Thép không gỉ hay inox là tên gọi được sử dụng để chỉ dòng vật liệu, được ứng dụng rất phổ biến trong công nghiệp, cũng như đời sống, bởi những tính chất nổi trội như:

Chống ăn mòn hóa học
Chịu lực và nhiệt độ tốt
Độ bền cao,…

Nếu bạn đang muốn tìm hiểu thêm về thép không gỉ, thì bài viết này có thể cung cấp đến bạn những thông tin hữu ích.

Thép không gỉ là gì?

Thép không gỉ là hợp kim sắt-chromium, với nồng độ chromium thường từ 10,5% trở lên. Nó cũng có thể bao gồm các nguyên tố khác như nickel, molypdenum, titanium, và các thành phần khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể.

Sự khác biệt về thành phần kim loại sử dụng cũng như, tỉ lệ % các thành phần sẽ tạo thành những loại thép không gỉ khác nhau, và tất nhiên tính chất của chúng cũng sẽ khác nhau.

Tên gọi “không gỉ” xuất phát từ khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa của loại vật liệu này (tại Việt Nam hiện tượng oxi hóa kim loại ở điều kiện thông thường, hay gọi là bị “gỉ”). Thép không gỉ tiếng anh là “stainless steel”.

Chính vì vậy dựa trên đặc tính của loại vật liệu này, người ta thường gọi nó là thép không gỉ, vừa là để phân biệt với thép thông thường (thép cacbon), đồng thời tên gọi cũng cố ý làm nổi bật đặc tính bền bỉ trước một số loại hóa chất và hiện tượng oxi hóa kim loại.

Thép không gỉ có khả năng chống lại ăn mòn và oxy hóa, giúp ngăn chặn sự hỏng hóc do môi trường ẩm ướt hoặc hóa chất. Điều này làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng, bao gồm sản xuất các sản phẩm dân dụng và công nghiệp, thiết bị y tế, và nhiều ứng dụng khác.

Thép không gỉ có tính đàn hồi và khả năng chịu được nhiệt độ cao, giúp nó phù hợp với nhiều điều kiện làm việc khác nhau.

Tuy nhiên, nó cũng đắt hơn so với các loại thép thông thường, và quá trình gia công và hàn có thể khó khăn hơn, điều này dẫn đến các sản phẩm, được chế tạo từ thép không gỉ có giá thành cao hơn, so với phần lớn những sản phẩm được chế tạo từ thép cacbon thông thường.

Những thành phần chính của thép không gỉ

Thành phần của thép không gỉ có thể thay đổi tùy thuộc vào loại cụ thể, những thành phần cơ bản, đối với nhiều mác vật liệu thép không gỉ, thường bao gồm các nguyên tố sau:

Chromium (Cr): Là thành phần chính của thép không gỉ nó chỉ đứng sau sắt về tỉ lệ thành phần, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra khả năng chống ăn mòn. Nồng độ chromium thường từ 10,5% trở lên.
Nickel (Ni): Được thêm vào để cải thiện khả năng chống ăn mòn và tăng độ bền. Nồng độ nickel có thể dao động từ khoảng 8% đến 25%.
Carbon (C): Nồng độ carbon trong thép không gỉ thường rất thấp, thường dưới 0,08%. Sự có mặt của carbon giúp tăng cường độ cứng và độ bền của thép.
Molybdenum (Mo): Thành phần này thường được thêm vào thép không gỉ, để cải thiện khả năng chống ăn mòn trong môi trường ăn mòn cao hơn và tăng độ bền.
Titanium (Ti): Một số ít loại thép không gỉ có chứa titan, để cải thiện khả năng chống ăn mòn, đồng thời giúp gia tăng khả năng chịu lực.
Sắt (Fe): Là thành phần chính của thép nói chung, sắt cung cấp độ cứng và độ bền chung cho vật liệu.

Các thành phần khác như đồng (Cu), silic (Si), manganese (Mn) và các nguyên tố khác cũng có thể được tìm thấy, trong các hợp kim thép không gỉ, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Thành phần chính của thép không gỉ được điều chỉnh, để tạo ra các tính chất cụ thể như khả năng chống ăn mòn, khả năng hàn, độ cứng, và độ bền.

Thép không gỉ được phân loại như thế nào?

Thép không gỉ được phân loại dựa trên cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học và tính chất vật lý của chúng. Có ba loại chính của thép không gỉ: Austenitic, Ferritic và Martensitic.

Austenitic

Thép không gỉ Austenitic là loại phổ biến nhất, có ứng dụng rộng rãi nhất. Nó chứa từ 16-26% chromium và 6-22% nickel, cùng với một số lượng nhỏ các nguyên tố khác như mangan, silic và đồng. Thép không gỉ Austenitic có cấu trúc tinh thể austenit, có tính chất dẻo, dễ uốn và dễ hàn. Loại thép không gỉ này thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, y tế, xây dựng và gia dụng.

Ferritic

Thép không gỉ Ferritic chứa từ 10-30% chromium, chúng thường không chứa hoặc chỉ chứa một lượng rất nhỏ nickel. Nó có cấu trúc tinh thể ferit và có tính chất từ dẻo đến cứng hơn so với thép Austenitic. Chúng có khả năng chống ăn mòn tốt, nên thường được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí, công nghiệp ô tô,…

Martensitic

Thép không gỉ Martensitic chứa từ 11-18% chromium và có nồng độ cacbon cao. Nó có cấu trúc tinh thể martensit, có tính chất cứng và dễ gia công. Thép không gỉ Martensitic thường được sử dụng, trong các ứng dụng yêu cầu độ cứng cao như dao, dao cắt, và các bộ phận máy móc.

Những mác thép không gỉ được sử dụng phổ biến

Ở trên ta đã đề cập đến những chủng loại chính của thép không gỉ, với mỗi chủng loại chính kể trên, chúng lại tiếp tục được phân loại thành những mác vật liệu (mã vật liệu) nhỏ hơn. Vậy những mác kim loại nào, hiện đang được sử dụng phổ biến ở thời điểm hiện tại, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ngay sau đây.

Inox 304 (Thép không gỉ 304)

Thép không gỉ 304 hay inox 304 chứa khoảng 18% chromium và 8% nickel, là loại thép không gỉ phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Ngoài việc sử dụng để chế tạo các chi tiết của thiết bị máy móc, inox 304 cũng được sử dụng để chế tạo, những dụng cụ rất quen thuộc với chúng ta bao đồng thìa, đũa, nồi,…

Inox 316 (Thép không gỉ 316)

Inox 316 có cùng thành phần hóa học với thép 304, nhưng còn có thêm 2-3% molypdenum. Mang lại khả khả năng chống ăn mòn tốt hơn, trong môi trường có axit và muối. Thép 316 thường được sử dụng trong các ứng dụng, yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao như trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm.

Inox 316l (Thép không gỉ 316l)

Thép không gỉ 316L là một loại thép không gỉ trong họ Austenitic. Mác thép 316L có thành phần hóa học tương tự như inox 316, nhưng với lượng carbon (C) thấp hơn. Chữ “L” trong 316L đại diện cho “Low Carbon” (Carbon thấp).

Thép không gỉ 316L, có thành phần chính bao gồm khoảng 16-18% chromium (Cr), 10-14% nickel (Ni), 2-3% molypdenum (Mo), và số ít còn lại là các nguyên tố khác như: silic (Si), mangan (Mn), phospho (P), lưu huỳnh (S),… Lượng carbon thấp trong thép 316L, giúp giảm khả năng tạo thành các hợp chất carbon (carbides), trong quá trình gia công và hàn, điều này giúp cải thiện tính chất chống ăn mòn và khả năng hàn của thép.

Loại vật liệu này có nhiều ứng dụng rộng rãi, trong các ngành công nghiệp như hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống, y tế, xây dựng, gia dụng, và nhiều lĩnh vực khác. Nó được biết đến với tính chất không gỉ tốt, kháng ăn mòn trong môi trường axit và kiềm, độ bền cơ học, và khả năng chống oxy hóa.

Inox 410 (Thép không gỉ 410)

Inox 410 chứa khoảng 11-13% chromium và có nồng độ cacbon cao. Nó có tính chất cứng và chịu được nhiệt độ cao. Thép 410 thường được sử dụng trong sản xuất dao, vòng bi và các bộ phận máy móc khác.

Inox 2205 (Thép không gỉ 2205)

AISI 2205 là một loại thép không gỉ duplex, kết hợp cấu trúc Austenitic và Ferritic. Nó chứa khoảng 22% chromium và 5% nickel, cùng với một lượng nhỏ các nguyên tố như molybdenum và đồng. Thép 2205 có tính chất ưu việt về chống ăn mòn và độ bền cơ học, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp chịu áp lực cao, như trong ngành dầu khí.

Ứng dụng của thép không gỉ

Xuất phát từ những đặc tính của vật liệu như độ bền cao, khả năng chống ăn mòn hóa học, khả năng chịu áp suất và nhiệt độ cao,… Kể từ khi được phát hiện ra bởi một kỹ sư người Anh, có tên là Harry Brearley vào năm 1913.

Kể từ đó nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, cùng với thời gian người ta ngày càng nghiên cứu thêm nhiều loại thép không gỉ mới, chúng có những tính chất đặc biệt phù hợp với nhiều điều kiện làm việc cụ thể.

Một số ví dụ về khả năng ứng dụng của inox có thể kể đến như:

Thiết bị đường ống: Inox là loại vật liệu thường được sử dụng, để chế tạo các loại thiết bị, phụ kiện liên quan đến đường ống. Bởi khả năng chống oxy hóa trong khi liên tục phải tiếp xúc với các loại chất lưu, ngoài ra khả năng chịu lực và chịu nhiệt, giúp cho loại vật liệu này là sự lựa chọn hoàn hảo, cho việc chế tạo những loại thiết bị như van, đường ống, phụ kiện liên kết. Một số loại van được chế tạo từ inox có thể kể đến như van bi inox, van bướm inox, van cầu inox,…
Ngành y tế và dược phẩm: Được đáng giá cao về tính an toàn, không phát sinh phản ứng hóa học với nhiều loại lưu chất, sử dụng trong quá trình sản xuất thực phẩm, dược phẩm và nhiều loại hóa chất khác. Inox 316L thường được sử dụng, làm vật liệu chế tạo các thiết bị trong hệ thống vi sinh.
Chế tạo đồ gia dụng: inox được dùng để chế tạo các loại đồ đạc sử dụng trong gia đình bao gồm dụng cụ phòng bếp (nồi, dao, thìa,…). Với đặc tính bền bỉ và chống oxy hóa, inox được sử dụng làm vật liệu chế tạo các loại thiết bị phòng tắm bao gồm (bồn tắm, vòi sen, vòi nước, các loại khung giá,…), ngoài ra còn nhiều sản phẩm khác trong gia đình được chế tạo từ inox, nó bao gồm đồ nội thất, đồ trang trí,…
Công nghiệp hàng không và hàng hải: Thép không gỉ được sử dụng trong ngành hàng không và hàng hải để sản xuất các bộ phận máy bay, tàu thủy, bồn chứa, ống dẫn, van, vòi phun và các thiết bị khác. Nó có khả năng chống ăn mòn trong môi trường biển và môi trường có nhiệt độ cao.

Ngoài ra, thép không gỉ còn có nhiều ứng dụng trong công nghiệp ô tô, công nghiệp điện tử, công nghiệp năng lượng tái tạo, công nghiệp nước,v.v.

Hệ thống đường ống được chế tạo từ thép không gỉ

Tổng kết

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về thép không gỉ, các tính chất quan trọng, các chủng loại, khả năng ứng dụng và nhiều khía cạnh khác, liên quan đến vật liệu thép không gỉ.

Tôi hy vọng rằng bài viết này, đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan, về thép không gỉ và giải đáp được những thắc mắc của bạn. Như thường lệ tôi luôn sẵn sàng trả lời các câu hỏi và tiếp thu ý kiến của độc giả để cung cấp thông tin chính xác và hữu ích hơn trong tương lai. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết!