PHÂN TÍCH CHẤT LIỆU BULONG ASTM A320 L7
1. Khi Thép Không Chỉ Là Thép
Trong các dự án liên quan đến nhiệt độ thấp, LNG, hoặc hệ thống lạnh công nghiệp, bulong không chỉ là chi tiết siết chặt.
Ở đó, một sai lệch nhỏ về vật liệu có thể khiến liên kết nứt vỡ, gây rò rỉ hoặc thậm chí sập kết cấu chịu áp.
Và chính từ nhu cầu ấy, tiêu chuẩn ASTM A320 L7 ra đời – một dòng bulong được chế tạo đặc biệt cho môi trường lạnh sâu, nơi mà kim loại thông thường trở nên giòn như thủy tinh.
Tôi từng tham gia kiểm định vật tư cho dự án bồn chứa LNG ở Bà Rịa, và không ít kỹ sư trẻ ngạc nhiên khi bulong đạt bền kéo gần 900 MPa mà vẫn dai khi thử va đập ở -100°C.
Đó chính là nhờ chất liệu Cr–Mo (Chromium – Molybdenum Steel) – “trái tim” của ASTM A320 L7.
2. Bản Chất Của Thép Cr–Mo Trong Bulong ASTM A320 L7
Bulong ASTM A320 L7 được làm từ thép hợp kim trung carbon có Cr (Crôm) và Mo (Molypden).
Hai nguyên tố này là chìa khóa giúp vật liệu duy trì cơ tính trong điều kiện khắc nghiệt.
| Thành phần | Ký hiệu | Tỷ lệ điển hình (%) | Vai trò kỹ thuật |
|---|---|---|---|
| Carbon | C | 0.35–0.40 | Cung cấp độ cứng và giới hạn bền kéo. |
| Mangan | Mn | 0.60–1.35 | Ổn định cấu trúc thép, tăng độ dẻo. |
| Silicon | Si | 0.15–0.35 | Giúp thép chịu sốc nhiệt tốt hơn. |
| Chromium | Cr | 0.70–1.00 | Tăng chống oxy hóa, giữ bền ở -100°C. |
| Molybdenum | Mo | 0.15–0.25 | Ngăn giòn gãy ở nhiệt độ thấp, chống mỏi. |
Điều đặc biệt nằm ở Cr + Mo:
- Crôm giúp bề mặt bền và ít oxy hóa.
- Molypden “cứu” liên kết khỏi bị giòn khi nhiệt giảm sâu.
- Còn carbon và mangan giúp duy trì độ bền kéo mà vẫn dẻo dai.
Nói cách khác, nếu A193 B7 là “thép chịu nhiệt”, thì A320 L7 chính là “thép chịu lạnh” – hai anh em song sinh nhưng mỗi người gánh một nhiệm vụ khác nhau.
3. Quy Trình Xử Lý Nhiệt – Bí Quyết Giữ Độ Bền Khi Âm Trăm Độ
Để đạt được các giá trị cơ lý yêu cầu, bulong ASTM A320 L7 phải qua quy trình nhiệt luyện kép:
- Tôi (Quenching): nung thép đến 870–900°C rồi làm nguội nhanh bằng dầu.
- → Mục đích: tạo độ cứng và tinh thể mactenit có khả năng chịu tải cao.
- Ram (Tempering): nung lại ở 595–650°C để giảm ứng suất, tăng độ dẻo.
- → Giúp vật liệu không bị “giòn vỡ” khi gặp nhiệt độ -101°C.
Kết quả là bulong có tổ chức vi kim loại cân bằng, đạt các chỉ tiêu cơ lý:
| Chỉ tiêu | Giá trị tối thiểu | Phương pháp thử |
|---|---|---|
| Giới hạn bền kéo | 895 MPa | ASTM A320 |
| Giới hạn chảy | 725 MPa | ASTM E8 |
| Độ giãn dài | 16% | ASTM A370 |
| Thử va đập (Charpy @ -101°C) | ≥ 20 Joules | ASTM E23 |
💡 Với kết cấu này, bulong L7 không chỉ siết chắc, mà còn co giãn đồng đều với kim loại kết cấu khi nhiệt độ thay đổi – yếu tố cực kỳ quan trọng trong hệ thống LNG, ống cryogenic, hoặc thiết bị chịu áp suất lạnh.
4. Vì Sao Bulong Thông Thường Không Dùng Được Trong Môi Trường Lạnh?
Hãy tưởng tượng: ở -100°C, thép carbon thường trở nên giòn và mất khả năng biến dạng dẻo.
Khi đó, lực siết hoặc rung động có thể làm bulong gãy tức thì – hiện tượng gọi là “brittle fracture”.
Chỉ các loại thép có thành phần hợp kim và xử lý nhiệt phù hợp, như Cr–Mo trong ASTM A320 L7, mới đủ khả năng:
- Chịu va đập mà không nứt
- Giữ mô-đun đàn hồi ổn định
- Không biến dạng khi nhiệt độ biến thiên mạnh
Đó là lý do các nhà máy LNG, LPG, hóa dầu, và kho lạnh sâu đều bắt buộc dùng bulong ASTM A320 L7 cho các mối ghép chịu tải trọng và dao động nhiệt.
5. Kết Hợp Vật Liệu Đồng Bộ – L7 Đi Cùng Tán ( Đai Ốc ) A194 Gr.7
Một bulong chỉ mạnh khi toàn bộ liên kết đồng cấp.
Do đó, bulong ASTM A320 L7 luôn đi kèm với tán ASTM A194 Gr.7 – cũng làm từ thép Cr–Mo, đã qua xử lý nhiệt tương tự.
Sự đồng bộ này giúp:
- Liên kết không bị trượt hoặc gãy do co ngót nhiệt.
- Giữ lực siết ổn định khi môi trường thay đổi đột ngột.
- Tăng tuổi thọ liên kết trong hệ thống ống áp lực hoặc bồn chứa LNG.
6. Góc Nhìn Kỹ Sư – Chất Liệu Không Chỉ Là Con Số
Một kỹ sư giàu kinh nghiệm sẽ không chỉ nhìn vào “thông số cơ lý”, mà còn nhìn vào ứng xử của vật liệu sau 10 năm vận hành.
Với bulong ASTM A320 L7, điểm mạnh nằm ở độ ổn định vi mô lâu dài, khả năng chống mỏi, và tái kiểm định đạt chuẩn ASTM sau nhiều chu kỳ sử dụng.
Nếu xét về tổng thể, đây là một trong những loại bulong có tỷ lệ “giá trị kỹ thuật trên giá thành” cao nhất trong nhóm vật tư cơ khí công nghiệp nặng.
7. Kết Luận
Chất liệu Cr–Mo trong bulong ASTM A320 L7 không chỉ là thép hợp kim – mà là kết quả của hàng chục năm nghiên cứu về vật liệu chịu lạnh.
Chính nó giúp những công trình LNG, kho lạnh và hệ thống cryogenic vận hành ổn định trong môi trường khắc nghiệt nhất trên hành tinh.
Nếu bạn đang chọn vật tư cho công trình lạnh sâu, hãy đảm bảo bulong có chứng chỉ ASTM A320 L7, CO-CQ đầy đủ, và test va đập đạt chuẩn.
Kim Khí Nam Việt hiện là nhà cung cấp bulong ASTM A320 L7 – tán A194 Gr.7 – long đền chịu lạnh đạt chứng nhận ASTM và kiểm định MTR đầy đủ.
❓ FQA – Câu hỏi thường gặp
1. Thép Cr–Mo là gì?
→ Là thép hợp kim có chứa Chromium (Cr) và Molybdenum (Mo), giúp tăng độ bền, độ dai và khả năng chịu lạnh sâu.
2. Vì sao ASTM A320 L7 dùng cho nhiệt độ âm mà không bị giòn?
→ Nhờ quy trình tôi – ram đặc biệt, thép có cấu trúc tinh thể ổn định, vẫn duy trì biến dạng dẻo ở -100°C.
3. Bulong ASTM A320 L7 có thể mạ kẽm nhúng nóng không?
→ Có, nhưng cần tuân thủ nhiệt độ mạ < 450°C để không làm thay đổi tổ chức kim loại đã ram. Ngoài ra có thể dùng mạ Dacromet hoặc Geomet để tăng chống gỉ.
4. Có thể thay bulong A320 L7 bằng A193 B7 không?
→ Không nên. B7 dùng cho môi trường nhiệt độ cao, trong khi L7 dành cho nhiệt độ thấp. Dùng sai loại có thể gây gãy giòn do co ngót nhiệt.
5. Kim Khí Nam Việt có cung cấp CO–CQ và test va đập không?
→ Có. Mỗi lô hàng bulong ASTM A320 L7 tại Kim Khí Nam Việt đều có CO-CQ, MTR (Mill Test Report) và chứng nhận va đập ở -101°C theo tiêu chuẩn ASTM A320/A194.
Nếu bạn cần tư vấn thêm về lựa chọn bulong, ốc vít phù hợp, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ chi tiết!
Website: [nvmp.com.vn]
Hotline: [0964.045.775]
Email: [info@nvmp.com.vn]
Địa chỉ: [Tầng 9, Tòa Pearl Plaza, 561A Điện Biên Phủ, Quận Bình Thạnh, TP.HCM]
