Duplex F53 stainless steel

Duplex F53 stainless steel là loại thép không gỉ siêu song pha (Super Duplex Stainless Steel) có khả năng chống ăn mòn cực cao, độ bền cơ học vượt trội và độ ổn định trong môi trường clorua nồng độ cao, axit, nước biển và môi trường hóa chất mạnh. F53 được phát triển dựa trên nền tảng Duplex F51 nhưng được nâng cấp với hàm lượng các nguyên tố hợp kim cao hơn, đặc biệt là Chromium, Molybdenum, Nitrogen và Tungsten, giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn cục bộ (pitting) và chống ăn mòn kẽ (crevice) vượt trội.

Với các đặc tính này, Duplex F53 là vật liệu lý tưởng cho các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, năng lượng, xử lý nước biển và công trình biển khắc nghiệt.

---

Duplex F53 stainless steel là gì?

Duplex F53 là thép không gỉ Super Duplex, thuộc nhóm Super Duplex tiêu chuẩn quốc tế, được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng chịu ăn mòn cực mạnh. Cấu trúc vi mô của F53 gồm khoảng 50% Ferrite + 50% Austenite, mang lại sự cân bằng tối ưu giữa:

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

So với Duplex F51, F53 có khả năng chống ăn mòn vượt trội hơn nhờ hàm lượng Nitrogen cao hơn, Mo và W được bổ sung, giúp PREN của F53 đạt 40–45, cao hơn nhiều so với F51. Vật liệu này thường tương đương hoặc gần với UNS S32760.

---

Thành phần hóa học của Duplex F53

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

Đặc điểm nổi bật:

• Hàm lượng Cr, Mo và N cao → PREN ≥ 40, chống rỗ và ăn mòn kẽ cực tốt
• Bổ sung W và Cu → tăng khả năng chống ăn mòn trong môi trường axit và clorua
• Pha Austenite/Ferrite cân bằng, ổn định sau hàn

---

Tính chất cơ lý của Duplex F53

1. Tính chất cơ học

Thuộc tính	Giá trị
Độ bền kéo (UTS)	≥ 820 MPa
Giới hạn chảy (YS)	≥ 550 MPa
Độ giãn dài (%)	≥ 15
Độ cứng Brinell (HB)	≤ 310 HB

• Độ bền cơ học vượt trội so với thép Austenitic 316L và Duplex F51, giúp giảm độ dày thành phần và tiết kiệm chi phí 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

• Hệ số giãn nở thấp → vật liệu ổn định khi hàn và trong môi trường nhiệt độ thay đổi.

---

3. Khả năng chống ăn mòn

Duplex F53 có khả năng chống:

• Pitting và crevice corrosion trong môi trường clorua cao
• Stress corrosion cracking (SCC) trong môi trường H₂S, CO₂
• Ăn mòn trong axit nitric, axit hydrochloric loãng
• Môi trường subsea, biển và hóa chất mạnh

PREN ≥ 40 giúp F53 vượt trội so với các loại Duplex tiêu chuẩn như F51.

---

Ưu điểm của Duplex F53 stainless steel

1. Độ bền cơ học cao

• Giới hạn chảy ≥ 550 MPa, độ bền kéo ≥ 820 MPa
• Giảm độ dày thành phần → tiết kiệm vật liệu và chi phí
• Chịu va đập, chống mỏi và ổn định kết cấu

2. Khả năng chống ăn mòn vượt trội

• Pitting, crevice corrosion cực tốt
• Chịu clorua mạnh, phù hợp với môi trường nước biển
• Thích hợp cho các ứng dụng subsea và hóa chất mạnh

3. Chống ăn mòn ứng suất SCC

• Gần như miễn nhiễm SCC trong môi trường clorua
• Tối ưu cho các hệ thống dầu khí và hóa chất

4. Gia công và hàn tốt

• Gia công CNC bằng dao carbide hiệu quả
• Hàn TIG/MIG giữ pha cân bằng
• Không cần xử lý nhiệt sau hàn nếu tuân thủ kỹ thuật

5. Tuổi thọ và tính kinh tế

• Tuổi thọ dài trong môi trường ăn mòn mạnh
• Chi phí hiệu quả hơn so với các vật liệu Super Duplex cao cấp khác

---

Nhược điểm của Duplex F53 stainless steel

1. Nhiệt độ sử dụng hạn chế

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

2. Gia công khó hơn thép Austenitic

• Cần tốc độ cắt thấp, dao carbide chất lượng cao
• Dễ work hardening → cần kỹ thuật gia công chính xác

3. Hàn yêu cầu kỹ thuật cao

• Phải kiểm soát nhiệt đầu vào và lớp hàn
• Dùng que hàn phù hợp như ER2594 để duy trì pha cân bằng

---

Ứng dụng của Duplex F53 stainless steel

1. Ngành dầu khí – subsea và offshore

• Ống dẫn dầu khí, riser, manifold
• Christmas tree và thiết bị giếng khoan
• Van, pump và phụ kiện cho môi trường H₂S

2. Ngành hóa chất – hóa dầu

• Bồn chứa và đường ống axit mạnh
• Thiết bị phản ứng hóa chất
• Heat exchanger và piping hệ thống ăn mòn

3. Xử lý nước biển và khử mặn

• Hệ thống RO / UF / MF
• Bơm, van, manifold nước biển
• Heat exchanger và tank chịu clorua

4. Công nghiệp giấy và bột giấy

• Thiết bị bleaching
• Bồn chứa hóa chất và đường ống hóa chất

5. Công nghiệp thực phẩm và dược

• Bồn chứa và piping chịu clorua và axit
• Trao đổi nhiệt cho môi trường hóa chất thực phẩm

6. Công trình biển và xây dựng ven biển

• Cọc chống ăn mòn
• Lan can, cầu cảng, thiết bị ngoài trời

---

Gia công và Hàn Duplex F53

1. Gia công (Machining)

• Tốc độ cắt: 40–55 m/min
• Dao carbide chuyên dụng
• Sử 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 + 2% N₂
• Nhiệt đầu vào thấp → giữ pha cân bằng
• Không cần nhiệt luyện sau hàn nếu đúng kỹ thuật

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 F53 với F51, F61 và UNS S32760

Vật liệu	PREN	Độ bền	Khả năng ăn mòn
F51	32–35	Cao	Tốt
F61	40–45	Rất cao	Xuất sắc
F53	40–45	Rất cao	Xuất sắc, tăng khả năng chống pitting
UNS S32760	45–50	Rất cao	Xuất sắc + cải tiến W, Cu

→ F53 là lựa chọn lý tưởng khi yêu cầu môi trường ăn mòn cực mạnh nhưng vẫn muốn cân đối chi phí so với UNS S32760.

---

Kết luận

Duplex F53 stainless steel là vật liệu Super Duplex hàng đầu, kết hợp hoàn hảo giữa độ bền cơ học vượt trội và khả năng chống ăn mòn cục bộ và SCC xuất sắc. Với các ưu điểm nổi bật, F53 được ứng dụng rộng rãi trong ngành dầu khí, hóa chất, xử lý nước biển và công trình biển. Đây là lựa chọn tối ưu cho các môi trường ăn mòn khắc nghiệt, nơi Duplex F51 hoặc thép Austenitic không thể đáp ứng.

---

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