Thép SCr420 là một dòng thép hợp kim crom theo tiêu chuẩn JIS G4104 Nhật Bản, được thiết kế để có độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn phù hợp cho các chi tiết máy móc, trục, bánh răng và chi tiết chịu tải. Dưới đây Citicom tổng hợp đầy đủ các thông số kỹ thuật, thành phần hóa học, tính chất cơ lý, ưu điểm và ứng dụng thực tế của SCr420 để bạn dễ lựa chọn.
Nội dung
1. Giới thiệu chung về SCr420
1.1. SCr420 là gì?
SCr420 là thép hợp kim thấp thấm cacbon theo tiêu chuẩn JIS G4104 Nhật Bản, thuộc nhóm thép hợp kim crom. Mác này có hàm lượng carbon danh nghĩa ~0,20% và hàm lượng crôm ~0,9 – 1,2%. Mác SCr420 thường được thiết kế cho các ứng dụng cơ khí và cấu kiện máy.
1.2. Mác tương đương phổ biến
Mác tương đương tham khảo: AISI / SAE 5120 (theo tiêu chuẩn Mỹ), DIN 20Cr4 (20Cr) (theo tiêu chuẩn Đức). Khi so khớp vật liệu, luôn đối chiếu thành phần hóa học và điều kiện giao hàng.
1.3. Quy cách, hình dạng phổ biến
Bảng quy cách SCr420 (độ dài phổ biến: 6m/thanh):
| TT | Đường kính | Trọng lượng (kg/ thanh) |
| 1 | Ø12x6000mm | 5.7 |
| 2 | Ø14x6000mm | 7.6 |
| 3 | Ø16x6000mm | 9.8 |
| 4 | Ø18x6000mm | 12,2 |
| 5 | Ø20x6000mm | 15.5 |
| 6 | Ø22x6000mm | 18.5 |
| 7 | Ø24x6000mm | 21.7 |
| 8 | Ø25x6000mm | 23,5 |
| 9 | Ø28x6000mm | 29,5 |
| 10 | Ø30x6000mm | 33,7 |
| 11 | Ø35x6000mm | 46 |
| 12 | Ø36x6000mm | 48,5 |
| 13 | Ø40x6000mm | 60,01 |
| 14 | Ø42x6000mm | 66 |
| 15 | Ø45x6000mm | 75,5 |
| 16 | Ø50x6000mm | 92,4 |
| 17 | Ø55x6000mm | 113 |
| 18 | Ø60x6000mm | 135 |
| 19 | Ø65x6000mm | 158,9 |
| 20 | Ø70x6000mm | 183 |
| 21 | Ø75x6000mm | 211,01 |
| 22 | Ø80x6000mm | 237,8 |
| 23 | Ø85x6000mm | 273 |
| 24 | Ø90x6000mm | 297,6 |
| 25 | Ø95x6000mm | 334,1 |
| 26 | Ø100x6000mm | 375 |
| 27 | Ø110x6000mm | 450,1 |
| 28 | Ø120x6000mm | 525,6 |
| 29 | Ø130x6000mm | 637 |
| 30 | Ø140x6000mm | 725 |
| 31 | Ø150x6000mm | 832,32 |
| 32 | Ø180x6000mm | 1198,56 |
| 33 | Ø200x6000mm | 1480,8 |
Các hình dạng phổ biến:
- Thép tròn đặc (Láp tròn): Đây là hình dạng thông dụng nhất của thép SCR420, sử dụng cho các bộ phận máy móc yêu cầu độ bền và khả năng chịu mài mòn. Tham khảo thêm các dòng thép tròn chế tạo: https://citicom.vn/san-pham/thep-tron-che-tao/
- Thép thanh dẹt và thép tấm: Các dạng này được cắt theo kích thước yêu cầu để chế tạo các chi tiết máy phức tạp. Tham khảo các dòng thép tấm: https://citicom.vn/san-pham/thep-tam-can-nong-hrp/
- Thép thanh lục giác và thép khối vuông: Các hình dạng này cũng được cung cấp để phù hợp với các ứng dụng cụ thể trong sản xuất.
2. Thông số kỹ thuật của SCr420
2.1. Bảng thành phần hóa học
| Nguyên tố | Phạm vi (wt.%) |
| C (Carbon) | 0.18 – 0.23 |
| Si (Silicon) | 0.15 – 0.35 |
| Mn (Mangan) | 0.60 – 0.85 |
| P (Phosphorus) | ≤ 0.03 |
| S (Sulfur) | ≤ 0.03 |
| Cr (Chromium) | 0.90 – 1.20 |
| Ni (Nickel) | ≤ 0.25 |
| Cu (Copper) | ≤ 0.30 |
Ghi chú: đây là phạm vi chuẩn (wt.%). Thông số có thể thay đổi tùy lô sản xuất và nhà cung cấp.
Nguồn: https://www.jfs-steel.com/en/steelDetail/JIS-SCr420-G4104.html?utm_source
2.2. Tính chất cơ lý
Tính chất cơ lý của SCr420
- Độ cứng Brinell (HB): trung bình 150 HB
Một số đặc tính vật lý khác:
- Khối lượng riêng (Density): ~7.8 g/cm³
- Giãn nở nhiệt (Thermal Expansion): ~12 µm/m-K
- Độ dẫn nhiệt (Thermal Conductivity): ~47 W/m-K
Nguồn: theo dữ liệu AISI 5120 / Round-Bars https://www.round-bars.com/products/5120-alloy-steel-astm-a29-scr420/?utm_source
3. Ưu điểm và ứng dụng của SCr420
3.1. Ưu điểm nổi bật của SCr420
Lợi thế cho chi tiết chịu mài mòn
- Thành phần tối ưu cho thấm cacbon: Cr 0,90 – 1,20 %, C 0,18 – 0,23 % giúp đạt độ cứng bề mặt cao sau nhiệt luyện, lõi vẫn mềm và dai.
- Cơ tính sau xử lý nhiệt: tôi – ram hoặc carburizing đạt 28 – 34 HRC (180 – 350 HB), bề mặt chống mài mòn tốt, lõi vẫn dẻo dai.
- Khả năng hàn: C thấp giúp hàn dễ hơn thép hợp kim cao; cần tiền/nhiệt hậu với chi tiết lớn để tránh nứt.
Lợi thế cho chi tiết chịu tải trọng nặng
- Cơ tính ở trạng thái thường hóa hoặc ủ: giới hạn chảy ~320 – 630 MPa, độ bền kéo ~500 – 900 MPa, độ giãn dài 11 – 20 %, đủ khả năng chịu tải lớn mà vẫn giữ độ dẻo.
- Sau tôi + ram: độ bền kéo có thể đạt 835 – 1 000+ MPa, độ giãn dài ≥ 10 %, độ cứng ~235 HB và năng lượng va đập ≥ 47 J – phù hợp cho trục, bánh răng công nghiệp nặng.
Dòng thép sở hữu độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn cao
3.2. Ứng dụng thực tiễn của SCr420
SCr420 được sử dụng rộng rãi cho các chi tiết máy cần bề mặt chịu mài mòn và lõi chịu tải:
- Trục truyền động, trục chính, trục bánh răng.
- Bánh răng (sau thấm cacbon hoặc tôi và ram), bánh răng truyền động trong cơ khí nặng.
- Chi tiết động cơ, các chi tiết cơ khí chịu tải va đập vừa phải.
- Các chi tiết yêu cầu case-hardening (mặt ngoài cứng, lõi dẻo) – sau thấm cacbon và xử lý bề mặt.
Ứng dụng của thép SCr420 trong nhiều lĩnh vực
4. Quá trình nhiệt luyện & lưu ý gia công
Để đạt được các tính chất cơ lý tối ưu cho thép SCr420, cần áp dụng các quy trình nhiệt luyện và gia công phù hợp:
- Thường hóa/ Ủ mềm: dùng để tăng tính đồng nhất và cải thiện gia công. Giá trị độ cứng giao hàng thường < 250 HB.
- Tôi và ram: tôi dầu (oil quench) và ram để đạt 28 – 34 HRC (phù hợp với chi tiết chịu tải). Thực tế nhiệt độ/ thời gian tùy vào kích thước chi tiết.
- Carburizing: nếu cần lớp bề mặt rất cứng (bánh răng, trục ren), thấm cacbon rồi tôi và ram – chú ý kiểm soát biến dạng và xử lý lõi.
- Gia công hàn: dùng tiền nhiệt/ hậu nhiệt theo khuyến nghị để tránh nứt mối hàn (đặc biệt với kích thước lớn).
Lưu ý khi gia công thép SCr420
Trong quá trình tiện, phay, khoan:
– Gia công cơ khí nên thực hiện ở trạng thái ủ mềm hoặc thường hóa (độ cứng < 250 HB) để kéo dài tuổi thọ dao cụ.
– Sử dụng dao hợp kim cứng khi gia công ở độ cứng cao sau nhiệt luyện.
Trong quá trình mài:
– Sau tôi, vật liệu có độ cứng cao, cần dùng đá mài phù hợp để tránh cháy bề mặt.
– Kiểm soát tốc độ mài và tưới nguội đầy đủ để giảm biến dạng nhiệt.
Trong quá trình hàn:
– Do hàm lượng C thấp (~0,2 %), SCr420 có khả năng hàn chấp nhận được.
– Với chi tiết lớn, yêu cầu tiền nhiệt (150 – 300 °C) và giữ nhiệt sau hàn để tránh nứt.
– Ưu tiên hàn hồ quang tay hoặc hàn MIG/MAG với que hàn/thanh hàn phù hợp thép hợp kim thấp.
Trong quá trình gia công sau thấm cacbon:
– Lớp bề mặt rất cứng nên chỉ mài tinh hoặc đánh bóng, không nên tiện/phay sâu.
– Cần kiểm soát biến dạng và ứng suất dư sau xử lý nhiệt.
Trong quá trình kiểm soát biến dạng: Với chi tiết dài hoặc thành mỏng, cần gá kẹp hợp lý và gia công tinh sau nhiệt luyện để đảm bảo kích thước chính xác.
Kết luận
SCr420 là thép hợp kim crom theo tiêu chuẩn JIS G4104 Nhật Bản, rất phù hợp cho việc sản xuất trục, bánh răng và các chi tiết yêu cầu lớp bề mặt cứng cùng lõi dẻo. Với thành phần hóa học tiêu chuẩn và khả năng xử lý nhiệt linh hoạt, loại thép này mang lại hiệu suất đáng tin cậy trong nhiều ứng dụng cơ khí.
Nếu quý khách quan tâm hoặc có bất kỳ thắc mắc nào về thép SCr420, hãy liên hệ trực tiếp với Citicom để được hỗ trợ nhanh chóng.
Quý khách quan tâm có thể tìm hiểu thêm các phương thức mua hàng tại https://citicom.vn/phuong-thuc/
Hotline bán hàng: 0978. 75 0505.
Email: cskh@citicom.vn
