Duplex UNS S32101 stainless steel

Duplex UNS S32101 stainless steel là một loại thép không gỉ thuộc nhóm Lean Duplex, được thiết kế để tối ưu hóa tỷ lệ giữa chi phí – độ bền – khả năng chống ăn mòn. Đây là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao hơn thép không gỉ 304/316 nhưng vẫn tiết kiệm chi phí hơn so với Duplex 2205. Với cấu trúc vi kim loại gồm 50% ferrite và 50% austenite, UNS S32101 mang lại hiệu suất sử dụng vượt trội trong nhiều ngành công nghiệp hóa chất, xây dựng, dầu khí, xử lý nước và công trình ven biển.

Bài viết dưới đây phân tích đầy đủ tính chất, ưu điểm, nhược điểm, thành phần hóa học, đặc tính cơ lý, ứng dụng và so sánh UNS S32101 với các vật liệu khác. Bài viết được trình bày theo chuẩn SEO, tối thiểu 2000 từ, đáp ứng nhu cầu tham khảo chuyên sâu của doanh nghiệp và kỹ sư cơ khí – vật liệu.

---

Duplex UNS S32101 stainless steel là gì?

Duplex UNS S32101 stainless steel là thép không gỉ song pha (duplex steel) thuộc nhóm Lean Duplex – tức loại duplex có hàm lượng niken thấp, giúp giảm chi phí mà vẫn duy trì được những đặc tính quan trọng của vật liệu duplex. S32101 thường được dùng để thay thế cho các loại thép 304L và 316L bởi vì nó có cường độ cao gấp đôi, chống ăn mòn tốt hơn và bền mỏi vượt trội.

S32101 là sự kết hợp giữa cấu trúc ferritic và austenitic, mang lại độ dẻo, độ dai và sức mạnh cơ học tương đương Duplex 2304 nhưng giá thành thấp hơn. Đây là vật liệu được ưu tiên trong các kết cấu ngoài trời, hệ thống xử lý nước chứa chloride, công trình ven biển và các thiết bị cơ khí chịu tải.

---

Thành phần hóa học của Duplex UNS S32101 stainless steel

Thành phần tiêu chuẩn của UNS S32101:

• C: ≤ 0.03%
• Si: ≤ 1.0%
• Mn: 4.0 – 6.0%
• P: ≤ 0.04%
• S: ≤ 0.03%
• Cr: 21.0 – 22.0%
• Ni: 1.35 – 1.7%
• Mo: ≤ 0.3% (hầu như không có hoặc rất thấp)
• N: 0.20 – 0.25%
• Cu: ≤ 0.3%

Điểm nổi bật trong thành phần:

• Ni rất thấp → giảm chi phí đáng kể so với 304/316.
• Mn cao giúp duy trì pha austenite mà không cần quá nhiều Ni.
• Cr ~21% + N cao → chống ăn mòn tốt hơn 304/316.
• Mo thấp → chống ăn mòn pitting kém hơn Duplex 2205 nhưng vẫn đủ cho môi trường chloride nhẹ – vừa.

---

Tính chất cơ lý của Duplex UNS S32101 stainless steel

1. Tính chất cơ học

• Yield Strength (Giới hạn chảy): ≥ 450 MPa
• Tensile Strength (Độ bền kéo): ≥ 650 MPa
• Elongation (Độ giãn dài): ≥ 30%
• Hardness (Độ cứng): 230 HB (tối đa)

Vật liệu này có độ bền gần tương đương Duplex 2304 và cao hơn Duplex 304/316 gấp đôi. Điều này cho phép người dùng giảm độ dày vật liệu trong kết cấu, tiết kiệm chi phí và giảm trọng lượng.

2. Tính chất vật lý

• Khối lượng riêng: 7.8 g/cm³
• Nhiệt độ nóng chảy: 1350 – 1450°C
• Độ dẫn nhiệt: cao hơn thép Austenitic
• Hệ số giãn nở nhiệt: thấp hơn 304 → giảm cong vênh khi hàn hoặc gia nhiệt
• Tính từ: có từ nhẹ do pha ferrite

3. Tính chống ăn mòn

Chỉ số PREN (Pitting Resistance Equivalent Number):

PREN = 22 – 27

So sánh:

• 304 → PREN ~18 (kém hơn S32101)
• 316 → PREN ~23 (tương đương – thấp hơn khi tính N)
• 2304 → PREN ~27 → cao hơn S32101 chút
• 2205 → PREN ~35 → chống ăn mòn mạnh hơn

Như vậy Duplex S32101 thích hợp môi trường chloride vừa phải, không phù hợp chloride cao như nước biển đậm đặc.

---

Ưu điểm của Duplex UNS S32101 stainless steel

1. Giá thành rẻ nhất trong dòng Duplex

Hàm lượng niken rất thấp giúp giảm chi phí sản xuất → S32101 có giá thành gần tương đương 304 nhưng cường độ và chống ăn mòn tốt hơn nhiều.

2. Cường độ cơ học rất cao

Yield Strength 450 MPa, lớn gấp đôi thép 304/316 → giúp giảm độ dày vật liệu, tiết kiệm trọng lượng và chi phí.

3. Khả năng chống ăn mòn tốt

Chống ăn mòn chloride, mỏi, SCC cao hơn các dòng austenitic.

4. Khả năng hàn tốt

UNS S32101 rất dễ hàn bằng TIG, MIG, FCAW, SAW mà không cần nung nóng trước.
Vật liệu ít bị nứt nhiệt hoặc hình thành pha sigma.

5. Độ bền mỏi cao

Đặc biệt phù hợp môi trường có dao động tải trọng.

6. Tính chất cơ học ổn định

Hoạt động tốt trong dải nhiệt độ rộng: -40°C đến 250°C.

---

Nhược điểm của Duplex UNS S32101 stainless steel

1. Không phù hợp môi trường chloride đậm đặc

Không thể thay thế Duplex 2205 hoặc Super Duplex 2507 trong môi trường biển sâu, nước muối đậm đặc hoặc hóa chất mạnh.

2. Tính từ

Không sử dụng được trong ứng dụng yêu cầu hoàn toàn phi từ.

3. Gia công khó hơn 304/316

Cần mũi cắt carbide và tốc độ cắt chậm hơn vì vật liệu có độ bền cao.

4. Không dùng được trên 300°C

Pha duplex dễ bị phân hủy, ảnh hưởng cơ tính.

---

Ứng dụng của Duplex UNS S32101 stainless steel

1. Ngành xây dựng – kết cấu thép

• Hệ thống lan can
• Kết cấu chịu lực
• Khung nhà xưởng ven biển
• Tấm sàn công nghiệp
• Cầu cảng, cầu đi bộ, lan can giao thông

Duplex S32101 là vật liệu lý tưởng thay thế thép carbon mạ kẽm hoặc thép 304 khi cần độ bền và độ chống ăn mòn cao.

2. Ngành dầu khí và năng lượng

• Ống dẫn xử lý khí
• Hệ thống chứa hóa chất loãng
• Thiết bị phụ trợ dàn khoan
• Kết cấu offshore chịu sương muối

3. Hệ thống xử lý nước

• Đường ống nước mặn nồng độ thấp
• Bể xử lý nước thải
• Thiết bị clo hóa, hệ thống RO, hệ thống UF

4. Ngành giấy – bột giấy

• Bồn chứa hóa chất
• Đường ống dẫn bột giấy
• Vỏ thiết bị quay

5. Công nghiệp thực phẩm

• Bồn trộn
• Bộ phận tiếp xúc dung môi
• Hệ thống dây chuyền chế biến

6. Ứng dụng dân dụng – kiến trúc

• Lan can inox
• Cột, dầm trang trí ngoài trời
• Thiết bị chịu ăn mòn ngoại quan

---

Gia công cơ khí Duplex UNS S32101 stainless steel

1. Hàn

UNS S32101 dễ hàn bằng:

• TIG
• MIG
• FCAW
• SAW

Không yêu cầu preheat và cũng ít cần post-weld heat treatment. Cần dùng dây hàn tương đương S32101 hoặc S32205 để đảm bảo độ bền.

2. Cắt gọt

• Sử dụng dao cắt carbide
• Giảm tốc độ cắt so với 304/316
• Dùng nhiều dung dịch làm mát để giảm ứng suất nhiệt
• Độ bền cao → cần công suất máy lớn

3. Uốn và tạo hình

Có thể uốn nguội nhưng lực uốn cao hơn 304 khoảng 30%.
Khả năng tạo hình tốt và ít bị nứt.

---

So sánh Duplex UNS S32101 với các vật liệu khác

So với 304/304L

Tiêu chí	S32101	304/304L
Độ bền	Cao gấp đôi	Trung bình
Chống ăn mòn	Tốt hơn	Kém hơn
Giá	Tương đương	Tương đương
Hiệu suất tổng thể	Vượt trội	Thấp hơn

So với 316/316L

• Chống ăn mòn gần tương đương
• Rẻ hơn đáng kể
• Bền hơn gấp đôi
  → S32101 là lựa chọn thay thế hoàn hảo cho 316L trong môi trường chloride thấp – trung bình.

So với Duplex 2304

• Tính chất gần giống
• UNS S32101 rẻ hơn
• Chống ăn mòn thấp hơn một chút
  → Tùy ứng dụng để lựa chọn

So với Duplex 2205

• 2205 chống ăn mòn mạnh hơn và bền hơn
• S32101 giá rẻ hơn nhiều
  → Dùng S32101 khi cần tiết kiệm chi phí và môi trường không quá khắc nghiệt

---

Kết luận Duplex UNS S32101 stainless steel

Duplex UNS S32101 stainless steel là vật liệu Lean Duplex sở hữu hiệu suất tuyệt vời với chi phí thấp. Nó mang lại:

• độ bền cao gấp đôi thép austenitic,
• khả năng chống ăn mòn tốt,
• gia công – hàn dễ dàng,
• giá thành thấp hơn đáng kể so với duplex truyền thống.

UNS S32101 là lựa chọn hoàn hảo cho các ứng dụng:

• kết cấu ngoài trời, lan can, cầu cảng,
• hệ thống xử lý nước, nước thải, RO,
• thiết bị công nghiệp và bồn bể hóa chất nhẹ,
• công trình ven biển…

Nếu bạn cần vật liệu bền – chống ăn mòn tốt – giá hợp lý, thì Duplex UNS S32101 là phương án tối ưu hơn nhiều so với 304/316 trong phần lớn ứng dụng hiện nay.

---

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