CÓ BAO NHIÊU LOẠI THÉP KHÔNG GỈ - (Inox) ?

Ngày đăng: 31/05/2024 02:53 PM

CÓ BAO NHIÊU LOẠI THÉP KHÔNG GỈ?

Thép không gỉ thường được chia thành 5 loại:

Ferritic - Những loại thép này được làm từ Crom với một lượng nhỏ Carbon, thường dưới 0,10%. Những loại thép này có cấu trúc vi mô tương tự như thép cacbon và thép hợp kim thấp. Chúng thường bị hạn chế sử dụng ở những phần tương đối mỏng do mối hàn không có độ bền. Tuy nhiên, ở những nơi không cần hàn, chúng có nhiều ứng dụng. Chúng không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt. Thép có hàm lượng Crom cao có bổ sung Molypden có thể được sử dụng trong các điều kiện khá khắc nghiệt như nước biển. Thép Ferit cũng được chọn vì khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất. Chúng không có khả năng định hình như thép không gỉ austenit. Chúng có từ tính.

THÉP KHÔNG GỈ FERRITIC

Giới thiệu

Thép không gỉ là tên được đặt cho một họ thép chịu nhiệt và ăn mòn có chứa tối thiểu 10,5% crôm. Giống như có nhiều loại thép cacbon kết cấu và kỹ thuật đáp ứng các yêu cầu khác nhau về độ bền, khả năng hàn và độ bền, cũng có nhiều loại thép không gỉ có mức độ chống ăn mòn và độ bền ngày càng cao hơn. Điều này là kết quả của việc bổ sung có kiểm soát các nguyên tố hợp kim, mỗi nguyên tố mang lại những thuộc tính cụ thể về độ bền và khả năng chống lại các môi trường khác nhau. Các loại thép không gỉ có sẵn có thể được phân thành năm họ cơ bản: ferritic, martensitic, austenitic, duplex và kết tủa cứng.

Thép không gỉ Ferit

Thép không gỉ Ferritic có cấu trúc tinh thể “lập khối tập trung vào cơ thể”, (bcc), giống như cấu trúc của sắt nguyên chất ở nhiệt độ phòng.

Nguyên tố hợp kim chính là crom, với hàm lượng thường từ 11 đến 17%, mặc dù hàm lượng crom cao hơn khoảng 29% được tìm thấy ở một loại chuyên dụng. Carbon được giữ ở mức thấp dẫn đến những loại thép này có độ bền hạn chế. Chúng không thể cứng lại bằng cách xử lý nhiệt và có cường độ năng suất khi ủ trong khoảng từ 275 đến 350 MPa.

Thép ferritic thường có giá thành thấp hơn so với thép austenit do không có niken. Chúng thường được cho là có khả năng chống ăn mòn thấp hơn. Tuy nhiên, các loại ổn định như 1.4509 và 1.4521 nhìn chung có khả năng chống ăn mòn tương tự như 1.4301, (304) và 1.4401, (316). Những nhược điểm chính của ferritic là:

Độ dẻo dai hạn chế - Không thể chấp nhận được ở nhiệt độ dưới 0

Khả năng định hình - Tốt cho việc vẽ sâu, nhưng không tạo hình căng do độ dẻo thấp hơn

Khả năng hàn - Sự phát triển hạt nhanh ở các phần dày, (lớn hơn khoảng 3 mm), dẫn đến độ bền của mối hàn kém so với austenit.

Tuy nhiên, chúng là nhóm sắt từ “mềm” và do đó có một số ứng dụng đặc biệt, ví dụ như làm lõi điện từ.

Thông tin chi tiết về các loại này có sẵn trong bài viết Các loại thép không gỉ ferritic có liên quan.

Austenitic - Những loại thép này là phổ biến nhất. Cấu trúc vi mô của chúng có nguồn gốc từ việc bổ sung Niken, Mangan và Nitơ. Đó là cấu trúc tương tự như xảy ra ở thép thông thường ở nhiệt độ cao hơn nhiều. Cấu trúc này mang lại cho các loại thép này sự kết hợp đặc trưng giữa khả năng hàn và khả năng tạo hình. Khả năng chống ăn mòn có thể được tăng cường bằng cách thêm Crom, Molypden và Nitơ. Chúng không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt, nhưng có đặc tính hữu ích là có thể được làm cứng đến mức cường độ cao trong khi vẫn giữ được mức độ dẻo và dai hữu ích. Thép austenit tiêu chuẩn dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất. Thép austenit có hàm lượng niken cao hơn có khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất cao hơn. Về danh nghĩa, chúng không có từ tính, nhưng thường thể hiện một số phản ứng từ tính tùy thuộc vào thành phần và độ cứng của thép.

THÉP KHÔNG GỈ AUSTENITIC

Giới thiệu

Thép không gỉ Austenit

Thép không gỉ Austenitic có cấu trúc tinh thể “khối tâm mặt”, (fcc), giống như sắt nguyên chất ở nhiệt độ A3 trên ₉₁₀ o ^C. Sắt nguyên chất duy trì cấu trúc này cho đến khi đạt đến _A4 nhiệt độ 1390 ^o C, tại đó nó trở lại cấu trúc BCC.

Ở loại thép không gỉ này về cơ bản có hai nguyên tố hợp kim chính là Crom và Niken. Thép không gỉ austenit cổ điển là hợp kim “18:8” chứa 18% Crom và 8% Niken. Trong các hợp kim này, chúng chủ yếu dựa vào việc bổ sung Niken để ổn định cấu trúc Austenitic/FCC, nhưng các nguyên tố khác như Mangan, Đồng và Nitơ cũng thể hiện đặc tính ổn định cấu trúc Austenitic. Những loại thép này không thể xử lý nhiệt nên không thể làm cứng theo cách này, tuy nhiên, tùy thuộc vào thành phần chính xác của chúng, chúng có thể cho thấy mức độ tôi cứng rất cao.

Do cấu trúc hình khối tập trung vào mặt nên chúng có độ dẻo cao và có thể dễ dàng tạo thành nhiều hình dạng khác nhau.

Thành phần của chúng có thể được thay đổi để tối đa hóa khả năng tạo hình, cho dù đây là để vẽ sâu hay tạo hình căng.

Cấu trúc lập phương tâm mặt của chúng cũng có nghĩa là chúng không có từ tính, nhưng một số thành phần nhất định trong nhóm này có thể trở nên có từ tính yếu, đặc biệt là sau khi gia công nguội. Tuy nhiên, cũng có thể điều chỉnh thành phần của chúng để chúng không trở nên có từ tính dù chỉ một chút sau khi làm việc như vậy.

Thép không gỉ Austenitic thường thể hiện khả năng hàn tốt và độ bền rất tốt ngay cả ở nhiệt độ đông lạnh, tức là chúng không thể hiện sự chuyển đổi từ dẻo sang giòn khi nhiệt độ giảm.

Martensitic - Những loại thép này tương tự như thép ferritic dựa trên Crom, nhưng có hàm lượng Carbon cao hơn, lên tới 1%. Điều này cho phép chúng được làm cứng và tôi luyện giống như thép carbon và thép hợp kim thấp. Chúng được sử dụng ở những nơi cần cường độ cao và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Chúng phổ biến hơn một chút ở các sản phẩm dài hơn ở dạng tấm và tấm. Nhìn chung chúng có khả năng hàn và định dạng thấp. Chúng có từ tính.

THÉP KHÔNG GỈ MARTENSITIC

Giới thiệu

Thép không gỉ Martensitic

Thép không gỉ Martensitic tương tự như thép hợp kim thấp hoặc thép cacbon. Trong điều kiện ủ, chúng có cấu trúc tương tự như ferritic, nhưng khi cứng lại, chúng có 'tứ giác tâm khối', (bct), mạng tinh thể, chứ không phải là mạng tinh thể lập phương tâm khối, (bcc). Do việc bổ sung carbon một cách có chủ ý, chúng có thể được làm cứng và tăng cường bằng cách xử lý nhiệt, theo cách tương tự như nhiều loại thép hợp kim carbon/cacbon. Chúng được xếp vào nhóm sắt từ “cứng”. Nguyên tố hợp kim chính là crom, với hàm lượng điển hình là 12-15%.

Trong điều kiện ủ, (nơi chúng có cấu trúc mạng tinh thể, (bcc), tâm khối), chúng có giới hạn chảy kéo khoảng 275 MPa., và vì vậy chúng thường được gia công, tạo hình nguội hoặc gia công nguội trong điều kiện này . Độ bền thu được khi xử lý nhiệt phụ thuộc vào hàm lượng cacbon của hợp kim. Việc tăng hàm lượng carbon làm tăng độ bền và độ cứng nhưng làm giảm độ dẻo và độ dẻo dai. Các loại carbon cao hơn có khả năng được xử lý nhiệt đến độ cứng 60 HRC.

Khả năng chống ăn mòn tối ưu đạt được trong điều kiện được xử lý nhiệt, tức là cứng và tôi luyện. Ủ sau khi đông cứng, đồng thời làm mềm thép phần nào, cũng khôi phục lại mức độ dẻo. Các loại Martensitic đã được phát triển với việc bổ sung nitơ và niken, nhưng với hàm lượng carbon thấp hơn các loại truyền thống. Những loại thép này đã cải thiện độ dẻo dai, khả năng hàn và chống ăn mòn

Ví dụ về các loại martensitic là 420S45, (1.4028) và 431, (1.4057), là các loại có thể làm cứng cacbon truyền thống và 248SV, (1.4418), là một trong các loại có hàm lượng cacbon/nitơ thấp.

Duplex - Những loại thép này có cấu trúc vi mô chứa khoảng 50% ferritic và 50% austenit. Điều này mang lại cho chúng độ bền cao hơn thép ferit hoặc thép austenit. Chúng có khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất. Vì vậy, được gọi là thép “song công” được chế tạo để có khả năng chống ăn mòn tương đương với thép austenit tiêu chuẩn, nhưng được tăng cường độ bền và khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất. Thép “Siêu song công” đã tăng cường độ bền và khả năng chống lại mọi hình thức ăn mòn so với thép austenit tiêu chuẩn. Chúng có thể hàn được nhưng cần cẩn thận trong việc lựa chọn vật liệu hàn và nguồn nhiệt đầu vào. Chúng có khả năng định dạng vừa phải. Chúng có từ tính, nhưng không nhiều như các loại ferritic, martensitic và PH, do pha austenit 50%.

THÉP KHÔNG GỈ DuplexG - HƯỚNG DẪN ĐƠN GIẢN HÓA

Thép không gỉ Duplex– Hướng dẫn đơn giản

Thép không gỉ Duplex đang trở nên phổ biến hơn. Chúng đang được cung cấp bởi tất cả các nhà máy thép không gỉ lớn vì một số lý do:

Sức mạnh cao hơn dẫn đến tiết kiệm trọng lượng

Khả năng chống ăn mòn cao hơn đặc biệt là nứt ăn mòn ứng suất

Ổn định giá tốt hơn giá thấp hơn

Cứ 2-3 năm lại có một hội nghị về chủ đề Duplex, nơi trình bày hàng chục bài báo mang tính kỹ thuật cao. Có rất nhiều hoạt động tiếp thị xung quanh các lớp này. Các lớp mới đang được công bố thường xuyên.

Tuy nhiên, ngay cả với tất cả sự quan tâm này, ước tính tốt nhất về thị phần toàn cầu của duplex là từ 1 đến 3%. Mục đích của bài viết này là cung cấp hướng dẫn đơn giản về loại thép này. Những ưu điểm và nhược điểm sẽ được mô tả.

Nguyên lý của thép không gỉ Duplex

Ý tưởng về thép không gỉ Duplex có từ những năm 1920 với sản phẩm đúc đầu tiên được thực hiện tại Avesta ở Thụy Điển vào năm 1930. Tuy nhiên, chỉ trong 30 năm trở lại đây, thép Duplex mới bắt đầu “cất cánh” một cách đáng kể. Điều này chủ yếu là do những tiến bộ trong kỹ thuật sản xuất thép, đặc biệt là liên quan đến việc kiểm soát hàm lượng nitơ.

Các loại thép austenit tiêu chuẩn như 304, (1.4301) và thép ferit như 430, (1.4016), tương đối dễ chế tạo và chế tạo. Như tên gọi của chúng ngụ ý, chúng chủ yếu bao gồm một pha, austenite hoặc ferrite. Mặc dù các loại này phù hợp với nhiều ứng dụng nhưng có một số điểm yếu kỹ thuật quan trọng ở cả hai loại:

Austenitic - cường độ thấp, (200 MPa 0,2% PS trong điều kiện ủ dung dịch), khả năng chống ăn mòn ứng suất thấp

Ferritic – cường độ thấp, (cao hơn một chút so với austenit, 250 MPa 0,2% PS), khả năng hàn kém ở các phần dày, độ bền nhiệt độ thấp kém

Ngoài ra, hàm lượng niken cao trong các loại austenit dẫn đến biến động giá cả, điều này không được nhiều người dùng cuối mong muốn.

Ý tưởng cơ bản của Duplex là tạo ra thành phần hóa học dẫn đến hỗn hợp ferit và austenit gần như bằng nhau. Sự cân bằng các pha này mang lại những điều sau:

Độ bền cao hơn – Phạm vi 0,2% PS cho các loại Duplex hiện tại là từ 400 – 550 MPa. Điều này có thể dẫn đến giảm độ dày phần và do đó giảm trọng lượng. Ưu điểm này đặc biệt có ý nghĩa đối với các ứng dụng như:
- Bình chịu áp lực và bể chứa
- Ứng dụng kết cấu, ví dụ như cầu

Khả năng hàn tốt ở các phần dày – Không đơn giản như austenit, nhưng tốt hơn nhiều so với ferritic.

Độ dẻo dai tốt - Tốt hơn nhiều so với ferritic, đặc biệt ở nhiệt độ thấp, thường xuống tới âm 50 độ. C, kéo dài đến âm 80 độ. C.

Khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất - Thép austenit tiêu chuẩn đặc biệt dễ bị ăn mòn kiểu này. Các loại ứng dụng mà lợi thế này rất quan trọng bao gồm:
- Bể nước nóng
- Bể nấu bia
- Nhà máy xử lý
- Cấu trúc bể bơi

Làm thế nào đạt được sự cân bằng Austenite/Ferrite

Để hiểu cách thức hoạt động của thép Duplex, trước tiên hãy so sánh thành phần của hai loại thép quen thuộc là austenit 304, (1.4301) và ferritic 430, (1.4016).

Kết cấu	Cấp	Số VN	C	Sĩ	Mn	P	S	N	Cr	Ni	Mơ
Ferit	430	1.4016	0,08	1,00	1,00	0,040	0,015	–	16.0/18.0	–	–
Austenit	304	1.4301	0,07	1,00	2,00	0,045	0,015	0,11	17,5/19,5	8,0/10,5	–

Các yếu tố quan trọng trong thép không gỉ có thể được phân loại thành chất ferritisers và austenitisers. Mỗi phần tử thiên về cấu trúc này hay cấu trúc khác, như sau:

Chất ferritisers – Cr (crom), Si (silicon), Mo (molypden), W (vonfram), Ti (titan), Nb (niobium)

Austenitisers – C (carbon), Ni (niken), Mn (mangan), N (nitơ), Cu (đồng)

Lớp 430 có ưu thế là ferritisers, và cấu trúc ferrit cũng vậy. Lớp 304 trở thành austenit chủ yếu thông qua việc sử dụng khoảng 8% niken. Để có được cấu trúc Duplex với khoảng 50% mỗi pha, phải có sự cân bằng giữa chất austenitiser và ferritiser. Điều này giải thích tại sao hàm lượng niken trong thép song công thường thấp hơn so với thép austenit.

Dưới đây là một số thành phần điển hình của thép không gỉ Duplex:

Cấp	EN Không/UNS	Kiểu	Xấp xỉ. Thành phần
			Cr	Ni	Mơ	N	Mn	W	Củ
2101 LDX	1.4162/S32101	Độ nghiêng	21,5	1,5	0,3	0,22	5	–	–
DX2202	1.4062/S32202	Độ nghiêng	23	2,5	0,3	0,2	1,5	–	–
RDN 903	1.4482/S32001	Độ nghiêng	20	1.8	0,2	0,11	4.2	–	–
2304	1.4362/S32304	Độ nghiêng	23	4,8	0,3	0,10	–	–	–
2205	1.4462/S31804/S32205	Tiêu chuẩn	22	5,7	3.1	0,17	–	–	–
2507	1.4410/S32750	siêu	25	7	4	0,27	–	–	–
Zeron 100	1.4501/S32760	siêu	25	7	3.2	0,25	–	0,7	0,7
Ferrinox 255/ 2507Cu	1.4507/S32520/S32550	siêu	25	6,5	3,5	0,25	–	–	1,5

Ở một số loại được phát triển gần đây, nitơ và mangan được sử dụng cùng nhau để đưa hàm lượng niken xuống mức rất thấp. Điều này có tác dụng có lợi cho việc ổn định giá cả.

Hiện tại, chúng ta vẫn đang trong giai đoạn phát triển thép Duplex. Vì vậy, mỗi nhà máy đang quảng bá thương hiệu riêng của mình. Người ta thường đồng ý rằng có quá nhiều lớp. Tuy nhiên, điều này có thể sẽ tiếp tục cho đến khi “người chiến thắng” xuất hiện.

Khả năng chống ăn mòn của thép Deplex

Phạm vi của thép Duplex cho phép chúng có khả năng chống ăn mòn phù hợp với các loại thép austenit và ferit. Không có thước đo duy nhất về khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng Số tương đương khả năng chống rỗ, (PREN), làm phương tiện xếp hạng các cấp, một trong những công thức thường được sử dụng cho tham số này là: -

PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N

Bảng sau đây cho thấy thép Duplex so sánh với một số loại austenit và ferritic như thế nào.

Cấp	EN Không/UNS	Kiểu	PREN điển hình
430	1.4016/S43000	Ferit	18
304	1.4301/S30400	Austenit	19
441	1.4509/S43932	Ferit	19
RDN 903	1.4482/S32001	Deplex	22
316	1.4401/S31600	Austenit	24
444	1.4521/S44400	Ferit	24
316L 2,5 tháng	1.4435	Austenit	26
2101 LDX	1.4162/S32101	Deplex	26
2304	1.4362/S32304	Deplex	26
DX2202	1.4062/ S32202	Deplex	27
904L	1.4539/N08904	Austenit	34
2205	1.4462/S31804/S32205	Deplex	35
Zeron 100	1.4501/S32760	Deplex	41
Ferrinox 255/ 2507Cu	1.4507/S32520/S32550	Deplex	41
2507	1.4410/S32750	Deplex	43
6% tháng	1.4547/S31254	Austenit	44

Cần phải nhấn mạnh rằng bảng này chỉ là hướng dẫn lựa chọn vật liệu. Điều quan trọng là phải đánh giá sự phù hợp của một thiết bị cụ thể với kiến thức đầy đủ về môi trường ăn mòn.

Nứt ăn mòn ứng suất (SCC)

SCC là một dạng ăn mòn xảy ra với sự kết hợp cụ thể của các yếu tố:

Ứng suất kéo

Môi trường ăn mòn

Nhiệt độ đủ cao. Thông thường 50 độ. C, nhưng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 25 độ. C trong các môi trường cụ thể, đặc biệt là bể bơi.

Thật không may, các loại thép austenit tiêu chuẩn như 304, (1.4301) và 316, (1.4401), lại dễ bị SCC nhất. Các vật liệu sau đây ít bị SCC hơn:

Thép không gỉ Ferit

Thép không gỉ kép

Thép không gỉ austenit có hàm lượng niken cao

Khả năng chống lại SCC làm cho thép Duplex trở thành vật liệu phù hợp cho nhiều quy trình hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, đặc biệt là:

Nồi hơi nước nóng

Bể nấu bia

Khử muối

Cấu trúc thép không gỉ Duplex trong bể bơi được biết là dễ bị SCC. Việc sử dụng thép không gỉ austenit tiêu chuẩn như 304 và 316 bị cấm trong ứng dụng này, tức là khi có yêu cầu về khả năng chịu tải và/hoặc các cân nhắc về an toàn. Các loại thép tốt nhất để sử dụng cho mục đích này là thép austenit có hàm lượng niken cao như loại 6% Mo. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các loại thép Duplex như 2205, (1.4462) và các loại Super Duplex có thể được xem xét.

Rào cản khi sử dụng thép Duplex

Sự kết hợp hấp dẫn giữa độ bền cao, khả năng chống ăn mòn rộng, khả năng hàn vừa phải dường như mang lại tiềm năng lớn để tăng thị phần của thép không gỉ Duplex. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải hiểu những hạn chế của thép không gỉ Duplex và tại sao chúng luôn có khả năng trở thành “người chơi thích hợp”.

Ưu điểm về độ bền cao ngay lập tức trở thành nhược điểm khi xét đến khả năng tạo hình và khả năng gia công. Độ bền cao cũng đi kèm với độ dẻo thấp hơn so với các loại austenit. Do đó, bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu mức độ cao về khả năng định dạng, ví dụ như bồn rửa, đều bị loại trừ đối với cấp độ Duplex. Ngay cả khi độ dẻo đủ, cần có lực cao hơn để tạo thành vật liệu, ví dụ như khi uốn ống. Có một ngoại lệ đối với quy tắc thông thường về khả năng gia công kém hơn, cấp 1.4162.

Việc luyện kim thép không gỉ Duplex phức tạp hơn nhiều so với thép austenit hoặc ferit. Đây là lý do tại sao hội nghị 3 ngày có thể được dành riêng cho Duplex! Yếu tố này có nghĩa là chúng khó sản xuất và chế tạo hơn tại nhà máy.

Ngoài ferrite và austenite, thép song công cũng có thể tạo thành một số pha không mong muốn nếu thép không được xử lý chính xác, đặc biệt là trong xử lý nhiệt. Hai trong số các giai đoạn quan trọng nhất được minh họa trong sơ đồ dưới đây:

pha sigma
độ giòn 475 độ

Cả hai giai đoạn này đều dẫn đến hiện tượng giòn, tức là mất độ bền va đập.

Sự hình thành pha sigma rất có thể xảy ra khi tốc độ làm nguội trong quá trình sản xuất hoặc hàn không đủ nhanh. Thép có độ hợp kim càng cao thì xác suất hình thành pha sigma càng cao. Vì vậy, thép superduplex dễ gặp phải vấn đề này nhất.

Độ giòn 475 độ là do sự hình thành của một pha gọi là α', (nguyên tố alpha). Mặc dù nhiệt độ tồi tệ nhất là 475 độ. C, nó vẫn có thể hình thành ở nhiệt độ thấp tới 300 độ. C. Điều này dẫn đến hạn chế về nhiệt độ sử dụng tối đa đối với thép song công. Hạn chế này làm giảm phạm vi ứng dụng tiềm năng hơn nữa.

Ở đầu bên kia của thang đo, có một hạn chế về việc sử dụng thép không gỉ Duplex ở nhiệt độ thấp so với các loại austenit. Không giống như thép austenit, thép Duplex thể hiện sự chuyển tiếp dẻo-giòn trong thử nghiệm va đập. Nhiệt độ thử nghiệm điển hình là âm 46 độ. C cho các ứng dụng dầu khí ngoài khơi. Âm 80 độ. C là nhiệt độ thấp nhất thường gặp đối với thép Duplex.

Tiến xa hơn với thép không gỉ Duplex.
Thông tin chi tiết hơn về Duplex có thể được tìm thấy tại:

Hướng dẫn thực hành để chế tạo thép không gỉ Duplex

Tóm tắt các đặc điểm Duplex

Độ bền thiết kế gấp đôi của thép không gỉ austenit và ferritic

Phạm vi chống ăn mòn rộng để phù hợp với ứng dụng

Độ dẻo dai tốt xuống âm 80 độ. C, nhưng không phải là ứng dụng đông lạnh thực sự

Khả năng chống ăn mòn ứng suất đặc biệt

Có thể hàn cẩn thận ở những phần dày

Khó tạo hình và gia công hơn austenit

Giới hạn ở 300 độ. C tối đa

Làm cứng kết tủa (PH) - Những loại thép này có thể phát triển cường độ rất cao bằng cách thêm các nguyên tố như Đồng, Niobium và Nhôm vào thép. Với phương pháp xử lý nhiệt “lão hóa” phù hợp, các hạt rất mịn sẽ hình thành trong ma trận thép giúp tạo ra độ bền. Những loại thép này có thể được gia công thành những hình dạng khá phức tạp đòi hỏi dung sai tốt trước khi xử lý lão hóa cuối cùng vì có sự biến dạng tối thiểu từ quá trình xử lý cuối cùng. Điều này trái ngược với quá trình làm cứng và tôi luyện thông thường ở thép martensitic, nơi mà sự biến dạng là một vấn đề lớn hơn. Khả năng chống ăn mòn tương đương với thép austenit tiêu chuẩn như 1.4301 (304).

THÉP KHÔNG GỈ LÀM CỨNG LƯỢNG MƯA

Giới thiệu

Thép không gỉ làm cứng lượng mưa

Kết tủa làm cứng, PH, thép không gỉ là một loại thép không gỉ có thể được làm cứng đến mức cường độ đáng kể bằng cách xử lý nhiệt đặc biệt. Các hợp kim này lần đầu tiên được giới thiệu vào giữa những năm 1940 để đáp ứng yêu cầu về hợp kim chống ăn mòn có độ bền cao với độ bền cao hơn thép không gỉ martensitic trơn (và tăng khả năng chống tôi/làm mềm khi tiếp xúc với nhiệt độ hơi cao). Nhiều hợp kim khác nhau đã được phát triển trong những năm tiếp theo và hiện nay chúng được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, hàng hải, ô tô và các ứng dụng chuyên dụng khác. Các hợp kim này được sử dụng bất cứ khi nào cần có sự kết hợp cụ thể giữa độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và độ dẻo dai mà không loại thép không gỉ nào khác có thể cung cấp. Sự làm cứng do mưa thường đạt được bằng cách bổ sung các nguyên tố như đồng, molypden, niobium, nhôm và titan theo các cách kết hợp và mức độ khác nhau. Sau khi xử lý nhiệt, chúng có thể cho độ bền kéo từ 850 MPa. đến 1700 MPa. và cường độ năng suất dao động từ 520 MPa. tới trên 1500 MPa. Do đó, chúng bền hơn khoảng ba đến bốn lần so với các loại thép không gỉ austenit thông thường như Loại 304L, BS EN 1.4307 và Loại 316L, BS EN 1.4404.

Họ thép không gỉ làm cứng kết tủa bao gồm ba nhóm chính mô tả cấu trúc ma trận của chúng, tức là Martensitic, Semi-Austenitic và Austenitic. Chúng thống nhất với nhau bởi thực tế là chúng sử dụng cơ chế kết tủa/lão hóa để đạt được độ cứng. Người ta có thể xem các loại thép không gỉ này có chứa các nguyên tố hợp kim kiểm soát cấu trúc ma trận cuối cùng của chúng, (tức là chủ yếu là cân bằng crom và niken) và các nguyên tố hợp kim khác, (như đã chỉ ra), tạo thành kết tủa trong ma trận đó và làm cứng nó. Trong một số trường hợp, các nguyên tố làm cứng tuổi này, khi chúng kết tủa và/hoặc kết tụ trong giai đoạn tiền kết tủa, cũng có thể làm thay đổi độ ổn định của các pha nền và do đó làm thay đổi sự cân bằng pha của nền nền cuối cùng.

Thép không gỉ làm cứng kết tủa Martensitic

Trong lịch sử, đây là những loại thép PH đầu tiên được phát triển và ví dụ điển hình của nhóm này là 17-4 PH, BS EN 1.4542, UNS S17400. Như có thể thấy trong bảng tóm tắt bên dưới, “17-4” lần lượt đề cập đến hàm lượng crom và niken gần đúng của thép. Để tạo ra hiệu ứng kết tủa/làm cứng do tuổi tác, thép được hợp kim với các nguyên tố đồng và niobi. Trong chu kỳ đông cứng, nó biến đổi thành martensite ở nhiệt độ thấp, thường là khoảng 250 ^o C, và được tăng cường hơn nữa khi lão hóa ở khoảng 482 ^o C. Dạng sản phẩm phổ biến nhất là thanh, nhưng cũng có một số dạng đúc, tấm hoặc tấm , đặc biệt là ở Hoa Kỳ, nơi những loại thép này được phát triển lần đầu tiên. Việc tạo hình nguội các hợp kim này rất khó khăn do cấu trúc martensitic cứng, không được tôi luyện phát triển sau bước xử lý nhiệt dung dịch. Hợp kim ở trạng thái này có độ dẻo tương đối thấp và độ bền cao. Làm cứng bằng một lần xử lý lão hóa sẽ tạo ra độ bền kéo thường từ 790 MPa đến 1310 MPa. Hợp kim đặc biệt này có thể được sử dụng ở nhiệt độ lên tới khoảng 470 ^o C, tức là dưới nhiệt độ lão hóa. Khi phản ứng lão hóa ban đầu được tạo ra ở nhiệt độ cao hơn ở các loại thép khác trong phân nhóm này, thì nhiệt độ gặp phải trong ứng dụng của nó có thể cao hơn tương ứng.

Khi được vận chuyển từ nhà máy, vật liệu thường sẽ ở trong điều kiện xử lý nhiệt bằng dung dịch, (Điều kiện A), do đó sẵn sàng để chế tạo và cuối cùng được khách hàng làm cứng. Tuy nhiên, nó có thể được cung cấp ở dạng cứng hoặc ở trạng thái quá cũ để rèn/làm nguội theo yêu cầu của khách hàng.

Do đó, các điều kiện được cung cấp có thể như sau: -

Điều kiện A, (Đã xử lý/ủ bằng dung dịch), được sử dụng khi người dùng thực hiện quá trình chế tạo và xử lý nhiệt kết tủa. Tuy nhiên, nếu cần tạo hình nguội nghiêm trọng thì nên đề xuất Điều kiện H 1150 hoặc H 1150-M

Điều kiện H 1075 Điều kiện cứng kết tủa, khả năng gia công tương tự như Điều kiện A.

Điều kiện H 1150 Điều kiện kết tủa cứng lại. Việc chế tạo dễ dàng hơn vật liệu ở Điều kiện A. Cung cấp biến dạng tiếp theo là không đáng kể, không cần thêm bước xử lý nhiệt nào nữa.

Điều kiện H 1150-M Loại này có ma trận martensite mềm hơn do đó cải thiện khả năng gia công của thép.

Điều kiện H 1150 + H1150 Đây là giải pháp xử lý nhiệt đáp ứng NACE MR01750/ISO 1516 và NACE MR0103, đôi khi được gọi là H 1150-D, trong đó D có nghĩa là Làm cứng kết tủa kép

Thép không gỉ làm cứng kết tủa bán Austenit

Như người ta có thể mong đợi từ tên của chúng, phân nhóm này có cấu trúc vi mô ma trận hỗn hợp bao gồm austenite và martensite. Ví dụ điển hình của nhóm này là 17-7 PH, BS EN 1.4568, UNS S17700, và một lần nữa tên thường được sử dụng của nó là “17-7”, biểu thị hàm lượng crom và niken tương ứng. Nguyên tố hợp kim được thêm vào để tạo hiệu ứng làm cứng do lão hóa trong hợp kim đặc biệt này là nhôm, như có thể thấy trong bảng dưới đây. Như được cung cấp từ nhà máy thông thường, loại này sẽ được xử lý dung dịch theo Điều kiện 'A', bằng cách nung nóng đến khoảng 1066 ^oC, (1950 ^o F) và giữ trong tối đa 4 giờ. Sau đó, người dùng chế tạo thành phần được yêu cầu từ vật liệu có điều kiện 'A'. Tại thời điểm này, có ba lộ trình chính mà quá trình xử lý có thể đi theo: -

Tuyến 1. Đây là nơi thép được gia công nguội mạnh trong quá trình chế tạo, (điều này được gọi là Điều kiện 'C'). Sau đó, thép được nung nóng đến 482 ^o C, (900 ^o F), giữ ít nhất 1 giờ sau đó làm mát bằng không khí. Vật liệu hiện ở trạng thái CH 900. Người ta thường thừa nhận rằng điều này mang lại mức độ bền lâu dài cao nhất, theo AMS 5529.

Lộ trình 2. Bước đầu tiên là bước điều hòa austenite trong đó thép được nung nóng đến 955 ^o C, (1750 ^o F), giữ trong khoảng 10 phút sau đó làm mát bằng không khí, vật liệu hiện được cho là ở trạng thái 'A1750'.
Trong vòng tối đa 1 giờ, thép được làm nguội đến -73 ^o C, (-100 ^o F) và giữ ở nhiệt độ đó trong 8 giờ, sau đó nó được làm ấm trong không khí trở lại nhiệt độ phòng. Vật liệu hiện được cho là ở trạng thái 'R100'. Đây được gọi là bước chuyển đổi.
Ở giai đoạn cuối, thép được nung nóng đến 510 ^o C, (950 ^o F), giữ trong 90 phút sau đó làm nguội bằng không khí đến nhiệt độ phòng. Thép hiện được cho là ở tình trạng 'RH950'. Đây là bước làm cứng/lão hóa kết tủa và tạo ra vật liệu có mức độ bền cuối cùng ở mức trung bình.

Lộ trình 3. Một lần nữa, bước đầu tiên là điều hòa austenite, nhưng thép được nung đến nhiệt độ thấp hơn 760 ^o C, (1400 ^o F), giữ trong khoảng 90 phút, sau đó trong vòng 1 giờ làm nguội xuống 13 ^o C, ( 55 ^o F), giữ trong ít nhất 30 phút. Vật liệu bây giờ được cho là ở trạng thái 'T'. Bước sau này một lần nữa được gọi là bước chuyển đổi.
Ở bước cuối cùng, thép được nung nóng đến 565 ^o C, (1050 ^o F), giữ trong 90 phút, sau đó làm nguội bằng không khí đến nhiệt độ phòng. Thép hiện được cho là ở tình trạng 'TH1050'. Đây là bước làm cứng/lão hóa kết tủa và mang lại mức độ bền cuối cùng thấp nhất cho hợp kim này.

Danh sách các tùy chọn xử lý có thể có phần phức tạp này là điển hình của phân nhóm Thép không gỉ làm cứng kết tủa này.
Khi làm lạnh nhanh từ nhiệt độ xử lý dung dịch máy nghiền đến nhiệt độ phòng vẫn giữ được cấu trúc austenit hoàn toàn, điều này mang lại cho các loại thép này độ dẻo cần thiết cho quá trình tạo hình nguội, không giống như thép PH martensitic có xu hướng quá cứng ở cùng một giai đoạn. Để tạo ra sự cứng lại và tăng cường, sự chuyển đổi ban đầu từ austenite thành martensite là cần thiết. Điều này chuẩn bị vật liệu cho quá trình xử lý tiếp theo ở nhiệt độ lão hóa. Nung nóng thép PH bán austenit đến khoảng 650 ^o C–870°C sẽ thúc đẩy sự kết tủa của cacbua. Như đã đề cập ở trên, điều này làm giảm mức độ của các nguyên tố hợp kim trong nền và đặc biệt là các nguyên tố ổn định austenite, do đó cho phép biến đổi một mức độ thành martensite sau khi làm nguội đến nhiệt độ phòng sau đó. Sự biến đổi martensite một phần của austenite cũng có thể đạt được bằng cách làm lạnh dưới nhiệt độ M _s (bắt đầu biến đổi martensite) hoặc thông qua gia công nguội (nhiệt độ M _dcao hơn nhiệt độ M _s ) .

Hiệu ứng khác rõ ràng với nhóm phụ này là do độ hòa tan của các nguyên tố hợp kim tăng ở nhiệt độ cao hơn, nhiệt độ ban đầu martensite, M _s và kết thúc, M _f có thể được kiểm soát bằng nhiệt độ xử lý nhiệt dung dịch. Ở nhiệt độ dung dịch cao, hàm lượng hợp kim của austenite tăng lên và nhiệt độ ban đầu của martensite bị giảm xuống. Ở nhiệt độ dung dịch thấp hơn, austenite có hàm lượng hợp kim thấp hơn (tức là có hàm lượng hợp kim thấp hơn trong dung dịch) và khi nguội sẽ chuyển thành martensite.

Dù bằng cách nào thì bước cuối cùng luôn là bước lão hóa để làm cứng thép. Sự đông cứng không chủ yếu đến từ việc tăng cường độ phân tán, mà đúng hơn là do các kết tủa thể hiện mức độ kết hợp khác nhau của mạng tinh thể của chúng với cấu trúc gốc. Tuy nhiên, có sự không phù hợp giữa hai mạng và điều này tạo ra sự căng thẳng trong mạng mẹ và do đó tạo ra hiệu ứng cứng lại. Vật liệu có thể bị lão hóa quá mức và trong giai đoạn này các kết tủa bắt đầu mất tính kết dính với nền và hiệu ứng đông cứng của chúng giảm đi. Cũng như động học của quá trình lão hóa, nhiệt độ lão hóa sẽ ảnh hưởng đến số lượng kết tủa trên một đơn vị thể tích, với sự phân tán mịn hơn nhiều hơn do nhiệt độ lão hóa thấp hơn, nhưng lượng mưa sẽ chậm hơn.

Khả năng sẵn có tốt nhất của các sản phẩm dạng tấm và dải ở Hoa Kỳ là dành cho các loại PH 15-7 Mo và AM-350, trong khi ở Vương quốc Anh 17-7 PH và FV520, BS EN 1.4594, UNS S45000, có tính khả dụng tốt nhất. Lớp 15-7 PH tương tự như hợp kim 17-7 PH, nhưng có hàm lượng molypden thấp (xem bảng bên dưới), cung cấp mức độ bền cao hơn trong quá trình đông cứng theo tuổi. AM-350 tương tự như cả 15-7PH và 17-7 PH, nhưng có khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn một chút. FV520B, sử dụng molypden, đồng và niobi làm nguyên tố tạo kết tủa và là thép PH “14-5”, như có thể thấy trong bảng tóm tắt bên dưới.

Đối với một số hợp kim này, bước làm lạnh luôn là cần thiết, (ví dụ -50 ^o C/-60 ^o C trong 8 giờ), để chuyển sang cấu trúc austenit/martensitic ổn định, mặc dù hai hợp kim được sử dụng phổ biến nhất là FV520 và 17/7PH, không cần làm lạnh để phát triển các đặc tính tối ưu*. (*Tuy nhiên, mức tối ưu trong một ứng dụng có thể không nhất thiết phải là sự kết hợp tối ưu các đặc tính cho ứng dụng khác.)

Thép không gỉ làm cứng kết tủa Austenitic

Các hợp kim này có nền hoàn toàn austenit, do đó độ cứng của chúng đến từ các chất kết tủa hình thành khi lão hóa. Hợp kim phổ biến nhất trong phân nhóm này là A286, các nguồn cũng trích dẫn 17-10 P, nhưng rõ ràng đây không phải là hợp kim phổ biến do đó số lượng có sẵn rất hạn chế. Hợp kim trước được hợp kim với molypden, nhôm, titan, vanadi và boron cho mục đích kết tủa và sẽ được gọi là PH “15-26”, sử dụng hệ thống được sử dụng để chỉ các hợp kim PH khác. Trong 17-10 P, phốt pho là nguyên tố hình thành kết tủa, xem bảng tóm tắt bên dưới, được cho là có ảnh hưởng xấu đến khả năng hàn của nó.
Hợp kim Austenitic duy trì cấu trúc austenit của chúng thông qua quá trình ủ và làm cứng sau đó thông qua quá trình lão hóa. Ở nhiệt độ ủ 1095 ^o C –1120 ^o C, pha đông cứng kết tủa hòa tan và tồn tại trong dung dịch trong quá trình làm nguội nhanh.

Sự lão hóa của các hợp kim này xảy ra ở nhiệt độ từ 500 ^o C đến 760 ^o C. Các loại austenit ổn định ở nhiệt độ phòng, độ bền được cải thiện nhờ các chất kết tủa hình thành do lão hóa ở nhiệt độ 650 ^o C đến 750 ^o C. Các loại austenit hoàn toàn này có thể có độ dẻo dai tốt và một số có thể được sử dụng ở nhiệt độ đông lạnh.

Độ bền và độ cứng của hợp kim austenit thấp hơn so với các loại PH martensitic hoặc bán austenit và chúng vẫn giữ được các đặc tính không từ tính.

Thành phần hóa học danh nghĩa của thép không gỉ PH được chọn

hợp kim	Số UNS	Thành phần điển hình, %
		C	Mn	Sĩ	Cr	Ni	Mơ	Củ	Ti	Khác
Martensitic
PH 13-8Mo	S13800	0,05	0,10	0,10	12.8	8,0	2.3			Al=1,1
15-5PH	S15500	0,07	1.0	1.0	14,8	4,5	–	3,5		Nb=0,3
17-4 PH	S17400	0,09	1.0	1.0	16.3	4.0	–	4.0		Nb=0,3
Tùy chỉnh 455	S45500	0,05	0,5	0,5	12.0	8,5	0,5	2.0	1.1	Nb=0,3

bán austenit
15-7Mo PH	S15700	0,09	1.0	1.0	15,0	7.1	2,5	–	–	Al=1,1
17-7 PH	S17700	0,08	0,9	0,5	16,5	7,5	–			Al=1,0
AM-350	S35000	0,09	0,8	0,3	16,5	4.3	2,75			N=0,10
FV 520	S45000	0,05	0,6		14,5	4,75	1.4	1.7		Nb=0,3
Sandvik Nanoflex	S46910	<0,012			12.0	9,0	4.0	2.0	0,9	Al=0,35

Austenit
A-286	S66286	0,08	2.0	1.0	15,0	25,5	1,25	–	–	Ti=2,1 Al V=0,3
17-10P PH		0,07	0,75		17.2	10.8				P=0,28

Phú Giang Nam luôn luôn lắng nghe, phân tích, thấu hiểu nhu cầu của từng khách hàng, áp dụng kinh nghiệm, kỹ năng, tư duy của mình để giải quyết tối ưu mọi nhu cầu. Mỗi khách hàng là một viên gạch xây lên giá trị của công ty.

Phú Giang Nam luôn trân trọng giá trị nền tảng cho sự phát triển, đó là các cơ hội được hợp tác với Quý khách hàng. Không có bất kỳ khó khăn nào có thể ngăn cản chúng tôi mang lại những giá trị tiện ích phù hợp với mong muốn và lợi ích của Quý khách hàng.

Chúng tôi tin tưởng rằng, với tập thể Phú Giang Nam đoàn kết vững mạnh và sự ủng hộ của Quý khách hàng, Phú Giang Nam chắc chắn sẽ gặt hái được nhiều thành công hơn nữa trong tương lai.

Ngoài ra PGN – Inox Phú Giang Nam còn là địa chỉ cung cấp Tấm/Cuộn/Ống hộp/Phụ kiện inox 304/316/ cao cấp.

Inox PGN – Inox Phú Giang Nam cam kết cung cấp chỉ cung cấp các loại Tấm/Cuộn/Ống hộp/Phụ kiện 304/316/310S...cao cấp và chất lượng. Bên cạnh những tiêu chuẩn có sẵn thì chúng tôi cũng cung cấp ống inox 304 theo mọi kích thước quý khách hàng yêu cầu.

Tất cả sản phẩm ống inox 304 tại PGN – Inox Phú Giang Nam đều có giá cả vô cùng hợp lý và mỗi sản phẩm giao đến khách hàng đều đạt tiêu chuẩn về tiêu chuẩn ASTM, JIS nên khách hàng có thể hoàn toàn yên tâm.

Đơn vị cung cấp TẤM,CUỘN ,ỐNG ĐÚC INOX + ỐNG HÀN INOX CÔNG NGHIỆP+VAN INOX 304/316.310S/410S/430... chất lượng quốc tế tại TP Hồ Chí Minh,Hà Nội,Bắc Ninh,Vĩnh Phúc,Thái Nguyên,Hải Phòng,Quảng Ninh,Hưng Yên,Nam Định,Thanh Hóa,Nghệ An,Huế,Đà Nẵng,Bình Dương Đồng Nai,Long An,Vĩnh Long,Cần Thơ,Cà Mau và các tỉnh lân cận.

Công ty Inox Phú Giang Nam – chuyên cung cấp sản phẩm TẤM,CUỘN ,ỐNG ĐÚC INOX + ỐNG HÀN INOX CÔNG NGHIỆP+VAN INOX 201/304/304L/316/316L/310S/321/410/420/430...tiêu chuẩn. Có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và chất lượng đạt các tiêu chuẩn quốc tế.

Nhanh tay gọi tới số Hotline :0274.221.6789-0933.196.837-0979.165.316 để được INOX PHÚ GIANG NAM tư vấn báo giá chi tiết nhất nếu bạn quan tâm,muốn gia công hoặc tìm hiểu về TẤM,CUỘN ,ỐNG ĐÚC INOX + ỐNG HÀN INOX CÔNG NGHIỆP+VAN /PHỤ KIỆN ĐƯỜNG ỐNG INOX 201/304/304L/316/316L/310S/321/410/420/430/Duplex... nhé!

CÓ BAO NHIÊU LOẠI THÉP KHÔNG GỈ - (Inox) ?