Gia công inox họ ferritic và martensitic

Khi nói tới inox, phần lớn kinh nghiệm gia công dựa trên họ austenit như 304, 316. Nhưng còn hai họ nữa hành xử rất khác: ferritic và martensitic, thuộc nhóm 400-series. Hai họ này đều nhiễm từ, và điểm mấu chốt là một họ tôi cứng được còn một họ thì không, điều này thay đổi hẳn cách gia công. Bài viết này giúp bạn hiểu sự khác biệt và chọn cách làm phù hợp.

Ba họ inox, ba cách hành xử

Inox thông dụng chia thành ba họ chính theo tổ chức kim loại, và mỗi họ có tính gia công riêng.

• Austenit (304, 316, 201): dẻo, biến cứng khi cắt, không tôi cứng được bằng nhiệt, gần như không nhiễm từ khi ủ. Đây là nhóm đã bàn ở các bài inox trước.
• Ferritic (430, 446, 405): cacbon thấp, crôm cao, không tôi cứng được bằng nhiệt, nhiễm từ ở mọi trạng thái.
• Martensitic (410, 420, 440, 431): cacbon cao hơn, tôi cứng được bằng nhiệt luyện, nhiễm từ ở mọi trạng thái.

Bài này tập trung vào hai họ 400-series: ferritic và martensitic.

Inox ferritic: mềm và dễ cắt

Ferritic như 430 có cacbon thấp và crôm cao, không tạo được tổ chức để tôi cứng bằng nhiệt. Vì vậy nó luôn ở trạng thái tương đối mềm, thường được gia công khi đã ủ.

• Dễ gia công hơn austenit: độ cứng thấp, ít biến cứng nguội hơn 304, nên cắt gọn dễ hơn.
• Vẫn là inox: cần lưu ý về nhiệt và bôi trơn như mọi loại thép không gỉ, giữ lưỡi sắc để bề mặt đẹp.
• Ứng dụng: đồ bếp, ống xả ô tô, chi tiết trang trí, những nơi cần chống ăn mòn vừa phải với chi phí thấp.

Nói ngắn gọn, ferritic là họ inox thân thiện với gia công. Nếu quen làm 304, bạn sẽ thấy 430 nhẹ nhàng hơn.

Inox martensitic: tôi cứng được nên cần chiến lược

Martensitic như 410, 420, 440 có cacbon cao hơn và tôi cứng được bằng nhiệt luyện, một số mác đạt tới khoảng 60 HRC. Chính khả năng tôi cứng này quyết định cách gia công.

• Ở trạng thái ủ: martensitic còn tương đối mềm, khoan và taro không quá khó, tương tự làm thép hợp kim thường.
• Sau khi tôi cứng: vật liệu rất cứng, việc gia công trở nên khó và rủi ro, gần giống gia công thép tôi cứng.
• Ứng dụng: dao, dụng cụ cắt, vòng bi, van và chi tiết chịu mài mòn cần độ cứng cao.

Nếu buộc phải gia công martensitic đã tôi cứng, cần dùng dao carbide chịu nhiệt và chế độ cắt như với thép tôi cứng: tốc độ thấp, kẹp cứng vững, thoát nhiệt tốt. Cách xử lý chi tiết được trình bày trong bài về thép tôi cứng ở phần liên quan bên dưới.

Từ tính: điểm chung của cả hai họ

Cả ferritic và martensitic đều nhiễm từ ở mọi trạng thái, nam châm hút mạnh cả hai. Đây là điểm khác biệt rõ so với inox austenit vốn gần như không nhiễm từ khi ủ.

Chọn dao và chế độ cắt

Vì hai họ này trải rộng từ rất mềm (ferritic ủ) tới rất cứng (martensitic đã tôi), không có một công thức chung. Điều quyết định là độ cứng thực tế của chi tiết, chứ không chỉ tên họ.

• Ferritic và martensitic ủ: HSS-E hoặc carbide phủ đều làm tốt, lưỡi sắc, bôi trơn đầy đủ, chế độ cắt tương tự thép hợp kim thường.
• Martensitic đã tôi cứng: dùng carbide chịu nhiệt, tốc độ cắt thấp, kẹp vững, thoát nhiệt tốt, xử lý như thép tôi cứng.
• Luôn kiểm tra độ cứng trước: hỏi trạng thái nhiệt luyện của phôi trước khi chọn dao và đặt thông số, tránh mặc định theo tên mác.

Cách chọn dao theo vật liệu và tra thông số cắt được trình bày kỹ trong các bài viết liên quan bên dưới.