Vật liệu 309S
Th10
Vật liệu 309S
309S là gì?
309S là thép không gỉ austenitic chịu nhiệt, thuộc nhóm inox Cr-Ni, nổi bật với khả năng chịu nhiệt cao và chống oxy hóa trong môi trường khắc nghiệt. Loại vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong lò hơi, lò nung, bộ trao đổi nhiệt và các thiết bị chịu nhiệt cao khác.
Khác với 304 hoặc 316, 309S được tối ưu hóa để chịu nhiệt độ lên đến 1100°C liên tục, đồng thời vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn trong môi trường oxy hóa và khí nóng. Hậu tố “S” trong 309S biểu thị hàm lượng carbon thấp, giúp giảm hiện tượng có cacbua và ăn mòn liên tinh khi sử dụng trong nhiệt độ cao.
Thành phần hóa học của 309S
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| C (Carbon) | ≤ 0.08 |
| Si (Silic) | 0.75 – 1.5 |
| Mn (Mangan) | 2.0 – 2.5 |
| P (Phospho) | ≤ 0.045 |
| S (Lưu huỳnh) | ≤ 0.03 |
| Cr (Crom) | 22 – 24 |
| Ni (Niken) | 12 – 15 |
| Fe (Sắt) | Còn lại |
Crom cao (22–24%) giúp 309S chống oxy hóa tuyệt vời, trong khi Niken 12–15% giúp ổn định pha austenite và tăng độ dẻo dai ở nhiệt độ cao. Carbon thấp giúp ngăn ngừa sự kết tủa cacbua Cr, hạn chế ăn mòn liên tinh sau khi hàn hoặc gia công.
Tính chất cơ lý của 309S
| Tính chất | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Tỷ trọng | 7.9 g/cm³ |
| Độ bền kéo (Tensile Strength) | 520 – 750 MPa |
| Giới hạn chảy (Yield Strength) | 205 – 310 MPa |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 40 |
| Độ cứng Brinell (HB) | 180 – 220 |
| Nhiệt độ làm việc liên tục | ~1000 – 1100°C |
| Nhiệt độ làm việc ngắn hạn | ~1200°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 16 × 10⁻⁶ /°C |
| Độ dẫn nhiệt | 16 W/m·K |
309S có khả năng ổn định cơ lý tốt ở nhiệt độ cao, chịu nhiệt mà không bị giòn, biến dạng hoặc mất tính dẻo.
Ưu điểm của vật liệu 309S
- Khả năng chịu nhiệt cao
- 309S có thể làm việc liên tục ở ~1000°C và ngắn hạn đến 1200°C.
- Chống oxy hóa xuất sắc
- Crom cao giúp tạo lớp oxit bảo vệ bề mặt, chống oxy hóa trong khí nóng và lò nung.
- Ổn định cấu trúc austenitic
- Không bị giòn ở nhiệt độ cao, duy trì độ dẻo và độ bền.
- Khả năng hàn tốt
- Không bị nứt nóng và giảm ăn mòn liên tinh nhờ carbon thấp.
- Độ bền cơ học và dẻo dai
- Thích hợp cho thiết bị chịu nhiệt, lò hơi, bộ trao đổi nhiệt và các thiết bị chịu lực cao.
Nhược điểm của vật liệu 309S
- Kháng ăn mòn clorua kém hơn SUS316 hoặc SUS329.
- Chi phí cao hơn inox 304/316 thông thường.
- Khó gia công cơ khí hơn thép austenitic thông thường do độ cứng và thành phần hợp kim cao.
Ứng dụng của 309S
309S được sử dụng rộng rãi trong các môi trường chịu nhiệt và oxy hóa mạnh:
- Ngành lò hơi và lò nung: ống lò, vỏ lò, tấm chịu nhiệt.
- Ngành nhiệt điện và năng lượng: bộ trao đổi nhiệt, thiết bị chịu nhiệt cao.
- Ngành công nghiệp hóa chất: thiết bị phản ứng chịu nhiệt, bồn chứa nóng.
- Ngành luyện kim: chi tiết chịu nhiệt cao, các bộ phận trong lò nung kim loại.
- Thiết bị khí nóng và hơi: van, ống dẫn, bồn chứa nhiệt.
309S đặc biệt phù hợp cho môi trường oxy hóa, nhiệt độ cao và tải trọng cơ học trung bình đến cao, nơi các loại inox thông thường không đảm bảo.
Quy trình nhiệt luyện và xử lý bề mặt
- Ủ (Solution Annealing):
- Nhiệt độ: 1010 – 1120°C
- Làm nguội nhanh bằng không khí hoặc nước để ổn định pha austenitic và loại bỏ cacbua Cr.
- Không tăng cứng bằng nhiệt luyện
- 309S tăng cứng chủ yếu bằng gia công nguội, carbon thấp hạn chế kết tủa cacbua.
- Xử lý bề mặt (Pickling & Passivation):
- Loại bỏ oxit, tạp chất sau gia công hoặc hàn, cải thiện khả năng chống oxy hóa.
Gia công cơ khí và hàn
- Gia công cơ khí:
Có thể cắt, tiện, khoan, phay với dụng cụ hợp kim cứng và dung dịch làm mát. - Gia công nguội:
Dẻo dai, dễ uốn, kéo và dập. - Hàn:
- Phương pháp: TIG, MIG, hồ quang tay
- Que hàn: ER309S hoặc tương đương
- Kiểm soát nhiệt để tránh nứt nóng và giảm ăn mòn liên tinh.
- Đánh bóng bề mặt:
309S đạt độ sáng bóng tốt, phù hợp với thiết bị chịu nhiệt, hóa chất và khí nóng.
So sánh với các loại thép chịu nhiệt khác
| Tiêu chí | SUS304 | SUS316 | 309 | 309S | 310S |
|---|---|---|---|---|---|
| Cr (%) | 18 – 20 | 16 – 18 | 22 – 24 | 22 – 24 | 24 – 26 |
| Ni (%) | 8 – 10.5 | 10 – 14 | 12 – 14 | 12 – 15 | 19 – 22 |
| C (%) | ≤0.08 | ≤0.03 | 0.08 – 0.12 | ≤0.08 | ≤0.08 |
| Nhiệt độ làm việc liên tục | ~500°C | ~600°C | ~950°C | ~1000°C | ~1100°C |
| Khả năng chống oxy hóa | Tốt | Tốt | Tốt | Xuất sắc | Xuất sắc cao |
| Khả năng hàn | Rất tốt | Rất tốt | Tốt | Rất tốt | Rất tốt |
| Chi phí | Thấp | Cao | Trung bình | Trung bình – Cao | Cao |
→ Kết luận: 309S là lựa chọn tối ưu khi cần chịu nhiệt độ cao liên tục 1000°C, chống oxy hóa tốt và độ bền cơ học ổn định, phù hợp cho lò hơi, lò nung, bộ trao đổi nhiệt và thiết bị chịu nhiệt cao.
Thị trường và nguồn cung tại Việt Nam
309S được nhập khẩu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, châu Âu, dưới các dạng:
- Tấm 309S: 1 – 50 mm
- Ống hàn 309S: bộ trao đổi nhiệt, ống lò, bồn chịu nhiệt
- Cuộn 309S: gia công cán, dập, uốn
- Thanh tròn, dây 309S: chi tiết máy chịu nhiệt, van, ống dẫn khí nóng
Tại Việt Nam, 309S được sử dụng phổ biến tại Hải Phòng, Vũng Tàu, Bình Dương, Đồng Nai, phục vụ ngành nhiệt điện, lò hơi, hóa chất, luyện kim và công nghiệp khí nóng.
Kết luận
309S là thép không gỉ austenitic chịu nhiệt cao, nổi bật với khả năng chống oxy hóa tuyệt vời, chịu nhiệt độ liên tục ~1000°C, đồng thời dẻo dai và độ bền cơ học ổn định. Vật liệu lý tưởng cho lò hơi, lò nung, bộ trao đổi nhiệt, thiết bị khí nóng và các ứng dụng nhiệt công nghiệp.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
| Họ và Tên | Nguyễn Đức Bốn |
| Số điện thoại - Zalo | 0909.246.316 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |
Inox 00Cr18Mo2
Inox 00Cr18Mo2 Inox 00Cr18Mo2 là gì? Inox 00Cr18Mo2 là một loại thép không gỉ austenitic, [...]
Th7
UNS S31703 stainless steel
UNS S31703 stainless steel UNS S31703 stainless steel là gì? UNS S31703 là loại thép [...]
Th11
Cuộn Đồng 0.65mm
Cuộn Đồng 0.65mm Cuộn đồng 0.65mm là gì? Cuộn đồng 0.65mm là dải đồng lá [...]
Th7
So Sánh Inox 1.4424 Với Inox 316L – Lựa Chọn Nào Tốt Hơn
So Sánh Inox 1.4424 Với Inox 316L – Lựa Chọn Nào Tốt Hơn? Inox 1.4424 [...]
Th3
Thép Inox X2CrNiN18.10
Thép Inox X2CrNiN18.10 Thép Inox X2CrNiN18.10 là gì? Thép Inox X2CrNiN18.10 là loại thép không [...]
Th10
Thép Inox Austenitic 2332
Thép Inox Austenitic 2332 Thép Inox Austenitic 2332 là gì? Thép Inox Austenitic 2332 là [...]
Th9
Inox SUS329J3L Có Thể Chịu Được Nhiệt Độ Bao Nhiêu Mà Không Bị Biến Dạng
Inox SUS329J3L Có Thể Chịu Được Nhiệt Độ Bao Nhiêu Mà Không Bị Biến Dạng? [...]
Th4
