Dưới đây là thông tin đầy đủ về các mác thép không gỉ (INOX)
và so sánh chúng với nhau. Hy vọng điều này giúp các bạn ra quyết định hợp lý
khi lựa chọn thép không gỉ cho ứng dụng của bạn.
Chọn một mác như thế
nào?
Thép không gỉ là những vật liệu gia công có các đặc điểm như
độ chống ăn mòn tốt, cứng và dễ kéo sợi. Chúng có thể dễ dàng đáp ứng một dải rộng
các tiêu chuẩn thiết kế, gồm khả năng chịu tải, vòng đời, và phí bảo trì thấp.
Lựa chọn các mác thép không gỉ phù hợp cần quan tâm đến bốn yếu tố sau (theo thứ
tự của tầm quan trọng):
1. Độ chống ăn mòn hay Độ chịu nhiệt: đây
là lý do chính để xác định loại thép không gỉ. Cần phải biết tính chất tự nhiên
của môi trường và mức độ ăn mòn hay khả năng chịu nhiệt.
2. Các thuộc tính cơ học: đặc biệt độ cứng
tại nhiệt độ phòng, nhiệt độ cao hay thấp. Kết hợp độ chống ăn mòn và độ cứng
là cơ sở để lựa chọn.
3. Các thao tác chế tạo: kéo sợi và cách sản
phẩm được tạo ra như thế nào (ví dụ: rèn, gia công cơ khí, tạo hình, hàn, dập,
cuộn, trượt…)
4. Tổng chi phí: gồm chi phí nguyên liệu
và sản xuất, cần xem xét cả chi phí tiết kiệm lũy kế của một sản phẩm tuổi thọ
cao mà không cần bảo trì.
Khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt và các thuộc tính cơ học đều
bị ảnh hưởng bởi các thành phần hóa học của thép không gỉ. Do thành phần của
thép không gỉ rất đa dạng, các thuộc tính kỹ thuật của chúng cũng vậy. Các
nguyên tố hợp kim chính của thép không gỉ bao gồm:
Crom:
Tạo màng bề mặt thụ động khiến thép không gỉ chống lại sự ăn
mòn.
Tăng khả năng chịu tải, cường độ chịu kéo và khả năng chịu
mài mòn.
Mangan
Cải thiện các thuộc tính khi gia công nhiệt.
Nếu dưới 2% sẽ không có tác dụng với độ cứng, độ dẻo và độ
dai.
Nếu trên 2% sẽ làm tăng độ cứng tổng hợp và độ bền kéo (giống
như trong mác 201).
Đóng vai trò quan trọng khi thay thế một phần niken trong
mác 201.
Ổn định cấu trúc austenitic.
Molypden
Tăng sức bền chống rão; độ cứng ở nhiệt độ cao; và khả năng
chống ăn mòn, đặc biệt trong sulfite,
sulfate, acetic acid và acetate, và trong không khí vùng nước mặn.
Mở rộng độ thụ động và xu hướng trung hòa các vết rỗ.
Nikel (Kền)
Ổn định cấu trúc austenitic.
Tăng độ cứng ở nhiệt độ cao; độ dẻo khiến thép không gỉ dễ tạo
hình hơn; và khả năng chống ăn mòn, đặc biệt trong công nghiệp và hàng hải và
các ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm và chế biến dệt may.
Silicon
Tăng khả năng chịu tải bằng cách tạo ra một thước đo ban đầu
chặt chẽ có thể chịu được thay đổi nhiệt độ theo chu kỳ; đồng thời cũng làm
tăng một chút độ bền kéo và độ rắn.
Chống thấm carbon ở nhiệt độ cao.
Khi chứa 1% hoặc hơn, sẽ cải thiện sức đề kháng với acid
sulfuric mạnh nhưng sẽ chỉ cải thiện một chút ít nếu pha loãng và không có tác
dụng gì với acid nitric.
Chú ý: Tính
dẻo giảm khi hàm lượng silicon tăng.
Lưu huỳnh – Phốt pho –
Selenium
Tăng khả năng gia công.
Giảm độ dẻo và độ bền kéo ngang.
Titanium – Columbi –
Tantali
Ngăn chặn sự ăn mòn giữa các hạt bằng cách ổn định carbon bằng
titanium hay columbium carbua.
Sinh ra kích thước hạt mịn hơn.
Giảm sức căng trong kéo sợi hay tạo dáng bằng cách thêm
chúng vào mác 430.
Danh mục các mác thép không gỉ
| Theo chuẩn SAE | Theo chuẩn UNS | % Cr | % Ni | % C | % Mn | % Si | % P | % S | % N | Các thành phần khác |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Austenitic | ||||||||||
| 201 | S20100 | 16–18 | 3.5–5.5 | 0.15 | 5.5–7.5 | 0.75 | 0.06 | 0.03 | 0.25 | - |
| 202 | S20200 | 17–19 | 4–6 | 0.15 | 7.5–10.0 | 0.75 | 0.06 | 0.03 | 0.25 | - |
| 205 | S20500 | 16.5–18 | 1–1.75 | 0.12–0.25 | 14–15.5 | 0.75 | 0.06 | 0.03 | 0.32–0.40 | - |
| 254[11] | S31254 | 20 | 18 | 0.02 max | - | - | - | - | 0.20 | 6 Mo; 0.75 Cu; "Super austenitic"; Tất cả các giá trị theo tên |
| 301 | S30100 | 16–18 | 6–8 | 0.15 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 302 | S30200 | 17–19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.1 | - |
| 302B | S30215 | 17–19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 2.0–3.0 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 303 | S30300 | 17–19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 1 | 0.2 | 0.15 min | - | Mo 0.60 (tùy chọn) |
| 303Se | S30323 | 17–19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 1 | 0.2 | 0.06 | - | 0.15 Se min |
| 304 | S30400 | 18–20 | 8–10.50 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.1 | - |
| 304L | S30403 | 18–20 | 8–12 | 0.03 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.1 | - |
| 304Cu | S30430 | 17–19 | 8–10 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | - | 3–4 Cu |
| 304N | S30451 | 18–20 | 8–10.50 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10–0.16 | - |
| 305 | S30500 | 17–19 | 10.50–13 | 0.12 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 308 | S30800 | 19–21 | 10–12 | 0.08 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 309 | S30900 | 22–24 | 12–15 | 0.2 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 309S | S30908 | 22–24 | 12–15 | 0.08 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 310 | S31000 | 24–26 | 19–22 | 0.25 | 2 | 1.5 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 310S | S31008 | 24–26 | 19–22 | 0.08 | 2 | 1.5 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 314 | S31400 | 23–26 | 19–22 | 0.25 | 2 | 1.5–3.0 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| 316 | S31600 | 16–18 | 10–14 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 | 2.0–3.0 Mo |
| 316L | S31603 | 16–18 | 10–14 | 0.03 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 | 2.0–3.0 Mo |
| 316F | S31620 | 16–18 | 10–14 | 0.08 | 2 | 1 | 0.2 | 0.10 min | - | 1.75–2.50 Mo |
| 316N | S31651 | 16–18 | 10–14 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10–0.16 | 2.0–3.0 Mo |
| 317 | S31700 | 18–20 | 11–15 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 max | 3.0–4.0 Mo |
| 317L | S31703 | 18–20 | 11–15 | 0.03 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 max | 3.0–4.0 Mo |
| 321 | S32100 | 17–19 | 9–12 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 max | Ti 5(C+N) min, 0.70 max |
| 329 | S32900 | 23–28 | 2.5–5 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.04 | 0.03 | - | 1–2 Mo |
| 330 | N08330 | 17–20 | 34–37 | 0.08 | 2 | 0.75–1.50 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 347 | S34700 | 17–19 | 9–13 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | - | Nb + Ta, 10 x C min, 1 max |
| 348 | S34800 | 17–19 | 9–13 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | - | Nb + Ta, 10 x C min, 1 max, but 0.10 Ta max; 0.20 Ca |
| 384 | S38400 | 15–17 | 17–19 | 0.08 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - |
| Theo chuẩn SAE | Theo chuẩn UNS | % Cr | % Ni | % C | % Mn | % Si | % P | % S | % N | Các thành phần khác |
| Ferritic | ||||||||||
| 405 | S40500 | 11.5–14.5 | - | 0.08 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.1–0.3 Al, 0.60 max |
| 409 | S40900 | 10.5–11.75 | 0.05 | 0.08 | 1 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | Ti 6 x (C + N) |
| 429 | S42900 | 14–16 | 0.75 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 430 | S43000 | 16–18 | 0.75 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 430F | S43020 | 16–18 | - | 0.12 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.15 min | - | 0.60 Mo (optional) |
| 430FSe | S43023 | 16–18 | - | 0.12 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.06 | - | 0.15 Se min |
| 434 | S43400 | 16–18 | - | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.75–1.25 Mo |
| 436 | S43600 | 16–18 | - | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.75–1.25 Mo; Nb+Ta 5 x C min, 0.70 max |
| 442 | S44200 | 18–23 | - | 0.2 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 446 | S44600 | 23–27 | 0.25 | 0.2 | 1.5 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| Theo chuẩn SAE | Theo chuẩn UNS | % Cr | % Ni | % C | % Mn | % Si | % P | % S | % N | Thành phần khác |
| Martensitic | ||||||||||
| 403 | S40300 | 11.5–13.0 | 0.60 | 0.15 | 1 | 0.5 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 410 | S41000 | 11.5–13.5 | 0.75 | 0.15 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 414 | S41400 | 11.5–13.5 | 1.25–2.50 | 0.15 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 416 | S41600 | 12–14 | - | 0.15 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.15 min | - | 0.060 Mo (optional) |
| 416Se | S41623 | 12–14 | - | 0.15 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.06 | - | 0.15 Se min |
| 420 | S42000 | 12–14 | - | 0.15 min | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 420F | S42020 | 12–14 | - | 0.15 min | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.15 min | - | 0.60 Mo max (optional) |
| 422 | S42200 | 11.0–12.5 | 0.50–1.0 | 0.20–0.25 | 0.5–1.0 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | - | 0.90–1.25 Mo; 0.20–0.30 V; 0.90–1.25 W |
| 431 | S41623 | 15–17 | 1.25–2.50 | 0.2 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 440A | S44002 | 16–18 | - | 0.60–0.75 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.75 Mo |
| 440B | S44003 | 16–18 | - | 0.75–0.95 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.75 Mo |
| 440C | S44004 | 16–18 | - | 0.95–1.20 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.75 Mo |
| Theo chuẩn SAE | Theo chuẩn UNS | % Cr | % Ni | % C | % Mn | % Si | % P | % S | % N | Các thành phần khác |
| Heat resisting | ||||||||||
| 501 | S50100 | 4–6 | - | 0.10 min | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.40–0.65 Mo |
| 502 | S50200 | 4–6 | - | 0.1 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0.40–0.65 Mo |
| Martensitic precipitation hardening | ||||||||||
| 630 | S17400 | 15-17 | 3-5 | 0.07 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | Cu 3-5, Ta 0.15-0.45 |
cuahangphamquang@gmail.com
http://cuahangphamquang.blogspot.com