Vật liệu 410S21
Th9
Vật liệu 410S21
Vật liệu 410S21 là gì?
Vật liệu 410S21 là một loại thép không gỉ martensitic thuộc nhóm 12–13% Cr, được phát triển để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong môi trường yêu cầu độ bền cơ học cao, khả năng chịu mài mòn tốt, đồng thời vẫn giữ được khả năng chống ăn mòn vừa phải. 410S21 có thể coi là một biến thể kỹ thuật của thép không gỉ 410 thông thường, nhưng được tinh chỉnh về thành phần hóa học và quy trình sản xuất nhằm tối ưu hóa cho các ứng dụng trong công nghiệp nặng, đặc biệt là trong sản xuất turbine, máy bơm, van, trục quay và các chi tiết chịu tải trọng cơ học lớn.
Tên gọi 410S21 thường xuất hiện trong các tiêu chuẩn châu Âu (EN, DIN) và có thể được quy chiếu tương đương với một số loại thép martensitic khác trong tiêu chuẩn ASTM/UNS. Đây là loại vật liệu được sử dụng nhiều trong ngành cơ khí chế tạo, dầu khí, năng lượng, hàng hải và công nghiệp hóa chất nhờ sự cân bằng giữa tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn.
Thành phần hóa học của Vật liệu 410S21
Thành phần hóa học điển hình của 410S21 (theo tiêu chuẩn EN/DIN) như sau:
- Carbon (C): 0.18 – 0.23%
- Silicon (Si): ≤ 1.00%
- Mangan (Mn): ≤ 1.00%
- Phốt pho (P): ≤ 0.035%
- Lưu huỳnh (S): ≤ 0.030%
- Chromium (Cr): 12.0 – 14.0%
- Niken (Ni): ≤ 0.60%
- Molypden (Mo): có thể có ≤ 0.50% (tùy mác thép cụ thể)
Trong đó, hàm lượng C khoảng 0.21% giúp thép đạt được độ cứng cao sau khi tôi luyện, đồng thời vẫn giữ được độ bền cơ học cần thiết. Hàm lượng Cr từ 12 – 14% tạo nên lớp màng thụ động chống ăn mòn, đồng thời tăng độ bền mài mòn cho vật liệu.
Tính chất cơ lý của Vật liệu 410S21
Cơ tính
- Độ bền kéo (Rm): 700 – 950 MPa
- Giới hạn chảy (Rp0.2): 450 – 650 MPa
- Độ giãn dài (A5): ≥ 12%
- Độ dai va đập (KV Charpy): 20 – 35 J (ở nhiệt độ phòng)
- Độ cứng Brinell (HB): 200 – 260 HB sau khi tôi ram
Vật lý
- Khối lượng riêng: 7.75 g/cm³
- Nhiệt độ nóng chảy: 1450 – 1510°C
- Độ dẫn nhiệt: 24 W/m·K
- Điện trở suất: 0.60 µΩ·m
- Từ tính: Có từ tính (do cấu trúc martensitic)
Ưu điểm của Vật liệu 410S21
- Độ bền cơ học cao: Nhờ thành phần carbon và quy trình nhiệt luyện, 410S21 có độ bền kéo và độ cứng tốt, phù hợp cho chi tiết chịu lực.
- Khả năng chịu mài mòn: Hàm lượng Cr giúp cải thiện khả năng chống mài mòn trong môi trường có ma sát cao.
- Khả năng chống ăn mòn vừa phải: So với thép carbon thường, 410S21 chống gỉ tốt hơn trong môi trường không quá khắc nghiệt.
- Khả năng nhiệt luyện: Có thể tôi và ram để điều chỉnh cơ tính theo yêu cầu ứng dụng.
- Giá thành hợp lý: So với các loại thép không gỉ austenitic (như 304, 316), 410S21 có chi phí thấp hơn, phù hợp với sản xuất công nghiệp hàng loạt.
Nhược điểm của Vật liệu 410S21
- Khả năng chống ăn mòn hạn chế: Không phù hợp cho môi trường chloride cao hoặc axit mạnh.
- Độ dẻo thấp: So với thép austenitic, 410S21 kém dẻo hơn, dễ nứt khi chịu ứng suất kéo lớn.
- Khả năng hàn hạn chế: Dễ nứt trong quá trình hàn, cần biện pháp gia nhiệt trước và xử lý sau hàn.
- Độ dai va đập ở nhiệt độ thấp thấp: Dễ giòn khi làm việc trong môi trường lạnh dưới 0°C.
Quy trình nhiệt luyện Vật liệu 410S21
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 800 – 850°C
- Làm nguội chậm trong lò hoặc không khí.
- Mục đích: Giảm ứng suất nội, cải thiện tính gia công cơ khí.
- Tôi (Hardening):
- Nhiệt độ: 950 – 1050°C
- Làm nguội bằng dầu hoặc không khí.
- Mục đích: Tạo cấu trúc martensitic, tăng độ cứng.
- Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 200 – 650°C (tùy yêu cầu cơ tính).
- Nhiệt độ thấp (200 – 300°C): Tăng độ cứng, giảm giòn.
- Nhiệt độ cao (500 – 650°C): Cải thiện độ dai và chống nứt.
Quy trình này giúp 410S21 đạt được sự cân bằng giữa độ cứng, độ bền và độ dai, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
Gia công cơ khí Vật liệu 410S21
- Tiện – Phay – Khoan: Có thể gia công bằng máy CNC, tuy nhiên cần dụng cụ cắt hợp kim cứng.
- Mài: Thường áp dụng sau nhiệt luyện để đạt độ chính xác cao.
- Hàn: Khó hàn, cần dùng que hàn chuyên dụng (E410, E309) và nhiệt luyện sau hàn.
- Rèn: Có thể rèn ở nhiệt độ 1100 – 1200°C, sau đó làm nguội chậm.
Ứng dụng của Vật liệu 410S21
- Ngành cơ khí chế tạo:
- Bánh răng, trục truyền động, vòng bi.
- Lò xo, dao công nghiệp, khuôn dập nguội.
- Ngành năng lượng:
- Cánh turbine hơi, turbine khí.
- Bu lông, ốc vít, chi tiết trong nhà máy nhiệt điện.
- Ngành dầu khí – hóa chất:
- Van, trục bơm, thiết bị làm việc trong môi trường dầu thô và khí đốt.
- Ngành hàng hải:
- Trục chân vịt, chi tiết máy bơm nước biển.
- Các bộ phận tiếp xúc với môi trường ẩm ướt.
- Ngành công nghiệp nặng:
- Trục cán thép, trục ép trong máy móc hạng nặng.
- Chi tiết cơ khí chịu mài mòn.
So sánh Vật liệu 410S21 với các loại thép không gỉ khác
| Đặc điểm | 410S21 | 410 | 420 | 304 | 316 |
|---|---|---|---|---|---|
| Thành phần chính | 12–14% Cr, ~0.21% C | 12% Cr, 0.15% C | 12–14% Cr, 0.3% C | 18% Cr, 8% Ni | 18% Cr, 10% Ni, 2% Mo |
| Độ cứng | Trung bình (200–260 HB) | Thấp hơn | Cao hơn (tới 300 HB) | Thấp (≤ 200 HB) | Thấp (≤ 200 HB) |
| Chống ăn mòn | Trung bình | Thấp | Trung bình | Cao | Rất cao |
| Dẻo dai | Trung bình | Trung bình | Thấp | Cao | Cao |
| Ứng dụng | Trục turbine, bánh răng | Dao rẻ tiền, bu lông | Dao cắt, khuôn | Thiết bị inox dân dụng | Thiết bị hóa chất, y tế |
Thị trường tiêu thụ Vật liệu 410S21
Hiện nay, nhu cầu về 410S21 tập trung chủ yếu ở các ngành công nghiệp nặng và năng lượng. Các quốc gia có ngành công nghiệp thủy điện, nhiệt điện, dầu khí phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ đều sử dụng rộng rãi thép 410S21 cho turbine, van và trục bơm.
Tại Việt Nam, 410S21 được nhập khẩu từ châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc. Các doanh nghiệp cơ khí lớn trong lĩnh vực thủy điện, nhiệt điện, dầu khí và đóng tàu thường sử dụng thép này để chế tạo hoặc sửa chữa các chi tiết quan trọng.
Kết luận Vật liệu 410S21
Vật liệu 410S21 là một loại thép không gỉ martensitic cao cấp, có sự cân bằng tốt giữa độ bền cơ học, khả năng chịu mài mòn và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Với hàm lượng carbon cao hơn thép 410, 410S21 có khả năng đạt độ cứng và độ bền vượt trội hơn, rất phù hợp trong các ngành năng lượng, dầu khí, hàng hải và cơ khí chế tạo.
Mặc dù khả năng chống ăn mòn không sánh bằng thép austenitic như 304 hay 316, nhưng 410S21 có lợi thế về chi phí, độ bền và tuổi thọ trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Đây chính là lý do khiến vật liệu này trở thành lựa chọn hàng đầu cho các chi tiết turbine, trục bơm, van công nghiệp và các ứng dụng cơ khí nặng.
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 |
Inox 00Cr18Ni5Mo3Si2 Có Dùng Được Trong Môi Trường Nước Biển Không
Inox 00Cr18Ni5Mo3Si2 Có Dùng Được Trong Môi Trường Nước Biển Không? Inox 00Cr18Ni5Mo3Si2, với thành [...]
Th3
Láp Tròn Đặc Inox 630 Phi 500
Láp Tròn Đặc Inox 630 Phi 500 – Chịu Lực Tối Ưu, Đảm Bảo Vận [...]
Th5
Láp Tròn Đặc Inox 630 Phi 240
Láp Tròn Đặc Inox 630 Phi 240 – Chịu Lực Tối Ưu, Đảm Bảo Vận [...]
Th5
Có Loại Inox Nào Có Thể Thay Thế Inox 329J1 Mà Vẫn Đảm Bảo Tính Chất Tương Đương
Có Loại Inox Nào Có Thể Thay Thế Inox 329J1 Mà Vẫn Đảm Bảo Tính [...]
Th4
Inox 022Cr19Ni5Mo3Si2N Có Dễ Dàng Gia Công Bằng Các Phương Pháp Cắt, Uốn Và Hàn Hay Không
Inox 022Cr19Ni5Mo3Si2N Có Dễ Dàng Gia Công Bằng Các Phương Pháp Cắt, Uốn Và Hàn [...]
Th4
