Vật liệu 20X13H4T9

20X13H4T9 là gì?

20X13H4T9 là một loại thép không gỉ martensitic có hợp kim molypden và titan, được sản xuất theo tiêu chuẩn GOST (Nga). Đây là vật liệu cao cấp trong nhóm thép chịu nhiệt – chịu ăn mòn, thường được sử dụng trong các thiết bị áp lực, chi tiết turbine, và hệ thống cơ khí chịu tải cao trong môi trường ăn mòn mạnh.

Tên gọi “20X13H4T9” biểu thị thành phần hóa học cơ bản:

• 20: hàm lượng cacbon khoảng 0,20%.
• X13: chứa khoảng 13% Crom (Cr) – yếu tố chính tạo khả năng chống gỉ.
• H4: chứa khoảng 4% Niken (Ni), giúp cải thiện độ dẻo và tăng cường khả năng chịu va đập.
• T9: có thêm Titan (Ti) khoảng 0,9% nhằm ổn định cacbua, hạn chế ăn mòn kẽ hạt.

Vật liệu này tương đương gần với các mác thép AISI 420, 431 hoặc 440A nhưng được cải tiến thêm bằng Ni và Ti để nâng cao khả năng chịu nhiệt, chống nứt, và tăng độ dai va đập.

Nhờ đó, 20X13H4T9 thường được lựa chọn trong các môi trường áp suất cao, nhiệt độ khắc nghiệt hoặc môi trường có hóa chất ăn mòn, đặc biệt trong ngành năng lượng, cơ khí chế tạo, hàng không và dầu khí.

---

Thành phần hóa học của 20X13H4T9

Nguyên tố	Ký hiệu	Hàm lượng (%)
Cacbon	C	0.16 – 0.22
Silic	Si	≤ 0.80
Mangan	Mn	≤ 0.80
Crom	Cr	12.0 – 14.0
Niken	Ni	3.5 – 4.5
Molypden	Mo	0.3 – 0.7
Titan	Ti	0.5 – 1.0
Photpho	P	≤ 0.030
Lưu huỳnh	S	≤ 0.020
Sắt	Fe	Còn lại

Giải thích vai trò của các nguyên tố chính:

• C (Cacbon): Tăng độ cứng, độ bền kéo sau khi tôi luyện.
• Cr (Crom): Tạo màng oxit bảo vệ chống gỉ và ăn mòn hóa học.
• Ni (Niken): Giúp tăng độ dẻo, giảm giòn, và cải thiện độ bền va đập.
• Mo (Molypden): Tăng khả năng chống ăn mòn kẽ hạt và rỗ pitting.
• Ti (Titan): Ổn định cacbua Cr, ngăn hiện tượng ăn mòn giữa các hạt tinh thể.

---

Tính chất cơ lý của 20X13H4T9

1. Tính chất cơ học (ở trạng thái tôi và ram)

Tính chất	Giá trị trung bình
Giới hạn bền kéo (σb)	≥ 900 MPa
Giới hạn chảy (σ0.2)	≥ 650 MPa
Độ giãn dài (δ5)	≥ 14%
Độ dai va đập (Akv)	≥ 60 J/cm²
Độ cứng sau tôi	240 – 290 HB (≈ 28–32 HRC)

Nhận xét:

• Độ bền và độ cứng cao hơn thép 12X13 hoặc 20X13 thông thường.
• Có khả năng chịu tải trọng lớn và chống nứt mỏi rất tốt.

---

2. Tính chất vật lý

Thuộc tính	Giá trị
Tỷ trọng	7.75 g/cm³
Nhiệt độ nóng chảy	1420 – 1450°C
Dẫn nhiệt	22 W/m·K
Điện trở suất	0.7 μΩ·m
Hệ số giãn nở nhiệt	11.2 ×10⁻⁶ /°C

Ghi chú:

• Nhờ tỷ lệ Ni và Cr hợp lý, 20X13H4T9 giữ được cấu trúc ổn định trong dải nhiệt rộng từ −100°C đến +450°C.
• Khi làm việc ở nhiệt độ cao, thép không bị mất cơ tính nhanh như các thép martensit thông thường.

---

Ưu điểm của 20X13H4T9

1. Chịu ăn mòn tốt trong môi trường ẩm, axit nhẹ và muối clorua.
2. Chịu nhiệt cao và ổn định cấu trúc tốt đến khoảng 450°C.
3. Cường độ cơ học cao, chịu tải nặng, chịu va đập tốt.
4. Khả năng hàn cải thiện hơn nhờ thành phần Ni và Ti.
5. Chống ăn mòn kẽ hạt, nứt ứng suất và rỗ bề mặt tốt.

---

Nhược điểm của 20X13H4T9

• Khó gia công cơ khí hơn thép carbon thông thường do độ cứng cao.
• Độ dẻo thấp khi tôi quá cứng, cần ram hợp lý để đạt cân bằng cơ – lý.
• Không phù hợp với môi trường axit mạnh (H₂SO₄, HCl đậm đặc).
• Yêu cầu quy trình nhiệt luyện chặt chẽ, nếu không sẽ xuất hiện giòn pha sigma.

---

Ứng dụng của 20X13H4T9

1. Ngành năng lượng và cơ khí chế tạo:
   • Trục turbine, vòng bi chịu nhiệt, bu-lông chịu tải, chi tiết quay tốc độ cao.
   • Các bộ phận trong nồi hơi, bơm áp lực cao, ống chịu nhiệt và chi tiết truyền động.
2. Ngành hóa chất và dầu khí:
   • Van, ống dẫn, nắp bình áp suất, chi tiết tiếp xúc với nước muối và hơi nước nóng.
3. Ngành hàng không – hải quân:
   • Cánh turbine, vòng hãm, chi tiết động cơ phản lực, vỏ bảo vệ chịu áp cao.
4. Ngành y tế và thực phẩm:
   • Dao phẫu thuật, dụng cụ cắt, chi tiết máy nghiền, khuôn ép chịu mài mòn.

---

Quy trình nhiệt luyện của 20X13H4T9

1. Tôi luyện (Hardening):

• Nhiệt độ tôi: 980 – 1050°C
• Làm nguội: trong dầu hoặc không khí cưỡng bức.
• Mục đích: tạo cấu trúc martensit có độ cứng cao.

2. Ram (Tempering):

• Nhiệt độ ram: 200 – 350°C (nếu cần độ cứng cao), hoặc 550 – 650°C (nếu cần độ dẻo và dai va đập).
• Thời gian: 1 – 2 giờ, sau đó làm nguội trong không khí.

3. Ủ (Annealing):

• Nhiệt độ: 750 – 780°C, làm nguội chậm trong lò.
• Mục đích: giảm ứng suất sau gia công, tăng khả năng cắt gọt.

---

Gia công cơ khí và hàn 20X13H4T9

Gia công cơ khí:

• Có thể tiện, phay, khoan ở trạng thái ủ.
• Nên dùng dao hợp kim cứng và dung dịch làm mát để giảm mài mòn dao.
• Sau gia công nguội hoặc hàn, cần ủ giảm ứng suất ở 750°C để tránh nứt.

Hàn:

• Phù hợp với phương pháp TIG, MIG hoặc hàn điện hồ quang tay (SMAW).
• Nên dùng vật liệu hàn tương đương như E410NiMo hoặc ER309L.
• Sau hàn, ủ tái hòa tan ở 980°C để khôi phục tính chống ăn mòn.

---

So sánh 20X13H4T9 với các thép tương đương

Tiêu chuẩn	Mác tương đương	Tính chất tương đồng
GOST (Nga)	20X13H4T9	Gốc
ASTM	AISI 431	Cùng nhóm martensit có Ni
EN/DIN	X20Cr13	Tương đương nhưng không có Ni, Ti
JIS	SUS431	Gần tương đương về cơ tính và khả năng hàn
GB/T (Trung Quốc)	20Cr13Ni4Ti	Tương tự về hóa học và công dụng

---

Bảng so sánh tính năng

Tính năng	20X13	20X13H4T9	12X13	316L
Cường độ cơ học	Cao	Rất cao	Trung bình	Trung bình
Chống ăn mòn	Tốt	Rất tốt	Tốt	Rất tốt
Chịu nhiệt	400°C	450°C	300°C	350°C
Hàn	Khó	Trung bình	Trung bình	Dễ
Ứng dụng	Dao, trục	Turbine, van, bơm	Ống, bu-lông	Bồn, thiết bị y tế

---

Ứng dụng trong thực tế tại Việt Nam

Hiện nay, 20X13H4T9 được nhập khẩu và phân phối bởi các doanh nghiệp chuyên ngành thép hợp kim, đặc biệt là Công ty TNHH MTV Vật Liệu Titan.

Các dạng sản phẩm phổ biến:

• Thanh tròn đặc: Φ10 – Φ300 mm
• Tấm thép: dày 3 – 60 mm
• Ống đúc, ống hàn: Φ10 – Φ400 mm
• Chi tiết gia công CNC: theo bản vẽ kỹ thuật

Nhờ độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt, vật liệu này rất được ưa chuộng trong chế tạo thiết bị cơ khí áp lực, máy nén khí, trục bơm, và chi tiết turbine hơi nước.

---

Kết luận

Vật liệu 20X13H4T9 là loại thép martensitic hợp kim cao có độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn vượt trội, nhờ sự kết hợp hợp lý giữa Cr, Ni, Ti và Mo.
Nó là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng yêu cầu chịu áp suất, chịu nhiệt, chống ăn mòn trong môi trường hóa chất hoặc nước biển.

Nếu được xử lý nhiệt đúng quy trình, 20X13H4T9 mang lại hiệu suất cơ học và tuổi thọ cao hơn hẳn so với thép không gỉ thông thường như 420 hay 430.

---

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