ở nhiệt độ rất cao gần 1300°C với biên độ nhiệt hẹp chỉ khoảng 10°C.
Ram thép gió
Quá trình ram thép gió giúp loại bỏ ứng suất nội bộ, làm giảm austenit dư thừa và tăng độ cứng (thường tăng 2÷3 HRC, hiện tượng này được gọi là độ cứng thứ hai). Thép gió thường được ram từ 2 đến 4 lần ở nhiệt độ từ 550°C đến 570°C mỗi lần, kéo dài khoảng 1 giờ.
Các loại thép gió phổ biến
- P9
- P18
