Vật liệu 321S31
Vật liệu 321S31 là gì?
Vật liệu 321S31 là thép không gỉ austenitic thuộc nhóm Cr-Ni-Ti, được cải tiến từ thép 321 để tăng khả năng chống ăn mòn và cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao. Điểm đặc biệt của 321S31 là bổ sung titan (Ti) nhằm ổn định cấu trúc austenit, ngăn ngừa sự hình thành cacbua crom tại mối hàn, từ đó giảm nguy cơ ăn mòn kẽ và tăng tuổi thọ của chi tiết hàn.
304S31 được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong các môi trường chịu nhiệt và ăn mòn nhẹ đến vừa phải, bao gồm ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, năng lượng và hàng không.
Thành phần hóa học của Vật liệu 321S31
Thành phần hóa học điển hình của 321S31 (tính theo phần trăm khối lượng) như sau:
- Carbon (C): 0,08% tối đa
- Mangan (Mn): 2% tối đa
- Phốt pho (P): 0,045% tối đa
- Lưu huỳnh (S): 0,03% tối đa
- Silicon (Si): 1% tối đa
- Chromium (Cr): 17–19%
- Nickel (Ni): 9–12%
- Titan (Ti): 0,3–0,7%
- Sắt (Fe): còn lại
Titan trong hợp kim giúp ổn định cacbua, giảm nguy cơ ăn mòn tại mối hàn và cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao. Chromium và nickel duy trì cấu trúc austenit, đảm bảo độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn tổng thể.
Tính chất cơ lý của Vật liệu 321S31
321S31 là thép không gỉ chịu nhiệt với cơ tính ổn định:
1. Cơ tính điển hình
- Độ bền kéo (Tensile strength): 520–750 MPa
- Giới hạn chảy (Yield strength): 205–310 MPa
- Độ dãn dài (Elongation): ≥ 40%
- Độ cứng (Hardness): 150–200 HB
- Mô đun đàn hồi (Elastic modulus): khoảng 200 GPa
2. Tính chống ăn mòn
- Kháng ăn mòn tổng thể tốt trong môi trường nước, khí và hóa chất nhẹ
- Chống ăn mòn lỗ và khe cao nhờ titan ổn định cacbua
- Chịu nhiệt lên đến 870°C, thích hợp cho các chi tiết hoạt động trong môi trường nóng
3. Khả năng gia công
- Gia công cơ khí dễ dàng, tiện, phay, khoan
- Hàn TIG, MIG, hàn hồ quang tốt, mối hàn ổn định nhờ titan
- Gia công lạnh có thể tăng độ cứng nhưng cần chú ý giảm độ dẻo
Ưu điểm của Vật liệu 321S31
- Khả năng chống ăn mòn tốt, đặc biệt tại mối hàn
- Cơ tính ổn định, bền bỉ trong môi trường ăn mòn nhẹ đến vừa phải
- Khả năng chịu nhiệt cao, thích hợp cho chi tiết hoạt động ở nhiệt độ lên tới 870°C
- Khả năng hàn tốt, mối hàn ít bị nứt và giảm ăn mòn
- Ứng dụng đa dạng: thiết bị công nghiệp, bồn chứa chịu nhiệt, chi tiết máy móc, hệ thống trao đổi nhiệt
Nhược điểm của Vật liệu 321S31
- Khả năng chống ăn mòn kém hơn thép 316/316L trong môi trường clorua mạnh
- Chi phí cao hơn thép 304, do bổ sung titan
- Hạn chế trong gia công lạnh quá mức, có thể giảm độ dẻo
Ứng dụng của Vật liệu 321S31
321S31 được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp cần độ bền cơ học cao và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ trung bình đến cao:
- Ngành công nghiệp hóa chất: Ống dẫn, bồn chứa, thiết bị xử lý hóa chất
- Thiết bị trao đổi nhiệt: Bộ phận chịu nhiệt, tấm trao đổi nhiệt, ống hơi
- Hàng không và năng lượng: Chi tiết chịu nhiệt, thiết bị động cơ
- Thực phẩm và đồ uống: Bồn chứa, thiết bị chế biến chịu nhiệt
- Công nghiệp cơ khí: Chi tiết máy, thanh chịu lực, tấm chịu nhiệt
Quy trình nhiệt luyện Vật liệu 321S31
Để đạt cơ tính tối ưu và khả năng chống ăn mòn tại mối hàn, 321S31 thường trải qua các bước:
- Gia nhiệt (Solution annealing): 1010–1150°C để ổn định cấu trúc austenit
- Làm nguội nhanh (Quenching): nước hoặc khí để duy trì cơ tính
- Gia công lạnh (Cold working): tăng độ cứng nếu cần
- Ủ sau gia công (Stress relieving): 400–600°C để giảm ứng suất nội tại và giữ ổn định cơ tính
Thông số gia công CNC Vật liệu 321S31
321S31 gia công CNC hiệu quả với các lưu ý:
- Tiện: Dao hợp kim, tốc độ cắt trung bình, dung dịch bôi trơn đầy đủ
- Phay: Cấp tiến vừa phải, tốc độ cắt trung bình, làm mát liên tục
- Khoan: Mũi khoan hợp kim, tốc độ vừa phải, bôi trơn đầy đủ
- Cắt laser/Waterjet: Cắt tấm và chi tiết dễ dàng, không ảnh hưởng cơ tính
Phân tích thị trường tiêu thụ Vật liệu 321S31
321S31 có thị trường tiêu thụ ổn định nhờ khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn tốt:
- Ngành công nghiệp hóa chất: Ống dẫn, bồn chứa, thiết bị xử lý hóa chất
- Thiết bị trao đổi nhiệt: Tấm, ống, bộ phận chịu nhiệt
- Hàng không và năng lượng: Chi tiết động cơ, thiết bị chịu nhiệt
- Thực phẩm và đồ uống: Bồn chứa, thiết bị chế biến chịu nhiệt
- Công nghiệp cơ khí: Thanh, tấm, chi tiết máy chịu nhiệt và ăn mòn nhẹ
Các nhà cung cấp cung cấp tấm, thanh, ống 321S31 phục vụ gia công CNC và chế tạo thiết bị công nghiệp chịu nhiệt và ăn mòn nhẹ đến vừa phải.
Kết luận
Vật liệu 321S31 là thép không gỉ austenitic Cr-Ni-Ti, cơ tính ổn định, dẻo dai, khả năng chống ăn mòn tại mối hàn tốt và chịu nhiệt lên đến 870°C. Với tuổi thọ cao, khả năng gia công CNC và hàn thuận lợi, 321S31 là lựa chọn tối ưu cho ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, năng lượng, hàng không và các chi tiết máy móc chịu nhiệt và môi trường ăn mòn vừa phải.
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 |

