Duplex F61 stainless steel

Duplex F61 stainless steel là một trong những loại thép không gỉ Super Duplex (siêu song pha) được sử dụng rộng rãi trong các môi trường ăn mòn khắc nghiệt. F61 là một phiên bản cải tiến của Duplex F51, với hàm lượng các nguyên tố hợp kim cao hơn, đặc biệt là Chromium, Molybdenum và Nitrogen, giúp nâng cao khả năng chống ăn mòn rỗ (pitting), ăn mòn kẽ (crevice) và chống ăn mòn ứng suất nứt (SCC). Nhờ tính năng vượt trội này, Duplex F61 được ứng dụng trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, xử lý nước biển, năng lượng và công trình biển.

Vật liệu F61 thường được sử dụng thay thế cho các loại thép Austenitic và Duplex tiêu chuẩn khi yêu cầu khắt khe về độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn cao.

---

Duplex F61 stainless steel là gì?

Duplex F61 là thép không gỉ siêu song pha (Super Duplex Stainless Steel), thuộc nhóm Super Duplex tiêu chuẩn quốc tế ASTM và UNS. Nó thường tương đương với UNS S32550 hoặc UNS S32760 tùy thuộc vào khu vực sản xuất. F61 có cấu trúc vi mô gồm khoảng 50% Ferrite + 50% Austenite, mang lại sự cân bằng lý tưởng giữa:

• Độ bền cao nhờ pha Ferrite
• Độ dẻo và khả năng chống ăn mòn tốt nhờ pha Austenite

Điểm mạnh của F61 so với Duplex tiêu chuẩn F51 là khả năng chịu môi trường clorua nồng độ cao và khả năng chống ăn mòn cục bộ tốt hơn đáng kể.

---

Thành phần hóa học của Duplex F61

Nguyên tố	Hàm lượng (%)
Carbon (C)	≤ 0.03
Chromium (Cr)	24 – 26
Nickel (Ni)	6 – 8
Molybdenum (Mo)	3 – 4
Nitrogen (N)	0.24 – 0.32
Manganese (Mn)	≤ 2.0
Silicon (Si)	≤ 1.0
Phosphorus (P)	≤ 0.03
Sulfur (S)	≤ 0.02
Copper (Cu)	0.5 – 1.0
Tungsten (W)	0.5 – 1.0
Iron (Fe)	Còn lại

Điểm đặc biệt của F61:

• Hàm lượng Cr, Mo và N cao → PREN > 40, chống rỗ và ăn mòn kẽ cực tốt
• Có bổ sung Cu và W → tăng khả năng chống ăn mòn axit và clorua
• Cấu trúc pha cân bằng, ổn định sau hàn

---

Tính chất cơ lý của Duplex F61

1. Tính chất cơ học

Thuộc tính	Giá trị
Độ bền kéo (UTS)	≥ 800 MPa
Giới hạn chảy (YS)	≥ 550 MPa
Độ giãn dài	≥ 15%
Độ cứng Brinell (HB)	≤ 310 HB

→ Bền hơn hẳn so với thép Austenitic 316L và Duplex F51, giúp giảm độ dày thành phần thiết bị, tiết kiệm vật liệu.

---

2. Tính chất vật lý

Thuộc tính	Giá trị
Khối lượng riêng	7.8 g/cm³
Hệ số giãn nở nhiệt	13 × 10⁻⁶ /°C
Nhiệt dung riêng	460 J/kg·K
Độ dẫn nhiệt	14 – 16 W/m·K
Nhiệt độ làm việc liên tục	-50°C đến +250°C

• Giãn nở thấp → ít biến dạng khi hàn, ổn định khi làm việc trong môi trường nhiệt độ dao động.

---

3. Khả năng chống ăn mòn

Duplex F61 có PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) > 40, thể hiện khả năng chống ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ và SCC vượt trội:

• Chịu được nước biển trực tiếp và muối clorua nồng độ cao
• Chống H₂S Stress Corrosion Cracking trong môi trường dầu khí
• Chống ăn mòn trong axit nitric, axit hydrochloric loãng
• Ổn định trong môi trường subsea

Khả năng chống ăn mòn của F61 vượt hẳn Duplex F51, gần bằng UNS S32760.

---

Ưu điểm của Duplex F61 stainless steel

1. Độ bền cơ học cao

• Giới hạn chảy ≥ 550 MPa, độ bền kéo ≥ 800 MPa
• Giảm độ dày thành phần → tiết kiệm chi phí vật liệu
• Kháng va đập tốt, chống mỏi

2. Khả năng chống ăn mòn xuất sắc

• Chống pitting, crevice corrosion vượt trội
• Chịu môi trường clorua mạnh
• Tốt cho hệ thống nước biển, xử lý hóa chất

3. Chịu ăn mòn ứng suất SCC

• Vật liệu gần như miễn nhiễm SCC trong môi trường clorua
• Rất phù hợp cho ngành dầu khí subsea

4. Khả năng hàn và gia công tốt

• Ít biến dạng khi hàn nhờ giãn nở thấp
• Không cần nhiệt luyện sau hàn nếu kiểm soát nhiệt độ phù hợp
• Gia công CNC hiệu quả với dụng cụ carbide

5. Tuổi thọ và tính kinh tế cao

• Tuổi thọ dài trong môi trường ăn mòn mạnh
• Hiệu quả kinh tế cao hơn Inconel, Hastelloy

---

Nhược điểm của Duplex F61 stainless steel

1. Không dùng cho nhiệt độ quá cao

• Trên 300°C → xuất hiện pha sigma, giảm cơ tính và độ dẻo

2. Gia công khó hơn thép 316L

• Cần tốc độ cắt chậm, dao carbide chất lượng cao
• Dễ work hardening → cần kiểm soát kỹ thuật gia công

3. Hàn cần kỹ thuật cao

• Phải kiểm soát nhiệt đầu vào và lớp hàn
• Dùng que hàn ER2594 hoặc tương đương để duy trì pha cân bằng

---

Ứng dụng của Duplex F61 stainless steel

1. Ngành dầu khí – subsea và offshore

• Ống dẫn dầu khí dưới biển
• Manifold, riser, Christmas tree
• Thiết bị xử lý khí H₂S, CO₂
• Van, pump, fittings

2. Ngành hóa chất – hóa dầu

• Bồn chứa axit, dung dịch ăn mòn
• Đường ống chịu môi trường clorua cao
• Thiết bị trao đổi nhiệt, phản ứng hóa chất

3. Xử lý nước biển – khử mặn

• Hệ thống RO / UF / MF
• Bơm, van, manifold nước biển
• Heat exchanger nước biển

4. Công nghiệp giấy & bột giấy

• Thiết bị bleaching
• Đường ống và bồn chứa hóa chất

5. Công nghiệp thực phẩm và dược

• Thiết bị chịu clorua
• Piping và bồn chứa thực phẩm mặn
• Trao đổi nhiệt hóa chất

6. Xây dựng biển & kết cấu ven biển

• Cọc chống ăn mòn
• Cầu cảng, lan can biển
• Thiết bị và kết cấu ngoài trời

---

Gia công và Hàn Duplex F61

1. Gia công (Machining)

• Tốc độ cắt: 40–55 m/min
• Dao carbide chuyên dụng
• Dầu tưới nguội áp lực cao
• Giảm rung, tránh work hardening

2. Hàn (Welding)

• Que hàn: ER2594, E2594
• Khí bảo vệ: Argon hoặc Argon + N₂
• Nhiệt đầu vào thấp → giữ pha cân bằng
• Không cần xử lý nhiệt sau hàn

3. Dạng cung cấp

• Tấm (Plate)
• Cuộn (Coil)
• Thanh tròn (Round bar)
• Ống hàn / đúc (Welded / Seamless pipe)
• Fittings: Elbow, Tee, Flange

---

So sánh Duplex F61 với F51 và UNS S32760

Vật liệu	PREN	Độ bền	Khả năng ăn mòn
F51	32–35	Cao	Tốt
F61	40–45	Rất cao	Xuất sắc
UNS S32760	45–50	Rất cao	Xuất sắc + cải tiến W, Cu

→ F61 là phiên bản nâng cấp so với F51, phù hợp với môi trường ăn mòn mạnh, áp lực cao, gần tương đương S32760 nhưng chi phí thấp hơn.

---

Kết luận

Duplex F61 stainless steel là vật liệu Super Duplex lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu:

• Độ bền cơ học cao
• Chống ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ và SCC xuất sắc
• Ổn định trong môi trường clorua và hóa chất mạnh
• Tuổi thọ lâu dài trong ngành dầu khí, hóa chất, xử lý nước biển và công trình biển

Với ưu điểm vượt trội và khả năng ứng dụng linh hoạt, Duplex F61 là lựa chọn tin cậy cho các dự án công nghiệp nặng và môi trường khắc nghiệt.

---

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