Vật liệu 1.4550
Vật liệu 1.4550 là gì?
Vật liệu 1.4550 là mác thép không gỉ austenit cao cấp theo tiêu chuẩn DIN EN 10088, tương đương với AISI 347, X6CrNiNb18-10, hoặc UNS S34700. Đây là loại thép được hợp kim hóa cao với Cr và Ni cùng với niobi (Nb) – nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc chống lại hiện tượng kết tủa carbide crom trong quá trình hàn hoặc làm việc ở nhiệt độ cao.
1.4550 là vật liệu được phát triển để khắc phục hạn chế của inox 304 và 304L, vốn dễ bị ăn mòn kẽ hở hoặc suy giảm tính chất cơ học sau khi chịu nhiệt lâu dài. Nhờ có niobi, thép 1.4550 duy trì được khả năng chống ăn mòn liên kết hạt và chịu nhiệt vượt trội trong dải nhiệt độ từ 450 – 900°C, phù hợp cho các chi tiết thiết bị trao đổi nhiệt, ống xả, buồng đốt, kết cấu hàn trong ngành dầu khí, hóa chất và thực phẩm.
Thành phần hóa học của 1.4550
Thành phần hợp kim của vật liệu 1.4550 được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm đảm bảo tính ổn định ở nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời:
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| C (Carbon) | ≤ 0.08 |
| Si (Silic) | ≤ 1.00 |
| Mn (Mangan) | ≤ 2.00 |
| P (Phốt pho) | ≤ 0.045 |
| S (Lưu huỳnh) | ≤ 0.030 |
| Cr (Crôm) | 17.0 – 19.0 |
| Ni (Niken) | 9.0 – 13.0 |
| Nb + Ta (Niobi + Tantalum) | ≥ 10 × C và ≤ 1.0 |
| Fe (Sắt) | Còn lại |
Phân tích vai trò các nguyên tố:
- Cr (Crôm): Tạo lớp oxit bảo vệ chống ăn mòn.
- Ni (Niken): Duy trì cấu trúc austenit, giúp tăng độ dẻo và bền nhiệt.
- Nb (Niobi): Ngăn chặn sự kết tủa carbide Cr₃C₂, giúp thép không bị ăn mòn liên kết hạt khi hàn hoặc nung nóng.
- Mn và Si: Cải thiện tính hàn và độ cứng bề mặt.
Nhờ công thức hợp kim này, thép 1.4550 được xem là phiên bản cải tiến của inox 304, có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao mà vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn tốt.
Tính chất cơ lý của 1.4550
Các đặc tính cơ học của vật liệu 1.4550 phụ thuộc vào hình dạng (tấm, ống, thanh) và trạng thái nhiệt luyện. Dưới đây là giá trị tiêu chuẩn ở trạng thái ủ dung dịch (solution annealed):
| Thuộc tính | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Khối lượng riêng | 7.9 g/cm³ |
| Giới hạn chảy (Rp0.2) | ≥ 230 MPa |
| Độ bền kéo (Rm) | 520 – 720 MPa |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 40 |
| Độ cứng Brinell (HB) | ≤ 215 |
| Mô đun đàn hồi | 200 GPa |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | 900°C |
So với inox 304, 1.4550 có độ bền cao hơn khi làm việc ở nhiệt độ cao. Thép giữ được cấu trúc austenit ổn định đến 900°C mà không bị giòn hóa do pha sigma.
Đặc tính chống ăn mòn của 1.4550
Thép không gỉ 1.4550 có khả năng chống ăn mòn rất tốt nhờ lớp màng oxit Cr₂O₃ bền vững và được tăng cường nhờ nguyên tố Nb:
- Chống ăn mòn liên kết hạt (intergranular corrosion):
Niobi kết hợp với carbon hình thành NbC thay vì Cr₃C₂, giúp bảo toàn lượng Cr trong nền thép → ngăn suy giảm khả năng chống ăn mòn sau khi hàn. - Chống oxy hóa ở nhiệt độ cao:
Có thể chịu được môi trường oxy hóa và khí nóng đến 900°C mà không bị bong tróc bề mặt. - Khả năng chống ăn mòn trong môi trường hóa học:
Chịu được dung dịch HNO₃, axit acetic, dầu mỡ, hơi nước và khí lò công nghiệp. - Kháng ăn mòn trong môi trường clorua:
Tốt hơn inox 304 nhưng kém hơn 316L, do không có Mo. Tuy nhiên, vẫn hoạt động tốt trong điều kiện ẩm và muối nhẹ.
Nhờ các đặc tính này, vật liệu 1.4550 thường được sử dụng trong hệ thống ống dẫn khí nóng, thiết bị phản ứng hóa chất, và kết cấu chịu nhiệt trong ngành năng lượng.
Ưu điểm của 1.4550
- Ổn định cấu trúc ở nhiệt độ cao – không bị kết tủa carbide crom gây ăn mòn.
- Chống ăn mòn tốt hơn 304 – đặc biệt trong điều kiện hàn hoặc sau khi xử lý nhiệt.
- Dễ hàn và gia công – có thể hàn bằng TIG, MIG, SMAW mà không cần nung trước.
- Giữ cơ tính ổn định đến 900°C – phù hợp cho thiết bị chịu nhiệt và khí nóng.
- Bề mặt sáng bóng, dễ đánh bóng và làm sạch, phù hợp với ứng dụng trang trí hoặc thực phẩm.
Nhược điểm của 1.4550
- Không chịu được môi trường clorua mạnh: dễ bị rỗ trong nước biển hoặc dung dịch muối đậm đặc.
- Không nên sử dụng trên 900°C: vì cấu trúc có thể thay đổi, tạo pha giòn.
- Giá thành cao hơn inox 304 và 304L.
- Gia công chậm hơn do độ cứng và đàn hồi cao hơn một chút so với 304.
Quy trình nhiệt luyện 1.4550
Để đảm bảo tính chất cơ học và chống ăn mòn, 1.4550 thường được ủ dung dịch (Solution Annealing):
- Nhiệt độ: 1020 – 1100°C
- Thời gian giữ nhiệt: 30 – 60 phút tùy độ dày
- Làm nguội: Nhanh bằng nước hoặc không khí nén
Sau khi ủ, vật liệu đạt được cấu trúc austenit đồng đều, loại bỏ ứng suất dư và duy trì tính chống ăn mòn tối đa.
Không nên ram ở nhiệt độ 400–800°C vì dễ hình thành pha carbide và giảm khả năng chống ăn mòn.
Khả năng hàn và gia công cơ khí của 1.4550
1. Khả năng hàn:
Thép 1.4550 có tính hàn tốt, không cần nung nóng trước hoặc xử lý sau hàn. Tuy nhiên, nên sử dụng que hàn hoặc dây hàn chứa niobi (như ER347, E347) để duy trì khả năng chống ăn mòn.
2. Gia công cơ khí:
Gia công tương tự inox 304, tuy nhiên cần dùng dao hợp kim cứng (carbide) và tốc độ thấp hơn.
Bảng thông số tham khảo:
| Phương pháp | Tốc độ cắt (m/phút) | Ghi chú |
|---|---|---|
| Tiện | 50 – 100 | Dùng dao carbide phủ TiN |
| Phay | 40 – 80 | Làm mát nhiều |
| Khoan | 20 – 50 | Mũi cobalt hoặc HSS-Co |
| Mài | Nhanh – áp lực thấp | Tránh sinh nhiệt cục bộ |
Ngoài ra, thép 1.4550 có thể đánh bóng cơ học hoặc điện hóa để đạt độ bóng gương, dùng trong thiết bị y tế và thực phẩm.
Ứng dụng của 1.4550
Nhờ tính năng chịu nhiệt và chống ăn mòn tốt, 1.4550 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
- Ngành công nghiệp hóa chất:
- Thiết bị trao đổi nhiệt, ống dẫn hóa chất, bồn phản ứng.
- Các bộ phận làm việc với hơi nước, axit nhẹ hoặc khí nóng.
- Ngành năng lượng – dầu khí:
- Bộ phận tuabin, ống xả, đường ống chịu nhiệt cao.
- Thiết bị xử lý khí, giàn khoan, hệ thống lọc dầu.
- Ngành thực phẩm – dược phẩm:
- Dụng cụ, thiết bị nấu, bình chứa, hệ thống ống dẫn sữa.
- Ngành ô tô – hàng không:
- Ống xả động cơ, hệ thống đốt, vỏ máy bay chịu nhiệt.
- Ngành xây dựng và cơ khí:
- Cấu trúc khung thép, lan can, tay vịn ngoài trời, chi tiết trang trí chịu nhiệt.
Nhờ độ tin cậy cao và khả năng làm việc bền bỉ, 1.4550 được sử dụng thay thế inox 304/316 trong nhiều trường hợp yêu cầu nhiệt độ cao hoặc hàn nhiều.
Tiêu chuẩn tương đương của 1.4550
| Tiêu chuẩn | Ký hiệu tương đương |
|---|---|
| DIN | 1.4550 |
| EN | X6CrNiNb18-10 |
| ASTM | 347 / 347H |
| UNS | S34700 / S34709 |
| JIS | SUS347 |
| GB | 0Cr18Ni11Nb |
So sánh 1.4550 với các vật liệu tương tự
| Đặc tính | 1.4301 (304) | 1.4306 (304L) | 1.4404 (316L) | 1.4550 (347) |
|---|---|---|---|---|
| Cr (%) | 18 | 18 | 17 | 18 |
| Ni (%) | 8 | 8 | 10 | 11 |
| Mo (%) | – | – | 2.0 | – |
| Nb (%) | – | – | – | 0.8 |
| Nhiệt độ làm việc tối đa (°C) | 400 | 400 | 500 | 900 |
| Chống ăn mòn liên kết hạt | Trung bình | Tốt | Tốt | Rất tốt |
| Khả năng hàn | Rất tốt | Rất tốt | Tốt | Rất tốt |
→ 1.4550 có ưu thế vượt trội về chịu nhiệt và chống ăn mòn sau hàn, là lựa chọn tối ưu cho thiết bị chịu nhiệt cao mà inox 304 hoặc 316 không đáp ứng được.
Thị trường tiêu thụ 1.4550 tại Việt Nam
Tại Việt Nam, 1.4550 (SUS347) ngày càng được sử dụng nhiều trong các ngành:
- Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Nghi Sơn.
- Nhà máy hóa chất, xử lý khí thải.
- Dự án nhiệt điện và nhà máy xi măng.
- Nhà máy chế biến thực phẩm và dược phẩm.
- Cấu kiện trang trí chịu nhiệt tại TP.HCM, Hải Phòng, Bình Dương.
Với nhu cầu tăng về thép chịu nhiệt – chống ăn mòn, 1.4550 đang trở thành lựa chọn thay thế phổ biến cho các dòng thép nhập khẩu đắt tiền từ Nhật, Đức hoặc Hàn Quốc.
Kết luận
Vật liệu 1.4550 (X6CrNiNb18-10) là thép không gỉ austenit ổn định niobi có khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt và hàn tuyệt vời.
Nó được sử dụng rộng rãi trong thiết bị nhiệt, hóa chất, năng lượng và thực phẩm, nhờ khả năng làm việc ổn định ở nhiệt độ tới 900°C và chống ăn mòn liên kết hạt hiệu quả.
Nếu bạn đang tìm kiếm vật liệu có độ bền nhiệt cao hơn inox 304 nhưng vẫn dễ gia công và hàn, 1.4550 chính là lựa chọn tối ưu, đảm bảo hiệu suất – độ bền – chi phí cân bằng cho các công trình cơ khí hiện đại.
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 |

