Vật liệu 04Cr18Ni10Ti20
Th10
Vật liệu 04Cr18Ni10Ti20
04Cr18Ni10Ti20 là gì?
04Cr18Ni10Ti20 là một loại thép không gỉ austenitic ổn định bằng titan (Ti), tương đương với thép SUS321 trong tiêu chuẩn Nhật Bản hoặc AISI 321 theo tiêu chuẩn Mỹ. Đây là phiên bản cải tiến của thép 304, trong đó titan được bổ sung để ngăn ngừa hiện tượng nhạy cảm hóa (sensitization) – tức sự kết tủa cacbit crom (Cr23C6) ở ranh giới hạt khi thép bị nung ở vùng nhiệt độ 450–850°C.
Với hàm lượng carbon thấp (≤ 0.04%) và thêm nguyên tố Ti (0.5–0.8%), vật liệu 04Cr18Ni10Ti20 có khả năng chống ăn mòn tinh giới và chống oxy hóa ở nhiệt độ cao tốt hơn đáng kể so với các loại thép không gỉ 18-8 thông thường như 304 hoặc 304L.
Nhờ đặc tính này, thép 04Cr18Ni10Ti20 thường được ứng dụng trong các môi trường chịu nhiệt, khí nóng, hơi nước, hoặc trong các thiết bị làm việc lâu dài ở nhiệt độ cao mà vẫn đòi hỏi khả năng chống gỉ và bền cơ học tốt.
Thành phần hóa học của 04Cr18Ni10Ti20
Bảng dưới đây trình bày thành phần hóa học điển hình của 04Cr18Ni10Ti20 (% khối lượng):
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) | Vai trò |
|---|---|---|
| C | ≤ 0.04 | Giảm nguy cơ kết tủa cacbit, tăng khả năng hàn |
| Si | ≤ 1.00 | Tăng tính chống oxy hóa |
| Mn | ≤ 2.00 | Cải thiện độ dẻo và độ bền kéo |
| P | ≤ 0.035 | Giới hạn tạp chất, giảm giòn nóng |
| S | ≤ 0.030 | Giảm nứt nóng khi hàn |
| Cr | 17.0 – 19.0 | Tạo lớp màng thụ động chống ăn mòn |
| Ni | 9.0 – 12.0 | Ổn định cấu trúc austenit, tăng tính dẻo |
| Ti | 0.5 – 0.8 | Ổn định carbon, ngăn kết tủa cacbit Cr23C6 |
| N | ≤ 0.10 | Cải thiện giới hạn chảy, tinh hạt |
So với thép 304, vật liệu 04Cr18Ni10Ti20 có thêm titan giúp hình thành carbide TiC, ổn định carbon và ngăn không cho carbon kết hợp với crom. Điều này duy trì lớp màng thụ động bảo vệ bề mặt, giúp thép vẫn chống gỉ tốt sau khi hàn hoặc chịu nhiệt cao.
Tính chất cơ lý của 04Cr18Ni10Ti20
Các tính chất cơ học đặc trưng của thép 04Cr18Ni10Ti20 ở trạng thái ủ (annealed):
| Tính chất | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Độ bền kéo (σb) | ≥ 520 MPa |
| Giới hạn chảy (σ0.2) | ≥ 205 MPa |
| Độ giãn dài (δ5) | ≥ 40% |
| Độ cứng (HB) | ≤ 187 |
| Tỷ trọng | 7.93 g/cm³ |
| Mô đun đàn hồi | 193 GPa |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 17.3 ×10⁻⁶ /°C (20–100°C) |
| Nhiệt độ làm việc liên tục | ≤ 850°C |
Thép 04Cr18Ni10Ti20 có khả năng giữ độ bền cơ học tốt ở nhiệt độ cao và chống oxy hóa mạnh đến 900°C, đặc biệt trong không khí hoặc khí đốt chứa oxi.
Ưu điểm của 04Cr18Ni10Ti20
- Chống ăn mòn tinh giới tốt:
Nhờ sự có mặt của titan, thép ngăn chặn hiện tượng nhạy cảm hóa và ăn mòn tinh giới, đặc biệt khi chịu nhiệt trong thời gian dài. - Khả năng chịu nhiệt cao:
Có thể làm việc ở nhiệt độ lên đến 850–900°C trong môi trường khô hoặc oxi hóa nhẹ. - Tính hàn tốt:
Có thể hàn dễ dàng bằng các phương pháp MIG, TIG hoặc hồ quang tay mà không cần ủ lại sau khi hàn. - Tính dẻo và khả năng tạo hình tốt:
Thép có thể được cán nguội, uốn, kéo, hoặc dập sâu mà không nứt. - Độ bền cao ở cả nhiệt độ cao lẫn thấp:
Vật liệu duy trì tính chất cơ học ổn định trong dải nhiệt độ rộng.
Nhược điểm của 04Cr18Ni10Ti20
- Khó gia công hơn so với 304 do độ bền cao hơn.
- Không phù hợp cho môi trường axit mạnh (như HCl, H2SO4 đậm đặc).
- Có thể bị ăn mòn nhẹ trong môi trường nước biển nếu không xử lý bề mặt kỹ.
Ứng dụng của 04Cr18Ni10Ti20
Thép 04Cr18Ni10Ti20 được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp đòi hỏi khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa cao:
1. Công nghiệp hóa chất
- Thiết bị trao đổi nhiệt, bình phản ứng, bồn chứa dung dịch có nhiệt độ cao.
- Hệ thống đường ống và van trong môi trường khí nóng hoặc hơi nước.
2. Công nghiệp năng lượng
- Ống dẫn khí nóng, ống khói, ống chịu nhiệt trong tua-bin khí.
- Bộ phận buồng đốt, thiết bị trao đổi nhiệt trong nhà máy điện.
3. Ngành hàng không và cơ khí chính xác
- Các chi tiết chịu nhiệt trong động cơ phản lực, ống xả, buồng đốt phụ.
4. Ngành ô tô
- Hệ thống ống xả, bộ xúc tác, và các chi tiết chịu nhiệt.
5. Ngành thực phẩm và dược phẩm
- Các thiết bị xử lý, nấu, sấy ở nhiệt độ cao.
- Các bộ phận máy tiệt trùng, thiết bị hấp.
6. Xây dựng và trang trí công nghiệp
- Các cấu kiện chịu nhiệt, chịu ăn mòn trong nhà máy hóa chất hoặc nhà máy luyện kim.
Quy trình nhiệt luyện của 04Cr18Ni10Ti20
Để đạt được tính chất tối ưu, thép 04Cr18Ni10Ti20 thường trải qua các giai đoạn xử lý nhiệt sau:
- Ủ (Annealing): Nhiệt độ 950–1100°C, làm nguội nhanh bằng nước hoặc khí.
→ Mục đích: khôi phục cấu trúc austenit, loại bỏ ứng suất và tăng độ dẻo. - Không thể tôi – ram: Vì đây là thép austenitic, không thể tăng độ cứng bằng nhiệt luyện.
- Gia công nguội: Có thể tăng độ bền thông qua cán nguội, tuy nhiên giảm dẻo.
Gia công và hàn 04Cr18Ni10Ti20
- Gia công cơ khí:
Sử dụng dao hợp kim cứng, tốc độ cắt vừa phải, dung dịch làm mát dồi dào.
Khi gia công nguội quá mức, cần ủ lại ở 1050°C để phục hồi tổ chức. - Hàn:
Hàn dễ dàng bằng các phương pháp TIG, MIG, hoặc hồ quang tay.
Nên sử dụng que hàn ER347 hoặc ER321, có chứa Ti để ổn định cấu trúc vùng hàn.
Tránh giữ lâu ở nhiệt độ 450–850°C để ngăn nhạy cảm hóa.
Tiêu chuẩn tương đương của 04Cr18Ni10Ti20
| Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương |
|---|---|
| GB (Trung Quốc) | 04Cr18Ni10Ti20 |
| JIS (Nhật Bản) | SUS321 |
| ASTM (Mỹ) | AISI 321 |
| DIN (Đức) | 1.4541 |
| EN | X6CrNiTi18-10 |
Như vậy, 04Cr18Ni10Ti20 chính là thép không gỉ SUS321 (hoặc AISI 321), nổi tiếng trong nhóm thép chịu nhiệt cao, được dùng nhiều trong công nghiệp hóa chất, dầu khí, năng lượng và cơ khí chế tạo.
Thị trường và xu hướng sử dụng tại Việt Nam
Trong những năm gần đây, thép 04Cr18Ni10Ti20 (SUS321) được nhiều nhà máy tại Việt Nam lựa chọn để thay thế cho 304 trong các ứng dụng chịu nhiệt hoặc môi trường có dao động nhiệt lớn.
Các sản phẩm phổ biến gồm: thép tấm, ống hàn, ống đúc, thanh tròn, dây hàn và phụ kiện inox.
Nguồn cung chủ yếu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc và châu Âu.
Do có khả năng chống ăn mòn tinh giới tốt, tuổi thọ cao và dễ gia công, 04Cr18Ni10Ti20 đang được ưa chuộng trong ngành hóa chất, dầu khí, xử lý khí thải và thực phẩm tại Việt Nam.
Kết luận
Vật liệu 04Cr18Ni10Ti20 là một trong những loại thép không gỉ chịu nhiệt cao, có độ ổn định tổ chức tốt nhờ thành phần titan. Với đặc tính chống oxy hóa, chống ăn mòn tinh giới và khả năng làm việc ở nhiệt độ lên đến 900°C, thép này rất phù hợp cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp nặng, năng lượng, dầu khí và hóa chất.
So với thép 304 hoặc 304L, 04Cr18Ni10Ti20 (SUS321) thể hiện ưu thế vượt trội khi làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn nhẹ, giúp nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy của thiết bị.
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 |
Tìm hiểu về Inox 0Cr19Ni9N
Tìm hiểu về Inox 0Cr19Ni9N và Ứng dụng của nó Inox 0Cr19Ni9N là gì? Inox [...]
Th5
0Cr17Ni12Mo2 Stainless Steel
0Cr17Ni12Mo2 Stainless Steel 0Cr17Ni12Mo2 Stainless Steel là gì? 0Cr17Ni12Mo2 Stainless Steel là thép không gỉ [...]
Th11
Inox X2CrNiMoCuWN25-7-4 Có Giá Bao Nhiêu. So Sánh Với Các Loại Inox Khác
Inox X2CrNiMoCuWN25-7-4 Có Giá Bao Nhiêu? So Sánh Với Các Loại Inox Khác 1. Thành [...]
Th3
Vật liệu UNS S41000
Vật liệu UNS S41000 Vật liệu UNS S41000 là gì? Vật liệu UNS S41000 là [...]
Th9
Tìm hiểu về Inox S31635
Tìm hiểu về Inox S31635 và Ứng dụng của nó Inox S31635 là gì? Inox [...]
Th5
X55CrMo14 Material
X55CrMo14 Material X55CrMo14 là gì? X55CrMo14 là một loại thép không gỉ martensitic cao cấp, [...]
Th9
