Vật liệu Z6CNU18.10
Th11
Vật liệu Z6CNU18.10
Vật liệu Z6CNU18.10 là gì?
Z6CNU18.10 là một loại thép không gỉ austenitic cao cấp thuộc hệ Cr-Ni-N (Crom – Niken – Nitơ). Đây là phiên bản cải tiến của thép Z6CN18.10 (tương đương AISI 304), trong đó bổ sung thêm nguyên tố nitơ (N) để tăng độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn và ổn định cấu trúc tinh thể.
Vật liệu này được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu chịu ăn mòn cao, đặc biệt là trong môi trường hóa chất, dầu khí, thực phẩm và hàng hải. Với cấu trúc austenit ổn định và khả năng duy trì độ bền tốt ở cả môi trường nhiệt độ thấp và cao, Z6CNU18.10 được xem là lựa chọn lý tưởng thay thế cho các loại inox thông dụng nhưng cần hiệu suất cao hơn.
Thành phần hóa học của Z6CNU18.10
Thành phần hóa học điển hình của thép Z6CNU18.10 (theo % khối lượng) như sau:
- C (Carbon): ≤ 0,08%
- Si (Silic): ≤ 1,00%
- Mn (Mangan): ≤ 2,00%
- P (Photpho): ≤ 0,045%
- S (Lưu huỳnh): ≤ 0,015%
- Cr (Crom): 17,0 – 19,0%
- Ni (Niken): 9,0 – 11,0%
- N (Nitơ): 0,10 – 0,25%
Nitơ (N) là yếu tố quan trọng giúp cải thiện đáng kể tính năng của vật liệu. Khi được hòa tan trong nền austenit, nitơ làm tăng độ bền chảy, khả năng chống ăn mòn điểm và rỗ, đồng thời hạn chế sự hình thành pha ferrit hoặc cacbua không mong muốn trong quá trình gia công.
Tính chất cơ lý của Z6CNU18.10
Z6CNU18.10 có cơ tính và lý tính nổi bật, được thể hiện qua các thông số tiêu chuẩn sau:
- Giới hạn chảy (Rp0.2): ≥ 260 MPa
- Độ bền kéo (Rm): 620 – 750 MPa
- Độ giãn dài tương đối (A5): ≥ 40%
- Độ cứng (HB): ≤ 200 HB
- Khối lượng riêng: 7,9 g/cm³
- Nhiệt độ nóng chảy: 1400 – 1450°C
- Hệ số giãn nở nhiệt: 17,2 × 10⁻⁶ /°C
- Độ dẫn điện: thấp (điển hình của thép không gỉ austenitic)
Nhờ sự bổ sung nitơ, độ bền chảy của Z6CNU18.10 cao hơn khoảng 30% so với thép 304 truyền thống mà vẫn giữ được độ dẻo và khả năng hàn tốt. Điều này cho phép chế tạo các cấu kiện mỏng hơn nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững và chịu tải cao.
Ưu điểm của vật liệu Z6CNU18.10
- Khả năng chống ăn mòn vượt trội:
Với hàm lượng Crom và Niken cao kết hợp với Nitơ, thép Z6CNU18.10 chống lại hiện tượng ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ nứt và ăn mòn ứng suất rất hiệu quả trong môi trường ẩm, hóa chất và nước biển. - Độ bền cơ học cao:
Sự hiện diện của nitơ trong mạng tinh thể làm tăng độ bền chảy và giới hạn mỏi, giúp thép chịu được tải trọng cao và ít biến dạng. - Tính hàn và gia công tốt:
Z6CNU18.10 có thể được hàn bằng hầu hết các phương pháp (TIG, MIG, plasma, hồ quang tay) mà không cần xử lý nhiệt sau hàn. Các mối hàn duy trì tính dẻo và chống ăn mòn tốt. - Khả năng làm việc trong môi trường nhiệt độ rộng:
Từ -196°C (nhiệt độ cryogenic) đến +800°C, vật liệu vẫn giữ được tính chất cơ học và hóa học ổn định. - Độ bóng bề mặt cao, dễ đánh bóng:
Thép cho bề mặt sáng gương, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu thẩm mỹ hoặc vệ sinh cao như thiết bị y tế, dụng cụ chế biến thực phẩm.
Nhược điểm của vật liệu Z6CNU18.10
- Giá thành cao: Do có hàm lượng Niken và Nitơ cao nên chi phí sản xuất và gia công lớn hơn so với các loại inox thông thường như 304 hoặc 201.
- Khó cắt gọt ở tốc độ cao: Giống như hầu hết thép austenitic, vật liệu này dễ bị biến cứng bề mặt khi gia công, đòi hỏi dụng cụ cắt chuyên dụng và tốc độ thấp.
- Không thích hợp cho môi trường có axit mạnh (HCl, H₂SO₄ đặc): Trong môi trường axit mạnh, cần dùng các mác cao hơn như Z6CND17.12 (AISI 316).
Ứng dụng của Z6CNU18.10 trong công nghiệp
Nhờ khả năng chống ăn mòn và cơ tính cao, Z6CNU18.10 được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và dân dụng, cụ thể như:
- Ngành công nghiệp hóa chất:
- Thiết bị trao đổi nhiệt, bồn chứa, ống dẫn axit nhẹ, bơm và van.
- Các chi tiết tiếp xúc thường xuyên với dung dịch muối, dung môi hữu cơ, hoặc hơi hóa chất.
- Ngành thực phẩm và dược phẩm:
- Dây chuyền sản xuất, trộn, chiết rót, bảo quản sản phẩm.
- Các thiết bị cần đảm bảo vệ sinh tuyệt đối, không bị gỉ hay ô nhiễm kim loại.
- Công nghiệp hàng hải và dầu khí:
- Vỏ tàu, bộ trao đổi nhiệt, bulong và đinh tán chịu nước biển.
- Các bộ phận giếng khoan, đường ống và thiết bị xử lý dầu mỏ.
- Ngành cơ khí chế tạo:
- Chi tiết máy, khung cấu trúc, bu lông, trục quay, ổ đỡ và thiết bị áp lực.
- Ngành năng lượng và môi trường:
- Dùng trong nhà máy xử lý nước, hệ thống năng lượng tái tạo, pin hydro và môi trường khí ăn mòn.
Quy trình nhiệt luyện của Z6CNU18.10
Để đảm bảo cấu trúc tinh thể ổn định và cơ tính tối ưu, Z6CNU18.10 thường được xử lý nhiệt theo quy trình:
- Nhiệt độ nung: 1050 – 1100°C
- Thời gian giữ nhiệt: 15 – 30 phút tùy kích thước phôi
- Làm nguội: Làm nguội nhanh bằng nước hoặc không khí nén nhằm tránh kết tủa cacbua crom (Cr₂₃C₆).
Quá trình này giúp khôi phục cấu trúc austenit, loại bỏ ứng suất dư và đảm bảo khả năng chống ăn mòn liên kết hạt tối đa.
Gia công và hàn vật liệu Z6CNU18.10
- Gia công cơ khí:
Khi cắt gọt, cần dùng dao hợp kim cứng (WC, TiN) và tốc độ cắt thấp để tránh biến cứng. Sử dụng dung dịch làm mát trung tính như dầu khoáng hoặc nhũ tương tổng hợp. - Hàn:
Có thể hàn bằng phương pháp TIG, MIG hoặc hồ quang tay. Nên sử dụng dây hàn tương đương ER308L hoặc ER308LN để đảm bảo khả năng chống ăn mòn sau hàn. - Đánh bóng và xử lý bề mặt:
Có thể đánh bóng cơ học hoặc hóa học (electropolishing) để đạt bề mặt sáng bóng, giảm nguy cơ bám bẩn.
Tiêu chuẩn tương đương của Z6CNU18.10
| Hệ tiêu chuẩn | Mác thép tương đương |
|---|---|
| EN | X2CrNiN18-10 |
| DIN | 1.4311 |
| AISI / ASTM | 304LN |
| JIS | SUS304LN |
| GOST | 03Х18Н11 |
So sánh Z6CNU18.10 với các mác thép tương tự
| Tính năng | Z6CN18.10 (304) | Z6CNU18.10 (304LN) | Z6CND17.12 (316L) |
|---|---|---|---|
| Hàm lượng Niken | 8 – 10,5% | 9 – 11% | 10 – 13% |
| Nguyên tố bổ sung | Không | Nitơ (N) | Molypden (Mo) |
| Độ bền chảy | ~210 MPa | ~260 MPa | ~240 MPa |
| Khả năng chống ăn mòn | Tốt | Rất tốt | Xuất sắc |
| Khả năng chịu nhiệt | Tốt | Rất tốt | Xuất sắc |
Từ bảng so sánh, có thể thấy Z6CNU18.10 là phiên bản trung cấp giữa inox 304 và inox 316, kết hợp giữa độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt với chi phí hợp lý.
Kết luận
Z6CNU18.10 là loại thép không gỉ Austenitic chất lượng cao, có khả năng chống ăn mòn mạnh, độ bền cơ học vượt trội và khả năng hàn, gia công dễ dàng. Sự bổ sung nitơ giúp cải thiện toàn diện các tính năng của inox truyền thống, khiến vật liệu này trở thành lựa chọn tối ưu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp hiện đại.
Với ưu thế về hiệu suất, tính ổn định và tuổi thọ, Z6CNU18.10 ngày càng được sử dụng rộng rãi để thay thế cho các loại inox 304 trong những môi trường yêu cầu khắt khe hơn về độ bền và khả năng chống oxy hóa.
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 1Cr18Ni11Si4AlTi Trong Ngành Công Nghiệp Hiện Đại
Ứng Dụng Của Inox 1Cr18Ni11Si4AlTi Trong Ngành Công Nghiệp Hiện Đại 1. Giới thiệu về [...]
Th4
Hướng Dẫn Hàn Inox 12X21H5T Đúng Kỹ Thuật Để Đảm Bảo Độ Bền
Hướng Dẫn Hàn Inox 12X21H5T Đúng Kỹ Thuật Để Đảm Bảo Độ Bền Inox 12X21H5T [...]
Th4
X30Cr13 Stainless Steel
X30Cr13 Stainless Steel X30Cr13 stainless steel là gì? X30Cr13 là thép không gỉ martensitic, nổi [...]
Th9
Láp Tròn Đặc Inox 310S Phi 25.4
Láp Tròn Đặc Inox 310S Phi 25.4 – Giải Pháp Lý Tưởng Cho Môi Trường [...]
Th4
UNS S31000 material
UNS S31000 material UNS S31000 material là gì? UNS S31000 material là thép không gỉ [...]
Th11
Đồng C7150
Đồng C7150 Đồng C7150 là gì? Đồng C7150 là hợp kim đồng–niken cao cấp, thường [...]
Th7
Phân Tích Cơ Lý Tính Của Inox 329
Phân Tích Cơ Lý Tính Của Inox 329 – Độ Bền, Độ Dẻo, Độ Cứng [...]
Th4
Inox DX 2202 Có Phù Hợp Với Ngành Thực Phẩm Và Y Tế Không
Inox DX 2202 Có Phù Hợp Với Ngành Thực Phẩm Và Y Tế Không? 1. [...]
Th3
