THÉP KHÔNG GỈ 15-5PH | XM-12 | UNS S15500

Inox 15-5H (thường được gọi là 15-5PH , XM-12 hay UNS S15500) là loại thép không gỉ hóa bền kết tủa, hợp kim Martensitic cứng, kết tủa với thành phần là crom, đồng và nickel . Vật liệu nổi bật với độ bền, độ cứng rất cao, và độ dẻo dai vượt trội. Nó được xem là phiên bản hoàn hảo không chứa ferrite của inox 17-4PH. Hợp kim này là sự kết hợp của độ bền và độ cứng, của sự dẻo dai, khả năng chống ăn mòn cũng như đặc tính cơ học tốt cả về chiều dọc lẫn chiều ngang và cả các mối hàn ở nhiệt độ lên đến 316°C.
Độ chống ăn mòn có thể được so sánh một cách xuýt xao cùng với inox 304. Chúng thường được sản xuất dạng tấm có độ dày khoảng từ 0,38 – 3,18 mm, cũng có dạng ống đúc, thanh, dây… tùy theo mục đích sử dụng. Chi phí được xem là tiết kiệm hơn so với các loại inox có thuộc tính tốt tương tự.
So với thép không gỉ hóa bền kết tủa phổ biến 17-4PH (inox 630), thép 15-5PH được cải tiến nhằm tăng độ đồng nhất tổ chức kim loại (loại thép này giảm hàm lượng Crom và Đồng, đồng thời tăng hàm lượng Niken), nâng cao độ dai ngang (transverse toughness) và khả năng gia công rèn, do đó sau khi xử lý nhiệt, nó có thể giảm thiểu khả năng hình thành ferit và giảm sự kết tụ do các pha tăng cường phân tán quá mức gây ra.
Thành phần hóa học của hợp kim thép không gỉ 15-5PH là gì ?
Thành phần của inox 15-5PH có crom, nickel, đồng. Ngoài ra còn có các thành tố khác như carbon, photpho, lưu huỳnh, mangan theo tỉ lệ như bảng dưới:

Đặc tính của inox 15-5PH
Khả năng chống ăn mòn: Tính chất chống ăn mòn của inox 15 – 5PH tốt hơn inox 410, 431, tương đương inox 17- 4PH, inox 304. Chúng đã được thử nghiệm an toàn trong môi trường oxy hóa mạnh cũng như ít rỉ sét khi đặt ngoài môi trường sương mù có muối ở nhiệt độ 35oC liên tục trong 500 giờ. Ở môi trường biển, khi tiếp xúc lâu dài, 15-5PH cũng như các loại thép không gỉ có kết tủa khác, sẽ hình thành lớp gỉ trên bề mặt. Nhìn chung, khả năng chỗng oxy hóa của 15-5PH tương đối tốt, nhưng không bằng inox 316.
Hàn: 15-5PH hàn tốt trong các quá trình hàn tổng hợp cũng như kĩ thuật hàn cơ bản. Tương tự như các quy trình sử dụng cho các mác thép series 300. Vì chúng có khả năng thu gom carbon nên không khuyến khích hàn theo phương pháp oxyacetylen
Rèn: Trước khi rèn, 15-5PH cần được gia nhiệt ở 1180/1205ºC và giữ trong 1 giờ đồng hồ. Vật liệu không nên được rèn dưới 1010ºC.
Xử lý nhiệt: 15-5PH có thể được làm cứng bằng cách gia nhiệt từ 480ºC đến 620ºC trong từ 1 giờ đến 4 giờ đồng hồ và làm mát bằng không khí ở nhiệt độ phòng.
Sau quá trình nhiệt luyện hóa bền kết tủa (PH), 15-5PH có thể đạt độ bền kéo trên 1300 MPa, giới hạn chảy trên 1100 MPa, độ cứng lên tới 40~45 HRC, điều này giúp vật liệu chịu được tải trọng lớn trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Inox 15-5PH có khả năng chống ăn mòn tốt như chống ăn mòn khí quyển, ăn mòn công nghiệp, ăn mòn trong môi trường hóa chất nhẹ, ăn mòn ứng suất ở mức tốt. Khả năng chống ăn mòn của nó tương đương hoặc nhỉnh hơn 17-4PH trong nhiều ứng dụng thực tế. Một trong những ưu điểm lớn nhất của 15-5PH là độ dai va đập tốt hơn và độ dẻo cao hơn 17-4PH, tính chất cơ học đồng đều hơn ở tiết diện lớn, đây là lý do vật liệu này được ưa chuộng trong các chi tiết hàng không và quốc phòng. 15-5PH có khả năng nhiệt luyện linh hoạt. Nó thường được cung cấp ở trạng thái ủ dung dịch (solution annealed) và có thể hóa bền bằng các cấp độ khác nhau như H900, H925, H1025, H1075, H1100, H1150; nhiệt độ già hóa khác nhau sẽ tạo ra sự cân bằng khác nhau giữa độ bền và độ dai.
Ứng dụng của inox 15-5PH trong đời sống là gì ?
Nhờ những đặc tính tốt như độ bền, độ cứng, sự dẻo dai cũng như khả năng chống ăn mòn,15-5PH được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, những ứng dụng cơ bản trong một số ngành công nghiệp chuyên dụng và quan trọng:
Hàng không vũ trụ
Thép không gỉ 15-5PH được sử dụng nhiều để làm các bộ phận của máy bay, tàu vũ trụ.. Vì môi trường chúng tiếp xúc khá đặc thù, gần như tiếp xúc liên tục với không khí, nắng, gió. Thậm chí thường xuyên đối mặt với thời tiết khắc nghiệt và thất thường như mưa bão, tuyết, mưa đá (mưa axit). Vì thế, các bộ phận của máy bay thường được làm bằng nhiều loại inox, trong đó có inox 15-5PH như cửa ra vào, phần cánh vỗ và phần cánh hộp của máy bay, viền cửa, các phụ kiện chốt, ốc, bánh rang mũi máy bay, phụ kiện động cơ…
Công nghiệp sản xuất giấy
Trong ngành công nghiệp giấy cũng sử dụng nhiều bộ phận, phụ kiện bằng thép không gỉ, đặc biệt là mác thép 15-5PH. Chúng bền, không bị oxy hóa và an toàn trong các khâu sản xuất đòi hỏi sự khắt khe này. Điển hình là trong thiết bị nghiền giấy.
Dầu khí
Ở những môi trường muối mặn khắc nghiệt như ngoài đai dương, inox luôn là sự lựa chọn tuyệt vời. Ngành dầu khí sử dụng khá nhiều vật liệu ưu tú này. Những mác inox được ưu tiên lựa chọn có thể kể đến 316, 17-4PH, 15-5PH, 17-7PH… Nhằm chống chọi lại tình trạng oxy hóa mạnh, duy trì khả năng bảo dưỡng tốt và chi phí cũng là vấn đề quan trọng rất được quan tâm.
Nhờ sự kết hợp giữa độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt, inox 15-5PH được ứng dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ (chi tiết kết cấu máy bay, trục truyền động, bu-lông cường độ cao, bộ phận tên lửa), ngành dầu khí (van áp lực cao, thiết bị khai thác ngoài khơi, trục bơm), ngành năng lượng (linh kiện tuabin, thiết bị phát điện), công nghiệp cơ khí chính xác (bánh răng, trục truyền động, khuôn mẫu chịu tải trọng cao), công nghiệp hóa chất (van công nghiệp, thiết bị chịu ăn mòn kết hợp tải trọng lớn).