Giải thích số thép AISI/SAE: Cách đọc 4140, 1045 và 304

Hệ thống bốn chữ số cho thép carbon và thép hợp kim

Đối với thép carbon và thép hợp kim, mã SAE/AISI có bốn chữ số:

• Chữ số đầu tiên — họ hợp kim: 1 = carbon, 2 = nickel, 3 = nickel-chromium, 4 = molybdenum (bao gồm Cr-Mo và Ni-Mo), 5 = chromium, 6 = chromium-vanadium, 7 = tungsten, 8 = nickel-chromium-molybdenum, 9 = silicon-manganese.
• Chữ số thứ hai — hàm lượng gần đúng của nguyên tố hợp kim chính trong thép hợp kim: 23xx mang khoảng 3.5% Ni, 31xx khoảng 1.25% Ni cùng với chromium. Trong các mác carbon thường 10xx, nó đơn giản là 0.
• Hai chữ số cuối — carbon danh nghĩa theo phần trăm của một phần trăm: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Vì vậy 4140 được đọc là "họ Cr-Mo, khoảng 0.40% carbon" và 4340 là "họ Ni-Cr-Mo, 0.40% carbon" — hệ thống cho bạn biết lớp công thức ngay từ cái nhìn đầu tiên, đó là lý do các kỹ sư vẫn tư duy theo nó.

Các họ con của thép carbon

• 10xx — thép carbon thường.
• 11xx — thép dễ cắt gọt được lưu hóa lại.
• 12xx — thép dễ cắt gọt được lưu hóa lại và phosphor hóa lại.
• 15xx — thép carbon có manganese nâng cao (thường 1.00–1.65%).

Các chữ cái bên trong mã mang thông tin thực: B đánh dấu thép xử lý boron (50B44), L đánh dấu thép dễ cắt gọt có chì (12L14), và một H ở cuối (4140H) có nghĩa là giới hạn độ thấm tôi được bảo đảm theo một dải tiêu chuẩn chứ không chỉ riêng thành phần hóa học.

Thép không gỉ: một logic ba chữ số khác

Thép không gỉ và thép chịu nhiệt sử dụng ba chữ số, trong đó chữ số đầu tiên là họ thép, không phải một nguyên tố:

• 2xx — austenitic chromium-nickel-manganese.
• 3xx — austenitic chromium-nickel: 304, 316, 321. Hai chữ số cuối là số thứ tự trong họ.
• 4xx — thép chromium: martensitic (410, 420) và ferritic (430, 409).
• 5xx — các mác chịu nhiệt chromium thấp.
• 6xx — các mác hóa bền kết tủa (630, được biết đến nhiều hơn với tên 17-4 PH).

Các chữ cái hậu tố quan trọng ngang với các chữ số: L = carbon thấp (≤ 0.03%), H = carbon cao hơn được kiểm soát cho làm việc ở điều kiện rão, N = tăng bền bằng nitrogen, Ti/Nb = các mác ổn định hóa (316Ti, 347).

Hai quy ước nữa đáng biết

• Chữ cái E ở phía trước một mã (E52100, thép ổ lăn) theo lịch sử chỉ việc nấu luyện bằng lò điện — một bảo đảm về quy trình gắn với cùng một hợp kim, không phải một hợp kim khác.
• Các mã có chung ba chữ số đầu tiên nhưng khác nhau về carbon là những thép khác nhau về hành vi: 4130, 4140 và 4150 mang một họ công thức Cr-Mo lần lượt vào các nhiệm vụ ống, trục và lò xo, thuần túy thông qua hàm lượng carbon và nhiệt luyện mà nó cho phép.

Lưu ý

Mã chỉ mô tả thành phần hóa học danh nghĩa — nó không nói gì về dạng sản phẩm, nhiệt luyện hoặc các tính chất được bảo đảm, những điều đó đến từ tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM/ASME được đặt hàng. Bản thân AISI không còn duy trì hệ thống này nữa; trách nhiệm quản lý đã chuyển sang SAE và ASTM, và các con số tồn tại chính thức dưới dạng ký hiệu UNS (G41400, S30400) mà các tiêu chuẩn hiện đại trích dẫn. Hai mác có chung một mã bốn chữ số trong các tiêu chuẩn khác nhau là cùng một họ hợp kim, không phải tự động là các sản phẩm có thể thay thế cho nhau.