Vén màn bí ẩn về “Thép Rolex” (904L)

Post Reply
hieubinh
Sơ cấp ĐỒNG ĐOÀN
Sơ cấp ĐỒNG ĐOÀN
Reactions: 3
Posts: 28
Joined: Wed Oct 25, 2017 12:06 am
Has thanked: 4 times
Been thanked: 15 times
Gender:

Vén màn bí ẩn về “Thép Rolex” (904L)

Post by hieubinh » Thu Jan 18, 2018 9:27 pm

Rolex là hãng đồng hồ có độ nhận diện thương hiệu số một hành tinh. Sở hữu đồng hồ Rolex là niềm ước ao của nhiều người [1] và được coi như biểu tượng của sự thành đạt hay “tiêu chuẩn” không chính thức đối với nhiều nghề, chẳng hạn như nhân viên môi giới chứng khoán ở phố Wall, New York [2]. Đồng hồ Rolex đắt đỏ, một phần vì thương hiệu và những câu chuyện được kể qua thời gian làm tăng giá trị. Dẫu vậy, không thể phủ nhận đồng hồ Rolex có chất lượng tuyệt hảo, thiết kế cực tốt và Rolex chính là những nhà sáng tạo đích thực khi đưa vào đồng hồ nhiều công nghệ mang tính cách mạng, điển hình như Oyster Perpetual  Rotor, chuẩn mực Superlative về độ chính xác [3] hay gần đây là sự vượt trội của các vật liệu chế tác đồng hồ.
Nói đến vật liệu chế tác đồng hồ Rolex, ngày nay người ta sẽ ngay lập tức nghĩ đến 904L, một loại thép vốn ban đầu được tạo ra để dùng trong các ngành như hóa chất, lọc dầu, công trình ngoài khơi hoặc trong công nghiệp giấy [4]. Sau khi được sử dụng để chế tạo đồng hồ Rolex, thép 904L nổi tiếng đến độ, người ta gọi nó là “Thép Rolex” hoặc “Rolex trong các loại thép” [5]. Ẩn dụ thú vị này phần nào nói lên mức độ chất lượng cũng như sự đặc biệt của vật liệu này. Người chơi đồng hồ, tất nhiên, không phải là chuyên gia về vật liệu nên xung quanh 904L vô hình trung đang hình thành một bức màn khiến nó trở thành một điều gì đó huyền bí và đôi khi xa vời. Bài viết này được đăng với mong muốn cung cấp thông tin một cách hệ thống về thép 904L và các đặc tính của nó nhằm giúp độc giả có cái nhìn toàn diện và rõ ràng, rành mạch về vật liệu này.
Image
Khi tìm kiếm Google với từ khóa “904L steel”, các kết quả đầu tiên đều liên quan đến Rolex. Ảnh chụp màn hình.
 
Image
Trong thực tế, 904L còn được dùng cho nhiều ứng dụng trong công nghiệp khác. Ảnh: fitwelindia.com.

Đôi dòng lịch sử
904L, đôi khi còn được gọi là SUS 904L, là một mác thép không gỉ theo ký hiệu của SAE (Society of Automotive Engineers – Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Mỹ) [6] với hàm lượng carbon rất thấp và chứa nhiều nguyên tố hợp kim như Chromium, Nickel, Molybdenum và Đồng. Thành phần hóa học đặc biệt này khiến cho thép 904L có tổ chức bên trong dạng austenite ở nhiệt độ thường, làm cho thép trở thành không có từ tính (không hút nam châm) và chống ăn mòn rất tốt trước các loại acid phổ biến (như sulfuric), cũng như các môi trường muối và chống ăn mòn lỗ (pit corrosion).
904L, với thành phần như trên, ban đầu được thiết kế để sử dụng trong các ngành đòi hỏi cấu kiện phải hoạt động trong môi trường ăn mòn mạnh, ví dụ như các đường ống và khớp nối trong công nghiệp hóa chất, công trình dầu khí ngoài khơi, hay trong công nghiệp giấy. Trước đây và cho đến tận bây giờ, hầu như toàn bộ thép sử dụng trong ngành công nghiệp đồng hồ là mác 316L (cũng được dùng làm dụng cụ y tế). Năm 1985, Rolex bắt đầu thử nghiệm đưa vào sử dụng 904L [7, 8] và đến khoảng 1987-1988 [9], họ giới thiệu model Submariner ref. 168000 sử dụng loại thép này (Một số nguồn dẫn là Sea Dweller [10]). Tuy nhiên, phải đến đầu những năm 2000, Rolex mới thay thế hoàn toàn vật liệu vỏ đồng hồ từ thép 316L sang 904L [5].
Image
Submariner ref. 168000, model đầu dùng thép 904L và hiện rất đắt giá vì chi tiết này. Ảnh: jamesedition.com.

Tại sao lại là 904L?
Rolex chọn dùng 904L vì những lợi ích mà nó mang lại [5, 9]: 1) khả năng chống ăn mòn cao hơn, đặc biệt là ăn mòn lỗ, và 2) khả năng đánh bóng tốt hơn so với 316L khiến đồng hồ trở nên đẹp hơn. Qua nhiều năm quan sát và tiếp xúc với đồng hồ sau khi sử dụng và sửa chữa, Rolex nhận ra rằng môi trường sử dụng phức tạp (ví dụ: muối trong nước biển, mồ hôi tay,…) theo thời gian có thể gây nên các phản ứng trên thép 316L, làm mòn, cũ và hỏng vỏ, dây đồng hồ, hay chí ít là làm cho nó mất đi vẻ đẹp cần có [11]. Vì thế, một loại thép với khả năng chống ăn mòn phức hợp tốt hơn cần được đưa vào thay thế. Khả năng chống ăn mòn lỗ, đo theo điểm PREn [5] của 904L là 36 điểm, cao hơn nhiều so với 326L (26 điểm), đồng nghĩa với khả năng chống ăn mòn lỗ tốt hơn.
Image
Biểu đồ minh họa khả năng chống ăn mòn trong môi trường acid của 904L so với 316L. Biểu đồ cho thấy, với cùng lượng ăn mòn, nhiệt độ/nồng độ acid tối thiểu với 904L hầu như luôn cao hơn 316L. Ảnh: sandmeyersteel.com.
 
Image
So sánh độ hoàn thiện bề mặt (finishing) của một mẫu Tudor Black Bay (trái, 316L) và Rolex Submariner (phải, 904L). Sự khác biệt rất nhỏ nhưng có thể nhận thấy và “cảm thấy”. Ảnh: ABlogToWatch.

Thành phần hóa học và đặc tính của thép 904L
Thép 904L, ngoài sắt và một lượng cực nhỏ carbon (dưới 0.02%), có chứa 19-23% Cr, 23-28% Ni, 4-5% Mo, <2.0% Mn, <1.0% Si, <0.045% P, <0.035% S, 1.0-2.0% Cu [4]. Với thành phần hóa học như thế này, ở điều kiện thường, thép sẽ ở trạng thái austenite không ổn định (non-stabilized). Đây là loại thép hợp kim cao với các nguyên tố Cr, Ni, Mo, Cu,…được thêm vào để tăng cường khả năng chống ăn mòn acid. Đặc biệt, khả năng chống ăn mòn dưới ứng suất và ăn mòn lỗ được cải thiện rõ rệt. Thép 904L không có từ tính và có khả năng tạo hình, độ dai và tính hàn rất tốt.
Nhìn vào thành phần hóa học, có thể thấy tổng hàm lượng các nguyên tố đắt tiền như Cr, Ni, Mo là rất lớn (khoảng 44-56%, chừng một nửa!) nên giá thành 904L đương nhiên là rất đắt. Một số số liệu cho thấy thép 904L đắt gấp hơn 2 lần thép 316L [12]. Đó là lý do vì sao, không nhiều hãng đồng hồ lựa chọn 904L (bên cạnh lý do công nghệ). Ngày nay, trong các ứng dụng công nghiệp, thép 904L dần được thay thế bằng thép không gỉ duplex mác 2205 [4].
Thép 904L có cơ tính ở mức bình thường, không phải vật liệu quá cứng hay bền hơn 316L. Khả năng tạo hình bằng biến dạng cũng như tính hàn của 904L được đánh giá khá tốt. Ngoài khả năng chống gỉ ở nhiệt độ thường, 904L còn có khả năng chống oxy hóa (tạo gỉ sét) khi bị nung nóng (dưới 400 độ C) [4].

Gia công thép 904L
Quy trình gia công chế tác vỏ đồng hồ Rolex bao gồm một số công đoạn chính: đột phôi từ thép tấm; dập tạo hình; lăn bi bỏ bavia; gia công cơ và xử lý nhiệt; mài máy; mài tay. Quy trình khái quát có thể thấy ở video dưới đây [13]:
Để làm ra các vỏ đồng hồ từ thép 904L, Rolex đã phải thay đổi dây chuyền, thiết bị cũng như quy trình công nghệ chế tạo, và phát triển hẳn một Lab nghiên cứu loại thép này [10]. Điều này dẫn đến chi phí lớn, đặc biệt khi biết rằng Rolex tự sản xuất vỏ đồng hồ chứ không đi mua từ các công ty chuyên làm vỏ khác (để giảm giá thành). Điều này cho thấy sự quyết tâm đổi mới công nghệ và đặt chất lượng sản phẩm lên trên hết của hãng. Nó lý giải một phần tại sao những chiếc đồng hồ Rolex lại đáng mong chờ như vậy.

Một số hiểu lầm về thép 904L trong đồng hồ Rolex
Có một số quan niệm có thể là hiểu lầm về thép 904L trong đồng hồ Rolex. Nhiều người nghĩ rằng 904L có độ bền cơ học hẳn rất cao. Điều này không đúng. Về mặt độ bền, 904L (490MPa) không cao hơn là bao nhiêu so với 316L (485MPa) [14]. Về độ cứng (thang Brinell-HB), ở trạng thái cung cấp, 904L (150HB) còn thấp hơn cả 316L (217HB) và thấp hơn cả các thép carbon cao (loại rẻ, dùng trong cơ khí), ví dụ mác AISI 1065 (187HB) [15].
Tỷ trọng của 904L là 7900kg/m3 tương đương với 316L (7900kg/m3) [4, 14] và sàn sàn tỷ trọng của các loại thép thông thường nên không có chuyện 904L cầm nặng tay hơn các loại thép khác.
Thép 904L, như đã nêu phía trên, là thép austenite không có từ tính, dùng nam châm không hút. Tuy nhiên, việc này không đồng nghĩa với tính kháng từ của đồng hồ. Nếu chỉ dùng thép 904L, đồng hồ Rolex khi đặt trong từ trường (quanh các thiết bị điện, điện tử) vẫn bị ảnh hưởng. Để kháng từ, Rolex dùng một lớp “khiên” bằng hợp kim hệ sắt từ (ferromagnetic) được bọc phía trong vỏ đồng hồ, che chắn bộ máy đồng hồ khỏi các tác dụng của từ trường khi chúng đi xuyên qua vỏ 904L. Kỹ thuật này được sử dụng cho dòng đồng hồ kháng từ Milgauss nổi tiếng từ 1956 [16].
Bài viết đã giới thiệu với bạn đọc Novatime về loại thép nổi tiếng dùng để chế tạo đồng hồ Rolex, thép 904L, đôi dòng lịch sử, các lĩnh vực ứng dụng cũng như thành phần, đặc tính của nó. Bài viết cũng giới thiệu khái quát về cách Rolex gia công thép này ra sao cũng như một số hiểu lầm liên quan đến nó. Qua đó, độc giả có thể phần nào hiểu được sự đắt đỏ của vật liệu, tinh thần toàn mỹ của Rolex về chất lượng và hiểu được một phần tại sao thương hiệu này lại được ưa chuộng đến vậy.Chúng tôi hy vọng đã mang lại cho quý độc giả những thông tin bổ ích, thiết thực để chơi đồng hồ một cách sâu sắc và thú vị hơn.
Tham khảo
[1] Clock this: Rolex watch is the most desired brand in Britain, Ruki Sayid on Mirror
[2] A Wall Street guide to watches, GSelevator on Business Insider
[3] Oyster Perpetual Movement, Rolex Watch Making
[4] Stainless Steel – Grade 904L (UNS N08904), AZO Materials
[5] 904L – The Rolex of stainless steel, Rob Ellis on West Yorkshire Steel
[6] SAE 904L stainless steel
[7] Interesting read on Rolex 904L Steel, arizonapaul on Rolexforums
[8] Materials, Rolex Watch Making
[9] 904 and 316 steel: allergy questions, mike on Rolexforums
[10] 10 Things To Know About How Rolex Makes Watches, Ariel Adams on ABlogToWatch
[11] What is the big deal of Rolex’s use of 904L steel?, Matthew Becker on Beckertime
[12] Relative Cost Ratio, Steeltank 
[13] Rolex 904L Steel, SpiritV12 on Youtube
[14] Stainless Steel – Grade 316L – Properties, Fabrication and Applications (UNS S31603), AZO Materials
[15] AISI 1065 Carbon Steel (UNS G10650), AZO Materials
[16] Rolex Milgauss Watch 904L Steel – 116400GV, Rolex Watch Making
Nguồn: meslab.vn, https://meslab.vn/2017/07/ven-man-bi-an ... olex-904l/
0



Post Reply

Return to “Công nghệ luyện kim”