Vật liệu X2CrNiMo18-15-4
Vật liệu X2CrNiMo18-15-4 là gì?
Vật liệu X2CrNiMo18-15-4 là một loại thép không gỉ austenitic siêu bền, thuộc nhóm thép không gỉ molypden cao cấp. Đây là mác thép tương đương với Inox 317L theo tiêu chuẩn ASTM A240 hoặc 1.4438 theo tiêu chuẩn DIN EN. Nhờ chứa lượng niken và molypden cao hơn đáng kể so với inox 316L, thép X2CrNiMo18-15-4 mang lại khả năng chống ăn mòn vượt trội, đặc biệt trong môi trường có chứa ion clorua, axit sulfuric, và các dung dịch hóa chất đậm đặc.
Ký hiệu X2CrNiMo18-15-4 được giải thích như sau:
- X2: hàm lượng carbon ≤ 0,02%, giúp giảm nguy cơ kết tủa cacbit và tăng khả năng hàn.
- CrNiMo18-15-4: chứa khoảng 18% Cr, 15% Ni và 4% Mo – tạo nên tổ hợp chống ăn mòn mạnh.
Với đặc tính cơ lý ổn định, khả năng chống oxy hóa và độ bền cao, thép X2CrNiMo18-15-4 được xem là phiên bản cải tiến cao cấp của X3CrNiMo17-13-3 (316L), chuyên dùng trong môi trường cực kỳ ăn mòn như hóa chất, nước biển, dầu khí và công nghiệp năng lượng.
Thành phần hóa học của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
Theo tiêu chuẩn EN 10088-1, thành phần hóa học của thép X2CrNiMo18-15-4 được quy định như sau:
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Carbon | C | ≤ 0.02 |
| Silic | Si | ≤ 1.00 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.00 |
| Photpho | P | ≤ 0.045 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.015 |
| Crom | Cr | 17.0 – 19.0 |
| Niken | Ni | 13.0 – 15.0 |
| Molypden | Mo | 3.0 – 4.0 |
| Nitơ | N | ≤ 0.11 |
| Sắt | Fe | Còn lại |
Trong đó:
- Cr tăng cường khả năng chống oxy hóa.
- Ni ổn định cấu trúc austenit, giúp tăng độ dẻo và khả năng chống ăn mòn trong axit.
- Mo cải thiện khả năng chống ăn mòn điểm (pitting) và ăn mòn kẽ.
- C thấp giúp tăng khả năng hàn và chống ăn mòn liên tinh.
Chính nhờ sự kết hợp tối ưu này, X2CrNiMo18-15-4 có thể làm việc bền bỉ trong môi trường mà thép 316L không thể chịu đựng lâu dài.
Tính chất cơ lý của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
Tính chất cơ học
| Thuộc tính | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Giới hạn chảy (Rp0.2) | ≥ 220 MPa |
| Giới hạn bền kéo (Rm) | 520 – 720 MPa |
| Độ giãn dài sau khi đứt (A5) | ≥ 40% |
| Độ cứng (HB) | ≤ 215 HB |
| Mô-đun đàn hồi | 200 GPa |
Vật liệu này có khả năng chịu tải tốt trong môi trường khắc nghiệt, độ dẻo cao, và không bị giòn khi làm việc ở nhiệt độ thấp. So với inox 316L, giới hạn chảy và bền kéo của X2CrNiMo18-15-4 cao hơn từ 10–15%.
Tính chất vật lý
| Thuộc tính | Giá trị |
|---|---|
| Khối lượng riêng | 8.00 g/cm³ |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1370 – 1400°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 16.5 µm/m·K |
| Dẫn nhiệt | 15 W/m·K |
| Điện trở suất | 0.74 µΩ·m |
| Từ tính | Phi từ (non-magnetic) |
Vật liệu này hoàn toàn phi từ, nên được ứng dụng trong các thiết bị cần độ chính xác cao, dụng cụ y tế hoặc linh kiện điện tử.
Ưu điểm của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
- Khả năng chống ăn mòn vượt trội:
Với hàm lượng molypden cao, thép X2CrNiMo18-15-4 chống lại pitting và crevice corrosion cực kỳ hiệu quả trong môi trường nước biển hoặc hóa chất chứa Cl⁻. - Kháng tốt axit và dung dịch hóa học:
Hoạt động ổn định trong môi trường có chứa axit sulfuric, phosphoric, acetic và formic, nơi inox 316L bị ăn mòn nhanh. - Tính hàn tuyệt vời:
Carbon thấp giúp tránh hiện tượng kết tủa cacbit crom tại vùng hàn, duy trì khả năng chống ăn mòn sau hàn mà không cần xử lý nhiệt. - Độ bền và độ dẻo cao:
Có thể cán, uốn, dập sâu hoặc kéo nguội mà không bị nứt hoặc biến dạng quá mức. - Tính ổn định ở nhiệt độ cao:
Vật liệu giữ được tính chất cơ học và chống oxy hóa tốt đến 870°C, phù hợp cho thiết bị trao đổi nhiệt, nồi hơi, và ống chịu nhiệt.
Nhược điểm của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
- Giá thành cao hơn inox 304 và 316L do hàm lượng Ni và Mo cao.
- Khó gia công hơn do vật liệu cứng nguội nhanh, cần dụng cụ và kỹ thuật phù hợp.
- Không chịu được axit halogen đậm đặc (HF, HCl) ở nhiệt độ cao.
Tuy nhiên, trong đa số môi trường công nghiệp, các nhược điểm này không ảnh hưởng đáng kể so với lợi ích mà vật liệu mang lại.
Ứng dụng của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
1. Ngành hóa chất và dầu khí
- Chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt, ống dẫn hóa chất, bồn phản ứng, bình chịu áp lực, van và phụ kiện chống ăn mòn.
- Dùng trong nhà máy sản xuất axit hữu cơ, phân bón, dầu tinh luyện.
2. Ngành hàng hải
- Sử dụng cho trục chân vịt, van nước biển, bình chứa áp suất, hệ thống khử muối nước biển nhờ khả năng kháng clorua cao.
3. Ngành thực phẩm – dược phẩm
- Ứng dụng trong thiết bị pha chế, hệ thống đường ống vô trùng, máy đóng gói, bồn chứa dược phẩm, nơi yêu cầu độ sạch cao và không bị nhiễm kim loại.
4. Ngành năng lượng
- Dùng trong nhà máy điện, nồi hơi, tuabin hơi nước, nơi vật liệu phải chịu nhiệt và chống oxy hóa lâu dài.
5. Công nghiệp y tế và thiết bị sinh học
- Gia công thành dụng cụ phẫu thuật, bộ phận cấy ghép, thiết bị chẩn đoán, nhờ tính phi từ và khả năng kháng khuẩn bề mặt tốt.
Quy trình nhiệt luyện của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
1. Ủ (Solution Annealing)
- Nhiệt độ: 1020 – 1120°C
- Làm nguội: nhanh trong nước hoặc không khí mát.
Mục tiêu của quá trình này là khôi phục cấu trúc austenit, loại bỏ ứng suất dư và cải thiện khả năng chống ăn mòn.
2. Ổn định sau hàn
- Khi hàn các kết cấu dày hoặc chịu tải nặng, có thể ủ lại ở khoảng 1050°C, làm nguội nhanh để giữ tổ chức đồng nhất.
Gia công cơ khí và hàn của vật liệu X2CrNiMo18-15-4
Gia công cơ khí
- Dễ tạo hình: có thể cán, dập, uốn, kéo nguội tốt.
- Khó cắt gọt hơn inox 304: do vật liệu có độ bền cao, cần tốc độ cắt thấp và dao hợp kim cứng (carbide).
- Làm mát: sử dụng dung dịch làm mát nhiều để tránh quá nhiệt.
Hàn
- Có thể hàn bằng TIG, MIG, Plasma, SMAW.
- Không cần gia nhiệt trước hàn.
- Kim loại điền khuyên dùng: ER317L hoặc 19 15 4 L tương đương.
- Sau khi hàn nên làm sạch bề mặt bằng dung dịch HNO₃ nhẹ để khôi phục khả năng chống ăn mòn.
Thị trường và nguồn cung vật liệu X2CrNiMo18-15-4
Tại Việt Nam, thép X2CrNiMo18-15-4 được nhập khẩu chủ yếu từ Đức, Nhật Bản, Thụy Điển và Hàn Quốc, dưới dạng:
- Thanh tròn inox: Ø6 – Ø200 mm.
- Tấm/ cuộn inox: dày 1 – 50 mm.
- Ống inox liền mạch hoặc hàn: tiêu chuẩn ASTM A312 / A213.
Nhu cầu vật liệu này đang tăng mạnh trong các dự án công nghiệp hóa chất, dầu khí và năng lượng sạch. Các đơn vị uy tín như Công ty TNHH MTV Vật Liệu Titan cung cấp đầy đủ chứng chỉ CO-CQ, hỗ trợ cắt lẻ – gia công CNC – đánh bóng – kiểm định vật liệu theo yêu cầu kỹ thuật.
So sánh X2CrNiMo18-15-4 với các mác thép không gỉ khác
| Thuộc tính | X2CrNiMo18-15-4 (317L) | X3CrNiMo17-13-3 (316L) | X2CrNiMoN18-12-4 (316LN) |
|---|---|---|---|
| Cr (%) | 18 | 17 | 18 |
| Ni (%) | 15 | 13 | 12 |
| Mo (%) | 4 | 2.5 | 4 |
| N (%) | 0.1 | – | 0.2 |
| Độ bền kéo (MPa) | 520–720 | 520–680 | 580–800 |
| Chống ăn mòn axit | Rất cao | Trung bình | Cao |
| Ứng dụng | Hóa chất, dầu khí, hàng hải | Thực phẩm, dân dụng | Công nghiệp hạt nhân |
Như vậy, X2CrNiMo18-15-4 là lựa chọn vượt trội hơn về khả năng chống ăn mòn và độ bền trong môi trường có tính axit mạnh hoặc nước biển, trong khi vẫn đảm bảo khả năng gia công tốt.
Kết luận
Vật liệu X2CrNiMo18-15-4 là một loại thép không gỉ molypden cao cấp, mang lại sự cân bằng hoàn hảo giữa độ bền, tính dẻo và khả năng chống ăn mòn. Đây là phiên bản nâng cấp của inox 316L, thích hợp cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ cao, và áp suất lớn. Với tính phi từ, độ ổn định hóa học và cơ học xuất sắc, X2CrNiMo18-15-4 đang ngày càng được ưa chuộng trong ngành công nghiệp hiện đại.
Nếu bạn đang tìm kiếm một vật liệu chống ăn mòn tối ưu, có thể cắt lẻ, gia công chính xác và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ, hãy liên hệ với Công ty TNHH MTV Vật Liệu Titan để được tư vấn và báo giá tốt nhất.
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 |

