Vật liệu STS316LN
Th10
Vật liệu STS316LN
Vật liệu STS316LN là gì?
Vật liệu STS316LN là một loại thép không gỉ thuộc nhóm Austenitic, được phát triển từ mác thép STS316L với việc bổ sung nguyên tố Nitơ (N) để tăng cường độ cơ học và khả năng chống ăn mòn. Mác thép này tương đương với các tiêu chuẩn quốc tế như AISI 316LN, EN 1.4429, hay UNS S31653, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực yêu cầu độ bền cao, khả năng chống ăn mòn vượt trội và làm việc trong môi trường khắc nghiệt như hóa chất, dầu khí, công nghiệp hạt nhân và thực phẩm.
STS316LN được xem là phiên bản cao cấp hơn của STS316L, bởi hàm lượng Nitơ giúp cải thiện đáng kể tính chất cơ học mà không làm giảm khả năng gia công hoặc hàn. Thép này vẫn duy trì được cấu trúc Austenitic ổn định ở cả nhiệt độ cao và thấp, đồng thời có khả năng chống ăn mòn kẽ hở, ăn mòn điểm và ăn mòn rỗ rất tốt trong môi trường chứa clorua.
Thành phần hóa học của vật liệu STS316LN
Thành phần hóa học tiêu chuẩn của thép STS316LN (theo JIS G4304, ASTM A240) bao gồm:
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| C (Carbon) | ≤ 0.03 |
| Si (Silicon) | ≤ 1.00 |
| Mn (Manganese) | ≤ 2.00 |
| P (Phosphorus) | ≤ 0.045 |
| S (Sulfur) | ≤ 0.030 |
| Cr (Chromium) | 16.0 – 18.0 |
| Ni (Nickel) | 10.0 – 14.0 |
| Mo (Molybdenum) | 2.0 – 3.0 |
| N (Nitrogen) | 0.10 – 0.16 |
Trong đó, Nitơ (N) là yếu tố quan trọng nhất giúp nâng cao giới hạn chảy, giới hạn bền kéo và cải thiện khả năng chống ăn mòn cục bộ. Đồng thời, Nitơ cũng giúp giảm xu hướng hình thành pha sigma trong quá trình làm việc ở nhiệt độ cao.
Tính chất cơ lý của vật liệu STS316LN
Tương tự các loại thép không gỉ Austenitic khác, STS316LN có tính dẻo dai cao, độ bền kéo tốt và khả năng chống oxy hóa tuyệt vời. Tuy nhiên, do có Nitơ, độ bền của STS316LN cao hơn rõ rệt so với STS316L.
Các tính chất cơ học điển hình ở trạng thái ủ (annealed):
| Tính chất | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Giới hạn chảy (0.2% proof stress) | ≥ 310 MPa |
| Giới hạn bền kéo (Tensile Strength) | ≥ 620 MPa |
| Độ giãn dài (Elongation) | ≥ 40% |
| Độ cứng Brinell (HB) | ≤ 217 HB |
| Mật độ | 7.99 g/cm³ |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1370 – 1400°C |
| Mô-đun đàn hồi | 193 GPa |
Tính chất vật lý:
- Hệ số giãn nở nhiệt: 16.0 µm/m°C (ở 20 – 100°C)
- Độ dẫn nhiệt: 15 W/m·K (ở 100°C)
- Điện trở suất: 0.75 µΩ·m (ở 20°C)
- Từ tính: Không từ tính trong điều kiện ủ, có thể hơi nhiễm từ nhẹ sau gia công nguội.
Ưu điểm của vật liệu STS316LN
- Chống ăn mòn cao trong môi trường khắc nghiệt:
Với thành phần Cr, Ni và Mo, STS316LN có khả năng chống ăn mòn vượt trội trong môi trường chứa clorua, axit hữu cơ, dung dịch muối và môi trường biển. Nitơ càng làm tăng khả năng chống ăn mòn điểm và ăn mòn rỗ. - Cường độ cơ học vượt trội:
Nhờ bổ sung Nitơ, giới hạn chảy của STS316LN cao hơn khoảng 20–30% so với STS316L mà vẫn giữ được độ dẻo tốt. - Tính hàn và gia công tốt:
STS316LN có thể hàn bằng mọi phương pháp thông dụng như TIG, MIG, SMAW mà không cần nhiệt xử lý sau hàn. Nitơ còn giúp giảm nguy cơ nứt hàn. - Ổn định cấu trúc ở nhiệt độ cao:
Vật liệu có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ lên tới 870°C trong môi trường oxy hóa mà không bị giảm cơ tính đáng kể. - Khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp:
STS316LN có độ dai va đập tốt ở nhiệt độ thấp, thích hợp cho các ứng dụng cryogenic (nhiệt độ thấp tới -196°C).
Nhược điểm của vật liệu STS316LN
- Giá thành cao: Do chứa Mo và N, giá của STS316LN cao hơn STS316L và STS304.
- Khó gia công hơn STS316L: Độ bền cao hơn khiến gia công cắt gọt khó khăn hơn, cần dụng cụ cứng và tốc độ cắt phù hợp.
- Không thích hợp cho môi trường có axit mạnh (như HCl, H2SO4 đặc): Trong các môi trường này, vật liệu dễ bị ăn mòn cục bộ nếu không được bảo vệ.
Ứng dụng của vật liệu STS316LN
Với các đặc tính nổi bật, STS316LN được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp yêu cầu độ bền và chống ăn mòn cao, cụ thể như:
1. Ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí
STS316LN được dùng trong chế tạo bồn chứa, ống dẫn, bộ trao đổi nhiệt, van, bơm và các thiết bị tiếp xúc trực tiếp với dung dịch hóa chất hoặc nước biển.
2. Ngành thực phẩm và dược phẩm
Nhờ bề mặt sáng, chống gỉ và dễ vệ sinh, STS316LN phù hợp cho thiết bị chế biến thực phẩm, bồn khuấy, máy trộn, ống dẫn sữa hoặc dược liệu.
3. Ngành năng lượng và hạt nhân
Do tính ổn định cao dưới bức xạ và nhiệt độ, STS316LN được sử dụng trong thiết bị áp lực, bình phản ứng, hệ thống làm mát trong nhà máy điện hạt nhân.
4. Ngành hàng hải
Khả năng chống ăn mòn nước biển giúp thép này được ứng dụng cho tàu biển, giàn khoan, cánh quạt, van và chi tiết tiếp xúc trực tiếp với nước mặn.
5. Ứng dụng cơ khí và công nghiệp nặng
STS316LN thường được sử dụng trong chế tạo trục quay, bu lông chịu lực, phụ kiện cơ khí, khuôn mẫu và thiết bị chịu tải trọng cao trong môi trường ăn mòn.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu STS316LN
Quy trình xử lý nhiệt của STS316LN nhằm đảm bảo cấu trúc Austenitic đồng nhất và tối ưu cơ tính.
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 1010 – 1120°C
- Làm nguội nhanh trong nước hoặc không khí để tránh kết tủa cacbit.
- Căng cứng (Work Hardening):
Có thể tăng độ bền bằng gia công nguội, tuy nhiên cần kiểm soát biến dạng để tránh ứng suất dư. - Không nên nhiệt luyện tôi ram:
Vì thép Austenitic không thể tôi cứng bằng nhiệt.
Gia công và hàn vật liệu STS316LN
Gia công cơ khí:
STS316LN có độ bền cao nên cần sử dụng dao hợp kim cứng, tốc độ cắt thấp, dung dịch làm mát liên tục. Khi gia công nguội, độ cứng tăng nên cần xử lý ủ phục hồi nếu biến dạng lớn.
Hàn:
- Phương pháp hàn phổ biến: TIG, MIG, SMAW.
- Vật liệu que hàn khuyến nghị: ER316L, ER316LN hoặc tương đương.
- Tránh hàn quá nóng để giảm nguy cơ ăn mòn vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ).
So sánh STS316LN với các mác thép tương đương
| Mác thép | Đặc điểm nổi bật | Ghi chú |
|---|---|---|
| STS316L | Hàm lượng C thấp, dễ hàn, chống ăn mòn tốt | Thông dụng, giá thấp hơn |
| STS316LN | Bổ sung N, tăng độ bền và chống ăn mòn cục bộ | Cao cấp hơn, bền hơn |
| STS316Ti | Bổ sung Ti để chống ăn mòn liên tinh thể | Thích hợp môi trường nhiệt cao |
| 1.4429 (EN) | Tương đương STS316LN | Chuẩn châu Âu |
| S31653 (UNS) | Tương đương STS316LN | Chuẩn Mỹ |
Thị trường và nguồn cung vật liệu STS316LN
STS316LN hiện được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp hiện đại, đặc biệt tại châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc. Ở Việt Nam, loại thép này được nhập khẩu chủ yếu từ POSCO (Hàn Quốc), Outokumpu (Phần Lan), Thyssenkrupp (Đức) và Nippon Steel (Nhật Bản).
Các dạng cung cấp phổ biến gồm:
- Dạng tấm (Plate / Sheet)
- Dạng thanh tròn (Round Bar)
- Dạng ống (Pipe / Tube)
- Dạng cuộn (Coil)
Kết luận
STS316LN là loại thép không gỉ cao cấp với khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt và cơ tính vượt trội so với STS316L. Nhờ sự bổ sung Nitơ, vật liệu này đáp ứng tốt các yêu cầu trong môi trường khắc nghiệt như hóa chất, dầu khí, hạt nhân và thực phẩm. Với ưu điểm nổi bật về độ bền, tính ổn định và khả năng hàn tốt, STS316LN đang ngày càng trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại.
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 1.4376
Inox 1.4376 Inox 1.4376 là gì? Inox 1.4376, còn được gọi là X2CrNiMoCuN25-6-3, là loại [...]
Th10
Tìm hiểu về Inox Z6CNDT17.12
Tìm hiểu về Inox Z6CNDT17.12 và Ứng dụng của nó Inox Z6CNDT17.12 là gì? Inox [...]
Th6
Thép không gỉ 04Cr17Ni12MoTi20
Thép không gỉ 04Cr17Ni12MoTi20 Thép không gỉ 04Cr17Ni12MoTi20 là loại thép austenitic đặc biệt, được [...]
Th10
Thép không gỉ Duplex 255
Thép không gỉ Duplex 255 Thép không gỉ Duplex 255 là loại thép duplex cao [...]
Th11
Ống Inox 310S Phi 50mm
Ống Inox 310S Phi 50mm – Khả Năng Chịu Nhiệt Và Chống Ăn Mòn Vượt [...]
Th5
Thép UNS S30451
Thép UNS S30451 Thép UNS S30451 là gì? Thép UNS S30451 là một loại thép [...]
Th9
Inox X2CrNiMoN25-7-4 Có Phù Hợp Để Sử Dụng Trong Ngành Thực Phẩm Và Y Tế Không
Inox X2CrNiMoN25-7-4 Có Phù Hợp Để Sử Dụng Trong Ngành Thực Phẩm Và Y Tế [...]
Th3
