Thép SCM435 – Thành Phần, Tính Chất, Ứng Dụng Và So Sánh Chi Tiết
1. Tổng quan về thép SCM435
Thép SCM435 là một loại thép hợp kim Cr-Mo (Chromium – Molybdenum) có đặc tính nổi bật là độ bền cao, khả năng chịu tải lớn và dễ gia công sau nhiệt luyện.
Tên tiêu chuẩn JIS: SCM435
Tên gọi khác: 34CrMo4 (theo tiêu chuẩn DIN/EN)
Thành phần chính: Cr – Mo (Crom và Molypden)
Ứng dụng điển hình:
Bu lông, ốc vít cường độ cao
Trục truyền động, bánh răng
Các chi tiết chịu lực, thanh ren, dụng cụ cơ khí
Ưu điểm nổi bật: SCM435 có khả năng tôi ram tốt, đạt độ cứng cao (~50 HRC) mà vẫn duy trì được độ dẻo và độ dai cần thiết cho gia công cơ khí.
2. Thành phần hóa học của thép SCM435 (% trọng lượng)
| Nguyên tố | Tỷ lệ (%) | Chức năng chính |
|---|---|---|
| C (Carbon) | 0.32 – 0.38 | Tăng độ cứng, độ bền sau nhiệt luyện |
| Si (Silicon) | 0.15 – 0.35 | Cải thiện độ bền nhiệt |
| Mn (Mangan) | 0.60 – 0.90 | Tăng độ dai và độ cứng |
| P (Phốt pho) | ≤ 0.030 | Tạp chất không mong muốn |
| S (Lưu huỳnh) | ≤ 0.030 | Tạp chất không mong muốn |
| Cr (Crom) | 0.90 – 1.20 | Tăng độ bền, chống ăn mòn, mài mòn |
| Mo (Molypden) | 0.15 – 0.30 | Tăng độ dai, chịu nhiệt tốt |
Kết luận:
Thép SCM435 có thành phần hợp kim Cr-Mo giúp tăng cường độ bền, độ cứng và khả năng chịu tải, đồng thời vẫn giữ được tính gia công cơ học tốt.
3. Tính chất cơ học của thép SCM435
| Chỉ tiêu | Giá trị tiêu chuẩn |
|---|---|
| Độ cứng chưa nhiệt luyện (HB) | 179 – 217 |
| Độ bền kéo (MPa) | ≥ 930 |
| Giới hạn chảy (MPa) | ≥ 785 |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 12 |
| Độ dai va đập (J/cm²) | ≥ 47 |
Nhận xét:
Thép SCM435 có độ bền kéo cao, độ cứng tốt và khả năng chịu va đập khá, thích hợp cho các chi tiết chịu tải trọng và va đập trong ngành cơ khí chế tạo.
4. Chế độ nhiệt luyện thép SCM435
| Công đoạn | Nhiệt độ (°C) | Môi trường | Kết quả |
|---|---|---|---|
| Ủ (Annealing) | 820 – 860°C | Làm nguội chậm | Làm mềm vật liệu, dễ gia công |
| Tôi (Quenching) | 850 – 880°C | Dầu hoặc nước | Tăng độ cứng (~50 HRC) |
| Ram (Tempering) | 500 – 650°C | Không khí | Cân bằng giữa độ cứng và độ dai |
| Thường hóa (Normalizing) | 870 – 900°C | Không khí | Cải thiện cấu trúc hạt, tăng độ bền |
Kết luận:
SCM435 có thể đạt độ cứng cao (~50 HRC) sau khi tôi, tuy nhiên cần ram đúng quy trình để đạt độ bền và độ dẻo phù hợp với yêu cầu sử dụng.
5. Ứng dụng thực tế của thép SCM435
| Ứng dụng | SCM435 có phù hợp không? | Ghi chú |
|---|---|---|
| Bu lông, ốc vít cường độ cao (10.9, 12.9) | ✅ Rất phù hợp | Độ bền cao, dễ gia công |
| Trục truyền động, bánh răng | ✅ Phù hợp | Tải trọng trung bình |
| Ống chịu áp lực, thanh ren | ✅ Phù hợp | Cần kiểm soát nhiệt luyện |
| Khuôn mẫu, khuôn dập nguội | ❌ Không phù hợp | Nên dùng thép cứng hơn như SCM440 |
Tổng kết:
Thép SCM435 là lựa chọn lý tưởng cho các chi tiết cơ khí chịu tải trung bình đến cao, yêu cầu độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn tốt.
6. So sánh thép SCM435 với các loại thép khác
| Tiêu chí | SCM435 | SCM440 | S45C |
|---|---|---|---|
| Độ cứng chưa nhiệt luyện (HB) | 179 – 217 | 197 – 241 | 160 – 210 |
| Độ bền kéo (MPa) | ≥ 930 | ≥ 980 | 570 – 700 |
| Giới hạn chảy (MPa) | ≥ 785 | ≥ 835 | 310 – 400 |
| Khả năng gia công | Tốt | Khó hơn SCM435 | Tốt |
| Chịu tải lớn | Trung bình | Cao | Thấp |
| Khả năng nhiệt luyện | Dễ đạt độ cứng cao | Khó hơn, nhưng độ cứng cao hơn | Hạn chế |
Nhận xét:
SCM435 cân bằng giữa độ bền, độ dẻo và khả năng gia công, phù hợp cho chi tiết cần độ chính xác cao.
SCM440 có độ cứng cao hơn, phù hợp cho chi tiết chịu tải nặng.
S45C rẻ hơn nhưng độ bền và khả năng chịu nhiệt thấp hơn.
7. Kết luận
Thép SCM435 là loại thép hợp kim Cr-Mo chất lượng cao, được ứng dụng rộng rãi trong cơ khí chế tạo, ô tô, hàng không và công nghiệp nặng.
Với khả năng nhiệt luyện linh hoạt, độ bền cao, và gia công tốt, SCM435 trở thành lựa chọn tối ưu cho bu lông cường độ cao, trục, bánh răng, thanh ren và nhiều chi tiết chịu lực khác.
