Thép ko gỉ là gì? Tính chất và ứng dụng

Nhu cầu về thép ko 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 ko gỉ. Ko kể những công trình xây dựng truyền thống và hàng hải, những thiết bị gia dụng cũng đang sở hữu sự gia tăng trong việc sử dụng.

Trong lúc thép ko gỉ đắt hơn thép nhẹ , những đặc tính tuyệt vời của nó dẫn tới tăng tuổi thọ và giảm giá tiền chu trình. Vì vậy, giá tiền trả trước to hơn sẽ được đền đáp về lâu dài.

Bài viết này sẽ xem xét kỹ hơn kim loại này và điều gì khiến cho nó trở thành phổ quát trong những ngành công nghiệp khác nhau.

Thép ko gỉ là gì?

Xem thêm: Địa chỉ bán giàn giáo chất lượng trên thị trường hiện nay

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

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

Đặc điểm phân biệt của nó là lượng crom cao. Thép ko 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 lúc xúc tiếp với ko 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 ko tì vết trong thời kì dài trong điều kiện làm việc thường ngày.

Thuận tiện của thép ko gỉ

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

Với sự gia tăng nhu cầu, gia công tăng lên khiến cho nó trở thành logic hơn bao giờ hết. Nhu cầu tăng lên dẫn tới sự sẵn sở hữu ở những kích thước tiêu chuẩn cũng như phi tiêu chuẩn. Ngoài ra, sở hữu nhiều loại hoàn thiện bằng thép ko gỉ để bạn lựa tìm.

Ko kể bề mặt hoàn thiện được đánh bóng, sở hữu sẵn một loạt những bề mặt sở hữu hoa văn và màu sắc. Điều này làm cho việc tìm kiếm một lựa tìm ưng ý cho nhu cầu của bạn sở hữu thể.

Thép ko gỉ cũng sở hữu thể tái chế 100%. Trên thực tế, một nửa sản lượng thép ko 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 ko gỉ là một vật liệu rất linh hoạt. Nó được ưu tiên lúc những đặc tính của thép và khả năng chống ăn mòn được yêu cầu tune tune.

Việc sử dụng trước nhất của nó là trong dao kéo nhưng do đặc tính chống ăn mòn của nó. Tiếp theo, nó tìm đường tới với ngành công nghiệp hóa chất. Ngày nay, chúng ta sở hữu thể thấy thép ko gỉ khá nhiều ở khắp mọi nơi.

Những trường hợp sử dụng khác nhau giữa những ngành. Ví dụ, việc sử dụng bao gồm cung cấp những phòng ban nhỏ cho đồng hồ đeo tay. Song song, những tấm to với bề mặt hoàn thiện nhất định sở hữu thể bao phủ toàn bộ tòa nhà.

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

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

Những loại thép ko gỉ

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

Thép ko gỉ austenit

Thép ko gỉ Austenit sở hữu 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 ko gỉ này thể hiện độ bền cao và khả năng chống chịu nhiệt độ cao ấn tượng.

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

Chất ổn định Austenit là những nhân tố được thêm vào để xúc tiến sự hình thành vi cấu trúc Austenit. Lớp thép ko gỉ này là một kim loại ko sở hữu từ tính và ko thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt . Khả năng chống ăn mòn sở hữu thể được thay đổi tùy thuộc vào môi trường sử dụng.

Thép ko gỉ Ferritic

Thép Ferritic thường chỉ sở hữu crom như một nhân tố hợp kim. Hàm lượng crom dao động từ 10,5 tới 18%. Chúng sở hữu khả năng chống ăn mòn trung bình và đặc điểm cung cấp kém. Phương pháp nhiệt luyện cũng ko giúp làm cứng kim loại.

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

Thép ko gỉ kép

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

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

Thép ko gỉ Martensitic

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

Thép ko gỉ Martensitic sẽ sở hữu khả năng chống ăn mòn thấp hơn lúc so sánh với những loại Austenit và Ferit sở hữu cùng hàm lượng crom và hợp kim.

Kết tủa làm cứng thép ko gỉ

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

Nó sở hữu khả năng phát triển độ bền kéo cao thông qua xử lý nhiệt. Nó chứa crom và niken là những nhân tố hợp kim. Những cấp này được sử dụng trong những ứng dụng tốc độ cao như cánh tuabin.

Lớp thép ko gỉ

Mang hàng trăm loại thép ko gỉ trên thị trường ngày nay. Việc tìm một chiếc ưng ý cho ứng dụng của bạn là rất quan yếu vì những tính chất của chúng sở hữu thể hoàn toàn khác nhau.

Hệ thống AISI (American Iron and Metal Institute) để đặt tên thép ko gỉ vẫn được ngành công nghiệp sử dụng. Hệ thống đánh số sử dụng những số sở hữu ba chữ số khởi đầu bằng 2, 3 hoặc 4.

200 loạt

Dòng này được sử dụng cho những lớp austenit sở hữu chứa mangan. Những loại thép crom mangan này sở hữu 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 sequence

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

AISI 304 và 316 là những cấp phổ quát 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 ko gỉ

Những ứng dụng thép ko gỉ sê-ri 300 bao gồm:

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

400 sê-ri

Hợp kim ferit và mactenxit tạo thành loạt thép ko gỉ này. Những lớp này sở hữu sẵn để xử lý nhiệt. Cung cấp sự phối hợp tốt giữa sức mạnh và khả năng chống mài mòn cao. Tuy nhiên, những đặc tính chống ăn mòn thấp hơn 300 sequence.

Những ứng dụng cho dòng 400 bao gồm:

• Thiết bị nông nghiệp
• Trục động cơ
• Những phòng ban tuabin khí, v.v.

Điểm SAE

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

Tính chất cơ học thép ko gỉ

Nếu bạn ko chắc những tính chất được thảo luận dưới đây sở hữu tức là gì, bạn sở hữu thể kiểm tra tổng quan của chúng tôi về những tính chất vật liệu để xem giảng giải dài hơn về từng tính chất.

Sức mạnh năng suất

Tùy thuộc vào cấp, ko gỉ sở hữu 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 lúc nói tới sức mạnh năng suất.

Sức mạnh ở nhiệt độ cao

Thép ko gỉ hoạt động tương đối tốt hơn những 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 sở hữu hệ số duy trì độ cứng tốt hơn thép cacbon trên 300 ° C.

Sức căng

Lúc nói tới độ bền kéo , thép ko gỉ vượt trội hơn so với những vật liệu như nhôm, đồng thau và thép nhẹ.

Độ bền kéo cao nhất được thấy trong những lớp làm cứng kết tủa và mactenxit. Những lớp này sở hữu thể sở hữu độ bền kéo gấp đôi so với lớp 304 và 316 phổ quát. Đặc thù, thép Duplex sở hữu tỷ lệ độ bền / độ dẻo cao.

Kháng đông lạnh

Xem thêm: Vì sao giàn giáo lại quan yếu đối với xây dựng

Một số loại thép ko gỉ rất thuần thục trong việc xử lý phạm vi nhiệt độ rộng hơn. Thép Austenit thể hiện độ dẻo dai đặc trưng 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 những ứng dụng tiên tiến.

Mặt khác, những lớp làm cứng ferit, mactenxit và kết tủa ko tốt ở nhiệt độ đông lạnh vì độ bền của chúng giảm lúc nhiệt độ giảm.

Độ dẻo

Độ dẻo của những loại thép ko gỉ khác nhau sở hữu thể khác nhau đáng kể. Một số loại sở hữu độ dẻo cao cho phép sử dụng những quy trình vẽ sâu vất vả.

Tỷ lệ siêng năng công việc cao hơn

Tính chất này nhắc tới khả năng tăng cường độ bền của kim loại thông qua những quá trình gia công nguội. Thép ko gỉ sở hữu thể được ủ và gia công nguội để vận dụng sức mạnh của nó tới mức mong muốn.

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

Độ dẫn điện và từ tính

Như tất cả những kim loại, thép ko gỉ dẫn điện. Tuy nhiên, độ dẫn điện này rất thấp như trong trường hợp của tất cả những loại thép.

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

Thép ko gỉ Austenit ko sở hữu từ tính, tuy nhiên, quá trình gia công nguội sở hữu thể được sử dụng để tạo ra những đặc tính từ tính ở một số cấp. Tất cả những loại khác hiển thị tính chất từ tính.

Tính chất hóa học thép ko gỉ

Tính chất hóa học là điều làm cho vật liệu này trở thành đặc trưng và mang tới cho nó sự độc đáo.

Chống oxy hóa cao

Đặc tính phân biệt này của thép ko 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 ko gỉ. Tỷ lệ crom sở hữu ​​thể lên tới 26% ở một số loại.

Những kim loại khác sở hữu thể được bảo vệ bằng những lớp phủ và sơn chống ăn mòn nhưng một lúc nó bị mòn, quá trình ăn mòn sẽ khởi đầu. Trong trường hợp thép ko 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 xúc tiếp để ngăn ngừa sự suy giảm ăn mòn.

Trơ về mặt sinh vật học

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

Kháng axit, bazơ và vật liệu hữu cơ

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

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

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

Những tài sản khác

Những đặc tính quan yếu ko chỉ giới hạn ở cơ học và hóa học. Mang những ứng dụng khác trong danh sách dưới đây hữu ích cho những ứng dụng khác nhau.

Khả năng tái chế

Như đã nhắc trước đây, việc tái chế thép ko gỉ để gia công những sản phẩm mới là hoàn toàn sở hữu thể. Điều này làm giảm sức ép cho môi trường đối với nhu cầu thép của chúng tôi bằng cách yêu cầu ít vật liệu thô hơn cũng như giảm sự hình thành chất thải.

Bản tính ko phân hủy sinh vật học của nó cũng ngăn ko cho nó làm ô nhiễm những nguồn tài nguyên vì nó ko bị phân hủy và thấm vào đất hoặc những hồ chứa nước.

Quá dễ để làm việc với

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

Khả năng quản lý

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

Điều này cuối cùng làm giảm tiêu hao và làm cho giá trị tậu ban sơ tương đối đắt tiền về lâu dài.

Khiếu thẩm mỹ

Những sản phẩm bằng thép ko gỉ sở hữu độ sáng bóng cao nên là lựa tìm lý tưởng cho những bề mặt xúc tiếp. Nó sở hữu nhiều loại hoàn thiện từ sáng tới mờ. Nó sở hữu thể được chải, khắc, dập nổi và nhuộm màu để tạo hiệu ứng.

Những nhân tố hợp kim

Lúc nói tới thép ko gỉ, sở hữu một số lượng to những loại sở hữu sẵn để lựa tìm. Tùy thuộc vào nhân tố hợp kim được thêm vào, những tính chất sở hữu thể thay đổi đáng kể. Nó phụ thuộc vào những yêu cầu đối với ứng dụng để tìm tùy tìm hiệu quả về giá tiền ưng ý nhất.

Hãy xem những yếu tố hợp kim nào sở hữu thể được thêm vào và chúng liên quan như thế nào tới sản phẩm cuối cùng.

Chromium

Crom là nhân tố hợp kim xác định trong thép ko gỉ. Nó mang lại cho thép tính chất ‘ko 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.

Những ion crom oxit cũng sở hữu kích thước tương tự như những phân tử thép dẫn tới liên kết vững bền giữa chúng. Điều này cho phép những ion oxit vẫn bám chặt vào bề mặt trong điều kiện làm việc thường ngày.

Tối thiểu 10,5% là cấp thiết để thép trở thành “ko gỉ”. Tuy nhiên, việc thêm nhiều crôm hơn nữa là phổ quát 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, xúc tiến sự hình thành của austenite.

Thêm 8-9% niken sẽ sở hữu được cấu trúc Austenit hoàn toàn cung cấp những đặc tính hàn tuyệt vời. Việc tăng tỷ lệ niken hơn nữa mang lại những 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 những sản phẩm thép ko gỉ ưng ý với những điều kiện làm việc lạnh cấp thiết với vít và đinh.

Silicon

Bổ sung silicon cải thiện khả năng chống chịu của thép ko gỉ đối với axit nitric và sulfuric đậm đặc. Nó cũng xúc tiến sự hình thành ferit và làm cho kim loại sở hữu 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 nhắc tới những hiện tượng như ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ hở và ăn mòn giữa những hạt.

Molypden

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

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

Mangan

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

Mangan cũng xúc tiến giải pháp nitơ trong thép ko gỉ và do đó, sở hữu thể được thêm vào để thay thế niken trong thép ko gỉ bằng nitơ.

Phần kết luận

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

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

Bất chấp những rủi ro nêu trên, thép ko gỉ là một vật liệu kỳ diệu và sở hữu tác động tích cực cao tới toàn ngành công nghiệp. Do sở hữu rất nhiều cấp với những tính chất khác nhau, nên luôn sở hữu một cấp xuất sắc cho một ứng dụng. Điều cấp thiết là lựa tìm lớp một cách khôn ngoan để đảm bảo đầu tư hiệu quả.