Thép không gỉ là gì? Thuộc tính và ứng dụng

5/5 - (1 bình chọn)

Nhu cầu về thép không gỉ đang tăng với mức khổng lồ 5% mỗi năm. Năm 2019, sản lượng toàn cầu của nó đạt hơn 52 triệu tấn.

Hiện nay, một số ngành công nghiệp sử dụng thép không gỉ. Bên cạnh các công trình xây dựng truyền thống và hàng hải, các thiết bị gia dụng cũng đang có sự gia tăng trong việc sử dụng.

Bạn Đang Xem: Thép không gỉ là gì? Thuộc tính và ứng dụng

Trong khi thép không gỉ đắt hơn thép nhẹ , các đặc tính tuyệt vời của nó dẫn đến tăng tuổi thọ và giảm chi phí chu trình. Vì vậy, chi phí trả trước lớn hơn sẽ được đền đáp về lâu dài.

Bài viết này sẽ xem xét kỹ hơn kim loại này và điều gì khiến nó trở nên phổ biến trong các ngành công nghiệp khác nhau.

CHÚNG TÔI CUNG CẤP

Ty tán côn
thép râu bát neo
cốp pha
giàn giáo
máy xây dựng
xe rùa
Phụ Kiện M&E
Lưới và Kẽm Gai
Đinh Vít Kẽm

Thép không gỉ là gì?

Chúng ta biết rằng thép là hợp kim của sắt và cacbon với hàm lượng cacbon tối đa là 2,1%. Thép không gỉ là một nhóm thép có khả năng chống ăn mòn thông qua việc bổ sung các nguyên tố hợp kim .

Thuật ngữ thép không gỉ được sử dụng để mô tả một gia đình gồm khoảng 200 hợp kim thép với các đặc tính chống ăn mòn và nhiệt đáng kể. Phần trăm carbon có thể dao động từ 0,03% đến 1,2%.

Đặc điểm phân biệt của nó là lượng crom cao. Thép không gỉ chứa tối thiểu 10,5% crôm giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn và độ bền của nó.

Crom trong hợp kim tạo ra một lớp thụ động về quá trình oxy hóa khi tiếp xúc với không khí. Lớp này hoạt động như một lá chắn chống lại sự ăn mòn về cơ bản làm cho hợp kim chống gỉ. Cơ chế này cho phép giữ được vẻ ngoài không tì vết trong thời gian dài trong điều kiện làm việc bình thường.

Lợi ích của thép không gỉ

Thép không gỉ đã được sử dụng với thành công phi thường trong các ngành công nghiệp khác nhau trong hơn 70 năm. Mỗi năm trôi qua ngày càng có nhiều ứng dụng hơn khi những ưu điểm của nó ngày càng được xác định rộng rãi hơn.

Với sự gia tăng nhu cầu, sản xuất tăng lên khiến nó trở nên hợp lý hơn bao giờ hết. Nhu cầu tăng lên dẫn đến sự sẵn có ở các kích thước tiêu chuẩn cũng như phi tiêu chuẩn. Ngoài ra, có nhiều loại hoàn thiện bằng thép không gỉ để bạn lựa chọn.

Bên cạnh bề mặt hoàn thiện được đánh bóng, có sẵn một loạt các bề mặt có hoa văn và màu sắc. Điều này làm cho việc tìm kiếm một lựa chọn phù hợp cho nhu cầu của bạn có thể.

Thép không gỉ cũng có thể tái chế 100%. Trên thực tế, một nửa sản lượng thép không gỉ là từ sắt vụn. Điều này làm cho nó trở thành một vật liệu tương đối thân thiện với môi trường.

Trường hợp sử dụng

Thép không gỉ là một vật liệu cực kỳ linh hoạt. Nó được ưu tiên khi các đặc tính của thép và khả năng chống ăn mòn được yêu cầu song song.

Việc sử dụng đầu tiên của nó là trong dao kéo nhưng do đặc tính chống ăn mòn của nó. Tiếp theo, nó tìm đường đến với ngành công nghiệp hóa chất. Ngày nay, chúng ta có thể thấy thép không gỉ khá nhiều ở khắp mọi nơi.

Các trường hợp sử dụng khác nhau giữa các ngành. Ví dụ, việc sử dụng bao gồm chế tạo các bộ phận nhỏ cho đồng hồ đeo tay. Đồng thời, các tấm lớn với bề mặt hoàn thiện nhất định có thể bao phủ toàn bộ tòa nhà.

Một số ngành công nghiệp sử dụng rộng rãi thép không gỉ:

  • Thực phẩm và phục vụ
  • Hóa chất và dược phẩm
  • Sản xuất thiết bị y tế
  • Kiến trúc và xây dựng
  • Đồ gia dụng
  • Ngoài khơi và đóng tàu
  • Sản xuất ô tô
  • Năng lượng và công nghiệp

Các loại thép không gỉ

Có nhiều loại và độ hoàn thiện bề mặt của thép không gỉ tùy thuộc vào môi trường mà kim loại dự kiến ​​sẽ chịu được. Dựa trên cấu trúc vi mô, chúng có thể được phân thành bốn loại chính.

Thép không gỉ austenit

Thép không gỉ Austenit có Austenit là cấu trúc vi mô chính. Austenit là một dung dịch rắn của sắt và cacbon tồn tại trên nhiệt độ tới hạn là 723 ° C. Họ thép không gỉ này thể hiện độ bền cao và khả năng chống chịu nhiệt độ cao ấn tượng.

70% thép không gỉ là Austenit. Nó chứa ít nhất 16% crom và 6% niken.

Chất ổn định Austenit là các nguyên tố được thêm vào để thúc đẩy sự hình thành vi cấu trúc Austenit. Lớp thép không gỉ này là một kim loại không có từ tính và không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt . Khả năng chống ăn mòn có thể được thay đổi tùy thuộc vào môi trường sử dụng.

Thép không gỉ Ferritic

Thép Ferritic thường chỉ có crom như một nguyên tố hợp kim. Hàm lượng crom dao động từ 10,5 đến 18%. Chúng có khả năng chống ăn mòn trung bình và đặc điểm chế tạo kém. Phương pháp nhiệt luyện cũng không giúp làm cứng kim loại.

Chúng thường có khả năng kỹ thuật tốt hơn so với lớp Austenit. Không giống như lớp Austenit, chúng có từ tính. Chúng cũng có khả năng chống ăn mòn ứng suất tốt, dẫn đến độ mài mòn vật liệu ăn mòn thấp hơn .

Thép không gỉ kép

Duplex là một hỗn hợp của thép không gỉ Austenit và Ferit. Vì vậy, nó có các thuộc tính của cả hai thành phần của nó. Nó có crom cao và nồng độ niken thấp. Với độ bền kéo cao và khả năng hàn tốt, thép không gỉ duplex cung cấp những lợi thế độc đáo.

Nó cho thấy khả năng chống ăn mòn ứng suất tốt nhưng không bằng các loại ferit. Nó cứng hơn các lớp ferit nhưng thấp hơn các lớp Austenit.

Thép không gỉ Martensitic

Loại thép không gỉ này bao gồm hàm lượng cacbon cao và crom thấp hơn. Giống như các lớp ferritic, nó có từ tính. Nó có khả năng hàn kém hơn so với các loại khác nhưng nó có độ cứng cao hơn và có thể được xử lý nhiệt để cải thiện tính chất.

Thép không gỉ Martensitic sẽ có khả năng chống ăn mòn thấp hơn khi so sánh với các loại Austenit và Ferit có cùng hàm lượng crom và hợp kim.

Kết tủa làm cứng thép không gỉ

Nhóm phụ này cung cấp sự kết hợp của các đặc tính Austenit và Mactenxit. Độ cứng đạt được bằng cách thêm một hoặc nhiều nguyên tố như nhôm, molypden, niobi, titan và đồng.

Nó có khả năng phát triển độ bền kéo cao thông qua xử lý nhiệt. Nó chứa crom và niken là các nguyên tố hợp kim. Các cấp này được sử dụng trong các ứng dụng tốc độ cao như cánh tuabin.

Lớp thép không gỉ

Xem Thêm : Ống ren cây chống là gì? Có máy loại ống ren phụ kiện chống tăng

Có hàng trăm loại thép không gỉ trên thị trường ngày nay. Việc chọn một cái phù hợp cho ứng dụng của bạn là rất quan trọng vì các thuộc tính của chúng có thể hoàn toàn khác nhau.

Hệ thống AISI (American Iron and Steel Institute) để đặt tên thép không gỉ vẫn được ngành công nghiệp sử dụng. Hệ thống đánh số sử dụng các số có ba chữ số bắt đầu bằng 2, 3 hoặc 4.

200 loạt

Dòng này được sử dụng cho các lớp austenit có chứa mangan. Những loại thép crom mangan này có hàm lượng niken thấp (dưới 5%).

200 sê-ri được sử dụng trong:

  • Máy giặt
  • Dao kéo
  • Đồ ăn & thức uống
  • Công nghiệp ô tô
  • Thiết bị trong cửa, v.v.

300 series

Loạt này được sử dụng để đặt tên cho thép không gỉ Austenit với cacbon, niken và molypden là các nguyên tố hợp kim. Việc bổ sung molypden cải thiện khả năng chống ăn mòn trong môi trường axit trong khi niken cải thiện độ dẻo.

AISI 304 và 316 là các cấp phổ biến nhất trong loạt sản phẩm này. AISI 304 còn thường được gọi là thép 18/8 vì nó chứa 18% crom và 8% niken.

Thức ăn nóng trong hộp thép không gỉ

Các ứng dụng thép không gỉ sê-ri 300 bao gồm:

  • Ngành thực phẩm và đồ uống
  • Công nghiệp ô tô
  • Cấu trúc cho các môi trường quan trọng
  • Dụng cụ y tế
  • Đồ trang sức, v.v.

400 sê-ri

Hợp kim ferit và mactenxit tạo thành loạt thép không gỉ này. Các lớp này có sẵn để xử lý nhiệt. Cung cấp sự kết hợp tốt giữa sức mạnh và khả năng chống mài mòn cao. Tuy nhiên, các đặc tính chống ăn mòn thấp hơn 300 series.

Các ứng dụng cho dòng 400 bao gồm:

  • Thiết bị nông nghiệp
  • Trục động cơ
  • Các bộ phận tuabin khí, v.v.

Điểm SAE

Hệ thống đánh số SAE sử dụng mã số UNS gồm 1 chữ cái + 5 chữ số để chỉ định thép không gỉ. Loại AISI 304 phổ biến có S30400 là ký hiệu SAE của nó. Mặc dù hầu hết các hạng đều có chỉ định, nhưng các hạng độc quyền mới được phát triển có thể được chủ sở hữu đặt tên và không có bất kỳ mã SAE nào.

Tính chất cơ học thép không gỉ

Nếu bạn không chắc các thuộc tính được thảo luận dưới đây có nghĩa là gì, bạn có thể kiểm tra tổng quan của chúng tôi về các thuộc tính vật liệu để xem giải thích dài hơn về từng thuộc tính.

Sức mạnh năng suất

Tùy thuộc vào cấp, không gỉ có thể thể hiện độ bền cao và độ giãn dài thấp hoặc độ bền thấp và tính chất kéo dài cao. Chúng so sánh rất tốt với thép carbon khi nói đến sức mạnh năng suất.

Sức mạnh ở nhiệt độ cao

Thép không gỉ hoạt động tương đối tốt hơn các loại thép cacbon khác ở nhiệt độ cao hơn. Nó cho thấy khả năng chống cháy tốt hơn do hệ số duy trì độ bền cao ở nhiệt độ cao (trên 500 ° C). Nó cũng có hệ số duy trì độ cứng tốt hơn thép cacbon trên 300 ° C.

Sức căng

Khi nói đến độ bền kéo , thép không gỉ vượt trội hơn so với các vật liệu như nhôm, đồng thau và thép nhẹ.

Độ bền kéo cao nhất được thấy trong các lớp làm cứng kết tủa và mactenxit. Các lớp này có thể có độ bền kéo gấp đôi so với lớp 304 và 316 phổ biến. Đặc biệt, thép Duplex có tỷ lệ độ bền / độ dẻo cao.

Kháng đông lạnh

Một số loại thép không gỉ cực kỳ thành thạo trong việc xử lý phạm vi nhiệt độ rộng hơn. Thép Austenit thể hiện độ dẻo dai đặc biệt và độ bền kéo tăng lên ở nhiệt độ dưới 0. Điều này mở rộng phạm vi sử dụng của chúng đáng kể, mở ra con đường mới cho các ứng dụng hiện đại.

Mặt khác, các lớp làm cứng ferit, mactenxit và kết tủa không tốt ở nhiệt độ đông lạnh vì độ bền của chúng giảm khi nhiệt độ giảm.

Độ dẻo

Độ dẻo của các loại thép không gỉ khác nhau có thể khác nhau đáng kể. Một số loại có độ dẻo cao cho phép sử dụng các quy trình vẽ sâu vất vả.

Tỷ lệ chăm chỉ công việc cao hơn

Tính chất này đề cập đến khả năng tăng cường độ bền của kim loại thông qua các quá trình gia công nguội. Thép không gỉ có thể được ủ và gia công nguội để vận dụng sức mạnh của nó đến mức mong muốn.

Điều này có nghĩa là cùng một loại có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng bằng cách thay đổi độ bền của nó. Ví dụ, cùng loại có thể được sử dụng làm lò xo hoặc dây có thể uốn cong bằng cách ủ và làm nguội.

Độ dẫn điện và từ tính

Như tất cả các kim loại, thép không gỉ dẫn điện. Tuy nhiên, độ dẫn điện này cực kỳ thấp như trong trường hợp của tất cả các loại thép.

Trong các ngành công nghiệp có tiêu chuẩn vệ sinh cao hoặc thiết bị điện có thể bị ăn mòn hoặc môi trường ẩm ướt, vỏ bọc bằng thép không gỉ được sử dụng để bảo vệ.

Thép không gỉ Austenit không có từ tính, tuy nhiên, quá trình gia công nguội có thể được sử dụng để tạo ra các đặc tính từ tính ở một số cấp. Tất cả các loại khác hiển thị thuộc tính từ tính.

Tính chất hóa học thép không gỉ

Tính chất hóa học là điều làm cho vật liệu này trở nên đặc biệt và mang đến cho nó sự độc đáo.

Chống oxy hóa cao

Đặc tính phân biệt này của thép không gỉ là nguyên nhân cho nhiều ứng dụng độc đáo của nó trong ngành. Khả năng chống oxy hóa cao là kết quả của crôm trong thép không gỉ. Tỷ lệ crom có ​​thể lên đến 26% ở một số loại.

Các kim loại khác có thể được bảo vệ bằng các lớp phủ và sơn chống ăn mòn nhưng một khi nó bị mòn, quá trình ăn mòn sẽ bắt đầu. Trong trường hợp thép không gỉ, bất kỳ loại bỏ lớp phủ tự nhiên của ôxít crom do hư hỏng bề mặt sẽ tiếp theo là hình thành một lớp phủ mới trên bề mặt tiếp xúc để ngăn ngừa sự suy giảm ăn mòn.

Thép không giả

Trơ về mặt sinh học

Thép không gỉ trơ về mặt sinh học, làm cho nó trở thành một lựa chọn hợp lý cho các thiết bị y tế như dụng cụ phẫu thuật, vít và tấm chấn thương. Đặc tính này cũng khiến nó trở thành kim loại lý tưởng cho các sản phẩm dao kéo và thiết bị nhà bếp.

Kháng axit, bazơ và vật liệu hữu cơ

Xem Thêm : Top 5 lợi ích của việc sử dụng giàn giáo thép

Thép không gỉ có khả năng chống lại một loạt các hợp chất. Nó có khả năng chống lại axit, bazơ cũng như các hợp chất hữu cơ. Khả năng chống lại axit khác nhau đối với các cấp khác nhau. Một số loại có thể chống lại axit có nồng độ cao trong khi những loại khác có thể chỉ chống được ở nồng độ thấp.

Tương tự không phản ứng được quan sát với các hợp chất cơ bản và hợp chất hữu cơ. Điều này làm cho thép không gỉ trở thành vật liệu rất thích hợp để sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất để lưu trữ, xử lý và các quy trình khác.

Thép không gỉ cũng chống lại độ ẩm, muối, lưu huỳnh, carbon dioxide và các hợp chất clorua một cách dễ dàng. Điều này giúp nó tồn tại trong một số môi trường khắc nghiệt trong một thời gian dài hơn hầu hết các kim loại khác.

Các tài sản khác

Các đặc tính quan trọng không chỉ giới hạn ở cơ học và hóa học. Có những ứng dụng khác trong danh sách dưới đây hữu ích cho các ứng dụng khác nhau.

Khả năng tái chế

Như đã đề cập trước đây, việc tái chế thép không gỉ để sản xuất các sản phẩm mới là hoàn toàn có thể. Điều này làm giảm áp lực cho môi trường đối với nhu cầu thép của chúng tôi bằng cách yêu cầu ít nguyên liệu thô hơn cũng như giảm sự hình thành chất thải.

Bản chất không phân hủy sinh học của nó cũng ngăn không cho nó làm ô nhiễm các nguồn tài nguyên vì nó không bị phân hủy và thấm vào đất hoặc các hồ chứa nước.

Quá dễ để làm việc với

Thép không gỉ có khả năng gia công cao và khả thi cho phép một nhà thiết kế tạo ra các hình dạng và sản phẩm phức tạp. Dịch vụ cắt laser inox , gia công CNC , uốn … đều được cung cấp mà không cần bất kỳ thiết bị đặc biệt nào.

Khả năng quản lý

Các sản phẩm bằng thép không gỉ dễ dàng làm sạch bằng các sản phẩm gia dụng không độc hại như chất tẩy rửa, xà phòng hoặc chất lỏng tẩy rửa. Điều này giúp chúng trông như mới trong thời gian dài tăng tuổi thọ sử dụng.

Điều này cuối cùng làm giảm lãng phí và làm cho giá trị mua ban đầu tương đối đắt tiền về lâu dài.

Khiếu thẩm mỹ

Các sản phẩm bằng thép không gỉ có độ sáng bóng cao nên là lựa chọn lý tưởng cho các bề mặt tiếp xúc. Nó có nhiều loại hoàn thiện từ sáng đến mờ. Nó có thể được chải, khắc, dập nổi và nhuộm màu để tạo hiệu ứng.

Các nguyên tố hợp kim

Khi nói đến thép không gỉ, có một số lượng lớn các loại có sẵn để lựa chọn. Tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim được thêm vào, các thuộc tính có thể thay đổi đáng kể. Nó phụ thuộc vào các yêu cầu đối với ứng dụng để chọn tùy chọn hiệu quả về chi phí phù hợp nhất.

Hãy xem những yếu tố hợp kim nào có thể được thêm vào và chúng ảnh hưởng như thế nào đến sản phẩm cuối cùng.

Chromium

Crom là nguyên tố hợp kim xác định trong thép không gỉ. Nó mang lại cho thép thuộc tính ‘không gỉ’. Lớp crom oxit thụ động cùng với sự bảo vệ của bề mặt cũng ngăn chặn sự khuếch tán oxy vào kim loại, giúp bảo vệ cấu trúc bên trong của kim loại khỏi bị ăn mòn.

Các ion crom oxit cũng có kích thước tương tự như các phân tử thép dẫn đến liên kết bền vững giữa chúng. Điều này cho phép các ion oxit vẫn bám chặt vào bề mặt trong điều kiện làm việc bình thường.

Tối thiểu 10,5% là cần thiết để thép trở nên “không gỉ”. Tuy nhiên, việc thêm nhiều crôm hơn nữa là phổ biến để tăng khả năng chống ăn mòn.

Crom cũng hoạt động như một chất ổn định ferit gây ra sự hình thành vi cấu trúc ferit trong hợp kim.

Niken

Niken được thêm vào để cải thiện hơn nữa khả năng chống ăn mòn. Nó cũng là một chất ổn định austenite, thúc đẩy sự hình thành của austenite.

Thêm 8-9% niken sẽ có được cấu trúc Austenit hoàn toàn cung cấp các đặc tính hàn tuyệt vời. Việc tăng tỷ lệ niken hơn nữa mang lại các đặc tính tốt hơn cho khả năng làm việc và chống ăn mòn.

Đồng

Đồng cũng hoạt động như một chất ổn định Austenit và cải thiện tính chất chống ăn mòn và làm cứng.

Thêm nó tạo ra các sản phẩm thép không gỉ phù hợp với các điều kiện làm việc lạnh cần thiết với vít và đinh.

Silicon

Bổ sung silicon cải thiện khả năng chống chịu của thép không gỉ đối với axit nitric và sulfuric đậm đặc. Nó cũng thúc đẩy sự hình thành ferit và làm cho kim loại có khả năng chống oxy hóa.

Nitơ

Nitơ là chất ổn định Austenit và nó cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn cục bộ. Ăn mòn cục bộ đề cập đến các hiện tượng như ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ hở và ăn mòn giữa các hạt.

Molypden

Molypden và vonfram cải thiện các đặc tính chống ăn mòn chung và cục bộ. Trước đây là chất ổn định ferit và do đó, khi được sử dụng trong hợp kim Austenit, phải được cân bằng với chất ổn định Austenit để duy trì thành phần Austenit.

Molypden cũng tăng cường độ bền nhiệt độ cao khi được thêm vào thép không gỉ mactenxit. Thêm vonfram với molypden cũng cải thiện các tính chất nêu trên.

Mangan

Mangan cải thiện các đặc tính của sức mạnh, độ dẻo dai và độ cứng của thép không gỉ. Việc bổ sung mangan giúp kim loại hoạt động tốt hơn trong các quá trình làm việc nóng.

Mangan cũng thúc đẩy giải pháp nitơ trong thép không gỉ và do đó, có thể được thêm vào để thay thế niken trong thép không gỉ bằng nitơ.

Phần kết luận

Thép không gỉ mang lại khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt bên cạnh các đặc tính thông thường của thép. Nó cung cấp tất cả các ưu điểm của thép cùng với một số ưu điểm của riêng nó. Nó không dễ bị ăn mòn, chịu được môi trường thô ráp tốt hơn và có tuổi thọ dài hơn.

Nhưng nó không phải là sự thật hoàn toàn rằng nó là chống lại vết bẩn. Thứ nhất, khả năng chống ăn mòn phụ thuộc vào cấp. Tuy nhiên, các điều kiện bất thường xung quanh như oxy thấp, tuần hoàn kém và độ mặn cao có thể làm nó bị ố vàng không thể phục hồi.

Bất chấp những rủi ro nêu trên, thép không gỉ là một vật liệu kỳ diệu và có tác động tích cực cao đến toàn ngành công nghiệp. Do có rất nhiều cấp với các thuộc tính khác nhau, nên luôn có một cấp hoàn hảo cho một ứng dụng. Điều cần thiết là lựa chọn lớp một cách khôn ngoan để đảm bảo đầu tư hiệu quả.

Công Ty TNHH Phụ Kiện và Cốp Pha Việt

Địa chỉ: 19A Nguyễn Văn Bứa, Xuân Thới Sơn, Hóc Môn,Thành phố Hồ Chí Minh 760000

Hotline - Zalo : 0967 84 99 34 - 0932 087 886

Email: info@copphaviet.com - dohungphat@gmail.com

Website : https://copphaviet.com

hotline 1

0932 087 886

hotline