Vật liệu 321S12
Th11
Vật liệu 321S12
Vật liệu 321S12 là gì?
Vật liệu 321S12 là một loại thép không gỉ austenitic được ổn định bằng titan, tương đương với tiêu chuẩn quốc tế AISI 321. Đây là một trong những loại inox phổ biến được sử dụng trong các ứng dụng chịu nhiệt độ cao và có yêu cầu chống ăn mòn tốt, đặc biệt trong môi trường có oxi hóa hoặc ăn mòn do axit nhẹ. Vật liệu này được thiết kế để khắc phục hiện tượng kết tủa cacbua crom ở vùng hàn – nguyên nhân chính gây ra ăn mòn liên kết (intergranular corrosion).
Vật liệu 321S12 được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như dầu khí, hóa chất, thực phẩm, hàng không, và sản xuất thiết bị chịu nhiệt. Với khả năng duy trì tính ổn định ở nhiệt độ lên đến 870°C, thép không gỉ 321S12 là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng yêu cầu độ bền cao, khả năng hàn tốt, và chống oxy hóa vượt trội.
Thành phần hóa học của vật liệu 321S12
Thành phần hóa học của thép không gỉ 321S12 được thiết kế dựa trên nền tảng của inox 304 nhưng được bổ sung thêm nguyên tố Titan (Ti) để tăng khả năng ổn định cacbua và chống ăn mòn do nhiệt. Dưới đây là bảng thành phần điển hình:
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| Carbon (C) | ≤ 0.08 |
| Silicon (Si) | ≤ 1.00 |
| Mangan (Mn) | ≤ 2.00 |
| Phốt pho (P) | ≤ 0.045 |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0.03 |
| Crom (Cr) | 17.0 – 19.0 |
| Niken (Ni) | 9.0 – 12.0 |
| Titan (Ti) | ≥ 5 × C và ≤ 0.70 |
Nhờ sự có mặt của Titan, vật liệu này giữ được khả năng chống ăn mòn ngay cả khi hàn hoặc gia công ở nhiệt độ cao – điểm mà inox 304 thường gặp hạn chế.
Tính chất cơ lý của vật liệu 321S12
Inox 321S12 có cấu trúc austenitic nên thể hiện nhiều đặc tính cơ học tương tự inox 304, nhưng với ưu thế chịu nhiệt tốt hơn. Dưới đây là các thông số cơ học tiêu biểu:
| Tính chất | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Khối lượng riêng | 7.9 g/cm³ |
| Giới hạn chảy (0.2% proof) | 205 MPa |
| Giới hạn bền kéo (Tensile strength) | 515 – 730 MPa |
| Độ giãn dài (Elongation) | ≥ 40% |
| Độ cứng Brinell (HB) | ≤ 217 HB |
| Hệ số giãn nở nhiệt (20–100°C) | 16.5 × 10⁻⁶ /°C |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | 870°C |
Nhờ những đặc điểm này, vật liệu 321S12 phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ ổn định kích thước, khả năng chống rão, và duy trì cơ tính ở điều kiện nhiệt độ cao.
Ưu điểm của vật liệu 321S12
- Khả năng chống ăn mòn cao: 321S12 hoạt động tốt trong môi trường axit nhẹ, nước muối loãng và khí quyển công nghiệp.
- Ổn định ở nhiệt độ cao: Không bị kết tủa cacbua ở vùng hàn, duy trì độ bền và tính dẻo tốt khi làm việc ở nhiệt độ 800–870°C.
- Khả năng hàn và gia công tốt: Dễ hàn bằng các phương pháp MIG, TIG, hoặc hồ quang điện mà không cần xử lý nhiệt sau hàn.
- Chống oxy hóa mạnh: Giúp bảo vệ bề mặt thép trong điều kiện nhiệt độ cao, hạn chế hiện tượng bong tróc và biến màu.
- Tính thẩm mỹ cao: Bề mặt sáng bóng, dễ đánh bóng và duy trì độ bóng lâu dài, phù hợp cho cả ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
Nhược điểm của vật liệu 321S12
- Không thích hợp cho môi trường chứa clorua: Dễ bị ăn mòn rỗ hoặc nứt ứng suất trong môi trường có ion Cl⁻ cao (như nước biển).
- Giá thành cao hơn inox 304: Do chứa nguyên tố titan, chi phí sản xuất tăng lên.
- Khó gia công nguội: Mức độ cứng cao hơn khiến việc cán, dập nguội hoặc uốn đòi hỏi lực lớn hơn so với 304.
- Không thể tăng cứng bằng nhiệt luyện: Tương tự như các thép austenitic khác, chỉ có thể tăng cứng bằng gia công nguội.
Quy trình nhiệt luyện của vật liệu 321S12
Để đạt được các tính chất tối ưu, vật liệu 321S12 được xử lý nhiệt theo các quy trình chuẩn công nghiệp:
- Ủ (Annealing):
Nhiệt độ: 950 – 1120°C
Làm nguội: Làm nguội nhanh bằng nước hoặc không khí để tránh hiện tượng kết tủa cacbua. - Stress Relieving (giảm ứng suất):
Thực hiện ở 450 – 600°C trong thời gian ngắn, nhằm giảm ứng suất do hàn hoặc gia công mà không làm giảm độ bền. - Không sử dụng nhiệt luyện cứng:
Vì 321S12 thuộc nhóm thép austenitic nên không thể tôi luyện để tăng độ cứng như thép martensitic.
Gia công cơ khí và hàn của vật liệu 321S12
Gia công cơ khí
Vật liệu 321S12 có khả năng gia công tốt, tuy nhiên cần chú ý đến tốc độ cắt và dụng cụ sử dụng:
- Sử dụng dao cắt hợp kim cứng (carbide).
- Tốc độ cắt thấp hơn inox 304 do độ cứng cao hơn.
- Cần sử dụng dung dịch làm mát để hạn chế biến cứng bề mặt và tăng tuổi thọ dao.
Hàn
- Thích hợp với các phương pháp hàn TIG, MIG, hồ quang tay (SMAW).
- Không cần gia nhiệt trước hàn.
- Kim loại hàn thường sử dụng vật liệu AWS ER347 hoặc ER321 để duy trì độ ổn định nhiệt.
- Sau khi hàn, không cần xử lý nhiệt nhưng có thể làm sạch mối hàn bằng acid pickling hoặc đánh bóng cơ học để tăng khả năng chống ăn mòn.
Ứng dụng của vật liệu 321S12
Vật liệu 321S12 được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đòi hỏi khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt cao, chẳng hạn như:
- Công nghiệp hóa dầu: Ống trao đổi nhiệt, bộ phận phản ứng, bồn chứa axit nhẹ.
- Ngành hàng không: Ống xả động cơ, vỏ bọc chịu nhiệt, khung kết cấu máy bay.
- Thiết bị công nghiệp: Buồng đốt, lò sấy, ống dẫn khí nóng, buồng xử lý nhiệt.
- Công nghiệp thực phẩm: Thiết bị xử lý sữa, nồi hơi, bồn khuấy.
- Ngành ô tô: Bộ phận xả khí (exhaust system), cổ góp nhiệt, ống dẫn hơi nóng.
- Ngành dược phẩm và y tế: Vỏ thiết bị tiệt trùng, khuôn mẫu sản xuất.
Nhờ khả năng chịu nhiệt tốt, 321S12 được xem là lựa chọn hàng đầu trong các ứng dụng mà inox 304 không thể đáp ứng.
So sánh vật liệu 321S12 với các loại inox khác
| Thuộc tính | 304 | 321S12 | 316 |
|---|---|---|---|
| Thành phần chính | Cr–Ni | Cr–Ni–Ti | Cr–Ni–Mo |
| Chống ăn mòn clorua | Trung bình | Trung bình | Tốt |
| Ổn định nhiệt cao | Trung bình | Rất tốt | Tốt |
| Dễ hàn | Rất tốt | Tốt | Rất tốt |
| Ứng dụng nhiệt độ cao | Không khuyến nghị > 800°C | Tốt đến 870°C | Tốt đến 870°C |
| Giá thành | Thấp | Trung bình | Cao |
Như vậy, inox 321S12 là vật liệu trung gian lý tưởng giữa inox 304 và 316 – vừa duy trì được khả năng chống ăn mòn, vừa có tính ổn định nhiệt tốt hơn, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng và môi trường khắc nghiệt.
Kết luận
Vật liệu 321S12 là một loại thép không gỉ austenitic ổn định bằng titan, mang lại hiệu suất vượt trội trong các ứng dụng chịu nhiệt và chống ăn mòn. Với thành phần hợp kim tối ưu, khả năng hàn tốt và tính ổn định cơ học ở nhiệt độ cao, 321S12 là lựa chọn đáng tin cậy cho các ngành công nghiệp hiện đại như hàng không, hóa chất, dầu khí và chế tạo cơ khí.
Nếu bạn đang tìm kiếm vật liệu thép không gỉ vừa bền, vừa ổn định nhiệt, vừa dễ gia công – Inox 321S12 chính là giải pháp toàn diện.
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 |
Những Tiêu Chuẩn Quan Trọng Của Inox Ferrinox 255 Khi Ứng Dụng Thực Tế
Những Tiêu Chuẩn Quan Trọng Của Inox Ferrinox 255 Khi Ứng Dụng Thực Tế Giới [...]
Th3
Lục Giác Inox 304 Phi 15mm
Lục Giác Inox 304 Phi 15mm – Thanh Inox Đặc Cỡ Trung, Chống Gỉ Và [...]
Th5
Thép 0Cr25Ni20
Thép 0Cr25Ni20 Thép 0Cr25Ni20 là gì? Thép 0Cr25Ni20 là loại thép không gỉ Austenit cao [...]
Th9
Shim Chêm Đồng Đỏ 7mm
Shim Chêm Đồng Đỏ 7mm Shim Chêm Đồng Đỏ 7mm là gì? Shim Chêm Đồng [...]
Th7
Láp Tròn Đặc Inox 303 Phi 96
Láp Tròn Đặc Inox 303 Phi 96 – Vật Liệu Gia Công Cơ Khí Cao [...]
Th4
