Vật liệu 1Cr18Ni11Nb
1Cr18Ni11Nb là gì?
1Cr18Ni11Nb là một loại thép không gỉ austenit ổn định bằng Niobium (Nb), được phát triển từ thép 304/321 để tăng khả năng chống ăn mòn kẽ hạt và duy trì cơ tính trong điều kiện nhiệt độ cao. Trong đó, Niobium (Nb) liên kết với Carbon tạo thành các hợp chất NbC, thay thế vai trò của Titan trong thép 321, giúp ngăn ngừa sự kết tủa Cr23C6 tại biên hạt – nguyên nhân gây ăn mòn kẽ hạt.
Vật liệu này tương đương với tiêu chuẩn quốc tế AISI 347 hoặc SUS347, và X6CrNiNb18-10 theo DIN/EN. Nhờ đặc tính vượt trội, 1Cr18Ni11Nb được sử dụng rộng rãi trong ngành hóa chất, dầu khí, năng lượng, thực phẩm, hàng không và cơ khí chịu nhiệt.
Thành phần hóa học của 1Cr18Ni11Nb
Bảng thành phần hóa học tiêu chuẩn của 1Cr18Ni11Nb:
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Cacbon | C | ≤ 0.08 |
| Silic | Si | ≤ 1.00 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.00 |
| Photpho | P | ≤ 0.035 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.030 |
| Crom | Cr | 17.0 – 19.0 |
| Niken | Ni | 10.0 – 12.0 |
| Niobium | Nb | 8 × C% – 0.75 |
| Sắt | Fe | Còn lại |
Giải thích:
- Crom (Cr): tăng khả năng chống oxy hóa và ăn mòn.
- Niken (Ni): ổn định cấu trúc austenit, tăng độ dẻo, độ dai.
- Niobium (Nb): liên kết Cacbon, ngăn chặn Cr23C6, chống ăn mòn kẽ hạt, đặc biệt sau hàn.
- Carbon thấp (≤ 0.08%): giảm nguy cơ hình thành cacbua không kiểm soát, duy trì khả năng chống ăn mòn.
Tính chất cơ lý của 1Cr18Ni11Nb
1. Tính chất cơ học
| Tính chất | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Giới hạn bền kéo (σb) | ≥ 520 MPa |
| Giới hạn chảy (σ0.2) | ≥ 205 MPa |
| Độ giãn dài (δ5) | ≥ 40% |
| Độ cứng Brinell (HB) | ≤ 187 HB |
| Độ dai va đập (Akv) | Cao, ổn định ở -196°C đến 800°C |
2. Tính chất vật lý
| Thuộc tính | Giá trị |
|---|---|
| Tỷ trọng | 7.93 g/cm³ |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1390 – 1420°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 17.2 ×10⁻⁶ /°C |
| Nhiệt dung riêng | 500 J/kg·K |
| Dẫn nhiệt | 16.3 W/m·K |
| Điện trở suất | 0.73 μΩ·m |
Nhận xét:
1Cr18Ni11Nb có độ bền kéo cao, độ dẻo tốt, chịu được áp lực và dao động nhiệt trong môi trường nhiệt độ cao mà không giòn hóa.
Ưu điểm của 1Cr18Ni11Nb
- Chống ăn mòn kẽ hạt sau hàn tốt:
Nhờ Niobium liên kết với Carbon, ngăn sự kết tủa Cr23C6. Vật liệu này thích hợp cho các chi tiết hàn và thiết bị chịu nhiệt. - Khả năng chịu nhiệt ổn định:
Có thể làm việc liên tục ở nhiệt độ khoảng 850°C mà không giảm tính chất cơ học. - Dễ gia công và hàn:
Có thể gia công cơ học như tiện, phay, dập, kéo, và hàn TIG, MIG, SMAW mà không cần nung sơ bộ. Niobium giúp ổn định cấu trúc khi làm việc sau hàn. - Chống oxy hóa tốt:
Thích hợp cho các chi tiết trong môi trường nhiệt độ cao, như ống xả, nồi hơi, buồng đốt. - Độ bền cơ học cao:
Giữ vững cơ tính trong môi trường nhiệt độ và áp lực cao.
Nhược điểm của 1Cr18Ni11Nb
- Giá thành cao hơn so với inox 304 hoặc 321.
- Khả năng chống ăn mòn pitting trong môi trường chứa Cl⁻ không bằng 316.
- Gia công nguội cần kiểm soát để tránh biến dạng cứng.
- Không thích hợp cho môi trường axit mạnh hoặc muối clorua đậm đặc nếu không có lớp bảo vệ bổ sung.
Ứng dụng của 1Cr18Ni11Nb
Nhờ khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt và cơ tính tốt, vật liệu này được sử dụng trong nhiều ngành:
1. Ngành hóa chất
- Bồn chứa hóa chất nhẹ đến trung bình.
- Đường ống dẫn axit, dung dịch kiềm, và bộ trao đổi nhiệt.
2. Ngành năng lượng – dầu khí
- Nồi hơi, ống dẫn khí nóng, ống xả turbine.
- Buồng đốt và các chi tiết chịu nhiệt cao.
3. Ngành thực phẩm và dược phẩm
- Bồn trộn, ống dẫn, máy chế biến thực phẩm.
- Thiết bị y tế cần vệ sinh và không bị nhiễm hóa chất.
4. Ngành hàng không – ô tô
- Ống xả, tấm chắn nhiệt, bộ phận động cơ chịu nhiệt và áp lực.
5. Xây dựng và cơ khí
- Lan can, khung cửa, thiết bị ngoài trời.
- Bu lông, ốc vít, van, phụ kiện công nghiệp cần chống ăn mòn tốt.
Quy trình nhiệt luyện của 1Cr18Ni11Nb
- Ủ (Annealing):
Nhiệt độ 1050 – 1150°C, làm nguội nhanh trong nước hoặc không khí.
→ Mục đích: loại bỏ ứng suất, phục hồi cấu trúc austenit, tăng khả năng chống ăn mòn. - Xử lý sau hàn:
Nếu yêu cầu chống ăn mòn cao, có thể ủ sau hàn để tái ổn định cấu trúc. - Không cần quá trình tôi – ram vì đây là thép austenit.
Gia công và hàn 1Cr18Ni11Nb
Gia công cơ khí:
- Dễ gia công bằng tiện, phay, dập, kéo.
- Nên sử dụng dao hợp kim cứng hoặc phủ TiN, tốc độ cắt vừa phải.
- Nếu biến dạng nguội lớn, nên ủ khử ứng suất.
Hàn:
- Phương pháp: TIG, MIG, SMAW.
- Vật liệu hàn tương đương: ER347, E347.
- Không cần nung sơ bộ, nhưng kiểm soát nhiệt đầu vào để tránh biến dạng và giảm ứng suất.
So sánh 1Cr18Ni11Nb với các loại thép tương đương
| Tiêu chuẩn | Ký hiệu | Ghi chú |
|---|---|---|
| GB/T | 1Cr18Ni11Nb | Trung Quốc |
| ASTM | AISI 347 | Tương đương |
| DIN | X6CrNiNb18-10 | Đức |
| JIS | SUS347 | Nhật Bản |
| UNS | S34700 | Mỹ |
Nhận xét:
So với 321 (1Cr18Ni9Ti), thép 347 (1Cr18Ni11Nb) có Niobium thay Titan, giúp ổn định hơn ở nhiệt độ cao và chống ăn mòn kẽ hạt tốt hơn sau hàn hoặc nhiệt độ làm việc lâu dài.
Thị trường và khả năng cung ứng
1Cr18Ni11Nb được sản xuất bởi các hãng lớn như TISCO, POSCO, BAOSTEEL, Outokumpu, Nippon Steel.
Tại Việt Nam, vật liệu này được cung cấp dưới dạng:
- Tấm: 0.5 – 50 mm
- Thanh tròn: Φ6 – Φ300 mm
- Ống: Φ10 – Φ500 mm
- Dây hàn và phụ kiện inox 347
Hàng hóa thường có chứng chỉ CO-CQ đầy đủ, phục vụ các nhà máy công nghiệp, cơ khí chế tạo và các thiết bị chịu nhiệt.
Kết luận
1Cr18Ni11Nb là thép không gỉ austenit ổn định bằng Niobium, có khả năng chống ăn mòn kẽ hạt, chịu nhiệt và duy trì cơ tính cao.
Vật liệu này là lựa chọn tối ưu cho các chi tiết công nghiệp đòi hỏi tính bền vững lâu dài, chống oxy hóa và chịu nhiệt như nồi hơi, ống dẫn khí nóng, bồn chứa hóa chất, và thiết bị chế biến thực phẩm.
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 |

