Các đặc tính của vật liệu thép không gỉ ferritic có thể được hiểu trong một bài viết!
01Thép không gỉ ferritic là gì? Là vật liệu thay thế được ưu tiên cho thép không gỉ austenit
Thép không gỉ Ferritic dùng để chỉ vật liệu thép không gỉ có hàm lượng crom từ 10,5% đến 30%, cấu trúc hạt lập phương tập trung vào cơ thể và cấu trúc chủ yếu là ferrite. Vì cấu trúc hạt lập phương tập trung vào vật thể này là đặc trưng của sắt alpha nên thép không gỉ ferit có từ tính.
Ferrite là thành viên quan trọng trong gia đình thép không gỉ, đứng thứ hai về sản lượng sau thép không gỉ austenit. Do những lý do lịch sử và những hạn chế của công nghệ nấu chảy ban đầu, thép không gỉ ferit có khả năng chống ăn mòn kém và do đặc tính từ tính nên nó thường bị nhầm với thép không gỉ "giả".
Vì vậy, trong một thời gian dài, người ta đã có quan niệm sai lầm rằng thép không gỉ ferritic có hiệu suất kém, trong khi thép không gỉ austenit là thép không gỉ đích thực có hiệu suất tuyệt vời.
Với sự tiến bộ chung của công nghệ, thép không gỉ ferritic hiện đại với chất lượng cao và chi phí thấp không ngừng xuất hiện. Trong số đó, dòng 4XX đã trở thành vật liệu thay thế được ưa chuộng cho thép không gỉ austenit, thậm chí còn được sử dụng để thay thế các ống đồng đỏ và đồng trắng.
Sự xuất hiện của nhu cầu thay thế này trước hết là do chi phí. Do giá crom tương đối ổn định, trong khi thị trường đồng-niken biến động thường xuyên và có biên độ lớn, thép không gỉ ferritic không chứa niken có lợi thế thay thế chi phí. Thứ hai, công nghệ luyện kim hiện đại đang được cải tiến từng ngày và thép không gỉ austenit đã đạt được hiệu suất tương tự trong cùng một môi trường. Ví dụ, khả năng chống ăn mòn cục bộ của 444 khi được thêm molypden về cơ bản tương đương với khả năng chống ăn mòn cục bộ của austenit 316.
02 Phân loại thép không gỉ Ferritic Các kịch bản ứng dụng của các loại thép không gỉ Ferritic
Thép không gỉ Ferritic có thể được chia thành hai loại: ferrite thông thường và ferrite có độ tinh khiết cao tùy theo tổng hàm lượng carbon và nitơ có nhỏ hơn 0,05%. Theo hàm lượng crom, thép không gỉ ferritic thông thường được chia thành thép không gỉ ferritic crom thấp, crom trung bình và thép không gỉ ferritic crom cao.
Hàm lượng crom của thép không gỉ ferrit có hàm lượng crom thấp thường nằm trong khoảng từ 10,5% đến 14%. Nó có hàm lượng crom thấp nhất trong số tất cả các loại thép không gỉ ferit và cũng là vật liệu rẻ nhất. Loại thép không gỉ này phù hợp để sử dụng trong môi trường có tính ăn mòn nhẹ hoặc những nơi cho phép rỉ sét cục bộ. Ví dụ, 409 được thiết kế đặc biệt cho bộ giảm âm ô tô; 410L được sử dụng làm hộp đựng và khung hiển thị LCD.
Hàm lượng crom của thép không gỉ ferritic crom trung bình nằm trong khoảng từ 14% đến 19% và hiệu suất của nó gần bằng thép không gỉ austenit 304. Nó là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống ferritic. Do hàm lượng crom cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời nên 430 được sử dụng rộng rãi trong thùng máy giặt, máy rửa chén, bếp nấu và thiết bị nhà bếp. Nó là sự thay thế ưa thích cho vật liệu austenit 304.
Hàm lượng crom của thép không gỉ ferritic crom cao nằm trong khoảng từ 19% đến 30%. Bằng cách tăng thêm hàm lượng crom và thêm molypden và các nguyên tố khác, khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa được cải thiện. Loại inox này có ưu điểm vượt trội so với thép không gỉ austenit 316 nên được sử dụng rộng rãi trong các công trình ven biển và môi trường ăn mòn có hàm lượng clo cao.
Ferrite có độ tinh khiết cao có nghĩa là tổng hàm lượng carbon và nitơ nhỏ hơn 0,05%. Đồng thời, các nguyên tố như molypden, titan và niobi được thêm vào để tăng khả năng chống ăn mòn giữa các hạt, ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ hở và hiệu suất hàn. Vì vậy, loại vật liệu này được sử dụng phổ biến hơn trong các bộ phận của lò vi sóng, bình nước nóng, máy nước nóng năng lượng mặt trời hay các sản phẩm ấm đun nước bằng điện.
03 Thép không gỉ Ferritic và thép không gỉ Austenit, loại nào có tính năng tốt hơn?
Thép không gỉ Austenitic chiếm hơn 70% tổng sản lượng thép không gỉ trên thế giới và hiện là vật liệu thép không gỉ được sử dụng rộng rãi nhất.
Là một loại thép không gỉ gốc crom không chứa niken, thép không gỉ ferit được gọi là thép không gỉ "kinh tế" vì giá thành thấp hơn và các đặc tính chính của thép không gỉ austenit chứa niken. Sự so sánh hiệu suất giữa hai chủ yếu được phản ánh ở:
√ Thép không gỉ Ferritic có từ tính và thép không gỉ Austenit không có từ tính
√ Thép không gỉ Ferritic có độ giãn nở nhiệt thấp hơn
√ Thép không gỉ Ferritic có khả năng chống oxy hóa tốt hơn trong môi trường nhiệt độ cao
√ Độ dẫn nhiệt của thép không gỉ ferit cao hơn thép không gỉ austenit
√ Khả năng chống rão của thép không gỉ ferritic chứa niobi nhỏ hơn
√ Thép không gỉ Ferit dễ gia công hơn.
√ Xu hướng đàn hồi ít hơn thép không gỉ austenit trong quá trình tạo hình nguội
√ Cường độ năng suất của thép không gỉ ferit cao hơn thép không gỉ 304
√ Thép không gỉ ferit không dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất 04 Chuyển đổi mác thép không gỉ ferit giữa các nước
Do các tiêu chuẩn pháp lý khác nhau ở các quốc gia khác nhau, tên thương hiệu của thép không gỉ ferritic cũng khác nhau ở các quốc gia và tổ chức khác nhau. Tuy nhiên, mặc dù có một số khác biệt về tiêu chuẩn và tên gọi của các quốc gia khác nhau nhưng nhìn chung chúng đều đại diện cho cùng một loại vật liệu. Bảng so sánh tỷ lệ chuyển đổi tên thương hiệu ở các nước khác nhau được thể hiện trong Hình 7.
05Thành phần hóa học của thép không gỉ ferit
Chỉ khi hàm lượng crom lớn hơn 10,5% mới có thể gọi là thép không gỉ. Khi crom tiếp xúc với không khí hoặc nước, một lớp crom trioxide dày đặc sẽ được hình thành trên bề mặt. Một khi màng oxit này được hình thành, nó sẽ không còn theo nước và không khí nữa. Đây là lý do chính tại sao thép không gỉ là không gỉ. Thép không gỉ Ferritic có hàm lượng crom cao nên có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa rất tốt.
06Tính chất cơ lý của thép không gỉ ferit
Mật độ của thép không gỉ ferit nằm trong khoảng từ 7,64 đến 7,75 và sẽ có sự khác biệt nhỏ khi hàm lượng hợp kim thay đổi. Ngoài ra, khả năng dẫn nhiệt tốt cũng là một ưu điểm về tính chất vật lý của nó.
So với các dòng khác, tính chất cơ học của thép không gỉ ferritic tương đối vừa phải. Bởi vì nó không có sự thay đổi pha nên nó không thể được tăng cường bằng cách xử lý nhiệt. Nó thường được ủ ở 700 ~ 800 độ.
Trong những năm gần đây, nguồn cung tài nguyên toàn cầu bị thắt chặt, xung đột thương mại tiếp diễn và giá kim loại màu, đặc biệt là niken, tiếp tục tăng, điều này đã gây áp lực chi phí rất lớn cho các công ty sản xuất thép không gỉ, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến thép không gỉ ferritic austenit có hàm lượng niken thấp và không chứa niken. Mang lại không gian rộng lớn hơn cho sự phát triển và ứng dụng.
