Vật liệu XM21
Th10
Vật liệu XM21
XM21 là gì?
XM21 là thép không gỉ mạ niken cao, thuộc nhóm austenitic, được phát triển để tăng khả năng chống ăn mòn clorua, oxi hóa và ăn mòn pitting, đồng thời duy trì độ bền cơ học cao và tính dẻo dai. XM21 là một loại vật liệu đặc biệt thích hợp cho môi trường ăn mòn cực mạnh, bao gồm nước biển, dung dịch axit và môi trường clorua nặng.
Vật liệu XM21 thường được ứng dụng trong ngành dầu khí, hàng hải, hóa chất và năng lượng, nơi các loại inox thông thường như 304, 316 không đáp ứng đủ yêu cầu chống ăn mòn.
Thành phần hóa học của XM21
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| C (Carbon) | ≤ 0.03 |
| Si (Silic) | ≤ 1.0 |
| Mn (Mangan) | ≤ 2.0 |
| P (Phospho) | ≤ 0.035 |
| S (Lưu huỳnh) | ≤ 0.020 |
| Cr (Crom) | 20 – 22 |
| Ni (Niken) | 30 – 32 |
| Mo (Molybdenum) | 1.5 – 2.0 |
| N (Nitơ) | 0.10 – 0.20 |
| Cu (Đồng) | ≤ 1.0 |
| Fe (Sắt) | Còn lại |
Với hàm lượng Niken cao 30 – 32%, XM21 có khả năng chống ăn mòn vượt trội, đặc biệt là trong môi trường axit clorua, nitrat và dung dịch ăn mòn mạnh. Crom và Molybdenum tăng khả năng chống pitting và ăn mòn khe hở, trong khi Nitơ nâng cao độ bền cơ học.
Tính chất cơ lý của XM21
| Tính chất | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Tỷ trọng | 8.0 g/cm³ |
| Độ bền kéo (Tensile Strength) | 750 – 900 MPa |
| Giới hạn chảy (Yield Strength) | 450 – 550 MPa |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 30 |
| Độ cứng Brinell (HB) | 250 – 300 |
| Nhiệt độ nóng chảy | 1370 – 1420°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 15 × 10⁻⁶ /°C |
| Độ dẫn nhiệt | 16 – 18 W/m·K |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | ~500°C (ngắn hạn) |
XM21 nổi bật với độ bền kéo và giới hạn chảy cao, khả năng chống ăn mòn clorua tuyệt vời và ổn định cấu trúc austenitic, phù hợp cho môi trường khắc nghiệt.
Ưu điểm của vật liệu XM21
- Kháng ăn mòn cực mạnh
- Chống pitting, ăn mòn khe hở và oxi hóa tốt trong môi trường clorua và axit.
- Độ bền cơ học cao
- Gấp 1,5 – 2 lần SUS316, thích hợp cho thiết bị chịu áp lực cao.
- Ổn định cấu trúc austenitic
- Không bị nứt nóng và duy trì đặc tính cơ học trong nhiệt độ trung bình.
- Khả năng hàn tốt
- TIG, MIG hoặc hồ quang tay; duy trì khả năng chống ăn mòn sau hàn nếu sử dụng que hàn phù hợp.
- Dẻo dai và dễ gia công
- Có thể kéo, dập, uốn mà không làm giảm khả năng chống ăn mòn.
Nhược điểm của vật liệu XM21
- Chi phí cao do hàm lượng Niken lớn.
- Khó gia công hơn thép austenitic thông thường do độ cứng và hàm lượng Niken cao.
- Không chịu nhiệt cao liên tục như thép chống nhiệt chuyên dụng.
- Cần kiểm soát nhiệt khi hàn để duy trì khả năng chống ăn mòn.
Ứng dụng của XM21
XM21 được sử dụng rộng rãi trong các môi trường ăn mòn khắc nghiệt:
- Ngành dầu khí: đường ống, bộ trao đổi nhiệt, thiết bị tiếp xúc hóa chất clorua.
- Ngành hóa chất: bồn chứa, ống dẫn, van, bơm hóa chất.
- Ngành hàng hải: chi tiết tiếp xúc trực tiếp với nước biển, thiết bị chịu mặn.
- Ngành năng lượng: thiết bị nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, bồn chứa áp lực.
- Ngành thực phẩm và dược phẩm: bồn chứa, ống dẫn, thiết bị tiếp xúc hóa chất và dung dịch ăn mòn nhẹ.
XM21 đặc biệt thích hợp cho môi trường clorua nặng, axit và dung dịch ăn mòn mạnh, nơi SUS316L hoặc SUS329J1 không đủ khả năng.
Quy trình nhiệt luyện và xử lý bề mặt XM21
- Ủ (Solution Annealing):
- Nhiệt độ: 1050 – 1150°C
- Làm nguội nhanh bằng nước để ổn định pha austenitic và loại bỏ tạp chất.
- Không tăng cứng bằng nhiệt luyện
- XM21 là austenitic, tăng cứng chủ yếu bằng gia công nguội và Nitơ bổ sung.
- Xử lý bề mặt (Pickling & Passivation):
- Loại bỏ oxit, tạp chất sau gia công hoặc hàn, tăng khả năng chống ăn mòn pitting và khe hở.
Gia công cơ khí và hàn XM21
- Gia công cơ khí:
Dùng máy cắt, tiện, khoan, phay với dụng cụ hợp kim cứng và dung dịch làm mát tốt. - Gia công nguội:
Uốn, dập, kéo dễ dàng nhờ tính dẻo cao, nhưng yêu cầu lực lớn hơn thép austenitic thường. - Hàn:
- Phương pháp: TIG, MIG, hồ quang tay
- Que hàn: ER30NiCrMo hoặc tương đương để duy trì khả năng chống ăn mòn
- Kiểm soát nhiệt để tránh giảm khả năng chống ăn mòn clorua.
- Đánh bóng bề mặt:
XM21 đạt độ sáng bóng cao, thích hợp cho thiết bị tiếp xúc hóa chất và nước biển.
So sánh XM21 với các loại thép không gỉ khác
| Tiêu chí | SUS304 | SUS316L | SUS329J1 | XM21 | Super Duplex 2507 |
|---|---|---|---|---|---|
| Cr (%) | 18 – 20 | 16 – 18 | 22 – 24 | 20 – 22 | 25 – 26 |
| Ni (%) | 8 – 10.5 | 10 – 14 | 10 – 14 | 30 – 32 | 6 – 7 |
| Mo (%) | 0 | 2 – 3 | 2.5 – 3.5 | 1.5 – 2.0 | 3 – 4 |
| N (%) | 0 | 0 | 0.08 – 0.20 | 0.10 – 0.20 | 0.30 – 0.35 |
| C (%) | ≤0.08 | ≤0.03 | ≤0.03 | ≤0.03 | ≤0.03 |
| Độ bền kéo (MPa) | ~520 | ~515 | 700 – 850 | 750 – 900 | 800 – 950 |
| Kháng ăn mòn Cl⁻ | Trung bình | Tốt | Rất tốt | Xuất sắc | Xuất sắc cao |
| Khả năng hàn | Rất tốt | Rất tốt | Tốt | Tốt | Khó hơn |
| Chi phí | Thấp | Cao | Trung bình – Cao | Cao | Cao |
→ Kết luận: XM21 là lựa chọn tối ưu khi cần độ bền cơ học cao, chống ăn mòn clorua cực mạnh, đặc biệt trong môi trường axit, nước biển và hóa chất ăn mòn mạnh.
Thị trường và nguồn cung XM21 tại Việt Nam
XM21 được nhập khẩu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, châu Âu, dưới các dạng:
- Tấm XM21: 1 – 50 mm
- Ống hàn, ống đúc XM21: bồn chứa, bộ trao đổi nhiệt, đường ống hóa chất
- Cuộn XM21: phục vụ gia công cán, dập, uốn
- Thanh tròn, dây XM21: chi tiết máy, thiết bị chịu áp lực và môi trường clorua nặng
Tại Việt Nam, XM21 được sử dụng tại Bình Dương, Đồng Nai, Hải Phòng, Vũng Tàu, phục vụ ngành hóa chất, dầu khí, hàng hải, năng lượng và thực phẩm.
Kết luận
XM21 là thép không gỉ austenitic mạ niken cao, nổi bật với khả năng chống ăn mòn clorua và pitting cực mạnh, đồng thời độ bền cơ học cao và tính dẻo dai tốt. Vật liệu lý tưởng cho ngành dầu khí, hóa chất, hàng hải, năng lượng và thực phẩm, đặc biệt khi thiết bị phải chịu áp lực cao và môi trường ăn mòn cực mạnh.
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 |
Ứng Dụng Của Inox S32202 Trong Ngành Dầu Khí Và Hóa Chất
Ứng Dụng Của Inox S32202 Trong Ngành Dầu Khí Và Hóa Chất Inox S32202 là [...]
Th3
Thép Inox Austenitic 301S21
Thép Inox Austenitic 301S21 Thép Inox Austenitic 301S21 là gì? Thép Inox Austenitic 301S21 là [...]
Th9
Z12C13 material
Z12C13 material Z12C13 material là gì? Z12C13 material là một loại thép không gỉ martensitic [...]
Th9
7Cr17 material
7Cr17 material 7Cr17 material là gì? 7Cr17 material là một loại thép không gỉ martensitic [...]
Th9
Lục Giác Inox Phi 12.7mm
Lục Giác Inox Phi 12.7mm – Chuẩn Inch, Ứng Dụng Rộng Trong Cơ Khí Xuất [...]
Th5
