1.0 Thép không gỉ là gì?
Thép không gỉ là hợp kim của sắt, crom, niken và các nguyên tố khác. Crom tạo thành lớp oxit tự phục hồi chống ăn mòn, giúp thép không gỉ có độ bền cao với lượng rỉ sét tối thiểu.
Nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn, độ bền và vẻ ngoài sạch sẽ, thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa dầu, thiết bị xử lý và động cơ tua bin. Trong số nhiều loại, 304 và 316 là phổ biến nhất, cả hai đều được phân loại là thép không gỉ austenit, thường được gọi là thép không gỉ cấp biển hoặc thép không gỉ phẫu thuật.
2.0 Thép không gỉ 304 là gì?
Cấp thép không gỉ 304 là một hợp kim hiệu suất cao được sử dụng rộng rãi, được biết đến với độ bền kéo, độ bền và khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tuyệt vời. Nó có điểm nóng chảy trong khoảng từ 2.550°F đến 2.650°F (1.399°C – 1.454°C), nhưng độ bền kéo của nó giảm dần khi đạt đến phạm vi này.
Hợp kim này có độ bền kéo cao khoảng 621 MPa (90 ksi) và có thể hoạt động ở nhiệt độ lên tới 870°C, khiến nó trở thành vật liệu đáng tin cậy cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Đặc điểm chính
- Khả năng chống ăn mòn của khí quyển và nước tuyệt vời
- Khả năng chống hóa chất tốt trong nhiều môi trường
- Dễ dàng chế tạo, hàn và định hình
- Không từ tính trong điều kiện ủ
- Tính chất cơ học ổn định cho nhiều mục đích sử dụng
Thép không gỉ 304 Hạn chế
- Độ nhạy với clorua: Dễ bị rỗ trong môi trường có nồng độ clorua cao (ví dụ: nước mặn)
- Không lý tưởng cho các ứng dụng hàng hải hoặc có hàm lượng clorua cao: Thiếu molypden, hạn chế hiệu suất trong môi trường clorua khắc nghiệt
2.1 Ứng dụng điển hình của thép không gỉ loại 304
Thép không gỉ loại 304 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau do khả năng chống ăn mòn, độ bền và khả năng định hình tuyệt vời. Các ứng dụng phổ biến bao gồm:
| Khu vực ứng dụng | Sử dụng điển hình |
| Thực phẩm & Nhà bếp | – Thiết bị chế biến thực phẩm – Thiết bị và đồ dùng nhà bếp – Nồi và chảo – Bồn rửa gia dụng và các bộ phận bồn rửa |
| Công nghiệp & Cơ khí | – Linh kiện bơm và van – Bộ trao đổi nhiệt – Bình chịu áp suất – Ống thiết bị – Bể chứa – Đường ống dẫn nước và chất lỏng |
| Ô tô | – Khuôn đúc và trang trí ô tô – Vỏ bánh xe – Ống xả |
| Điện & Kết cấu | – Vỏ điện chống ăn mòn – Tủ điện trong nhà – Đồ cố định và phần cứng (vít, bu lông, tay cầm, tấm) |
| Kiến trúc & Trang trí | – Viền trang trí – Phần cứng kiến trúc (tấm, tác phẩm điêu khắc, đèn treo tường) – Thiết bị gia dụng |
2.2 Ưu điểm của thép không gỉ 304
- Khả năng chống ăn mòn: Hoạt động tốt trong nhiều môi trường ăn mòn, bao gồm axit nhẹ và dung dịch kiềm
- Khả năng gia công tốt: Dễ uốn cong, gia công, hàn và đánh bóng
- Tiết kiệm chi phí: Chi phí thấp hơn so với thép không gỉ 316 và thép không gỉ hợp kim cao hơn
- Đa năng: Phù hợp với nhiều ngành công nghiệp, bao gồm thực phẩm, y tế, xây dựng và công nghiệp
2.3 304 Quy trình sản xuất
304 được tạo ra bằng cách nấu chảy crom, sắt, niken và bất kỳ hợp kim vết nào khác trong lò để tạo thành hỗn hợp nóng chảy. Sau đó, nó được đưa vào phôi, tấm hoặc các dạng khác để làm cứng. Các dạng sau đó có thể được cán nóng, ủ, xử lý nhiệt, đánh bóng và/hoặc cắt theo kích thước.
3.0 Thép không gỉ 316 là gì?
Thép không gỉ cấp 316 là hợp kim austenit cao cấp nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn vượt trội, độ bền kéo cao và hiệu suất đáng tin cậy ở nhiệt độ cao. Nó có phạm vi nóng chảy từ 2.500°F – 2.550°F (1.371°C – 1.399°C) và độ bền kéo là 579 MPa (84 ksi), với nhiệt độ sử dụng tối đa khoảng 800°C (1.472°F).
Thép không gỉ 316 là hợp kim crom-niken có bổ sung molypden, giúp tăng đáng kể khả năng chống lại sự tấn công của hóa chất, đặc biệt là trong môi trường biển và các ứng dụng xử lý hóa chất. Điều này làm cho nó có khả năng chống lại các chất ăn mòn như clorua, bromua, iodua, axit sunfuric, nước muối và axit béo ở nhiệt độ cao tốt hơn nhiều so với loại 304.
Độ ổn định ở nhiệt độ cao
316 vẫn giữ được độ bền và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao, phù hợp với các ứng dụng cần nhiều nhiệt trong khi 304 có thể bị phân hủy.
Thành phần không phản ứng
Là hợp kim không phản ứng, 316 lý tưởng cho môi trường y tế, dược phẩm và thực phẩm.
Hạn chế của thép không gỉ 316
Chi phí cao hơn: Khả năng chống ăn mòn được cải thiện nên giá thành cao hơn so với thép 304, chủ yếu là do hàm lượng niken tăng lên và bổ sung thêm molypden.
Thành phần của thép không gỉ 316
Thành phần này làm cho thép không gỉ 316 bền hơn trước clorua và các hóa chất mạnh so với thép không gỉ 304, mặc dù cả hai đều trông gần giống hệt nhau khi nhìn bằng mắt thường.
- 16% Crom
- 10% Niken
- 2% Molypden
3.1 Ưu điểm của thép không gỉ 316
- Tăng cường khả năng chống ăn mòn
- Khả năng chống rỗ và ăn mòn khe hở tuyệt vời
- Hiệu suất tốt hơn trong môi trường giàu clorua
- Dễ hàn, vệ sinh và hoàn thiện
- Thích hợp cho các ứng dụng dược phẩm và thực phẩm
- Chứa molypden cho khả năng chống hóa chất vượt trội so với thép không gỉ 304
3.2 Ứng dụng điển hình của thép không gỉ 316
| Khu vực ứng dụng | Ứng dụng tiêu biểu |
| Môi trường biển | Linh kiện hàng hải, Linh kiện hàng hải, Kết cấu thép và linh kiện trong môi trường hàng hải, Thiết bị hàng hải |
| Thiết bị y tế & dược phẩm | Dụng cụ phẫu thuật và y tế, Thiết bị y tế (bao gồm cả không phẫu thuật), Thiết bị chế biến dược phẩm, Thiết bị dược phẩm, Sản xuất dược phẩm |
| Thiết bị hóa chất | Thiết bị xử lý hóa chất, Thiết bị hóa chất, Đường ống hóa chất, Sản xuất hóa chất, Vận chuyển công nghiệp và hóa chất, Bình chịu áp suất, Bồn chứa và đường ống cho các ứng dụng hóa chất |
| Tiện nghi ngoài trời | Vỏ điện ngoài trời, Đồ đạc ngoài trời |
| Thiết bị công nghiệp | Thiết bị công nghiệp sử dụng trong ngành dược phẩm và hóa chất |
| Bếp & Chế biến thực phẩm | Bề mặt, thiết bị và đồ dùng nhà bếp thương mại, Nhà bếp thương mại, Sản xuất và chế biến thực phẩm trong môi trường nước muối, Đồ dùng thương mại |
| Người khác | Giỏ lưới thép không gỉ, Giỏ thép không gỉ, Phao thép không gỉ |
3.3 316 Quy trình sản xuất
316 được sản xuất theo cách gần giống hệt 18/8 và 304, ngoại trừ các thành phần thay đổi đôi chút. Ngoài niken, crom và carbon, bạn cũng sẽ trộn thêm molypden và một lượng rất nhỏ mangan, silic và thỉnh thoảng là nitơ. Các nhà sản xuất sẽ theo dõi chặt chẽ các thành phần để đảm bảo duy trì thành phần chính xác này để họ có thể tận dụng được những lợi ích mà 316 mang lại. Giống như 304 và 18/8, nó sẽ được nấu chảy rồi đúc và xử lý.
4.0 So sánh chi tiết thép không gỉ 304 và 316
Thép không gỉ 304 so với 316 – So sánh toàn diện
Cả 304 và 316 đều nằm trong số các loại thép không gỉ austenit được sử dụng phổ biến nhất. Mặc dù chúng có vẻ gần giống nhau về bề mặt và hình dạng, nhưng chúng lại khác nhau đáng kể về thành phần hóa học, hiệu suất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Các bảng sau đây cung cấp so sánh cạnh nhau để giúp hướng dẫn lựa chọn vật liệu.
| Tính năng | Thép không gỉ 304 | Thép không gỉ 316 |
| Thành phần | 18% Crom, 8% Niken (Không có Molypden) | 18% Crom, 10% Niken, 2-3% Molypden |
| Chống ăn mòn | Thích hợp trong môi trường ôn hòa; dễ bị rỗ và ăn mòn khe hở, đặc biệt là với clorua. | Khả năng chống ăn mòn vượt trội, bao gồm chống clorua và trong môi trường khắc nghiệt. |
| Sức mạnh | Tốt | Tốt, hơi cao hơn do có molypden |
| Hiệu suất nhiệt độ cao | Thích hợp cho nhiều ứng dụng, nhưng có thể bị ăn mòn ở nhiệt độ rất cao. | Độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. |
| Khả năng hàn | Xuất sắc | Xuất sắc |
| Trị giá | Hiệu quả hơn về mặt chi phí | Đắt hơn |
| Ứng dụng tiêu biểu | Thiết bị chế biến thực phẩm, đồ dùng nhà bếp, bồn rửa, đồ trang trí kiến trúc, linh kiện máy bơm và van. | Môi trường biển, chế biến hóa chất, sản xuất dược phẩm, thiết bị y tế, bộ trao đổi nhiệt. |
| Từ tính | Hơi từ tính | Hơi từ tính |
4.1 Thép không gỉ 304 so với 316: So sánh tính chất chính
Các loại thép không gỉ 304 và 316 nằm trong số các loại thép không gỉ austenit được sử dụng rộng rãi nhất. Mặc dù cả hai đều có khả năng chống ăn mòn, độ bền và khả năng định hình tuyệt vời, nhưng chúng khác nhau về thành phần hóa học và hiệu suất trong các môi trường cụ thể.
| Tài sản | Thép không gỉ 304 | Thép không gỉ 316 |
| Chống ăn mòn | – Tuyệt vời trong nhiều môi trường khác nhau – Dễ bị rỗ và ăn mòn khe hở trong môi trường clorua – Nguy cơ nứt do ăn mòn ứng suất ở nhiệt độ trên 60°C | – Khả năng chống ăn mòn tổng thể vượt trội – Được gọi là “cấp độ hàng hải” – Vẫn dễ bị rỗ, ăn mòn khe hở và SCC trong nước biển ấm |
| Đề xuất mức độ carbon thấp | 304L: Khả năng chống kết tủa cacbua tốt hơn trong môi trường ẩm ướt hoặc nhiệt độ cao | 316L: Khả năng chống kết tủa cacbua được cải thiện; thích hợp cho việc tiếp xúc lâu dài hoặc môi trường quan trọng |
| Khả năng chịu nhiệt | – Chịu được quá trình oxy hóa gián đoạn lên đến 870°C – Sử dụng liên tục đến 925°C – Không khuyến khích sử dụng liên tục trong nước giữa 425°C–860°C | – Thực hiện tương tự: 870°C không liên tục, 925°C liên tục – 316L được ưa chuộng cho dịch vụ nước trong 425°C–860°C phạm vi |
| Làm việc lạnh | – Làm cứng nhanh – Có thể cần ủ ở giai đoạn trung gian để tránh nứt – Nên ủ ở giai đoạn cuối để giảm ứng suất bên trong và phục hồi khả năng chống ăn mòn | – Dễ dàng cán, dập, cán đầu hoặc kéo – Nên ủ sau khi tạo hình nguội để phục hồi độ dẻo và giảm ứng suất |
| Tác dụng của công việc lạnh | Tăng cường sức mạnh và độ cứng | Tăng cường sức mạnh và độ cứng |
| Làm việc nóng | – Thực hiện tốt nhất tại 1149°C–1260°C – Làm nguội nhanh sau khi tạo hình giúp tăng tối đa khả năng chống ăn mòn | – Tránh làm việc ở dưới 927°C – Phạm vi lý tưởng: 1149°C–1260°C – Khuyến khích ủ sau khi gia công |
| Xử lý nhiệt | – Không thể làm cứng bằng xử lý nhiệt – Ủ dung dịch ở 1010°C–1120°C, tiếp theo là làm mát nhanh | – Không thể làm cứng bằng xử lý nhiệt – Cùng phạm vi ủ: 1010°C–1120°C với làm mát nhanh |
| Khả năng gia công | – Khả năng gia công tốt, nhưng cần cẩn thận – Giữ cho dụng cụ cắt sắc bén – Sử dụng các đường cắt nhẹ nhưng sâu – Sử dụng công cụ bẻ phoi – Sử dụng chất làm mát/bôi trơn dồi dào do độ dẫn nhiệt thấp | – Tương đương với 304 – Áp dụng cùng hướng dẫn gia công – Chất làm mát đầy đủ là cần thiết để tản nhiệt và giảm mài mòn dụng cụ |
4.2 So sánh tính chất cơ học và vật lý của thép không gỉ 304 và 316
Bảng này nêu bật sự khác biệt giữa 304 và 316 về độ bền kéo, giới hạn chảy, độ giãn dài, độ cứng, mật độ và nhiệt độ hoạt động tối đa—điều cần thiết để đánh giá tính phù hợp của chúng trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.
| Của cải | Thép không gỉ 304 | Thép không gỉ 316 |
| Tỉ trọng | 7,87–8,07 g/cm^3 | 7,87–8,07 g/cm^3 |
| Độ bền kéo (MPa) | 540–750 | 480–621 |
| Điểm nóng chảy (°C) | 1450 | 1.648–1.673 |
| Mô đun đàn hồi (GPa) | 193 | 193 |
| Điện trở suất (Ω.m) | 0,72 x 10-6 | 0,69–0,81 x 10-6 |
| Độ dẫn nhiệt (W/mK) | 16.2 | 13–17 |
| Sự giãn nở vì nhiệt (1/K) | 17,2 x 10^-6 | 15–18 x 10^-6 |
| Độ giãn dài khi đứt (%) | 70 | 60 |
| Độ cứng (Rockwell B) | 70 | 80 |
| Chống ăn mòn | Xuất sắc | Ngoại lệ |
| Từ tính | KHÔNG | KHÔNG |
| Khả năng định hình | Rất tốt | Tốt |
| Khả năng gia công (ủ) | Công bằng, nhưng tốt hơn 316 | Hội chợ |
4.3 Thành phần nguyên tố (%) trong thép không gỉ 304 so với 316
Ở đây chúng tôi so sánh các nguyên tố hợp kim chính trong thép không gỉ 304 và 316. Sự có mặt của molypden trong 316 là yếu tố chính tạo nên khả năng chống clorua và môi trường hóa chất khắc nghiệt vượt trội của nó.
| Yếu tố | Thép không gỉ 304 % | Thép không gỉ 316 % |
| Cacbon | 0.07 | 0.07 |
| Crom | 18,0 – 19,5 | 16,5 – 18,5 |
| Niken | 8.0 – 10.5 | 10.0 – 13.0 |
| Silic | 1 | 1 |
| mangan | 2 | 2 |
| Phốt pho | 0.045 | 0.045 |
| Lưu huỳnh | 0.015 | 0.015 |
| Nitơ | 0.1 | 0.1 |
| Molipden | – | 2.0 – 2.5 |
4.4 Tổng quan về đặc điểm: Thép không gỉ 304 so với 316
Tóm tắt này nêu ra những khác biệt chính về khả năng chống ăn mòn, chi phí, khả năng gia công và trường hợp sử dụng lý tưởng giữa thép không gỉ 304 và 316, cung cấp hướng dẫn rõ ràng để lựa chọn vật liệu phù hợp cho ứng dụng của bạn.
| Đặc trưng | thép không gỉ 304 | thép không gỉ 316 |
| Khả năng chống ăn mòn | Xuất sắc | Thậm chí còn tốt hơn |
| Từ tính | KHÔNG | KHÔNG |
| Khả năng hàn | Cao | Tốt |
| Cứng lại trong quá trình tạo hình nguội | Đúng | Đúng |
| Khả năng định hình | Rất tốt | Tốt |
| Khả năng gia công (ủ) | Công bằng, nhưng tốt hơn 316 | Hội chợ |
| Chịu được nhiệt độ cao | Cao | Cao |
| Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa | 1562°F | 1562°F |
5.0 Cách Nhận Biết Thép Không Gỉ 316 So Với Thép Không Gỉ 304
Bạn không thể phân biệt trực quan giữa thép không gỉ 316 và 304. Cả hai loại đều trông giống hệt nhau, đặc biệt là khi được đánh bóng hoặc hoàn thiện theo cùng một cách. Một miếng kim loại tấm làm từ 316 sẽ không khác gì so với miếng làm từ 304.
Vì không có sự khác biệt rõ ràng nên cách đáng tin cậy duy nhất để xác minh cấp vật liệu là thông qua Báo cáo thử nghiệm vật liệu (MTR). MTR cung cấp thành phần hóa học chính xác của thép và xác nhận xem đó là thép 304, 316 hay loại thép khác.
