Vật liệu 301
Vật liệu 301 là gì?
Vật liệu 301 là một loại thép không gỉ austenitic/ferit mạnh, chịu kéo và đàn hồi cao, thường được gọi là Inox 301 / ASTM 301.
Đây là thép không gỉ dẻo, cứng và chống ăn mòn tốt, nổi bật nhờ khả năng cán nguội để tăng độ cứng mà vẫn giữ được tính chống ăn mòn và tính dẻo của austenitic.
Inox 301 được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế tạo, ô tô, kiến trúc, thực phẩm và thiết bị gia công cơ khí, đặc biệt là các chi tiết yêu cầu độ bền cao và đàn hồi tốt.
Thành phần hóa học của vật liệu 301
Theo tiêu chuẩn ASTM A240 / EN 10088, thành phần hóa học điển hình của inox 301 như sau:
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Carbon | C | ≤ 0.15 |
| Silic | Si | ≤ 1.0 |
| Mangan | Mn | 2.0 max |
| Phốt pho | P | ≤ 0.045 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.03 |
| Crom | Cr | 16 – 18 |
| Niken | Ni | 6 – 8 |
| Sắt | Fe | Còn lại |
Nhận xét:
- Crom 16–18% giúp tăng khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa và tạo lớp màng thụ động bề mặt.
- Niken 6–8% ổn định austenitic, giúp inox 301 có độ dẻo và đàn hồi cao.
- Cacbon thấp (≤0.15%) giúp hạn chế hình thành cacbit, tăng khả năng hàn và chống ăn mòn liên hạt.
Tính chất cơ lý của vật liệu 301
1. Tính chất cơ học ở nhiệt độ phòng
| Thuộc tính | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Giới hạn chảy Rp0.2 | 205 – 310 MPa |
| Độ bền kéo Rm | 620 – 860 MPa |
| Độ giãn dài sau đứt A5 | ≥ 40% |
| Độ cứng Brinell HB | 150 – 220 HB |
| Mô đun đàn hồi | 190 – 200 GPa |
| Tỷ trọng | 7.9 g/cm³ |
Đặc điểm nổi bật:
- Có thể tăng độ cứng đáng kể bằng cán nguội (cold working), tới 1300 MPa mà vẫn giữ dẻo.
- Khả năng đàn hồi tốt, thích hợp cho lò xo, tấm đàn hồi, bulong đặc chủng.
2. Tính chất vật lý
| Thuộc tính | Giá trị |
|---|---|
| Hệ số giãn nở nhiệt (20–200°C) | 17 × 10⁻⁶ /K |
| Dẫn nhiệt | 16 – 20 W/m·K |
| Điện trở suất | 0.72 µΩ·m |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1400 – 1450°C |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | 870°C |
Khả năng chống ăn mòn:
- Chống ăn mòn rỗ và kẽ trong môi trường nước, hơi nước, khí, thực phẩm và axit nhẹ.
- Không chịu tốt môi trường clorua đậm đặc hoặc axit mạnh liên tục.
Ưu điểm của vật liệu 301
- Độ cứng và đàn hồi cao:
- Có thể gia công cán nguội để tăng độ cứng mà vẫn giữ tính dẻo.
- Chống ăn mòn tốt:
- Thích hợp môi trường nước, thực phẩm, hơi nước và khí nhẹ.
- Dễ hàn và gia công cơ khí:
- Hàn TIG, MIG, và hàn hồ quang.
- Gia công tiện, phay, khoan, kéo, uốn đều dễ dàng.
- Ứng dụng đa dạng:
- Lò xo, tấm đàn hồi, chi tiết máy, thiết bị thực phẩm, chi tiết kiến trúc.
Nhược điểm của vật liệu 301
- Ăn mòn clorua và axit mạnh kém hơn inox 304/316.
- Chi phí cao hơn thép carbon thông thường.
- Gia công cán nguội yêu cầu dụng cụ chất lượng cao để đạt độ cứng tối đa.
Quy trình nhiệt luyện và xử lý vật liệu 301
| Quá trình | Nhiệt độ (°C) | Ghi chú |
|---|---|---|
| Gia công cán nguội | – | Tăng độ cứng và sức bền cơ học. |
| Ủ loại bỏ ứng suất | 1010 – 1100 | Làm nguội nhanh để khôi phục tính dẻo, giảm ứng suất và chống rỗ. |
| Gia công nguội bổ sung | – | Tăng độ cứng thêm nếu cần, đạt 1200 – 1300 MPa. |
Lưu ý: Không nên làm nguội chậm, dễ làm giảm khả năng chống ăn mòn.
Gia công và hàn vật liệu 301
Gia công cơ khí
- Tiện, phay, khoan, cắt tấm đều dễ dàng.
- Cán nguội để tăng cứng phải dùng dụng cụ hợp kim cứng.
Hàn
- Dùng que/dây hàn austenitic hoặc 301 filler.
- Kiểm soát nhiệt độ hàn để tránh biến dạng và nứt.
Gia công nguội
- Uốn, kéo, cán dễ dàng.
- Ủ sau khi cán nguội để giảm ứng suất và ổn định cơ lý.
Ứng dụng của vật liệu 301
1. Ngành cơ khí và chế tạo máy
- Tấm đàn hồi, lò xo, bulong, chi tiết chịu kéo và biến dạng cao.
2. Ngành kiến trúc và xây dựng
- Mái, lan can, tay nắm, các chi tiết trang trí ngoài trời chịu thời tiết.
3. Ngành thực phẩm và y tế
- Thiết bị chế biến thực phẩm, bình chứa, bồn, đường ống hơi nước.
4. Ngành ô tô
- Chi tiết lò xo, khung, kết cấu chịu biến dạng và tải trọng cao.
5. Ngành hàng hải
- Bộ phận chịu nước biển và khí ẩm nhẹ, tấm, van, bulong.
So sánh vật liệu 301 với các mác inox khác
| Mác thép | Cr (%) | Ni (%) | Nhiệt độ làm việc (°C) | Khả năng chống ăn mòn | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 | 18–20 | 8–10 | 870 | Rất tốt | Inox phổ biến, hàn tốt |
| 301 | 16–18 | 6–8 | 870 | Tốt | Austenitic, cán nguội tăng cứng |
| 316 | 16–18 | 10–14 | 870 | Xuất sắc | Chống clorua, môi trường hóa chất |
| 321 | 17–19 | 9–12 | 870 | Rất tốt | Austenitic ổn định cacbit nhờ Ti |
Nhận xét: Inox 301 thích hợp cho chi tiết cơ khí yêu cầu độ cứng và đàn hồi cao, nhưng chống ăn mòn clorua kém hơn 316.
Phân tích thị trường và xu hướng sử dụng
- Nhu cầu inox 301 tập trung vào cơ khí, ô tô, thực phẩm và kiến trúc.
- Nhà cung cấp chính: Outokumpu, ThyssenKrupp, Aperam, Sandvik.
- Dạng sản phẩm: tấm, thanh, dây, bulong, chi tiết cán nguội.
- Xu hướng: thay thế inox 304 trong chi tiết cơ khí yêu cầu đàn hồi cao hoặc lò xo công nghiệp, kết hợp cán nguội để tăng cứng và tuổi thọ.
Kết luận
Vật liệu 301 (X10CrNi18-8 / ASTM 301) là thép không gỉ austenitic chịu kéo và đàn hồi cao, nổi bật với:
- Khả năng cán nguội tăng độ cứng lên tới 1300 MPa, vẫn giữ dẻo và chống ăn mòn tốt.
- Ổn định cơ lý và hóa học, dễ hàn, gia công cơ khí.
- Ứng dụng đa dạng: cơ khí, ô tô, kiến trúc, thực phẩm, hàng hải, đặc biệt chi tiết cần độ bền kéo, đàn hồi và chống biến dạng cao.
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 |

