Vật liệu STS316J1
Th10
Vật liệu STS316J1
Vật liệu STS316J1 là gì?
Vật liệu STS316J1 là một loại thép không gỉ austenitic cao cấp, thuộc họ thép 18Cr-12Ni-2.5Mo, có tính chất tương đương với AISI 316, SUS316J1 theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS G4304. Đây là loại thép được thiết kế đặc biệt nhằm tăng khả năng chống ăn mòn trong môi trường có chứa clorua hoặc hóa chất, đồng thời cải thiện tính hàn và khả năng gia công cơ học.
So với các mác thép thông thường như STS304 hay STS304L, vật liệu STS316J1 có khả năng chịu ăn mòn điểm, ăn mòn kẽ hở và ăn mòn rỗ tốt hơn nhờ sự bổ sung Molybdenum (Mo). Ngoài ra, mác thép này còn có cấu trúc austenitic ổn định, duy trì cơ tính tốt trong dải nhiệt độ rộng từ -196°C đến 870°C.
STS316J1 được sản xuất phổ biến bởi các nhà thép Nhật Bản như Nippon Steel hay JFE Steel, và thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, dầu khí, hàng hải và y tế.
Thành phần hóa học của vật liệu STS316J1
Thành phần hóa học tiêu chuẩn của STS316J1 (theo JIS G4304 – thép không gỉ cán nóng) như sau:
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| C (Carbon) | ≤ 0.08 |
| Si (Silicon) | ≤ 1.00 |
| Mn (Manganese) | ≤ 2.00 |
| P (Phosphorus) | ≤ 0.045 |
| S (Sulfur) | ≤ 0.030 |
| Cr (Chromium) | 16.0 – 18.0 |
| Ni (Nickel) | 10.0 – 14.0 |
| Mo (Molybdenum) | 2.0 – 3.0 |
Phân tích:
- Cr (Chromium): tạo màng thụ động chống oxy hóa và ăn mòn.
- Ni (Nickel): ổn định cấu trúc austenitic, giúp thép dẻo dai hơn.
- Mo (Molybdenum): tăng khả năng chống ăn mòn cục bộ trong môi trường có chứa ion Cl⁻.
- C thấp: giúp hạn chế hiện tượng ăn mòn liên tinh thể sau khi hàn.
Tính chất cơ lý của vật liệu STS316J1
Thép không gỉ STS316J1 có sự kết hợp hoàn hảo giữa độ bền, tính dẻo và khả năng chống ăn mòn. Dưới đây là các đặc tính cơ học và vật lý điển hình:
| Tính chất | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Giới hạn chảy (0.2% proof stress) | ≥ 205 MPa |
| Giới hạn bền kéo (Tensile Strength) | ≥ 515 MPa |
| Độ giãn dài (Elongation) | ≥ 40% |
| Độ cứng (HB) | ≤ 217 HB |
| Tỷ trọng | 7.98 g/cm³ |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1370 – 1400°C |
| Mô-đun đàn hồi (E) | 193 GPa |
| Hệ số giãn nở nhiệt (20 – 100°C) | 16.0 µm/m·°C |
| Độ dẫn nhiệt (ở 100°C) | 16.2 W/m·K |
STS316J1 không bị nhiễm từ trong trạng thái ủ, nhưng có thể có từ tính nhẹ sau khi gia công nguội.
Ưu điểm của vật liệu STS316J1
- Khả năng chống ăn mòn vượt trội:
STS316J1 có khả năng chống ăn mòn cao hơn STS304 nhờ sự có mặt của molypden. Nó đặc biệt hiệu quả trong môi trường biển, dung dịch clorua và môi trường hóa chất ăn mòn nhẹ. - Chịu nhiệt tốt:
Vật liệu có thể làm việc liên tục ở nhiệt độ đến 870°C trong môi trường oxy hóa mà không bị suy giảm cơ tính đáng kể. - Tính hàn tuyệt vời:
STS316J1 có thể hàn bằng mọi phương pháp thông thường (TIG, MIG, SMAW) mà không cần xử lý nhiệt sau hàn. - Dễ gia công:
Dù có độ bền cao hơn STS304, thép STS316J1 vẫn giữ được khả năng gia công bằng các phương pháp cán, kéo, dập, tiện, phay, khoan. - Tính ổn định ở môi trường lạnh:
Vật liệu có độ dai va đập tốt ngay cả ở nhiệt độ âm, nên được ứng dụng trong bồn chứa lạnh, thiết bị cryogenic.
Nhược điểm của vật liệu STS316J1
- Giá thành cao hơn STS304 hoặc STS304L do chứa Mo.
- Khó gia công hơn STS304 vì có độ bền và độ dẻo thấp hơn một chút.
- Không phù hợp trong môi trường axit mạnh (HCl, H2SO4 đặc).
Ứng dụng của vật liệu STS316J1
Với những ưu điểm nổi bật, STS316J1 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp đòi hỏi khả năng chống ăn mòn và tính bền cao.
1. Ngành công nghiệp hóa chất
STS316J1 được sử dụng cho các thiết bị tiếp xúc với dung dịch axit loãng, kiềm, muối và hóa chất ăn mòn như bồn phản ứng, đường ống, bộ trao đổi nhiệt, máy bơm, van, nắp bình áp lực.
2. Ngành thực phẩm và dược phẩm
Với khả năng chống gỉ và dễ vệ sinh, vật liệu này được sử dụng để chế tạo máy trộn, bồn chứa sữa, đường ống dẫn, và các thiết bị chế biến thực phẩm đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn.
3. Ngành dầu khí
STS316J1 thích hợp cho các thiết bị hoạt động trong môi trường biển, giàn khoan, đường ống dẫn dầu, hệ thống bơm và van chịu ăn mòn clorua.
4. Ngành hàng hải
Ứng dụng trong tàu biển, cánh quạt, hệ thống xử lý nước mặn, và các chi tiết kết cấu chịu ẩm cao.
5. Ngành năng lượng và cơ khí chế tạo
Sử dụng trong chế tạo bộ trao đổi nhiệt, thiết bị áp lực, trục quay, phụ kiện chịu lực và các bộ phận máy móc công nghiệp.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu STS316J1
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 1010 – 1120°C
- Làm nguội nhanh bằng nước hoặc không khí để giữ cấu trúc austenitic ổn định.
- Không thể tôi cứng bằng nhiệt:
STS316J1 chỉ có thể tăng độ bền bằng biến dạng nguội (work hardening). - Căng cứng (Stress Relieving):
Nếu cần loại bỏ ứng suất dư sau gia công nguội, có thể ủ ở 450 – 600°C trong thời gian ngắn.
Gia công và hàn vật liệu STS316J1
Gia công cơ khí
- Cần sử dụng dao hợp kim cứng (carbide tools).
- Tốc độ cắt chậm hơn STS304 để tránh sinh nhiệt cao.
- Dùng dung dịch làm mát trong suốt quá trình gia công.
Hàn
- Thích hợp với mọi phương pháp hàn: TIG, MIG, SMAW, FCAW.
- Que hàn khuyến nghị: ER316L, ER316J1, hoặc tương đương.
- Không cần xử lý nhiệt sau hàn nhưng nên làm sạch vùng hàn bằng axit nitric để khôi phục lớp màng thụ động.
So sánh STS316J1 với các mác thép tương đương
| Mác thép | Đặc điểm nổi bật | Ghi chú |
|---|---|---|
| STS304 | Phổ biến, giá rẻ, dễ gia công | Khả năng chống ăn mòn thấp hơn |
| STS316L | Hàm lượng C thấp, dễ hàn, chống ăn mòn tốt | Sử dụng nhiều trong y tế, thực phẩm |
| STS316J1 | Bền hơn, chống ăn mòn cao, phù hợp môi trường biển | Phiên bản cao cấp của 316 |
| STS316LN | Có thêm N, tăng giới hạn chảy | Dùng trong công nghiệp hạt nhân |
| SUS316 | Tiêu chuẩn tương đương theo JIS | Ứng dụng tương tự |
Tiêu chuẩn tương đương quốc tế của STS316J1
| Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương |
|---|---|
| JIS (Nhật Bản) | SUS316J1 |
| ASTM (Mỹ) | AISI 316 |
| EN (Châu Âu) | X5CrNiMo17-12-2 (1.4401) |
| UNS (Mỹ) | S31600 |
| DIN (Đức) | 1.4401 |
Thị trường và nguồn cung vật liệu STS316J1
STS316J1 được sản xuất phổ biến tại Nhật Bản, Hàn Quốc và một số nước châu Âu. Ở Việt Nam, vật liệu này thường được nhập khẩu dưới dạng:
- Tấm thép không gỉ (Stainless Steel Plate / Sheet)
- Cuộn (Coil)
- Ống hàn (Welded Tube)
- Ống đúc (Seamless Pipe)
- Thanh tròn (Round Bar)
Nhà cung cấp phổ biến: Nippon Steel, JFE, POSCO, Outokumpu và Acerinox.
Kết luận
STS316J1 là loại thép không gỉ austenitic cao cấp với khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt vượt trội, đặc biệt trong môi trường chứa clorua hoặc hóa chất ăn mòn nhẹ. Với cơ tính tốt, khả năng hàn và gia công thuận lợi, STS316J1 là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành hóa chất, dầu khí, hàng hải và thực phẩm.
Với hiệu năng cao hơn STS304 và độ bền tương đương STS316L, vật liệu này đang được các doanh nghiệp cơ khí, công nghiệp nặng và chế tạo thiết bị tại Việt Nam ưu tiên sử dụng.
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 |
Thép không gỉ 2331
Thép không gỉ 2331 Thép không gỉ 2331 là thép không gỉ austenit thuộc nhóm [...]
Th10
Thép X12CrNi18.8
Thép X12CrNi18.8 Thép X12CrNi18.8 là gì? Thép X12CrNi18.8 là thép không gỉ austenit theo tiêu [...]
Th10
Thép Inox Austenitic UNS S30815
Thép Inox Austenitic UNS S30815 Thép Inox Austenitic UNS S30815 là gì? Thép Inox Austenitic [...]
Th9
Inox 431: Tại Sao Đây Là Lựa Chọn Lý Tưởng Cho Các Bộ Phận Động Cơ Ô Tô
Inox 431: Tại Sao Đây Là Lựa Chọn Lý Tưởng Cho Các Bộ Phận Động [...]
Th3
