Vật liệu X5CrNiNb18.9

Vật liệu X5CrNiNb18.9 là gì?

Vật liệu X5CrNiNb18.9 là một loại thép không gỉ austenit cao cấp, tương đương với Inox 347 theo tiêu chuẩn AISI và 1.4550 theo tiêu chuẩn DIN EN. Đây là biến thể đặc biệt của thép X5CrNi18.9 (Inox 304) được ổn định bằng nguyên tố Niobium (Nb) – giúp cải thiện khả năng chịu nhiệt, hạn chế sự kết tủa cacbit crom và tăng độ bền hóa học của vật liệu.

Nhờ có niobium, vật liệu X5CrNiNb18.9 chống lại hiện tượng “sensitization” – tức sự hình thành cacbit crom (Cr23C6) tại biên giới hạt khi gia nhiệt, thường xảy ra trong quá trình hàn hoặc vận hành ở nhiệt độ từ 450–850°C. Điều này giúp duy trì khả năng chống ăn mòn liên tinh tuyệt vời và làm cho vật liệu thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu chống gỉ tại vùng hàn và khả năng chịu nhiệt cao.

Với sự kết hợp hoàn hảo giữa độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt, thép X5CrNiNb18.9 là lựa chọn lý tưởng cho ngành hóa dầu, năng lượng, thực phẩm và hàng không.

Thành phần hóa học của vật liệu X5CrNiNb18.9

Thành phần hóa học tiêu chuẩn của X5CrNiNb18.9 (theo EN 10088-1) được trình bày như sau:

Nguyên tố	Ký hiệu	Hàm lượng (%)
Carbon	C	≤ 0.08
Silicon	Si	≤ 1.00
Mangan	Mn	≤ 2.00
Phosphorus	P	≤ 0.045
Sulfur	S	≤ 0.03
Chromium	Cr	17.0 – 19.0
Nickel	Ni	9.0 – 11.0
Niobium	Nb	≤ 10 × C đến 1.00
Sắt nền	Fe	Còn lại

Trong đó, niobium (Nb) đóng vai trò quan trọng khi kết hợp với carbon để hình thành cacbit niobium (NbC), giúp ổn định cấu trúc và ngăn chặn sự hình thành cacbit crom – nguyên nhân chính gây ăn mòn liên tinh.

Tính chất cơ lý của vật liệu X5CrNiNb18.9

Tính chất cơ học

• Giới hạn bền kéo (Rm): 520 – 750 MPa
• Giới hạn chảy (Rp0.2): 200 – 300 MPa
• Độ giãn dài sau khi đứt: ≥ 40%
• Độ cứng Brinell (HB): 150 – 210
• Mô-đun đàn hồi: 200 GPa
• Tỷ trọng: 7.9 g/cm³

Tính chất vật lý

• Không nhiễm từ ở trạng thái ủ.
• Dẫn nhiệt: 15 W/m·K ở 100°C.
• Điện trở suất: 0.73 µΩ·m.
• Hệ số giãn nở nhiệt: 16.5 × 10⁻⁶ /K.
• Nhiệt độ nóng chảy: 1400 – 1450°C.

Tính chất nổi bật

• Chịu nhiệt tốt hơn inox 304: Làm việc ổn định ở 870°C trong không khí khô.
• Chống ăn mòn liên tinh sau khi hàn: Không cần ủ lại sau hàn.
• Giữ được độ dẻo tốt khi làm việc ở nhiệt độ cao.

Ưu điểm của vật liệu X5CrNiNb18.9

1. Chống ăn mòn tuyệt hảo: Bền trong môi trường khí quyển, nước ngọt, hơi ẩm và nhiều axit yếu.
2. Kháng ăn mòn liên tinh hiệu quả: Nhờ sự ổn định hóa bởi niobium, không bị mất khả năng chống gỉ ở vùng hàn.
3. Chịu nhiệt tốt: Có thể hoạt động liên tục trong môi trường lên tới 850°C.
4. Tính dẻo và khả năng hàn cao: Dễ uốn, kéo, dập và hàn bằng mọi phương pháp.
5. Không nhiễm từ: Phù hợp cho thiết bị yêu cầu phi từ tính.
6. Bề mặt sáng, dễ đánh bóng: Thẩm mỹ cao, dễ vệ sinh.

Nhược điểm của vật liệu X5CrNiNb18.9

1. Giá thành cao hơn thép 304 thông thường do bổ sung nguyên tố niobium.
2. Không chịu được môi trường clorua cao như nước biển, dễ bị ăn mòn rỗ.
3. Khả năng cắt gọt khó hơn 304, cần dụng cụ chuyên dụng.
4. Giới hạn sử dụng nhiệt độ cao: Trên 950°C dễ xảy ra biến tính.

Quy trình nhiệt luyện của vật liệu X5CrNiNb18.9

Vật liệu X5CrNiNb18.9 được xử lý nhiệt để đạt được tính ổn định tối đa về cấu trúc và tính năng cơ học.

• Ủ mềm (Annealing):
  • Nhiệt độ: 1050 – 1100°C
  • Làm nguội nhanh trong nước hoặc không khí để giữ cấu trúc austenit và tránh kết tủa cacbit.
• Giải ứng suất sau hàn:
  • Nhiệt độ: 450 – 600°C trong 1 – 2 giờ.
  • Làm nguội chậm để giảm ứng suất dư mà không làm biến đổi cấu trúc.

Không nên ủ lâu ở vùng 600–850°C để tránh biến đổi cấu trúc và giảm khả năng chống gỉ.

Khả năng gia công cơ khí của vật liệu X5CrNiNb18.9

Vật liệu X5CrNiNb18.9 có thể gia công bằng các phương pháp truyền thống và hiện đại:

• Gia công nguội: Dễ dàng dập sâu, kéo ống hoặc cán tấm.
• Gia công cắt gọt: Cần dụng cụ cắt hợp kim cứng (carbide) và làm mát tốt.
• Gia công CNC: Đảm bảo độ chính xác cao, bề mặt mịn và ít sai lệch kích thước.

Niobium khiến vật liệu có độ bền cao hơn thép 304, vì vậy cần tăng lực cắt và tốc độ chậm hơn khi tiện hoặc phay.

Khả năng hàn của vật liệu X5CrNiNb18.9

Đây là loại thép rất dễ hàn, phù hợp với mọi phương pháp hàn thông dụng.

• Phương pháp hàn: TIG, MIG, hồ quang tay, plasma.
• Vật liệu hàn khuyến nghị: Dây hàn ER347 hoặc 347Si, que hàn E347.
• Không cần nung trước và không bắt buộc ủ sau hàn.
• Sau hàn nên thụ động hóa (passivation) bằng dung dịch nitric để phục hồi màng oxit bảo vệ.

Nhờ có Nb, thép X5CrNiNb18.9 chống được ăn mòn tại vùng hàn tốt hơn thép 304 và 321, là lựa chọn hàng đầu cho các kết cấu hàn chịu tải lâu dài.

Ứng dụng của vật liệu X5CrNiNb18.9

1. Ngành hóa chất và hóa dầu

• Bồn phản ứng, ống dẫn, bộ trao đổi nhiệt, van, mặt bích.
• Thiết bị xử lý axit hữu cơ và môi trường có nhiệt độ cao.

2. Ngành năng lượng và nhiệt điện

• Ống dẫn hơi, buồng đốt, chi tiết tuabin hơi, bộ ngưng tụ.
• Thiết bị trao đổi nhiệt làm việc trong môi trường 600–850°C.

3. Ngành hàng không – vũ trụ

• Chi tiết kết cấu chịu nhiệt, vỏ bảo vệ động cơ.
• Hệ thống dẫn khí nóng, ống xả, bộ giảm âm.

4. Ngành thực phẩm và dược phẩm

• Thiết bị chế biến, bồn trộn, ống dẫn, thiết bị tiệt trùng.
• Dụng cụ yêu cầu vệ sinh cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt đối.

5. Ngành cơ khí và xây dựng

• Bu lông, ốc vít, khớp nối, trục, khung chịu nhiệt.
• Các chi tiết inox làm việc trong môi trường hóa chất hoặc nhiệt độ cao.

Xử lý và hoàn thiện bề mặt vật liệu X5CrNiNb18.9

Bề mặt của vật liệu có thể được hoàn thiện bằng nhiều phương pháp khác nhau:

• Đánh bóng cơ học: Cho bề mặt sáng bóng, phù hợp với trang trí nội thất.
• Đánh bóng điện hóa: Tăng cường khả năng chống gỉ và loại bỏ tạp chất.
• Thụ động hóa: Tạo lớp màng oxit bảo vệ bằng dung dịch axit nitric hoặc hỗn hợp cromic-nitric.
• Phun cát hoặc satin: Tạo hiệu ứng mờ cao cấp cho thiết bị công nghiệp.

Phân tích thị trường vật liệu X5CrNiNb18.9 tại Việt Nam

Tại Việt Nam, thép X5CrNiNb18.9 (Inox 347) được ứng dụng trong các ngành công nghiệp nhiệt, dầu khí, và hóa chất – nơi yêu cầu vật liệu chịu nhiệt và chống ăn mòn cao.

Nguồn cung chủ yếu đến từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Đức và Trung Quốc. Dạng sản phẩm phổ biến gồm:

• Thép tấm, thép cuộn: Dày 1 – 50mm.
• Thanh tròn, cây đặc: Đường kính 5 – 300mm.
• Ống hàn, ống kéo liền: Dùng cho hệ thống dẫn hơi hoặc hóa chất.

Giá của X5CrNiNb18.9 cao hơn khoảng 15–25% so với Inox 304 do chi phí hợp kim hóa và tính ổn định cao hơn, nhưng đổi lại tuổi thọ thiết bị tăng gấp đôi trong môi trường khắc nghiệt.

Kết luận

Vật liệu X5CrNiNb18.9 là thép không gỉ austenit ổn định bằng niobium, sở hữu khả năng chống ăn mòn liên tinh, chịu nhiệt tốt và tính hàn cao. Đây là vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng hàn phức tạp, thiết bị hóa chất, nhiệt điện và hàng không.

So với thép 304, vật liệu này có độ tin cậy vượt trội khi làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao, ăn mòn mạnh hoặc yêu cầu tuổi thọ dài. Chính vì thế, X5CrNiNb18.9 ngày càng được ưa chuộng trong ngành công nghiệp hiện đại tại Việt Nam và trên thế giới.

---

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
Mail	vatlieucokhi.net@gmail.com
Website:	vatlieucokhi.net

NHẬP SỐ ZALO ID

-Chọn bảng giá-INOXNHÔMĐỒNGTHÉPNIKENTITANKHÁC