Vật liệu 1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti là gì?
Vật liệu 1Cr18Ni9Ti là một loại thép không gỉ austenit được phát triển dựa trên nền thép 304, có thêm thành phần Titan (Ti) nhằm cải thiện khả năng chống ăn mòn kẽ hạt sau khi hàn và trong điều kiện nhiệt độ cao. Thép 1Cr18Ni9Ti tương đương với Inox 321 (AISI 321) theo tiêu chuẩn Mỹ và X6CrNiTi18-10 theo tiêu chuẩn DIN của Đức. Đây là loại thép phổ biến trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cơ học tốt, khả năng chịu nhiệt và ăn mòn cao.
Nhờ có sự ổn định cấu trúc austenit và sự bổ sung Titan, vật liệu này thường được sử dụng trong ngành hóa chất, dầu khí, thực phẩm, hàng không và chế tạo các thiết bị chịu nhiệt, chịu áp lực cao.
Thành phần hóa học của 1Cr18Ni9Ti
Bảng dưới đây thể hiện thành phần hóa học tiêu chuẩn của thép không gỉ 1Cr18Ni9Ti:
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Cacbon | C | ≤ 0.08 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.00 |
| Silic | Si | ≤ 1.00 |
| Photpho | P | ≤ 0.035 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.030 |
| Crôm | Cr | 17.0 – 19.0 |
| Niken | Ni | 9.0 – 12.0 |
| Titan | Ti | ≥ 5 × C% đến 0.70 |
| Sắt (còn lại) | Fe | Còn lại |
Nhận xét:
Sự bổ sung Titan đóng vai trò liên kết với Cacbon để hình thành các hạt TiC bền nhiệt, giúp ngăn ngừa sự hình thành Cr23C6 – nguyên nhân chính gây ăn mòn kẽ hạt. Điều này làm tăng khả năng chịu ăn mòn liên tinh và ổn định cấu trúc trong vùng nhiệt ảnh hưởng của mối hàn.
Tính chất cơ lý của 1Cr18Ni9Ti
1. Tính chất cơ học (ở trạng thái ủ):
| 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 (HB) | ≤ 187 HB |
2. Tính chất vật lý:
| Tính chất | Giá trị |
|---|---|
| Tỷ trọng | 7.93 g/cm³ |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1390 – 1420 °C |
| Hệ số giãn nở nhiệt (20–100°C) | 17.2 × 10⁻⁶/K |
| Dẫn nhiệt (100°C) | 16.3 W/m·K |
| Điện trở suất (20°C) | 0.73 μΩ·m |
3. Tính chất nổi bật:
- Độ dẻo và độ bền kéo cao.
- Khả năng chống oxy hóa tốt khi sử dụng đến khoảng 850°C.
- Giữ được cơ tính trong môi trường có dao động nhiệt lớn.
Ưu điểm của 1Cr18Ni9Ti
- Chống ăn mòn kẽ hạt tốt:
Thành phần Titan giúp ngăn sự kết tủa cacbua crôm ở biên hạt, từ đó bảo vệ vật liệu khỏi hiện tượng ăn mòn kẽ hạt sau khi hàn hoặc khi tiếp xúc với môi trường có axit nhẹ. - Chịu nhiệt cao:
Có thể sử dụng ổn định ở nhiệt độ lên đến 850°C, thích hợp cho các chi tiết chịu nhiệt như ống trao đổi nhiệt, buồng đốt, hệ thống khí xả, v.v. - Khả năng gia công và hàn tốt:
Dễ dàng gia công bằng các phương pháp thông thường như tiện, phay, mài, dập và hàn hồ quang. Sự hiện diện của Titan giúp hạn chế hiện tượng “sensitization” khi hàn. - Độ bền cơ học tốt:
Giữ vững cơ tính ở môi trường áp lực, nhiệt độ cao, và có khả năng chịu mỏi khá tốt.
Nhược điểm của 1Cr18Ni9Ti
- Khả năng gia công nguội khó hơn so với thép 304 do thành phần Ti làm tăng độ cứng.
- Giá thành cao hơn các loại inox thông thường do chi phí hợp kim Ti.
- Không thích hợp cho môi trường có chứa axit mạnh như HCl hoặc dung dịch muối biển đậm đặc (do vẫn có nguy cơ pitting).
- Dễ bị nhiễm từ nhẹ khi gia công nguội mạnh (dù là thép austenit).
Ứng dụng của 1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ tính ổn định và khả năng chịu ăn mòn tốt ở nhiệt độ cao. Một số ứng dụng tiêu biểu bao gồm:
1. Ngành công nghiệp hóa chất:
- Bồn chứa hóa chất, đường ống dẫn, bộ trao đổi nhiệt.
- Thiết bị phản ứng và thiết bị xử lý khí axit nhẹ.
2. Ngành năng lượng – nhiệt điện:
- Ống lò hơi, ống dẫn khí nóng, ống xả turbine.
- Bộ phận chịu nhiệt trong nhà máy nhiệt điện hoặc hệ thống đốt rác.
3. Ngành hàng không – ô tô:
- Ống xả, ống dẫn nhiên liệu và chi tiết động cơ chịu nhiệt.
- Các bộ phận cấu trúc kim loại trong môi trường có dao động nhiệt mạnh.
4. Ngành thực phẩm – y tế:
- Dụng cụ nấu nướng, bồn trộn, ống dẫn trong dây chuyền sản xuất thực phẩm.
- Thiết bị y tế yêu cầu vệ sinh và bền hóa học.
5. Xây dựng – cơ khí:
- Kết cấu thép trang trí, cầu thang, lan can.
- Phụ kiện chịu ăn mòn, bu lông, ốc vít và van inox.
Quy trình nhiệt luyện thép 1Cr18Ni9Ti
Để đạt được tính chất cơ lý và khả năng chống ăn mòn tối ưu, vật liệu này thường trải qua quy trình nhiệt luyện sau:
- Ủ (Annealing):
Nhiệt độ 1050 – 1150°C, sau đó làm nguội nhanh trong nước hoặc không khí.
→ Mục đích: loại bỏ ứng suất, phục hồi cấu trúc austenit đồng nhất, đảm bảo độ dẻo và chống ăn mòn tốt. - Không cần ram hoặc tôi:
Vì 1Cr18Ni9Ti là thép austenit, không có biến đổi mactenit nên không áp dụng quá trình tôi – ram như thép cacbon. - Xử lý sau hàn:
Trong một số trường hợp yêu cầu kháng ăn mòn cao, nên ủ sau hàn ở 1050°C để tái ổn định cấu trúc.
Gia công cơ khí và hàn vật liệu 1Cr18Ni9Ti
Gia công cơ khí:
- Dễ gia công bằng các dụng cụ hợp kim cứng.
- Tốc độ cắt trung bình, tránh ma sát nhiệt cao để không gây biến cứng bề mặt.
- Có thể cán, kéo, dập hoặc uốn nguội nhưng nên ủ lại nếu biến dạng lớn.
Hàn:
- Thích hợp với các phương pháp hàn TIG, MIG, SMAW.
- Vật liệu hàn tương đương: ER347, E347, hoặc ER321.
- Không cần nhiệt độ nung sơ bộ, nhưng nên kiểm soát tốc độ làm nguội để tránh biến dạng.
So sánh 1Cr18Ni9Ti với các loại thép tương đương
| Tiêu chuẩn | Ký hiệu tương đương | Mô tả |
|---|---|---|
| ASTM | 321 | Thép không gỉ austenit ổn định bằng Ti |
| DIN | X6CrNiTi18-10 | Tương đương gần nhất |
| JIS | SUS321 | Tên gọi theo tiêu chuẩn Nhật Bản |
| GB/T | 1Cr18Ni9Ti | Tiêu chuẩn Trung Quốc |
| UNS | S32100 | Mã quốc tế tương ứng |
Thị trường và khả năng cung ứng
Thép 1Cr18Ni9Ti hiện được sản xuất tại nhiều nhà máy thép lớn trên thế giới như TISCO, POSCO, BAOSTEEL, OUTOKUMPU, và Nippon Steel.
Tại Việt Nam, dòng inox này được phân phối dưới dạng:
- Dạng tấm: dày 0.5mm – 50mm
- Dạng thanh tròn: đường kính 6mm – 300mm
- Dạng ống: Φ10 – Φ500mm
Các doanh nghiệp cơ khí, thiết bị công nghiệp và chế tạo kết cấu thép thường lựa chọn 1Cr18Ni9Ti vì có chứng chỉ CO-CQ đầy đủ và khả năng gia công linh hoạt.
Kết luận
1Cr18Ni9Ti là loại thép không gỉ austenit chất lượng cao, được ổn định bằng Titan nhằm chống ăn mòn kẽ hạt và duy trì cơ tính ở nhiệt độ cao.
Với sự kết hợp hoàn hảo giữa tính dẻo, độ bền, khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa, vật liệu này là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành hóa chất, năng lượng, thực phẩm, hàng không và cơ khí chính xác.
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 |

