Thép hợp kim SK là gì

1.Thép hợp kim SK là gì ?

Chắc hẳn câu hỏi bạn đang thắc mắc nhất lúc này là “thép SK là gì”. Câu trả lời: Đây là thép do Nhật Bản sản xuất. thép có lượng các bon lên đến 1.5% và 0.9% Mangan giúp cho vật liệu có độ cứng cao, tăng độ bền và khả năng chống mài mòn lớn. Thép SK phổ biến nhất là SK5 có hàm lượng các bon 08% , tương đương với thép 1080 của Mỹ.

Vậy, thép SK có chống gỉ không ? Câu trả lời là không. Lượng crôm trong thép SK thấp nên nó không phải thép không gỉ. Mặc dù một số người dùng cảm thấy đây là lý do không nên mua sản phẩm làm từ thép SK, nhưng điều này không hẳn là tệ khi loại thép này vượt trội trong các lĩnh vực khác và sẽ khiến sản phẩm mạnh mẽ và cứng cáp hơn.

2. Ứng dụng của thép SK ?

Thép SK hay đươc sử dụng để chế tạo dao, kéo, cưa, và những dụng cụ cắt cần tính cứng cáp và có khả năng chống mài mòn tốt, nổi tiếng nhất là thép SK5.

3. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của thép SK

Tiêu chuẩn JIS

Nhật Bản có 3 tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến các loại thép, trong đó có quy định thép SK5

Ký hiệu mác thép hợp kim theo tiêu chuẩn Nhật

Thép hợp kim chế tạo máy

JIS kí hiệu thép hợp kim mở đầu bằng chữ S, tiếp theo là chữ cái biểu thị loại thép hợp kim cuối cùng là ba chữ xxx (trong đó hai chữ số cuối chỉ phần vạn trung bình) hay một hoặc hai số theo thứ tự: SABC z-xx T với:

• S chỉ thép
• ABC chỉ nguyên tố hợp kim (Cr, Mo,Mn.....)
• z:2,4,6,8=% nguyên tố hợp kim chính nhân hệ số
• xx: phần vạn cacbon
• T: là chất lượng

Thép hợp kim dụng cụ SKx

Thép hợp kim gồm:

• SKSx ( S có nghĩa đặc biệt)
• SKDx (D có nghĩa nguội)
• SKTx (T có nghĩa nóng)
• SKCx (C có nghĩa va đập)

Thép gió Hx

Thép không gỉ SUS xxx (theo AISI)

• Thép kết cấu crom: SCrxxx
• Thép mangan: SMnxxx
• Thép kết cấu niken-nhôm: SNCxxx
• Thép kết cấu crom-molipđen: SCMxxx
• Thép nhôm- crom-molipđen: SACMxxx
• Thép nike- crom-molipđen: SNCMxxx
• Thép ổ lăm: SUJx
• Thép đàn hồi: SUPx
• Thép bền nóng: SUHx
• Thép gió: SKHx
• Thép dễ cắt: SUMx
• Thép không gỉ: SUSxxx ( xxx lấy theo AISI).
• Thép dụng cụ các bon: SKx
• Thép dụng cụ hợp kim: SKSX, SKDX,SKTX

Tóm lại tên SK là do đây là thép dụng cụ các bon và chỉ số đằng sau thể hiện tỷ lệ các bon trong thép. Ví dụ SK85 (tức thép SK5) có tỷ lệ các bon ~ 0.85%.

4. Thành phần thép SK các bon làm dụng cụ

Tính chất của thép như thế nào thì được xác định trực  tiếp bởi các yếu tố riêng lẻ tạo nên nó. Về cơ bản, thép SK gồm các nguyên tố:

• Các bon (C)
• Crôm (Cr)
• Silic (Si)
• Mangan (Mn)
• Ni ken (Ni)
• Phốt pho (P)
• Lưu huỳnh (S)
• Đồng (Cu)

Có 7 loại thép SK nối tiếng và hay được sử dụng để chế tạo đồ dùng nhất là: SK1 (tức SK140), SK2 (tức SK120). SK3 (tức SK105), SK4 (tức SK95), SK5 (tức SK85), SK6 (tức SK75), SK7 tức (SK65).

Trước tiên ta xem xét ảnh hưởng của các loại nguyên tố hoá học có tác dụng thế nào lên thép:
 

Thành phần thép SK1 (tức SK140)

Bảng thành phần thép SK1

Thành phần thép SK2 (tức SK120)

Bảng thành phần thép SK2

Thành phần thép SK3 (tức SK105)

Bảng thành phần thép SK3

Thành phần thép SK4 (tức SK95)

Bảng thành phần thép SK4

Thành phần thép SK5 (tức SK85)

Bảng thành phần thép SK5

Thành phần thép SK6 (tức SK75)

Bảng thành phần thép SK6

Thành phần thép SK7 (tức SK65)

Bảng thành phần thép SK7

Qua đây ta có thể thấy ở các mác thép khác nhau thì tỷ lệ các thành phần khác trong thép SK không thay đổi mà chỉ khác nhau ở tỷ lệ các bon trong thép.

5. Vai trò các nguyên tốc hoá học trong hợp kim SK

Vai trò vủa Các-Bon

Như mọi người đã biết các bon là thành phần cấu tạo nên kim cương, các sản phẩm chế tạo từ các bon cũng sẽ giúp cho chúng có độ cứng tốt hơn.

Hàm lượng các bon trong thép SK thay đổi tuỳ theo mác thép và có thể lên đến 1.4% đối với thép SK1 cho độ cứng rất cao. Độ cứng cao cho khả năng chống mài mòn tốt hơn.

Vai trò của Crôm

Crôm giúp cho thép có khả năng chống ăn mòn, chống gỉ, tăng độ bền. Thép SK lượng crôm chỉ rơi vào khoảng 0.3%. Trong khi đó điều kiện để trở thành thép chống gỉ thì là từ 10% trờ lên. Vì thế SK không phải là thép chống gỉ

Vai trò của Silic

Trong thép SK hàm lượng Silic dao động trong khoảng 0.1 - 0.35% góp phần làm thép bền và chắc hơn, làm tăng cơ tính của thép.

Vai trò của Mangan

Mangan trong thép SK có thể lên tới 0.5% và cũng giống như carbon, nó làm tăng độ cứng của vật liệu này. Nhưng mức độ của nó đã được giữ ở mức thấp có chủ đích, quá nhiều mangan có thể làm tăng độ giòn sản phẩm.

Vai trò của Niken

Thép SK chứa khoảng 0.25% Niken, giúp làm tăng tính dẻo dai của thép, tăng độ bóng đẹp, giúp thép trở nên ổn định, bền bỉ trong thời gian dài.

Vài trò của Phốt-Pho

Phốt Pho cải thiện độ chảy loãng của hợp kim khi nóng chảy và vì thế cải thiện khả năng đúc và cải thiện các tính chất cơ khí bởi sự sắp xếp gọn các ranh giới hạt giúp thép bền chắc hơn.

Vai trò Lưu Huỳnh

Thép SK chứa 0.03% Lưu Huỳnh giúp cho thép SK dễ gia công hơn trong quá trình sản xuất.

6. Đặc tính của thép SK

Độ cứng của thép SK

Độ cứng của thép được đo bằng 2 phương pháp phổ biến nhất là Brinell và Rockwell

• Thang Brinell – HB: Đây là một trong những thang đô độ cứng đầu tiên được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong cơ khí và luyện kim. Khi đo độ cứng theo HB phải ấn viên bi kim loại lên vật cần đo với một lực xác định, trị số độ cứng HB là tỉ số giữa lực ấn và diện tích vết lõm trên vật.
• Thang Rockwell – HR: Phương pháp này xác định độ cứng dựa trên khả năng đâm xuyên vật liệu của đầu đo dưới tải. Đo độ cứng theo HR, đầu đo có thể là viên bi, cũng có thể là mũi kim cương hình chóp và trị số độ cứng được thể hiện qua chiều sâu của vết nén. Nếu đo độ cứng theo phương pháp Rockwell sẽ có nhiều thang đo khác nhau, được ký hiệu là HRA, HRB, HRC HRD. Phổ biến nhất là HRC.

Phân loại độ cứng theo thang đo HRC

• Loại có độ cứng thấp: Gồm các loại vật liệu có độ cứng nhỏ hơn 20 HRC, 100 HRB.
• Loại có độ cứng trung bình: Có giá trị độ cứng trong khoảng 25 HRC - 45 HRC.
• Loại có độ cứng cao: Có giá trị độ cứng từ 52 HRC - 60 HRC.
• Loại có độ cứng rất cao: Giá trị độ cứng lớn hơn 62 HRC

Đối với thép SK lượng các bon nhiều hay ít quyết định độ cứng của thép. Trong chế tạo công cụ thì thép SK có 7 loại phổ biến nhất là SK1, SK2, SK3, SK4, SK5, SK6, SK7. Dưới đây là bảng tổng hợp độ cứng của thép SK:

Bảng đo độ cứng của thép SK

Đúng như dự đoán, thép SK có số càng nhỏ thì độ cứng càng cao. Độ cứng thấp nhất ở đây là của thép SK7, HRC là 56 vẫn ở mức cao. Thép SK5 có độ cứng là 59 cũng ở mức cao.

Độ cứng cao khiến thép SK mà phổ biến nhất là SK5 có khả năng chịu mài mòn tuyệt vời và làm nó trở nên lý tưởng để tạo ra các lưỡi dao đáng tin cậy cho các hoạt động săn bắn, đi bộ đường dài, sinh tồn ngoài tự nhiên, và các hoạt động ngoài trời khắc nghiệt khác.

Độ dẻo dai của thép SK

Thép càng cứng thì độ dẻo dai càng kém. Nhưng đó là một trường hợp hoàn toàn khác với thép SK5 do Nhật Bản sản xuất. Độ cứng cao của thép này sẽ khiến nó kém dẻo dai hơn,  nhưng nó vẫn có độ dẻo dai hợp lý và sẽ không dễ bị sứt mẻ hoặc bị gãy.

Khả năng mài sắc

Như đã biết thép SK mà đặc biệt là thép SK5 thường hay được sử dụng để chế tạo các sản phẩm có công dụng cắt, rạch như dao, kéo, cưa nên ở đây ta đề cập đến khả năng mài sắc của thép SK.

Vì thép SK có độ cứng cao, sẽ khó để mài hơn. Hãy nhớ rằng thép SK độ cứng Rockwell có thể lên đến 63, tức là rất cứng, việc mài nó để đạt được sự sắc bén sẽ mất nhiều thời gian hơn so với thép mềm. Nhưng điều này cũng có mặt  tốt là nó sẽ giữ được lưỡi cắt sắc bén lâu hơn. Sử dụng các hệ thống mài sắc tiên tiến hơn sẽ giúp dao mài dễ dàng hơn so với các phương pháp mài tiêu chuẩn.

Khả năng duy trì độ sắc bén

Thép này nó có khả năng duy trì sự sắc bén tuyệt vời do độ cứng cao. Điều này đơn giản có nghĩa là dao của bạn sẽ khó bị xỉn màu và sẽ giữ được lưỡi siêu sắc khi sử dụng thường xuyên và trong thời gian lâu hơn bình thường. Điều này cũng có nghĩa là bạn sẽ bớt phải mài lại dao.

Khả năng chống ăn mòn

Thép sk5 không phải thép không gỉ. Nhưng một lượng nhỏ crom được sử dụng trong thép cũng giúp ích một chút trong việc chống lại sự ăn mòn. Cũng cần lưu ý rằng đối với các sản phẩm dao, kéo, cưa chất lượng cao, các nhà sản xuất hiện đang phủ lên lưỡi SK5 của họ một lớp hoàn thiện chống ăn mòn để tăng khả năng chống ăn mòn của chúng.

7. So sánh thép SK với các loại thép khác

So sánh giữa SK1, SK2.. SK7

Lượng các bon giảm dần từ thép SK1 (1,4%) đến SK7 (0.65%) chính vì vậy độ cứng, độ bền, khả năng chịu mài mòn của thép SK cũng giảm dần.

Thép SK5 so với 1095

Hai chất liệu này khá giống nhau. Hàm lượng các bon 1095 thì là 0.95% còn SK5 là 0.8~0.9%, mặc dù 1095 cứng hơn một chút nhưng SK5 lại dẻo dai hơn một chút. Khi sử dụng hai loại thép này để chế tạo dao thì chúng có thuộc tính khá giống nhau.

Thép SK5 so với VG10

VG10 có nhiều lợi ích hơn SK5. Thép khá cứng nhưng yếu tố Vanadium trong thành phần của nó bù lại độ dẻo dai. Nó cũng có hàm lượng crom cao hơn để chống ăn mòn. Nhưng độ cứng cao đồng nghĩa với việc không dễ mài. Có điều, sản phẩm làm từ thép VG10 đắt hơn so với dao thép SK5.

8. Một số kết luận

Thép sk5 có tốt cho dao không ?

Sk5 chắc chắn là tốt cho dao, nhưng điều đó còn phụ thuộc vào nhà sản xuất bạn chọn. Với một nhà sản xuất uy tín biết họ đang làm gì, bạn sẽ có được những con dao sk5 khá tốt với khả năng giữ sự sắc bén và chống mài mòn tốt. một thương hiệu tốt cũng sẽ làm cho dao của họ dễ mài và đủ cứng để không bị sứt mẻ. 

Thép SK4 dùng làm các cưa hảo hạng

Các lưỡi cưa hảo hạng của Nhật và Đài Loan sẽ được làm bằng thép SK4, tăng độ cứng cáp, độ bền và giữ được độ sắc bén cho lưỡi cưa.