Vật liệu STS321
Th10
Vật liệu STS321
Vật liệu STS321 là gì?
Vật liệu STS321 là một loại thép không gỉ austenitic thuộc họ 18Cr-8Ni, được ổn định bằng titan (Ti) để chống lại hiện tượng kết tủa cacbit crom (Cr23C6) trong quá trình gia công và sử dụng ở nhiệt độ cao. Loại thép này tương đương với mác thép inox 321 theo tiêu chuẩn ASTM hoặc SUS321 theo tiêu chuẩn JIS, và thường được sử dụng trong các môi trường chịu nhiệt, chịu ăn mòn hoặc có dao động nhiệt độ mạnh.
Thép STS321 có khả năng chịu oxy hóa tốt ở nhiệt độ lên tới khoảng 870–900°C và duy trì được tính dẻo, độ bền cao trong điều kiện khắc nghiệt. Nhờ sự bổ sung titan, loại thép này ngăn ngừa hiện tượng “intergranular corrosion” (ăn mòn kẽ hạt) mà các loại thép thông thường như STS304 hoặc STS316 có thể gặp phải khi hoạt động trong vùng nhiệt độ từ 450–850°C.
Thành phần hóa học của STS321
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| C (Carbon) | ≤ 0.08 |
| Si (Silicon) | ≤ 1.00 |
| Mn (Manganese) | ≤ 2.00 |
| P (Phosphorus) | ≤ 0.045 |
| S (Sulfur) | ≤ 0.03 |
| Cr (Chromium) | 17.0 – 19.0 |
| Ni (Nickel) | 9.0 – 12.0 |
| Ti (Titanium) | ≥ 5 × %C và ≤ 0.70 |
| Fe (Iron) | Còn lại |
Thành phần nổi bật của thép STS321 là crom và niken – hai nguyên tố tạo nên cấu trúc austenitic, kết hợp cùng titan giúp ổn định cacbon, hạn chế tạo cacbit crom. Chính điều này giúp STS321 có khả năng chống ăn mòn kẽ hạt vượt trội so với các loại thép không gỉ thông thường.
Tính chất cơ lý của STS321
| Tính chất | Giá trị tiêu biểu |
|---|---|
| Tỷ trọng | 7.93 g/cm³ |
| Độ bền kéo (Tensile Strength) | ≥ 515 MPa |
| Giới hạn chảy (Yield Strength) | ≥ 205 MPa |
| Độ giãn dài (Elongation) | ≥ 40% |
| Độ cứng (Rockwell B) | ≤ 95 HRB |
| Hệ số giãn nở nhiệt (20–100°C) | 16.5 × 10⁻⁶ /°C |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1400 – 1425°C |
Với đặc tính cơ lý này, thép STS321 có thể làm việc tốt trong môi trường chịu tải trọng cơ học trung bình đến cao, đồng thời vẫn giữ được khả năng biến dạng dẻo và chống nứt gãy khi làm việc ở nhiệt độ cao.
Ưu điểm của vật liệu STS321
- Khả năng chịu nhiệt vượt trội: Nhờ có titan ổn định cấu trúc, STS321 giữ được độ bền và tính chống oxy hóa đến khoảng 870°C.
- Chống ăn mòn kẽ hạt hiệu quả: Đây là ưu điểm lớn nhất của thép STS321 so với STS304.
- Tính hàn tốt: Có thể hàn bằng hầu hết các phương pháp hàn thông dụng như GTAW, GMAW, SMAW, mà không cần xử lý nhiệt sau hàn.
- Dễ gia công cơ khí: Dù độ cứng cao, nhưng STS321 vẫn có thể cắt, phay, tiện, khoan tương tự như STS304 nếu sử dụng dụng cụ thích hợp.
- Ổn định kích thước: Không bị biến dạng lớn khi thay đổi nhiệt độ, rất thích hợp cho các kết cấu kim loại chịu co giãn nhiệt.
Nhược điểm của vật liệu STS321
- Giá thành cao hơn STS304 và STS316: Do chứa nguyên tố titan và quy trình luyện kim phức tạp hơn.
- Không chịu được môi trường clo cao: Nếu tiếp xúc lâu dài với ion Cl⁻ (trong nước muối, hơi biển…), thép STS321 vẫn có thể bị rỗ pitting.
- Khó đánh bóng: So với STS304, loại này có độ nhám cao hơn sau khi gia công, do đó việc hoàn thiện bề mặt tốn thời gian hơn.
Ứng dụng của thép STS321
Thép STS321 được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn cao như:
- Ngành hóa dầu: Ống dẫn khí, ống trao đổi nhiệt, bồn chứa hóa chất, thiết bị phản ứng.
- Ngành năng lượng: Lò hơi, ống dẫn hơi nước, hệ thống tuabin, đường ống chịu nhiệt cao.
- Ngành hàng không: Các chi tiết động cơ phản lực, buồng đốt, vỏ bọc nhiệt.
- Ngành chế tạo cơ khí: Bu lông, đai ốc, vòng hãm, chi tiết chịu nhiệt cao trong máy móc.
- Ngành thực phẩm: Một số bộ phận lò nướng, khay hấp, và các chi tiết máy hoạt động ở nhiệt độ cao nhưng yêu cầu vệ sinh.
Quy trình nhiệt luyện của STS321
Quá trình xử lý nhiệt của STS321 có vai trò rất quan trọng nhằm đảm bảo tính năng ổn định và khả năng chống ăn mòn:
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 950–1120°C
- Làm nguội nhanh trong nước hoặc không khí
- Mục đích: khử ứng suất, phục hồi cấu trúc austenitic.
- Tôi (Quenching):
- Sau khi gia công nóng, nên tôi nhanh để tránh tạo cacbit crom.
- Làm nguội bằng nước hoặc dầu.
- Không cần ram (Tempering):
- Vì là thép austenitic, STS321 không cần quá trình ram như thép martensitic.
Gia công cơ khí STS321
Thép STS321 có thể gia công bằng các phương pháp cơ khí thông thường, nhưng cần lưu ý:
- Sử dụng dao cắt hợp kim cứng (Carbide Tool).
- Tốc độ cắt thấp để giảm sinh nhiệt.
- Dùng dung dịch làm mát chuyên dụng.
- Hạn chế biến cứng bề mặt bằng cách không cắt quá nông hoặc lặp lại cùng vị trí nhiều lần.
Ngoài ra, khi gia công hàn, cần sử dụng que hàn E347 hoặc ER321 để đảm bảo độ tương thích thành phần và tránh ăn mòn liên kết.
Tiêu chuẩn tương đương của STS321
| Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương |
|---|---|
| JIS | SUS321 |
| ASTM | A240 Type 321 / A276 Type 321 |
| EN | X6CrNiTi18-10 (1.4541) |
| GB (Trung Quốc) | 06Cr18Ni11Ti |
| DIN | 1.4541 |
| UNS | S32100 |
Thị trường tiêu thụ STS321 tại Việt Nam
STS321 được nhập khẩu chủ yếu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức và Trung Quốc. Nhu cầu vật liệu này tăng mạnh trong lĩnh vực sản xuất nồi hơi, bồn áp lực, và thiết bị trao đổi nhiệt. Tại Việt Nam, thép STS321 thường có dạng tấm, cuộn, ống và thanh tròn đặc, với các nhà phân phối lớn như Công ty TNHH MTV Vật Liệu Titan, chuyên cung cấp vật liệu thép không gỉ cao cấp cho ngành cơ khí chế tạo, dầu khí và năng lượng.
So sánh STS321 với STS304 và STS316
| Tiêu chí | STS304 | STS316 | STS321 |
|---|---|---|---|
| Thành phần ổn định | Không | Có Mo | Có Ti |
| Khả năng chịu nhiệt | Trung bình (600°C) | Cao (800°C) | Rất cao (900°C) |
| Chống ăn mòn kẽ hạt | Kém | Tốt | Xuất sắc |
| Chống ăn mòn clo | Trung bình | Tốt | Trung bình |
| Ứng dụng | Gia dụng, thực phẩm | Hóa chất, biển | Nhiệt, năng lượng |
Như vậy, STS321 có ưu thế rõ rệt trong môi trường nhiệt độ cao, trong khi STS316 lại phù hợp hơn cho môi trường ăn mòn clo hoặc nước biển.
Kết luận
Vật liệu STS321 là loại thép không gỉ austenitic ổn định bằng titan, nổi bật với khả năng chống ăn mòn kẽ hạt và chịu nhiệt cực tốt. Nhờ vào sự cân bằng giữa độ bền, tính ổn định cấu trúc và khả năng gia công, STS321 trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành năng lượng, hóa dầu, và cơ khí chế tạo.
Nếu bạn đang tìm kiếm vật liệu thép không gỉ chất lượng cao, có khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa vượt trội, thì STS321 chính là lựa chọn tối ưu.
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 |
Thép không gỉ UNS S20200
Thép không gỉ UNS S20200 Thép không gỉ UNS S20200 là một loại thép Austenitic [...]
Th10
Inox X2CrNiMoN12-5-3: Tiêu Chuẩn Cao Cấp Cho Các Dự Án Công Nghiệp
Inox X2CrNiMoN12-5-3: Tiêu Chuẩn Cao Cấp Cho Các Dự Án Công Nghiệp Inox X2CrNiMoN12-5-3 là [...]
Th3
Thép Inox 1.4432
Thép Inox 1.4432 Thép Inox 1.4432 là gì? Thép Inox 1.4432 là một loại thép [...]
Th10
Thép không gỉ Z10CF17
Thép không gỉ Z10CF17 Thép không gỉ Z10CF17 là gì? Thép không gỉ Z10CF17 là [...]
Th8
Inox 1.4062 Có Thể Sử Dụng Trong Ngành Thực Phẩm Và Y Tế Không
Inox 1.4062 Có Thể Sử Dụng Trong Ngành Thực Phẩm Và Y Tế Không? Inox [...]
Th3
Thép 00Cr19Ni13Mo3
Thép 00Cr19Ni13Mo3 Thép 00Cr19Ni13Mo3 là gì? Thép 00Cr19Ni13Mo3 là một loại thép không gỉ austenit [...]
Th9
Láp Tròn Đặc Inox 304 Phi 230
Láp Tròn Đặc Inox 304 Phi 230 – Lựa Chọn Hoàn Hảo Cho Các Ứng [...]
Th4
