Vật liệu X15CrNiSi20-12
Th10
Vật liệu X15CrNiSi20-12
Vật liệu X15CrNiSi20-12 là gì?
Vật liệu X15CrNiSi20-12 là một loại thép không gỉ chịu nhiệt austenitic thuộc nhóm thép hợp kim cao có chứa Crom (Cr) và Niken (Ni) với tỷ lệ cao, đồng thời được bổ sung Silic (Si) để tăng khả năng chịu oxi hóa ở nhiệt độ cao. Theo tiêu chuẩn EN 10095 (DIN), mác thép này tương đương với Inox 309 (AISI 309) hoặc 1.4828.
Đặc điểm nổi bật của thép X15CrNiSi20-12 là chịu được nhiệt độ lên đến 1100°C, có khả năng chống oxy hóa, ăn mòn và rạn nứt nhiệt rất tốt. Ngoài ra, vật liệu này vẫn giữ được độ bền cơ học cao trong môi trường nhiệt độ cao, nhờ cấu trúc austenitic ổn định và sự có mặt của silic giúp tăng độ bền nhiệt.
Với tính ổn định hóa học và cơ học tốt, thép X15CrNiSi20-12 thường được dùng trong các thiết bị lò công nghiệp, đường ống khí nóng, bộ phận lò sấy, turbine, và các ứng dụng cần chịu nhiệt và chống oxy hóa cao.
Thành phần hóa học của Vật liệu X15CrNiSi20-12
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Carbon | C | 0.10 – 0.20 |
| Silicon | Si | 1.50 – 2.50 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.0 |
| Crom | Cr | 19.0 – 21.0 |
| Niken | Ni | 11.0 – 13.0 |
| Photpho | P | ≤ 0.045 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.03 |
| Sắt | Fe | Còn lại |
Thành phần hóa học trên giúp vật liệu đạt được khả năng chịu nhiệt cao và độ ổn định oxit tuyệt vời trong không khí nóng, môi trường khí CO₂ hoặc hơi nước. Hàm lượng Silic (Si) đóng vai trò quan trọng giúp tăng độ bền nhiệt và giảm nguy cơ oxy hóa ở bề mặt.
Tính chất cơ lý của Vật liệu X15CrNiSi20-12
| Tính chất | Đơn vị | Giá trị trung bình |
|---|---|---|
| Giới hạn bền kéo (Tensile Strength) | MPa | 550 – 750 |
| Giới hạn chảy (Yield Strength) | MPa | ≥ 230 |
| Độ giãn dài (Elongation) | % | ≥ 35 |
| Độ cứng (Hardness) | HB | ≤ 220 |
| Khối lượng riêng | g/cm³ | 7.9 |
| Nhiệt độ nóng chảy | °C | 1390 – 1420 |
| Nhiệt độ làm việc liên tục tối đa | °C | 1050 – 1100 |
| Hệ số giãn nở nhiệt (20–100°C) | µm/m·°C | 15.5 × 10⁻⁶ |
Nhờ cấu trúc austenitic, vật liệu này có độ dẻo cao, không bị biến dạng nứt gãy khi thay đổi nhiệt độ đột ngột. Ở nhiệt độ cao, thép vẫn duy trì được độ bền và độ ổn định cấu trúc tinh thể, đặc biệt khi làm việc trong môi trường oxy hóa.
Ưu điểm của Vật liệu X15CrNiSi20-12
- Khả năng chịu nhiệt vượt trội:
Có thể làm việc ổn định ở nhiệt độ lên đến 1100°C mà không bị giảm cơ tính đáng kể. - Chống oxy hóa rất tốt:
Lớp oxit crom và silic hình thành trên bề mặt giúp ngăn chặn quá trình ăn mòn nhiệt và rạn nứt bề mặt. - Độ bền cơ học cao ở nhiệt độ cao:
Cấu trúc austenitic ổn định giúp thép không bị giòn hoặc nứt khi chịu tải trọng nhiệt lâu dài. - Dễ gia công:
Có thể hàn, tiện, phay, uốn bằng các phương pháp thông thường, tuy nhiên nên gia công ở trạng thái ủ. - Không bị ăn mòn tinh giới:
Do lượng carbon thấp và sự hiện diện của niken giúp ổn định cấu trúc austenitic. - Chống sốc nhiệt tốt:
Dễ dàng chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không bị nứt hoặc biến dạng.
Nhược điểm của Vật liệu X15CrNiSi20-12
- Không thích hợp cho môi trường có Cl⁻ (clorua), vì dễ bị ăn mòn kẽ hở hoặc ăn mòn điểm.
- Độ cứng không cao, không thích hợp cho chi tiết cần chịu mài mòn mạnh.
- Không thể tôi cứng bằng nhiệt luyện, chỉ có thể tăng bền nhờ biến dạng nguội.
- Giá thành cao do tỷ lệ hợp kim (Ni và Cr) lớn.
Ứng dụng của Vật liệu X15CrNiSi20-12
1. Ngành công nghiệp nhiệt luyện
- Dùng trong buồng đốt, lò công nghiệp, tấm chắn nhiệt, giỏ nung và khung đỡ vật liệu.
- Thích hợp cho ống lò, thanh chịu nhiệt, khay nung, băng tải lò sấy.
2. Ngành hóa chất và dầu khí
- Sử dụng trong ống trao đổi nhiệt, van, bồn áp lực, thiết bị phản ứng.
- Dùng trong môi trường CO₂, khí hydro, hơi nước, axit yếu.
3. Ngành xi măng và luyện kim
- Thành phần cấu tạo lò quay xi măng, thiết bị xử lý khí nóng, và đường ống vận chuyển khí thải nhiệt độ cao.
4. Ngành năng lượng và turbine
- Làm ống khí xả, tấm che nhiệt, chi tiết turbine.
- Chịu được oxy hóa và rão nhiệt (creep resistance) tốt trong các hệ thống nhiệt năng.
5. Ngành hàng không và quốc phòng
- Dùng trong buồng đốt, ống xả, chi tiết chịu nhiệt cao.
6. Ngành thực phẩm và gia dụng cao cấp
- Một số ứng dụng yêu cầu chống gỉ, chịu nhiệt và đảm bảo vệ sinh, như thiết bị sấy, máy nướng công nghiệp.
Quy trình nhiệt luyện của Vật liệu X15CrNiSi20-12
- Ủ (Annealing):
- Nhiệt độ: 1050 – 1150°C.
- Làm nguội nhanh bằng nước hoặc không khí.
Mục đích: phục hồi cấu trúc austenitic, tăng tính dẻo và giảm ứng suất dư.
- Không thể tôi cứng (Non-hardenable):
- Không áp dụng quá trình tôi để tăng độ cứng, vì vật liệu có cấu trúc austenitic ổn định.
- Ram (Tempering):
- Không cần thiết do tính chất ổn định của vật liệu.
- Gia công sau ủ:
- Thực hiện các bước tiện, phay, hàn, uốn hoặc kéo nguội để đạt kích thước và hình dạng mong muốn.
Gia công cơ khí và hàn của Vật liệu X15CrNiSi20-12
- Tiện, phay, khoan: Gia công được dễ dàng bằng dao hợp kim cứng; cần dùng dung dịch làm mát khi tốc độ cao.
- Uốn và kéo nguội: Có thể thực hiện tốt khi vật liệu được ủ.
- Hàn:
- Dùng các phương pháp hàn thông dụng như TIG, MIG hoặc hồ quang tay.
- Dây hàn tương thích: ER309 hoặc ER310.
- Nên hàn ở tốc độ vừa phải để tránh biến cứng và cong vênh.
- Đánh bóng: Dễ dàng đạt được bề mặt sáng bóng, tăng khả năng chống oxy hóa.
So sánh Vật liệu X15CrNiSi20-12 với các loại thép tương đương
| Mác thép | Tiêu chuẩn | Ghi chú |
|---|---|---|
| X15CrNiSi20-12 | EN / DIN 1.4828 | Thép chịu nhiệt cao, tương đương AISI 309 |
| AISI 309 | ASTM | Chịu nhiệt tới 1100°C, chống oxy hóa mạnh |
| SUS309 | JIS | Tương tự, dùng phổ biến tại Nhật |
| 20Х23Н18 | GOST (Nga) | Dạng thép chịu nhiệt tương đương |
| X12CrNi25-21 | EN 1.4841 | Cấp cao hơn, chịu nhiệt tới 1150°C |
Thị trường tiêu thụ Vật liệu X15CrNiSi20-12
Tại Việt Nam, thép X15CrNiSi20-12 được nhập khẩu chủ yếu từ Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, và một phần từ Ấn Độ. Các doanh nghiệp trong lĩnh vực nhiệt luyện, năng lượng, cơ khí chính xác và hóa chất là những khách hàng tiêu thụ lớn.
Nhu cầu sử dụng vật liệu này ngày càng tăng, đặc biệt trong xu hướng chuyển đổi sang thép chịu nhiệt cao cấp, thay thế cho thép 304 hoặc 316 trong môi trường nhiệt khắc nghiệt.
Các sản phẩm phổ biến:
- Thanh tròn, thanh vuông, tấm, ống chịu nhiệt, dây hàn inox 309.
- Gia công CNC theo bản vẽ, cung cấp phôi cắt lẻ.
Kết luận
Vật liệu X15CrNiSi20-12 là loại thép không gỉ chịu nhiệt austenitic cao cấp, có khả năng chống oxy hóa và chịu nhiệt lên tới 1100°C, đồng thời duy trì được độ bền cơ học và tính dẻo tốt.
Nhờ thành phần hợp kim có tỷ lệ Crom, Niken và Silic cao, thép X15CrNiSi20-12 là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng trong lò công nghiệp, thiết bị nhiệt, hóa chất, năng lượng và hàng không.
Đây là vật liệu lý tưởng cho các doanh nghiệp cơ khí cần sản phẩm bền nhiệt, chống oxy hóa, dễ gia công và có tuổi thọ cao, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế.
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 |
Láp Tròn Đặc Inox 303 Phi 100
Láp Tròn Đặc Inox 303 Phi 100 – Lựa Chọn Vàng Cho Gia Công Cơ [...]
Th4
Inox X10CrNi18-8
Inox X10CrNi18-8 Inox X10CrNi18-8 là gì? Inox X10CrNi18-8 là một loại thép không gỉ austenit [...]
Th10
Ống Inox 321 Phi 168mm
Ống Inox 321 Phi 168mm – Giải Pháp Ống Dẫn Chịu Nhiệt, Chống Ăn Mòn [...]
Th5
Những Sai Lầm Cần Tránh Khi Sử Dụng Inox S32101 Trong Công Nghiệp
Những Sai Lầm Cần Tránh Khi Sử Dụng Inox S32101 Trong Công Nghiệp Inox S32101 [...]
Th3
Tìm hiểu về Inox 303S21
Tìm hiểu về Inox 303S21 và Ứng dụng của nó Inox 303S21 là gì? Inox [...]
Th6
Vật liệu SUS440A
Vật liệu SUS440A Vật liệu SUS440A là gì? Vật liệu SUS440A là thép không gỉ [...]
Th9
Sự Khác Biệt Lớn Nhất Giữa Inox 305 Và Inox 302 Là Gì
Sự Khác Biệt Lớn Nhất Giữa Inox 305 Và Inox 302 Là Gì? Inox 305 [...]
Th4
