Hãy tưởng tượng một mũi khoan siêu nhỏ mỏng hơn cả sợi tóc người, quay với tốc độ đáng kinh ngạc để tạo ra các lỗ chính xác trong các vật liệu cứng, hoặc ngọn lửa rực lửa từ vòi phun động cơ tên lửa chịu được sự tiếp xúc kéo dài mà không bị hư hại. Những kỳ tích dường như không thể này dựa vào một vật liệu quan trọng: thép vonfram. Điều gì khiến loại thép đặc biệt hợp kim vonfram này trở nên phi thường đến mức nó vượt trội trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau?
Thép vonfram, như tên gọi, chủ yếu chứa vonfram là nguyên tố hợp kim chính, thường chiếm từ 2% đến 18% thành phần của nó cùng với một lượng nhỏ molypden và vanadi. Các nguyên tố này hoạt động hiệp đồng để mang lại khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn và chống mài mòn đặc biệt, làm cho thép vonfram trở nên lý tưởng cho các công cụ và bộ phận hiệu suất cao. Vonfram là một trong những nguyên tố hợp kim lâu đời nhất cho thép, tạo thành các cacbua cực cứng khi kết hợp với carbon và tạo ra ferit vonfram với sắt. Tuy nhiên, hàm lượng vonfram quá mức làm tăng độ giòn, khiến vật liệu bị gãy thay vì uốn cong. Do đó, việc kiểm soát chính xác hàm lượng vonfram là rất quan trọng để đạt được sự cân bằng tối ưu giữa độ cứng và độ dẻo dai.
Hiệu suất vượt trội của thép vonfram bắt nguồn từ thành phần độc đáo của nó. Vonfram, với điểm nóng chảy cực cao, làm tăng đáng kể khả năng chịu nhiệt của thép, cho phép nó duy trì độ bền và độ cứng ở nhiệt độ khắc nghiệt. Việc bổ sung molypden và vanadi giúp cải thiện hơn nữa khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai. Cụ thể, vonfram đóng góp cho thép theo những cách chính sau:
Thép vonfram có nhiều loại khác nhau được thiết kế riêng cho các ứng dụng và yêu cầu hiệu suất khác nhau. Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE) đã thiết lập một hệ thống phân loại tiêu chuẩn bằng cách sử dụng các số có bốn chữ số bắt đầu bằng 7 (định dạng 7XXX), cho phép người dùng nhanh chóng xác định và chọn các vật liệu thép vonfram phù hợp.
Mặc dù có những ưu điểm, thép vonfram phải đối mặt với những thách thức. Hàm lượng vonfram cao làm tăng độ giòn, hạn chế một số ứng dụng nhất định, trong khi chi phí của vật liệu vẫn còn tương đối cao. Các nhà nghiên cứu đang khám phá các giải pháp bao gồm:
Là một hợp kim hiệu suất cao, thép vonfram đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Những tiến bộ liên tục hứa hẹn các ứng dụng mở rộng và khả năng được cải thiện trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
