Vật liệu SUS301
SUS301 là gì?
SUS301 là một loại thép không gỉ (inox) thuộc nhóm austenit, được sản xuất theo tiêu chuẩn JIS (Nhật Bản). Loại vật liệu này nổi bật với hàm lượng crôm và niken cao, mang lại khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa tốt cùng độ bền cơ học cao. SUS301 có khả năng hóa bền khi gia công nguội, giúp nó trở thành lựa chọn lý tưởng trong các ứng dụng yêu cầu độ bền, độ đàn hồi và khả năng tạo hình tốt.
SUS301 thường được sử dụng trong công nghiệp ô tô, hàng không, thiết bị điện tử, vật liệu trang trí và sản xuất lò xo. Nhờ khả năng kết hợp giữa tính dẻo và độ bền kéo cao, vật liệu này đặc biệt được ưa chuộng trong các chi tiết cơ khí chịu tải động hoặc cần khả năng đàn hồi tốt.
Thành phần hóa học của SUS301
Thành phần hóa học của SUS301 được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm đạt được sự cân bằng tối ưu giữa tính dẻo và khả năng chống ăn mòn. Theo tiêu chuẩn JIS G4304 và G4305, SUS301 có thành phần như sau:
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Carbon | C | ≤ 0.15 |
| Silic | Si | ≤ 1.00 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.00 |
| Photpho | P | ≤ 0.045 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.030 |
| Niken | Ni | 6.00 – 8.00 |
| Crom | Cr | 16.00 – 18.00 |
Nhờ vào hàm lượng Cr và Ni tương đối cao, SUS301 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với nhiều loại thép cacbon thông thường. Tuy nhiên, do hàm lượng Ni thấp hơn so với SUS304, khả năng chống ăn mòn của SUS301 kém hơn đôi chút, nhưng đổi lại, vật liệu có thể hóa bền mạnh hơn khi cán nguội.
Tính chất cơ lý của SUS301
SUS301 có đặc tính cơ học thay đổi tùy thuộc vào trạng thái vật liệu (ủ, cán nguội hay hóa bền). Bảng sau thể hiện các giá trị điển hình:
| Tính chất | Trạng thái ủ (Annealed) | Trạng thái cán nguội (Full Hard) |
|---|---|---|
| Giới hạn chảy (MPa) | ~205 | 930 – 1275 |
| Độ bền kéo (MPa) | ~520 | 1070 – 1570 |
| Độ giãn dài (%) | 40 | 3 – 10 |
| Độ cứng (HV) | 160 – 200 | 380 – 490 |
| Tỷ trọng (g/cm³) | 7.93 | 7.93 |
| Nhiệt độ nóng chảy (°C) | 1400 – 1450 | 1400 – 1450 |
Phân tích tính chất:
- Khả năng hóa bền cao: Khi gia công nguội, độ cứng và độ bền của SUS301 tăng lên rõ rệt, giúp nó thích hợp cho các chi tiết chịu tải trọng cao.
- Tính đàn hồi tốt: SUS301 thường được sử dụng làm vật liệu chế tạo lò xo, kẹp, và các bộ phận yêu cầu độ đàn hồi lớn.
- Khả năng chống ăn mòn: Mặc dù thấp hơn SUS304, nhưng vẫn đủ tốt trong môi trường không quá khắc nghiệt.
- Khả năng hàn và tạo hình: Tốt, nhưng cần chú ý tránh hiện tượng biến cứng khi hàn.
Ưu điểm của SUS301
- Độ bền cao: Có thể đạt đến 1800 MPa khi cán nguội, giúp tăng tuổi thọ cho linh kiện.
- Tính đàn hồi vượt trội: Là vật liệu lý tưởng cho các bộ phận lò xo và tấm đàn hồi.
- Khả năng chống oxy hóa tốt: Giúp duy trì bề mặt sáng bóng khi làm việc ở nhiệt độ cao.
- Gia công nguội dễ dàng: Cho phép tạo hình phức tạp mà không cần xử lý nhiệt trước.
- Giá thành hợp lý: Thấp hơn SUS304, nhưng vẫn đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật.
Nhược điểm của SUS301
- Khả năng chống ăn mòn kém hơn SUS304, đặc biệt trong môi trường chứa clo hoặc axit mạnh.
- Dễ bị biến cứng khi gia công, do đó cần kiểm soát lực và tốc độ cán, uốn hợp lý.
- Không thích hợp cho môi trường biển hoặc hóa chất mạnh.
- Cần xử lý nhiệt sau hàn để khôi phục độ dẻo và loại bỏ ứng suất.
Ứng dụng của SUS301
Nhờ sự cân bằng giữa độ bền, tính đàn hồi và khả năng chống ăn mòn, SUS301 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và dân dụng:
1. Công nghiệp ô tô và hàng không
- Lò xo, tấm đàn hồi, chi tiết giảm chấn.
- Phụ kiện cửa, khung ghế, tấm ốp trang trí nội thất.
- Các chi tiết chịu tải động và dao động.
2. Thiết bị điện và điện tử
- Lò xo tiếp xúc, lá kẹp điện, đầu nối.
- Vỏ ngoài thiết bị điện tử, máy tính, điện thoại.
3. Công nghiệp xây dựng
- Tấm trang trí, lan can, khung cửa và ốp mặt dựng.
- Dụng cụ nội thất yêu cầu thẩm mỹ và độ bền.
4. Công nghiệp sản xuất máy móc
- Dao cắt mỏng, tấm chắn, ốc vít và chi tiết cơ khí chịu lực.
- Linh kiện máy công cụ, máy dập, máy đo.
5. Đồ gia dụng
- Đồ dùng nhà bếp, lò nướng, dụng cụ chế biến thực phẩm.
- Tấm inox trang trí, đồ dùng nội thất.
Quy trình nhiệt luyện SUS301
Quá trình nhiệt luyện của SUS301 bao gồm các bước chính sau:
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 1010 – 1120°C.
- Làm nguội nhanh bằng nước hoặc không khí để tránh kết tủa cacbua Cr.
→ Mục đích: Khôi phục cấu trúc austenit, tăng độ dẻo và khả năng gia công.
- Tôi (Quenching):
- Không áp dụng phổ biến do SUS301 chủ yếu được hóa bền bằng biến dạng nguội.
- Hóa bền nguội (Cold Working):
- Cán hoặc uốn nguội để tăng độ cứng, độ bền kéo và tính đàn hồi.
- Có thể đạt đến trạng thái Full Hard với độ cứng HV ~490.
- Xử lý sau hàn:
- Nên thực hiện ủ khử ứng suất ở 850 – 950°C nếu vật liệu được hàn trong môi trường chịu tải cao.
Gia công và hàn SUS301
Gia công cơ khí
SUS301 có thể gia công bằng các phương pháp truyền thống như cắt, phay, khoan, nhưng do độ cứng cao sau cán nguội nên cần dụng cụ hợp kim cứng và tốc độ cắt thấp. Việc sử dụng dung dịch làm mát là cần thiết để giảm ma sát và nhiệt độ.
Gia công tạo hình
Nhờ tính dẻo tốt, SUS301 có thể uốn, dập hoặc kéo sâu. Tuy nhiên, để tránh nứt mép hoặc biến cứng quá mức, cần thực hiện các giai đoạn ủ trung gian.
Hàn
- Phương pháp: TIG, MIG, điện trở.
- Lưu ý: Cần dùng vật liệu hàn tương thích như SUS308 để tránh ăn mòn mối hàn.
- Sau hàn: Có thể ủ để khôi phục độ dẻo và loại bỏ ứng suất nội tại.
So sánh SUS301 với các loại inox khác
| Đặc điểm | SUS301 | SUS304 | SUS430 |
|---|---|---|---|
| Cấu trúc | Austenit | Austenit | Ferrit |
| Hàm lượng Ni (%) | 6 – 8 | 8 – 10.5 | 0 |
| Độ cứng (HV) | Cao khi cán nguội | Trung bình | Thấp |
| Khả năng chống ăn mòn | Tốt | Rất tốt | Trung bình |
| Khả năng tạo hình | Rất tốt | Rất tốt | Trung bình |
| Ứng dụng chính | Lò xo, tấm đàn hồi | Thiết bị thực phẩm | Đồ gia dụng giá rẻ |
Phân tích thị trường và tiêu chuẩn tương đương
SUS301 được sản xuất phổ biến trên toàn cầu và có nhiều tiêu chuẩn tương đương như:
| Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương |
|---|---|
| ASTM / AISI | 301 |
| EN / DIN | X10CrNi18-8 (1.4310) |
| GB (Trung Quốc) | 1Cr17Ni7 |
| JIS (Nhật Bản) | SUS301 |
Vật liệu này có giá thành thấp hơn 10–15% so với SUS304, giúp giảm chi phí đáng kể trong các ứng dụng yêu cầu số lượng lớn.
Kết luận
SUS301 là loại thép không gỉ austenit nổi bật nhờ độ bền cao, khả năng hóa bền tốt, tính đàn hồi vượt trội và khả năng gia công linh hoạt. Dù khả năng chống ăn mòn không mạnh bằng SUS304, nhưng nó vẫn đáp ứng tốt trong hầu hết các môi trường thông thường và có ưu thế lớn về giá thành.
Nhờ sự cân bằng giữa tính năng kỹ thuật và chi phí, SUS301 được xem là vật liệu lý tưởng cho các chi tiết cơ khí đàn hồi, lò xo, linh kiện điện tử và cấu kiện trang trí trong 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 |

