Vật liệu SUS304N1
SUS304N1 là gì?
SUS304N1 là một loại thép không gỉ austenit thuộc nhóm thép 18Cr-8Ni tương tự SUS304, nhưng được bổ sung thêm nguyên tố nitơ (N) để cải thiện cơ tính và khả năng chống ăn mòn. Đây là loại thép nâng cấp từ SUS304, được phát triển nhằm tăng độ bền, giới hạn chảy và khả năng chống ăn mòn kẽ hở, trong khi vẫn duy trì tính dẻo và khả năng gia công tốt.
Nitơ là nguyên tố hợp kim có vai trò thay thế một phần niken (Ni), giúp ổn định cấu trúc austenit, đồng thời tăng độ bền cơ học mà không làm giảm khả năng chống ăn mòn. Vì vậy, SUS304N1 được ứng dụng nhiều trong ngành cơ khí chính xác, thiết bị áp suất, bồn chứa, và công nghiệp hóa chất – nơi yêu cầu vật liệu vừa bền, vừa chống gỉ tốt.
Thành phần hóa học của SUS304N1
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Cacbon | C | ≤ 0.08 |
| Silic | Si | ≤ 1.00 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.00 |
| Photpho | P | ≤ 0.045 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.030 |
| Crom | Cr | 18.00 – 20.00 |
| Niken | Ni | 8.00 – 11.00 |
| Nitơ | N | 0.10 – 0.20 |
Nhận xét:
- Hàm lượng Cr–Ni tương đương SUS304, đảm bảo tính chống oxy hóa cao.
- Nitơ (N) là yếu tố quan trọng nhất, giúp tăng giới hạn chảy và độ bền kéo, đồng thời tăng khả năng chống ăn mòn kẽ hở trong dung dịch chứa ion Cl⁻.
- Nitơ còn giúp giảm chi phí sản xuất vì có thể thay thế một phần Ni, trong khi vẫn duy trì cấu trúc austenit ổn định.
Tính chất cơ lý của SUS304N1
| Tính chất | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Tỷ trọng | 7.93 g/cm³ |
| Giới hạn chảy (MPa) | ≥ 295 |
| Độ bền kéo (MPa) | 620 – 750 |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 40 |
| Độ cứng (HB) | ≤ 200 |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1398 – 1454°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 17.2 × 10⁻⁶ /°C |
| Độ dẫn nhiệt | 16.3 W/m·K |
| Điện trở suất | 720 nΩ·m |
Phân tích:
- Giới hạn chảy của SUS304N1 cao hơn 1.5 lần so với SUS304 thông thường.
- Độ cứng và độ bền kéo vượt trội, thích hợp cho chi tiết chịu tải trọng cao.
- Khả năng chống ăn mòn liên kết hạt và ăn mòn ứng suất tốt, tương đương hoặc cao hơn SUS304.
Ưu điểm của SUS304N1
- Độ bền cơ học cao:
Nitơ làm tăng đáng kể giới hạn chảy và độ bền kéo mà không cần nhiệt luyện. - Chống ăn mòn tốt:
Khả năng chống ăn mòn kẽ hở và ăn mòn điểm tốt hơn SUS304, đặc biệt trong môi trường có ion Cl⁻. - Ổn định cấu trúc austenit:
Nitơ giúp ổn định pha austenit, hạn chế sự chuyển pha martensit khi gia công nguội. - Gia công dễ dàng:
Có thể cắt, hàn, cán nguội và tạo hình mà không gây nứt. - Thay thế SUS304 và SUS316L trong nhiều trường hợp:
Tiết kiệm chi phí nhờ giảm hàm lượng Ni nhưng vẫn đạt hiệu suất cao.
Nhược điểm của SUS304N1
- Khó hàn hơn một chút so với SUS304, do nitơ dễ bị mất trong quá trình hàn nếu không kiểm soát khí bảo vệ.
- Giá thành cao hơn SUS304 do quy trình luyện kim phức tạp hơn.
- Độ dẻo giảm nhẹ so với SUS304 thông thường.
- Không tôi cứng bằng nhiệt luyện, chỉ tăng độ bền bằng cán nguội.
Ứng dụng của SUS304N1
1. Công nghiệp hóa chất và dầu khí
- Bồn phản ứng, đường ống, van và phụ kiện trong môi trường axit nhẹ.
- Thiết bị trao đổi nhiệt, bình chứa áp lực trung bình.
2. Ngành thực phẩm – dược phẩm
- Dây chuyền sản xuất sữa, bia, nước giải khát.
- Thiết bị y tế, khay hấp, bàn thao tác và vỏ máy tiệt trùng.
3. Cơ khí chính xác và hàng không
- Trục quay, khung đỡ, bu-lông chịu tải cao.
- Các linh kiện máy móc yêu cầu bền và chống gỉ.
4. Ngành xây dựng – kiến trúc
- Cầu thang, lan can, ốp tường ngoài trời, cấu kiện trang trí.
- Dự án gần biển hoặc môi trường ẩm mặn.
5. Ngành năng lượng và điện tử
- Phụ kiện turbine, vỏ máy phát điện, chi tiết trong nhà máy nhiệt điện.
Quy trình nhiệt luyện của SUS304N1
Giống như các thép austenit khác, SUS304N1 không thể tôi cứng bằng nhiệt luyện, mà chỉ có thể xử lý ủ để phục hồi cấu trúc và tính dẻo.
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 1010 – 1120°C.
- Làm nguội nhanh bằng nước hoặc không khí.
- Mục đích: loại bỏ ứng suất nội, khôi phục độ dẻo và chống ăn mòn sau gia công nguội.
- Khử ứng suất:
- Nhiệt độ: 850 – 900°C trong 1 giờ.
- Giúp giảm nứt và biến dạng khi hàn.
- Cán nguội (Cold Work):
- Dùng để tăng độ bền cơ học.
- Sau khi cán nguội, có thể ủ lại để khôi phục tính dẻo.
Gia công và hàn SUS304N1
Gia công cơ khí
- Có thể tiện, phay, khoan bằng dụng cụ hợp kim cứng.
- Nên dùng dung dịch làm mát để hạn chế biến cứng bề mặt.
Gia công tạo hình
- Có thể uốn, dập, kéo sâu tốt.
- Tránh biến dạng mạnh để không gây rạn nứt.
Hàn
- Thích hợp với các phương pháp TIG, MIG, hồ quang tay.
- Sử dụng dây hàn SUS308LN hoặc SUS304N1 để duy trì hàm lượng N.
- Cần kiểm soát tốt khí bảo vệ (argon) để tránh mất nitơ trong mối hàn.
So sánh SUS304N1 với SUS304 và SUS316L
| Đặc tính | SUS304 | SUS304N1 | SUS316L |
|---|---|---|---|
| Cr (%) | 18–20 | 18–20 | 16–18 |
| Ni (%) | 8–10.5 | 8–11 | 10–14 |
| N (%) | – | 0.10–0.20 | – |
| Giới hạn chảy (MPa) | 205 | 295 | 220 |
| Độ bền kéo (MPa) | 520–750 | 620–750 | 520–720 |
| Khả năng chống ăn mòn điểm | Tốt | Rất tốt | Rất tốt |
| Khả năng chống ăn mòn ứng suất | Trung bình | Tốt | Rất tốt |
| Tính hàn | Rất tốt | Tốt | Rất tốt |
| Giá thành | Trung bình | Hơi cao | Cao |
Nhận xét:
SUS304N1 là lựa chọn cân bằng giữa giá thành và tính năng, mạnh hơn SUS304 về độ bền và chống ăn mòn, nhưng nhẹ hơn SUS316L về khả năng chịu môi trường biển.
Tiêu chuẩn tương đương của SUS304N1
| Tiêu chuẩn | Mác thép tương đương |
|---|---|
| JIS (Nhật Bản) | SUS304N1 |
| ASTM / AISI (Mỹ) | 304N |
| EN / DIN (Châu Âu) | X5CrNiN18-10 (1.4311) |
| GB (Trung Quốc) | 06Cr19Ni10N |
| BS (Anh) | 304S65 |
Phân tích thị trường và xu hướng sử dụng
Tại Việt Nam, SUS304N1 ngày càng được sử dụng nhiều trong ngành thiết bị hóa chất, thực phẩm, cơ khí chính xác và công nghiệp năng lượng.
Do hiệu suất cao hơn SUS304 mà chi phí thấp hơn SUS316L, loại thép này đang trở thành lựa chọn tối ưu cho các doanh nghiệp cần hiệu năng cao – giá hợp lý.
Các nhà sản xuất lớn như Nippon Steel, JFE, POSCO và TISCO đều sản xuất SUS304N1 ở dạng tấm, cuộn, ống, thanh tròn và dây hàn, giúp việc cung ứng dễ dàng cho thị trường trong nước.
Kết luận
SUS304N1 là loại thép không gỉ austenit chứa nitơ, có độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn cao hơn SUS304, đồng thời vẫn giữ được khả năng gia công và hàn tốt.
Nhờ sự cân bằng tuyệt vời giữa hiệu suất – độ bền – chi phí, SUS304N1 đang trở thành giải pháp vật liệu thế hệ mới trong ngành thực phẩm, hóa chất, năng lượng và cơ khí chế tạo.
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 |

