Kiến thức cơ bản về thép không gỉ

Tất cả các kim loại đều phản ứng với oxy trong khí quyển để tạo thành màng oxit trên bề mặt. Thật không may, oxit sắt hình thành trên thép cacbon thông thường tiếp tục bị oxy hóa, khiến sự ăn mòn liên tục giãn nở và cuối cùng tạo thành các lỗ thủng. Bề mặt thép cacbon có thể được bảo vệ bằng cách sơn hoặc mạ điện bằng kim loại chống oxy hóa (như kẽm, niken và crom). Tuy nhiên, như mọi người đã biết, lớp bảo vệ này chỉ là một lớp màng mỏng. Nếu lớp bảo vệ bị hư hỏng, phần thép bên dưới sẽ bắt đầu rỉ sét.
Thép chống lại các môi trường ăn mòn yếu như không khí, hơi nước và nước và các môi trường ăn mòn hóa học như axit, kiềm và muối. Còn được gọi là thép không gỉ chịu axit. Trong các ứng dụng thực tế, thép chống lại môi trường ăn mòn yếu thường được gọi là thép không gỉ, trong khi thép chống lại môi trường hóa học được gọi là thép chống axit. Do sự khác biệt về thành phần hóa học giữa hai loại này, loại trước có thể không nhất thiết phải chống lại sự ăn mòn của môi trường hóa học, trong khi loại sau thường có đặc tính không gỉ. Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ phụ thuộc vào các thành phần hợp kim có trong thép. Crom là nguyên tố cơ bản giúp thép không gỉ có được khả năng chống ăn mòn. Khi hàm lượng crom trong thép đạt khoảng 12%, crom phản ứng với oxy trong môi trường ăn mòn và tạo thành một màng oxit rất mỏng (màng thụ động) trên bề mặt thép, có thể ngăn ma trận thép bị ăn mòn thêm. Ngoài crom, các nguyên tố hợp kim thường được sử dụng còn bao gồm niken, molypden, titan, niobi, đồng, nitơ, v.v., để đáp ứng các yêu cầu về cấu trúc và hiệu suất thép không gỉ cho các ứng dụng khác nhau.

II. Phân loại thép không gỉ: Thép không gỉ thường được phân loại theo cấu trúc ma trận như sau:

III. Đặc điểm và công dụng của thép không gỉ:

IV. Quy trình xử lý bề mặt inox:

V. Đặc điểm bao bì và sản phẩm chính của các nhà máy thép:
Các nhà máy thép trong nước khác: Shandong Taigang, Jiangyin Zhaoshun, Xinghua Dainan, Xi'an Huaxin, Southwest và Dongfang Special Steel. Các nhà máy nhỏ này chủ yếu gia công các tấm được cán lại từ vật liệu phế thải. Quy trình sản xuất của họ còn lạc hậu, bề mặt tấm kém, không đảm bảo về cơ tính. Hàm lượng thành phần gần như giống của các nhà máy lớn nhưng giá thành lại rẻ hơn so với mẫu cùng loại của các nhà máy lớn.
Các nhà máy thép nhập khẩu nước ngoài: Shanghai Krupp, Nam Phi, Bắc Mỹ, Nhật Bản, Bỉ, Phần Lan. Tấm nhập khẩu có quy trình sản xuất tiên tiến, bề mặt tấm gọn gàng, đẹp mắt, các cạnh cắt 整齐. Giá thành cao hơn so với các mẫu cùng loại trong nước.

VI. Thông số kỹ thuật, mẫu mã và kích thước của thép không gỉ: Tấm thép không gỉ bao gồm cuộn và tấm phẳng nguyên bản.

VII. Độ dày phân biệt:

VIII. Trọng lượng riêng của các vật liệu thép không gỉ khác nhau:

IX. Công thức tính toán cho thép không gỉ:
Công thức tính toán:
Ống thép không gỉ: (đường kính ngoài - độ dày thành) × độ dày thành × 0.02491=Kg/m
Tấm thép không gỉ; độ dày * (rộng × dài) × trọng lượng riêng=Kg/cm2
Thép tròn: (đường kính × đường kính) × 0.00623=Kg/M
Giá cuộn: giá tấm phẳng * độ dày lý thuyết/độ dày thực tế - phí san lấp mặt bằng
Giá tấm phẳng: giá cuộn * độ dày thực tế/độ dày lý thuyết + phí san lấp mặt bằng
Công thức tính lý thuyết:
Tấm cuộn: trọng lượng được cân ÷ độ dày tham chiếu (độ dày thực tế) × độ dày lý thuyết=trọng lượng lý thuyết
Tấm phẳng của tấm cuộn: chiều dài × chiều rộng × độ dày × mật độ=trọng lượng lý thuyết
Tấm trung bình: chiều dài × chiều rộng × độ dày lý thuyết × mật độ=trọng lượng lý thuyết
Chiều dài cuộn: trọng lượng thực tế ` chiều rộng ` độ dày (độ dày tham chiếu) ` mật độ=chiều dài cuộn
Độ dày thực tế của cuộn dây: cuộn dây đã cắt=trọng lượng cuộn dây ` chiều rộng ` chiều dài cuộn dây ` mật độ
Cuộn dây không được cắt tỉa=(trọng lượng cuộn - trọng lượng dây cạnh) ` chiều rộng ` chiều dài cuộn ` mật độ
Giá tấm phẳng: giá tấm phẳng=(trọng lượng cuộn * giá cơ sở thị trường - số lượng dây cạnh + phí san lấp mặt bằng) / tổng trọng lượng của tấm dẹt
Giải thích một số thuật ngữ trong ngành inox:

Công dụng và đặc tính của các loại inox:
Lượng mưa làm cứng thép không gỉ. Nó có khả năng định dạng và khả năng hàn tốt và có thể được sử dụng làm vật liệu có độ bền cực cao trong ngành công nghiệp hạt nhân, công nghiệp hàng không vũ trụ. Theo thành phần, nó có thể được chia thành dòng Cr (SUS400), dòng Cr-Ni (SUS300), Cr-Mn-Ni (SUS200) và dòng làm cứng kết tủa (SUS600). Sê-ri 200 - Sê-ri 300 thép không gỉ austenit crom-niken-mangan.
Lượng mưa làm cứng thép không gỉ. Nó có khả năng định dạng và khả năng hàn tốt và có thể được sử dụng làm vật liệu có độ bền cực cao trong ngành công nghiệp hạt nhân, công nghiệp hàng không vũ trụ.
Theo thành phần, nó có thể được chia thành dòng Cr (SUS400), dòng Cr-Ni (SUS300), Cr-Mn-Ni (SUS200) và dòng làm cứng kết tủa (SUS600).
Dòng 200 - thép không gỉ austenit crom-niken-mangan
Dòng 300 - thép không gỉ austenit crom-niken
301 - Độ dẻo tốt, dùng cho các sản phẩm đúc khuôn. Cũng có thể được làm cứng bằng tốc độ cơ học. Khả năng hàn tốt. Khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi tốt hơn thép không gỉ 304.
302 - Khả năng chống ăn mòn tương tự như 304. Do hàm lượng carbon tương đối cao hơn nên nó có độ bền tốt hơn.
303 - Bằng cách thêm một lượng nhỏ lưu huỳnh và phốt pho, việc gia công sẽ dễ dàng hơn.
{{0}} Tức là thép không gỉ 18/8. Cấp GB là 0Cr18Ni9.
309 - Có khả năng chịu nhiệt độ tốt hơn 304.
316 - Sau 304, đây là loại thép được sử dụng rộng rãi thứ hai. Chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và dụng cụ phẫu thuật. Việc thêm các nguyên tố molypden mang lại cho nó một cấu trúc chống ăn mòn đặc biệt. Do khả năng chống ăn mòn clorua tốt hơn 304 nên nó còn được sử dụng làm "thép đóng tàu". SS316 thường được sử dụng trong các thiết bị thu hồi nhiên liệu hạt nhân. Thép không gỉ loại 18/10 thường cũng đáp ứng được mức độ ứng dụng này. [1]
Model 321 - Ngoại trừ việc bổ sung thêm các thành phần titan để giảm nguy cơ ăn mòn mối hàn của vật liệu, các đặc tính khác cũng tương tự như 304.
Dòng 400 - thép không gỉ ferit và martensitic
408 - Chịu nhiệt tốt, chống ăn mòn yếu, 11% Cr, 8% Ni.
409 - Mẫu rẻ nhất (ở Anh và Hoa Kỳ), thường được sử dụng làm ống xả ô tô, thuộc loại thép không gỉ ferit (thép crom).
410 - Martensitic (thép crom cường độ cao), chịu mài mòn tốt, chống ăn mòn kém.
416 - Việc thêm lưu huỳnh sẽ cải thiện hiệu suất xử lý của vật liệu.
420 - Thép martensitic "cấp công cụ", tương tự như thép không gỉ sớm nhất như thép crom cao Buehler. Cũng được sử dụng cho dao phẫu thuật và có thể được làm rất sáng bóng.
430 - Thép không gỉ ferit, dùng cho mục đích trang trí, chẳng hạn như phụ kiện ô tô. Khả năng định hình tốt, nhưng khả năng chịu nhiệt độ và chống ăn mòn kém.
440 - Thép công cụ cường độ cao có hàm lượng carbon cao hơn một chút. Sau khi xử lý nhiệt thích hợp, nó có thể đạt được cường độ năng suất cao hơn. Độ cứng có thể đạt tới 58HRC và thuộc loại thép không gỉ cứng nhất. Ví dụ ứng dụng phổ biến nhất là "lưỡi dao cạo". Có ba model thường được sử dụng: 440A, 440B, 440C. Ngoài ra còn có loại 440F (loại dễ gia công).
500 series - thép hợp kim crom chịu nhiệt.
Dòng 600 - thép không gỉ làm cứng kết tủa martensitic.
630 - Mẫu thép không gỉ làm cứng kết tủa được sử dụng phổ biến nhất, thường còn được gọi là 17-4; 17% Cr, 4% N.

Các công nghệ xử lý bề mặt inox phổ biến có các phương pháp xử lý sau:
① Điều trị làm trắng bề mặt tự nhiên; ② Bề mặt được xử lý sáng như gương; ③ Xử lý màu bề mặt.
1.3.1 Xử lý làm trắng bề mặt tự nhiên: Trong quá trình gia công thép không gỉ, thông qua các quá trình như cuộn, viền, hàn hoặc xử lý gia nhiệt bề mặt nhân tạo sẽ tạo ra cặn oxit đen. Thang oxit cứng màu xám đen này chủ yếu bao gồm hai thành phần EO4 là NiCr2O4 và NiF. Trước đây, các phương pháp ăn mòn mạnh như axit hydrofluoric và axit nitric thường được sử dụng để loại bỏ nó. Tuy nhiên, phương pháp này có chi phí cao, gây ô nhiễm môi trường, có hại cho cơ thể con người và có tính ăn mòn mạnh. Nó đã dần dần bị loại bỏ. Hiện nay, chủ yếu có hai phương pháp xử lý cặn oxit:
(1) Phương pháp phun cát (shot blasting): Chủ yếu sử dụng phương pháp phun hạt thủy tinh siêu nhỏ để loại bỏ lớp oxit đen trên bề mặt.
(2) Phương pháp hóa học: Sử dụng bột tẩy rửa và thụ động không gây ô nhiễm và dung dịch làm sạch có chất phụ gia vô cơ không độc hại ở nhiệt độ phòng để giặt ngâm. Như vậy, mục đích xử lý tẩy trắng màu tự nhiên của thép không gỉ đã đạt được. Sau khi điều trị, về cơ bản nó trông giống như một màu mờ. Phương pháp này phù hợp hơn với các sản phẩm lớn và phức tạp.
1.3.2 Phương pháp xử lý sáng gương bề mặt thép không gỉ: Tùy theo độ phức tạp của sản phẩm thép không gỉ và yêu cầu của người sử dụng, có thể sử dụng các phương pháp đánh bóng cơ học, đánh bóng hóa học và đánh bóng điện hóa để đạt được độ bóng gương. Ưu điểm và nhược điểm của 3 phương pháp này như sau:
1.3.3 Xử lý màu bề mặt: Màu inox không chỉ mang lại cho sản phẩm inox nhiều màu sắc đa dạng, tăng tính đa dạng cho sản phẩm mà còn nâng cao khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn của sản phẩm.
Có các phương pháp tạo màu cho thép không gỉ sau đây:
(1) Phương pháp tạo màu oxy hóa hóa học;
(2) Phương pháp tạo màu oxy hóa điện hóa;
(3) Phương pháp tạo màu oxit lắng đọng ion;
(4) Phương pháp tạo màu oxy hóa ở nhiệt độ cao;
(5) Phương pháp tạo màu nứt pha khí.
Tổng quan ngắn gọn về các phương pháp khác nhau như sau:
(1) Phương pháp tạo màu oxy hóa hóa học: Trong một dung dịch cụ thể, màu của màng được hình thành bằng quá trình oxy hóa hóa học. Có phương pháp dicromat, phương pháp muối natri hỗn hợp, phương pháp sunfua hóa, phương pháp oxy hóa axit và phương pháp oxy hóa kiềm. Nói chung, “phương pháp INCO” được sử dụng nhiều hơn. Tuy nhiên, nếu muốn đảm bảo màu sắc đồng nhất của lô sản phẩm thì phải sử dụng điện cực tham chiếu để kiểm soát.
(2) Phương pháp tạo màu điện hóa: Trong dung dịch cụ thể, màu của màng được hình thành bằng quá trình oxy hóa điện hóa.
(3) Phương pháp tạo màu oxit lắng đọng ion Phương pháp hóa học: Đặt phôi thép không gỉ vào máy phủ chân không để mạ bay hơi chân không. Ví dụ, vỏ đồng hồ và dây đeo đồng hồ mạ vàng titan thường có màu vàng vàng. Phương pháp này phù hợp để xử lý số lượng lớn sản phẩm. Bởi vì đầu tư lớn và chi phí cao nên không hiệu quả về mặt chi phí đối với các sản phẩm lô nhỏ.
(4) Phương pháp tạo màu oxy hóa ở nhiệt độ cao: Trong một loại muối nóng chảy cụ thể, ngâm phôi và duy trì nó ở các thông số quy trình nhất định để làm cho phôi tạo thành một màng oxit có độ dày nhất định và có nhiều màu sắc khác nhau.
(5) Phương pháp tạo màu vết nứt pha khí: Tương đối phức tạp và ít được sử dụng trong công nghiệp.
1.3 Lựa chọn phương pháp điều trị
Để xử lý bề mặt thép không gỉ, nên lựa chọn phương pháp thích hợp theo cấu trúc sản phẩm, vật liệu và các yêu cầu bề mặt khác nhau.

Ý nghĩa của SUS: SUS là mã cho thép không gỉ theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản.
Tiêu chuẩn Nhật Bản khi ban hành đều kèm theo bản soạn thảo giải thích. Trong các bảng giải thích đính kèm, mô tả quá trình phát triển của việc cài đặt số thép cũng như các đặc tính và công dụng của số thép được liệt kê trong tiêu chuẩn. Nếu số thép ở Nhật là nhãn hiệu nhập khẩu từ Mỹ thì thêm tiền tố “SUS” (thép sử dụng thép không gỉ) vào trước số có ba chữ số. Nhưng điểm khác biệt so với ASTM (Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ) là nếu là số thép do chính Nhật Bản phát triển thì hậu tố “J” chỉ Nhật Bản. Ví dụ: "SUS 316J1" khác với "SUS 316".

Độ cứng của thép không gỉ SUS316 là gì?
304 có khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt tương đối kém. Có rất ít sự khác biệt về từ tính. Sẽ có hiện tượng từ tính yếu sau khi xử lý nhưng sau này có thể được loại bỏ bằng công nghệ. Độ cứng 316 đối với tấm trung bình, tấm mỏng và dải sau khi xử lý (HRB)<>.
Hai loại inox được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là 304 và 316 (hoặc tương ứng là 1.4308 và 1.4408 trong tiếng Đức)