Bài học chính
- Giữ mác thép quy định trên bản vẽ trừ khi phương án thay thế đã được bộ phận kỹ thuật phê duyệt. Làm rõ ký hiệu CK45 khi không kèm quy định cụ thể trước khi so sánh báo giá.
- So sánh tính chất tại tiết diện, trạng thái và vị trí thử phù hợp. Giá trị mẫu thử tham chiếu theo GB/T 3077 và giá trị theo dải kích thước của ISO dựa trên các cơ sở khác nhau.
- Xem xét đồng thời rãnh then, vai trục, mối lắp ghép, chất lượng bề mặt, nhiệt luyện và lượng dư gia công; các yếu tố này ảnh hưởng đến trục hoàn thiện không kém tên mác thép.
- Quy định việc lấy mẫu và kiểm tra cần thực hiện khi giao hàng và sau các công đoạn tiếp theo. Phân biệt kết quả kiểm tra thanh thép đầu vào với việc nghiệm thu trục hoàn thiện.
Tải bảng lựa chọn vật liệu trục Điền thông tin bản vẽ, tiết diện khi nhiệt luyện, tính chất yêu cầu và mọi đề xuất thay đổi so với mác thép được quy định.
Điều kiện làm việc của trục và vấn đề ký hiệu CK45
Với trục chịu mô-men xoắn ổn định, tải đảo chiều, uốn hoặc va đập, hãy bắt đầu từ bản vẽ và hồ sơ điều kiện làm việc. Đánh dấu vai trục, rãnh then, then hoa, lỗ ngang, ren và các bán kính lượn nhỏ tại vị trí tập trung ứng suất. Ghi rõ tiết diện thực tế sẽ được tôi và ram. Nhờ đó, việc so sánh vật liệu gắn với một chi tiết và quy trình cụ thể.
Cần làm rõ ký hiệu CK45 nếu không kèm tiêu chuẩn. C45 và C45E theo ISO 683-1 có yêu cầu xác định về sản phẩm, trạng thái giao hàng, thành phần hóa học và tính chất phụ thuộc kích thước. SAE J403 quy định thành phần hóa học và quy tắc phân tích cho SAE 1045; đơn hàng vẫn phải bổ sung quy cách sản phẩm và yêu cầu tính chất. Trước khi mời chào phương án thay thế, hãy hỏi bên chịu trách nhiệm về bản vẽ ký hiệu vật liệu nào được yêu cầu.
40Cr là thép kết cấu hợp kim crom theo GB/T 3077-2015. Có thể xem xét mác này khi tiết diện và đáp ứng nhiệt luyện yêu cầu cần đến thép hợp kim. Các giá trị quy định cho mẫu thử tham chiếu vẫn phải được đối chiếu với đường kính trục, quy trình nhiệt luyện và cách lấy mẫu đã thống nhất. Chúng không mô tả tính chất tại mọi vị trí của trục hoàn thiện.
Với mỗi báo giá, liệt kê mác thép và tiêu chuẩn yêu cầu cùng trạng thái giao hàng, tiết diện khi nhiệt luyện, vị trí thử, quy trình gia công cuối cùng và các sai khác được phép. Giải quyết bằng văn bản mọi mâu thuẫn giữa đơn đặt hàng, bản vẽ, yêu cầu kỹ thuật của khách hàng và tiêu chuẩn vật liệu. Nếu không, hai mức giá tưởng như có thể so sánh có thể bao gồm các yêu cầu vật liệu và kiểm tra khác nhau.
Cơ sở quy định thành phần hóa học và tính chất theo từng tiêu chuẩn
Bảng thành phần hóa học cho thấy vì sao các phương án vật liệu có thể cùng phù hợp với một số ứng dụng nhưng không thể được chứng nhận là thay thế cho nhau chỉ dựa vào tên gọi. 40Cr có hàm lượng crom 0.80–1.10 % khối lượng, còn C45 và SAE 1045 là các mác thép cacbon trung bình với giới hạn nguyên tố dư, không có mức bổ sung crom có chủ đích như vậy. C45E giữ các khoảng thành phần chính của C45 nhưng áp dụng giới hạn phốt pho và lưu huỳnh chặt hơn; nếu bản vẽ yêu cầu hậu tố E thì không được giao C45 thông thường khi chưa có phê duyệt.
Cách quy định cơ tính giữa các tiêu chuẩn cũng khác nhau. GB/T 3077 công bố giá trị cho mẫu thử tham chiếu 40Cr được nhiệt luyện theo chế độ quy định. ISO 683-1 công bố các giá trị +QT theo dạng sản phẩm C45 và dải kích thước tiết diện chi phối. SAE J403 không đưa ra một dải độ bền kéo, giới hạn chảy, độ dai va đập, độ giãn dài hoặc độ cứng chung cho mọi thanh SAE 1045 ở trạng thái giao hàng. Vì vậy, báo giá có thành phần hóa học phù hợp vẫn có thể thiếu thông tin kỹ thuật về trạng thái, kích thước, lấy mẫu hoặc tính chất.
Chỉ áp dụng ISO 6892-1 hoặc phương pháp thay thế được chấp nhận sau khi quy cách sản phẩm và đơn hàng đã xác định hình dạng, hướng, vị trí và trạng thái mẫu thử, tần suất thử, tiêu chí chấp nhận và quy định thử lại. Kết quả từ một mẫu vật liệu được nhiệt luyện riêng hoặc một đoạn kéo dài nhỏ để lấy mẫu không được coi là đại diện cho tính chất vùng tâm của phôi trục lớn hơn, trừ khi các bên đã thỏa thuận rõ điều đó.
| Phương án vật liệu / tiêu chuẩn áp dụng | Phạm vi thành phần hóa học, % khối lượng | Cơ sở quy định cơ tính | Diễn giải dành cho bên mua trục |
|---|---|---|---|
| 40Cr — GB/T 3077-2015 | C 0.37–0.44; Si 0.17–0.37; Mn 0.50–0.80; Cr 0.80–1.10; P ≤0.030; S ≤0.030; Ni ≤0.30; Cu ≤0.30. | Mẫu thử tham chiếu được nhiệt luyện theo chế độ quy định: Rm ≥980 MPa; giới hạn chảy ≥785 MPa; A ≥9%; Z ≥45%; KV2 ≥47 J. Đây không phải là bảo đảm chung cho toàn bộ thanh thép hoặc trục hoàn thiện. | Áp dụng khi phương án theo GB đã được phê duyệt và đáp ứng nhiệt luyện của tiết diện phù hợp với điều kiện làm việc của trục. Xác định trạng thái giao hàng, phạm vi vật liệu mà kết quả thử thực sự đại diện và các bước nhiệt luyện tiếp theo. |
| C45 / C45E — ISO 683-1:2016 | C45: C 0.42–0.50; Si 0.10–0.40; Mn 0.50–0.80; P ≤0.045; S ≤0.045; Cr ≤0.40; Mo ≤0.10; Ni ≤0.40; Cu ≤0.30; Cr+Mo+Ni ≤0.63. C45E sử dụng P ≤0.025 và S ≤0.035 với cùng phạm vi chính. | Tiết diện chi phối tròn ở trạng thái +QT, d >16–40 mm: Rp0.2 ≥430 MPa, Rm 650–800 MPa, A ≥16%, Z ≥40%, KV ≥15 J; d >40–100 mm: Rp0.2 ≥370 MPa, Rm 630–780 MPa, A ≥17%, Z ≥45%, KV ≥15 J. | Chỉ áp dụng cho đúng dạng sản phẩm ISO, trạng thái +QT, tiết diện chi phối, cách lấy mẫu và cơ sở thử va đập tương ứng. Giữ hậu tố E khi được yêu cầu. |
| SAE 1045 — SAE J403_202402 | C 0.43–0.50; Mn 0.60–0.90; Si 0.15–0.35; P ≤0.030; S ≤0.035; giới hạn các nguyên tố dư Cu ≤0.20, Ni ≤0.25, Cr ≤0.20, Mo ≤0.06. | SAE J403 quy định thành phần hóa học và quy tắc phân tích; tiêu chuẩn này không thể tự bổ sung một dải độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài, độ dai va đập, độ cứng hoặc tính chất của trục áp dụng chung cho thanh thép giao hàng. | Bổ sung quy cách sản phẩm chi phối cùng yêu cầu về trạng thái, tính chất theo tiết diện, lấy mẫu, bề mặt, kích thước, kiểm tra và chứng chỉ. |
Kích thước tiết diện và độ thấm tôi trong điều kiện cụ thể
Đường kính cần xét là đường kính tiết diện khi nhiệt luyện. Một mẫu vật liệu nhỏ nguội khác với vùng tâm của phôi trục lớn. Xác nhận tiết diện chi phối, vị trí lấy mẫu theo phương hướng kính và dọc trục, đồng thời làm rõ mẫu được lấy từ thanh giao hàng, đoạn kéo dài để lấy mẫu hay một phần vật liệu được nhiệt luyện riêng. Nếu gia công thô được thực hiện trước bước tôi và ram cuối cùng, hãy ghi kích thước trung gian đó trong kế hoạch công nghệ.
ISO 642:2024 quy định phép thử độ thấm tôi bằng tôi một đầu Jominy. Dữ liệu Jominy có thể hỗ trợ so sánh các mẻ luyện và ước tính tương đối khả năng tôi cứng theo chiều sâu, nhưng không trực tiếp dự đoán toàn bộ lịch sử nhiệt, tính chất vùng tâm, biến dạng, ứng suất dư hoặc độ bền mỏi của trục sản xuất thực tế. Nếu độ thấm tôi là một yêu cầu cần xem xét trong thiết kế, hãy quy định dải Jominy chấp nhận được hoặc một phương pháp khác để kiểm chứng tiết diện, sau đó yêu cầu xác nhận trên tiết diện sản xuất thực tế ở đường kính đã đặt hàng.
Độ bền kéo cao hơn không đủ để kết luận về khả năng chịu mỏi. Chất lượng bề mặt, thoát cacbon, tạp chất, hư hại do mài, vết nắn thẳng, quá trình chế tạo ren hoặc then hoa, bán kính rãnh then, mối lắp có độ dôi, mài mòn do vi trượt và ứng suất dư có thể ảnh hưởng đến sự khởi phát vết nứt. Đưa các yêu cầu về bề mặt và hình học trên bản vẽ vào đơn đặt hàng và nội dung kiểm tra sau công đoạn cuối cùng.
Khi khả năng chịu va đập hoặc độ dai là yêu cầu quan trọng, hãy nêu rõ phương pháp, loại mẫu thử, rãnh khía, hướng, vị trí, nhiệt độ và tần suất thử, yêu cầu tối thiểu đối với giá trị từng mẫu/giá trị trung bình và cách xử lý thử lại. Không so sánh giá trị tham chiếu GB KV2 với kết quả ISO trừ khi mẫu thử, nhiệt độ và cách xác định tiêu chí chấp nhận đã được thống nhất.
Maximov và các đồng tác giả nghiên cứu các mẫu thử 42CrMo4 đã nhiệt luyện, được hoàn thiện bằng tiện khô và miết bằng đầu kim cương. Kết quả thử mỏi cho thấy vì sao cần xem xét công đoạn hoàn thiện bề mặt cuối cùng khi đánh giá trục. Đây là bằng chứng từ một hợp kim khác và một quy trình chuẩn bị mẫu xác định; không phải cơ sở xếp hạng 40Cr so với CK45 hay xác định ứng suất cho phép của trục. [7]
Gia công, nhiệt luyện, bóc bỏ lớp bề mặt và độ thẳng
RFQ cho trục cần nêu cả kích thước đặt mua và kích thước hoàn thiện. Ghi rõ kích thước sau rèn hoặc cán, kích thước sau gia công thô, đường kính hoàn thiện tại vị trí lắp ổ đỡ và làm kín, chiều dài, lượng dư vật liệu và tiết diện khi nhiệt luyện. Nếu nhà cung cấp chào thanh bóc vỏ hoặc mài, hãy xác định bề mặt đó sẽ được giữ lại trên chi tiết hay tiếp tục bị bóc bỏ. Phương án gia công bề mặt ảnh hưởng đến tình trạng thoát cacbon, khả năng phát hiện khuyết tật, lượng dư gia công, độ thẳng và bằng chứng có thể thu được trước khi hoàn thiện cuối cùng.
Trình tự công đoạn rất quan trọng. Tôi và ram, khử ứng suất, tôi cảm ứng, thấm nitơ, mạ crom, mài, đánh bóng và nắn thẳng có thể làm thay đổi độ cứng, ứng suất dư, kích thước và tính toàn vẹn bề mặt. Xác định bên chịu trách nhiệm cho từng công đoạn, trạng thái vật liệu mà mỗi phép thử đại diện và việc chứng chỉ vật liệu mô tả thanh thép giao hàng hay trục hoàn thiện. Nếu bên mua nhiệt luyện sau khi nhận hàng, độ cứng đầu vào chỉ là thông số kiểm soát quá trình, không phải bằng chứng về tính chất cuối cùng.
Quy định độ thẳng bằng phương pháp và giá trị đo, không chỉ bằng một tính từ. Nêu rõ phương pháp đo tổng độ dao động của đồng hồ so hoặc đo khe hở, cách bố trí và khoảng cách gối đỡ, nhiệt độ đo, bề mặt đo, giá trị cho phép và việc có đánh giá độ cong cục bộ hay không. Xác định giai đoạn nắn thẳng và yêu cầu khử ứng suất hoặc kiểm tra lại sau nắn, nếu có. Một trục dài, mảnh có thể đạt yêu cầu về thành phần hóa học và độ bền kéo nhưng vẫn không sử dụng được vì các bên chưa thống nhất cơ sở đánh giá độ thẳng.
Kế hoạch kiểm tra cần dựa trên rủi ro: phân tích thành phần mẻ luyện và phân tích trên sản phẩm khi được yêu cầu; thử cơ tính tại vị trí xác định; bản đồ độ cứng hoặc đường phân bố độ cứng trong lớp hóa bền bề mặt; kiểm tra thoát cacbon và tổ chức tế vi khi có liên quan; kiểm tra kích thước và bề mặt; kiểm tra siêu âm hoặc từ tính theo phương pháp và tiêu chí chấp nhận được nêu rõ; cùng khả năng truy xuất từ mẻ luyện đến từng chi tiết hoặc từng lô. ISO 10474 có thể xác định loại tài liệu kiểm tra, nhưng chỉ đơn hàng mới quy định những kết quả thực tế phải được ghi trong tài liệu.
Nguồn:[6]
Cách diễn đạt trong RFQ về phương án cung ứng yêu cầu và các phương án thay thế
Ghi chính xác ký hiệu vật liệu yêu cầu như cần thể hiện trên chứng chỉ. Khi được phép đề xuất phương án thay thế, yêu cầu đối chiếu thành phần hóa học, phạm vi sản phẩm, trạng thái, tính chất theo tiết diện, lấy mẫu, kích thước, bề mặt và yêu cầu NDT. Trình bày riêng chênh lệch giá và thời gian giao hàng. Người đại diện bộ phận kỹ thuật hoặc phía khách hàng được chỉ định cần phê duyệt sai khác trước khi sản xuất.
Ví dụ dưới đây để bên chịu trách nhiệm về bản vẽ điền các giá trị tính chất. Đính kèm bản vẽ trục và bảng lựa chọn vật liệu, gồm tiết diện khi nhiệt luyện và đường kính hoàn thiện tại vị trí lắp ổ đỡ hoặc làm kín. Yêu cầu nhà cung cấp nêu rõ mọi yêu cầu không thể đáp ứng ở trạng thái giao hàng đề xuất.
Hạng mục: Phôi trục đã gia công thô, [bản vẽ / phiên bản], [số lượng]
Phương án yêu cầu: 40Cr theo GB/T 3077-2015 hoặc C45E theo ISO 683-1:2016 [chọn một phương án yêu cầu và phiên bản tiêu chuẩn]; chỉ ghi tên không chính thức CK45 là không chấp nhận được
Phương án thay thế: SAE 1045 theo SAE J403_202402 kèm [quy cách sản phẩm] chỉ có thể được chào trong bảng đối chiếu sai khác theo từng điều khoản và phải được bên mua phê duyệt bằng văn bản trước khi sản xuất
Trục hoàn thiện: [đường kính cuối cùng / chiều dài], vai trục, bán kính lượn, rãnh then, then hoa, ren, chất lượng bề mặt, phương pháp đo độ thẳng và tiêu chí chấp nhận theo bản vẽ
Nhiệt luyện: [trạng thái giao hàng / QT do nhà cung cấp thực hiện / nhiệt luyện tiếp theo do bên mua thực hiện], tiết diện chi phối [định nghĩa], giá trị tính chất [ghi rõ], cơ sở thử va đập [ghi rõ nếu yêu cầu], trình tự tôi cảm ứng hoặc mạ [ghi rõ]
Lượng dư gia công: [lượng dư hướng kính / đầu thanh], quy định loại bỏ khuyết tật, giới hạn thoát cacbon, phương án gia công bề mặt và giai đoạn mà việc kiểm tra đại diện
Kiểm tra: Phân tích thành phần mẻ luyện, phép thử cơ tính và vị trí thử đã thống nhất, độ cứng [phương pháp / bản đồ], kích thước, độ thẳng, bề mặt, [phương pháp và tiêu chí chấp nhận UT / MT], truy xuất từ mẻ luyện đến phôi
Chứng chỉ: ISO 10474 loại [ghi rõ loại], kèm kết quả thực tế theo đơn hàng, nhận dạng mẫu thử, trạng thái và phiên bản bản vẽ
Đóng gói / nơi đến: [bảo vệ, kê đỡ, giới hạn bó, cảng, Incoterm]Câu hỏi của bên mua
Khi nào người mua nên so sánh 40Cr và CK45 đối với trục?
So sánh hai mác khi bản vẽ cho phép xem xét lại vật liệu và điều kiện làm việc của trục có thể đáp ứng bằng thép cacbon trung bình hoặc thép hợp kim crom. Kiểm tra tiết diện khi nhiệt luyện, tính chất yêu cầu, vị trí thử và bề mặt hoàn thiện. Giữ nguyên mác thép đã quy định cho đến khi bên chịu trách nhiệm về bản vẽ phê duyệt thay đổi.
Người mua nên gửi gì trước khi lựa chọn giữa 40Cr và CK45?
Gửi bản vẽ kèm phiên bản, điều kiện làm việc của trục, kích thước đặt mua và kích thước hoàn thiện, tiết diện khi nhiệt luyện, trạng thái giao hàng, trình tự gia công, cơ tính hoặc độ cứng được quy định và yêu cầu kiểm tra. Làm rõ ký hiệu CK45 thuộc tiêu chuẩn nào.
Chi tiết RFQ nào giúp so sánh 40Cr và CK45 đối với trục?
Áp dụng cùng yêu cầu về tiêu chuẩn, kích thước, trạng thái, vị trí thử, lượng dư gia công và hồ sơ kiểm tra cho cả hai báo giá. Liệt kê mác thép thay thế như một sai khác so với yêu cầu, kèm khác biệt kỹ thuật, giá và thời gian giao hàng để bộ phận kỹ thuật có thể xem xét trước khi sản xuất.
Danh mục kiểm tra RFQ
- Chức năng trục, phổ tải, hướng mô-men xoắn, uốn, tải dọc trục, sốc, nhiệt độ và hậu quả hư hỏng
- Phiên bản bản vẽ, yêu cầu kỹ thuật của khách hàng, mác thép yêu cầu, tiêu chuẩn, phiên bản tiêu chuẩn và thứ tự ưu tiên giữa các yêu cầu kỹ thuật
- Làm rõ ký hiệu không chính thức CK45 chỉ C45, C45E, SAE 1045 hay một phương án khác đã được phê duyệt
- Kích thước sau cán/rèn, kích thước sau gia công thô, kích thước cuối cùng, số lượng, dung sai và tiết diện chi phối áp dụng
- Vai trục, bán kính lượn, lỗ, rãnh then, then hoa, ren, mối lắp ghép, rãnh và các yếu tố hình học nhạy cảm với mỏi khác
- Trạng thái giao hàng, đơn vị nhiệt luyện, cơ sở xác định mẻ lò/lô nhiệt luyện và trình tự nhiệt luyện tiếp theo
- Yêu cầu về độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài, độ thắt tiết diện, độ dai va đập, độ cứng và độ thấm tôi, chỉ khi được quy định
- Hình dạng mẫu thử, vị trí theo phương dọc trục/hướng kính, hướng mẫu, tần suất thử, quy định thử lại và tiết diện mà mẫu thử đại diện
- Lượng dư gia công, phương án gia công bề mặt bóc vỏ/tiện/mài, thoát cacbon, độ nhám và quy định loại bỏ khuyết tật
- Phương pháp đo độ thẳng, gối đỡ/khoảng cách gối đỡ, bề mặt đo, giai đoạn kiểm tra, tiêu chí chấp nhận và biện pháp kiểm soát nắn thẳng
- Phương pháp UT hoặc MT, phạm vi kiểm tra, cơ sở hiệu chuẩn/tham chiếu, tiêu chí chấp nhận, giai đoạn kiểm tra và cách xử lý vùng đầu thanh
- Loại tài liệu kiểm tra, kết quả thực tế được báo cáo, khả năng truy xuất từ mẻ luyện đến phôi, ghi nhãn và phê duyệt xuất xưởng
- Bảng đối chiếu sai khác của mác thép thay thế, người phê duyệt thuộc bộ phận kỹ thuật/phía khách hàng và ảnh hưởng đến giá, thời gian giao hàng
- Các điểm kiểm tra có bên thứ ba chứng kiến hoặc điểm rà soát hồ sơ trước, cùng trách nhiệm tạm dừng/cho phép xuất xưởng
- Kê đỡ khi đóng gói, chống ăn mòn, khối lượng bó, điểm đến, Incoterm và khung thời gian xuất hàng
Tài liệu tham khảo
- GB/T 3077-2015 Thép kết cấu hợp kim
- ISO 683-1:2016 Thép không hợp kim dùng để tôi và ram
- SAE J403_202402 Thành phần hóa học của thép cacbon SAE
- ISO 642:2024 Thép — Thử độ thấm tôi bằng tôi một đầu (phép thử Jominy)
- ISO 6892-1:2019 Vật liệu kim loại - Thử độ bền kéo ở nhiệt độ phòng
- ISO 10474:2013 Thép và sản phẩm thép — Tài liệu kiểm tra
- Maximov và cộng sự: tiện khô và miết bằng đầu kim cương đối với 42CrMo4
Hỗ trợ yêu cầu
Bạn đang làm việc theo bản vẽ chi tiết?
Gửi bản vẽ hoặc RFQ kèm mác thép, kích thước, trạng thái, gia công, kiểm tra, số lượng và điểm đến. Chúng tôi có thể chỉ ra các điểm còn thiếu trước khi báo giá.