Vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

Vật liệu 2Cr13Mn9Ni4 là gì?

Vật liệu 2Cr13Mn9Ni4 là một loại thép không gỉ martensitic cải tiến, thuộc nhóm thép không gỉ chịu lực cao có khả năng chống ăn mòn tốt, độ bền kéo lớn và khả năng chịu nhiệt ổn định. Loại thép này được thiết kế để thay thế hoặc nâng cấp so với thép 2Cr13 truyền thống, bằng cách bổ sung thêm Mangan (Mn) và Niken (Ni) nhằm cải thiện tính dẻo, độ bền và khả năng hàn.

Trong thực tế, 2Cr13Mn9Ni4 thường được sử dụng trong các chi tiết cơ khí chịu tải trọng cao, bộ phận turbine, trục, bánh răng, van, và thiết bị trong môi trường có hơi ẩm hoặc axit nhẹ. So với 2Cr13 (tương đương AISI 420), thép 2Cr13Mn9Ni4 thể hiện hiệu suất cơ học cao hơn, ít giòn hơn và chống ăn mòn tốt hơn nhờ cấu trúc martensit – austenit ổn định.

Loại thép này thường được tôi và ram để đạt được cơ tính mong muốn, nhờ đó thích hợp cho các ứng dụng cần độ cứng bề mặt cao nhưng vẫn giữ được độ dẻo và chịu va đập.

---

Thành phần hóa học của vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

Thành phần hóa học của thép 2Cr13Mn9Ni4 được thiết kế để cân bằng giữa khả năng chịu lực, độ bền và khả năng chống ăn mòn. Bảng dưới đây thể hiện thành phần điển hình theo tiêu chuẩn GB/T và tương đương quốc tế:

Nguyên tố	Ký hiệu	Hàm lượng (%)
C (Carbon)	0.15 – 0.20
Si (Silicon)	≤ 1.00
Mn (Manganese)	8.00 – 10.00
P (Phosphorus)	≤ 0.035
S (Sulfur)	≤ 0.030
Cr (Chromium)	12.0 – 14.0
Ni (Nickel)	3.5 – 4.5
N (Nitrogen)	≤ 0.10
Fe (Sắt)	Còn lại

Cr (Crom) giúp hình thành lớp màng thụ động chống oxy hóa,
Ni (Niken) tăng độ dẻo và chống ăn mòn,
Mn (Mangan) tăng khả năng khử oxy và tăng độ bền kéo,
C (Carbon) giúp tăng độ cứng sau khi tôi,
N (Nitơ) giúp ổn định pha Austenit và cải thiện khả năng chống rỗ.

---

Tính chất cơ lý của vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

1. Tính chất cơ học (sau khi tôi ram)

Thuộc tính	Giá trị trung bình
Giới hạn chảy (Yield Strength)	800 – 950 MPa
Giới hạn bền kéo (Tensile Strength)	950 – 1150 MPa
Độ giãn dài (%)	≥ 15
Độ dai va đập (Akv)	≥ 40 J
Độ cứng (HRC)	30 – 38 (tùy theo nhiệt luyện)
Mật độ	7.75 g/cm³

2. Tính chất vật lý

Thuộc tính	Giá trị
Nhiệt độ nóng chảy	1400 – 1450°C
Hệ số giãn nở nhiệt	10.6 × 10⁻⁶ /K
Độ dẫn nhiệt	25 W/m·K
Điện trở suất	0.7 µΩ·m
Nhiệt độ làm việc tối đa	450 – 500°C

Nhờ sự kết hợp giữa Mangan và Niken, 2Cr13Mn9Ni4 duy trì độ bền cao ngay cả trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, có va đập hoặc rung động mạnh.

---

Ưu điểm của vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

1. Độ bền cơ học cao:
   Có thể đạt tới hơn 1100 MPa sau nhiệt luyện, phù hợp cho chi tiết chịu tải trọng lớn.
2. Khả năng chống ăn mòn tốt:
   Crom và Niken tạo lớp oxit bảo vệ, giúp thép chống rỉ trong môi trường ẩm, hơi nước hoặc axit yếu.
3. Tính hàn và gia công cải thiện:
   So với thép 2Cr13, loại 2Cr13Mn9Ni4 ít bị nứt hơn khi hàn, dễ gia công bằng tiện, phay, mài hoặc cắt CNC.
4. Khả năng chịu mài mòn cao:
   Nhờ cấu trúc martensit kết hợp độ cứng tốt, thép này có thể sử dụng cho các chi tiết ma sát trung bình – cao.
5. Giữ độ bền ở nhiệt độ cao:
   Làm việc ổn định ở khoảng 400–500°C, không bị biến dạng hoặc giảm độ bền đột ngột.

---

Nhược điểm của vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

• Không chịu được môi trường axit mạnh hoặc kiềm đậm đặc.
• Dễ bị biến cứng khi gia công nguội, cần kiểm soát tốc độ và dung dịch làm mát tốt.
• Độ dẻo kém hơn thép Austenit (như 304, 316), do cấu trúc martensit cứng.
• Giá thành cao hơn thép 2Cr13 thông thường, do thành phần hợp kim cao hơn.

---

Quy trình nhiệt luyện của vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

Để đạt được độ bền, độ cứng và tính dẻo phù hợp, vật liệu 2Cr13Mn9Ni4 cần trải qua các bước xử lý nhiệt sau:

1. Ủ (Annealing)

• Nhiệt độ: 740 – 800°C
• Làm nguội chậm trong lò.
• Mục đích: Giảm ứng suất, làm mềm vật liệu để dễ gia công.

2. Tôi (Quenching)

• Nhiệt độ: 980 – 1050°C
• Làm nguội bằng dầu hoặc không khí.
• Giúp hình thành cấu trúc martensit, tăng độ cứng và độ bền kéo.

3. Ram (Tempering)

• Nhiệt độ: 200 – 350°C (tùy ứng dụng)
• Thời gian: 2 – 3 giờ
• Mục đích: Giảm giòn, tăng độ dai va đập và ổn định cấu trúc.

4. Khử ứng suất sau hàn

• Nhiệt độ: 250 – 300°C
• Giúp tránh nứt do ứng suất nhiệt.

---

Gia công và hàn vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

Gia công cơ khí:

• Có thể tiện, phay, khoan và mài tốt bằng dao hợp kim cứng.
• Cần dung dịch làm mát để tránh biến cứng bề mặt.
• Gia công nguội nên ở trạng thái ủ để tránh nứt.

Hàn:

• Hàn được bằng các phương pháp MIG, TIG, SMAW.
• Dây hàn khuyến nghị: E410NiMo, ER420, ER309L.
• Tránh làm nguội quá nhanh để không gây nứt nóng.

---

Ứng dụng của vật liệu 2Cr13Mn9Ni4

Nhờ sự kết hợp giữa độ bền cơ học cao và khả năng chống ăn mòn tốt, thép 2Cr13Mn9Ni4 được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp trọng điểm.

1. Ngành cơ khí chế tạo

• Trục turbine, trục bơm, bánh răng, khớp nối, trục vít.
• Dao cắt, khuôn dập nguội, dụng cụ đo lường chính xác.

2. Ngành năng lượng

• Cánh turbine thủy điện, máy phát điện, bộ phận chịu tải nặng.
• Van điều áp, ống dẫn áp suất cao, bộ trao đổi nhiệt.

3. Ngành hàng hải và dầu khí

• Chi tiết tàu thủy, trục chân vịt, bơm nước biển.
• Thiết bị khoan, van dầu, hệ thống xử lý khí ẩm.

4. Ngành hóa chất

• Thiết bị chịu áp, bồn phản ứng hóa học, máy khuấy và cánh trộn.
• Bộ phận chịu ma sát trong môi trường axit nhẹ hoặc kiềm yếu.

5. Ngành thực phẩm

• Thiết bị ép, dao cắt, bộ phận máy đóng gói và chi tiết chống mài mòn.

---

So sánh vật liệu 2Cr13Mn9Ni4 với các loại tương đương

Tiêu chí	2Cr13	2Cr13Mn9Ni4	1Cr17Ni2
Độ cứng (HRC)	25 – 32	30 – 38	28 – 33
Giới hạn bền kéo (MPa)	~750	~1100	~800
Chống ăn mòn	Trung bình	Tốt	Tốt
Dễ hàn	Khó	Dễ hơn	Trung bình
Ứng dụng	Dao, trục, van	Trục turbine, bánh răng	Thiết bị cơ khí

Như vậy, 2Cr13Mn9Ni4 vượt trội hơn rõ rệt về cơ tính, độ dẻo và khả năng hàn, đồng thời duy trì khả năng chống ăn mòn tương đương hoặc tốt hơn 2Cr13.

---

Thị trường và tiêu thụ tại Việt Nam

Trong nước, 2Cr13Mn9Ni4 được sử dụng phổ biến tại các nhà máy nhiệt điện, thủy điện, cơ khí chế tạo, dầu khí và hàng hải.

Các sản phẩm dạng thanh tròn, tấm, ống, rèn, phôi thường được nhập khẩu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, hoặc EU.

Công ty TNHH MTV Vật Liệu Titan là đơn vị uy tín cung cấp vật liệu này với:

• Hàng CO-CQ đầy đủ
• Cắt lẻ theo yêu cầu, nhận gia công CNC, tôi – ram – mài bóng
• Kho hàng sẵn tại TP.HCM, giao nhanh toàn quốc

---

Kết luận

Vật liệu 2Cr13Mn9Ni4 là loại thép không gỉ martensitic hợp kim cao, sở hữu độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn vượt trội. Với thành phần Cr–Mn–Ni được tối ưu, vật liệu này là sự lựa chọn hoàn hảo cho các chi tiết cơ khí chịu tải nặng, turbine, trục, và thiết bị trong môi trường hóa chất nhẹ.

Nó không chỉ bền và dẻo hơn thép 2Cr13, mà còn dễ gia công, hàn và nhiệt luyện, giúp nâng cao hiệu suất và tuổi thọ sản phẩm.

---

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
Mail	vatlieucokhi.net@gmail.com
Website:	vatlieucokhi.net

NHẬP SỐ ZALO ID

-Chọn bảng giá-INOXNHÔMĐỒNGTHÉPNIKENTITANKHÁC