Thép Inox 304 (SUS304)

Thép SUS304 là gì?

SUS 304 bắt nguồn từ tên tiếng Nhật cho thép không gỉ SS304 hoặc AISI 304. Vật liệu SUS304 là tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản và là một trong những loại thép không gỉ được sử dụng thường xuyên nhất.
 

Cấu tạo của nó bao gồm 18% Cr và 8% Ni.

Trong môi trường nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, nó có thể giữ được độ bền và khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Ở nhiệt độ phòng, nó cũng có khả năng chống ăn mòn, khả năng hàn, khả năng gia công lạnh và các đặc tính cơ học tuyệt vời.

Ngay dưới đây là các tính năng của nó và những lưu ý khi sử dụng để chế tạo cho các bộ phận của máy.

Các ứng dụng của SUS304

So với vật liệu thép, SUS304 có độ bền tương đương và khả năng chống gỉ cực tốt. Nó được sử dụng cho các sản phẩm tương đối cao cấp và đắt tiền vì nó đắt và mất thời gian gia công. Chính vì thế, nó thường được lựa chọn làm chi tiết máy hay đồ gá…

Inox 304 có khả năng gia công tuyệt vời, khả năng hàn, khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt, độ bền nhiệt độ thấp và các đặc tính cơ học. Đồng thời nó cũng được sử dụng để dập hay uốn, không bị cứng khi xử lý nhiệt. 

SS 304 thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, trang trí nội thất, thực phẩm và y tế, v.v.

Trong các sản phẩm gia dụng, nó được gọi là “thép không gỉ 18-8” và được sử dụng cho bộ đồ ăn như thìa và nĩa.

Sức mạnh của SUS304

Độ bền kéo từ 520MPa trở lên (1), cao hơn 400MPa của SS400, là loại thép nhẹ điển hình. Tuy nhiên, cường độ năng suất thấp hơn một chút so với 205 (2).

Ngoài ra, SUS304 có đặc tính dễ gia công cứng nên độ bền của nó tăng lên rất nhiều khi gia công nguội.

Khả năng chịu nhiệt của SUS304

Nói chung, nhiệt độ giới hạn trên có thể được sử dụng an toàn khi ứng dụng làm chi tiết máy khoảng 450 ° C đến 600 ° C. Tuy nhiên, độ bền của nó sẽ giảm khi nhiệt độ tăng.

Ở 750 ° C, độ bền của nó bằng khoảng 1/3 nhiệt độ bình thường. Nó có thể bị biến dạng và ảnh hưởng tới việc sản xuất.

Ví dụ, SUS304 được sử dụng làm đồ gá để hàn trong lò nung ở 1050 ° C, nhưng nó dần dần bị biến dạng và không sử dụng được.

Ngoài ra, nếu nó được đun nóng ở nhiệt độ 600 ° C đến 800 ° C trong khoảng 10 phút hoặc hơn, nó sẽ dễ bị giãn nở do nhiệt (*). Khiến khả năng chống ăn mòn kém đi. Bạn nên cân nhắc trước khi lựa chọn Inox 304 làm chi tiết máy ở các vị trí nhiệt độ cao như thế.

Vật liệu đã trải qua quá trình xử lý dẻo (vật liệu rèn, kéo với tốc độ xử lý cao, tấm mỏng, v.v.) cũng dễ giãn nở, biến dạng khi ở nhiệt độ cao trên 450 ° C trong khoảng 1 giờ.

Đối với nhiệt độ thấp, nó có thể được sử dụng ngay cả ở nhiệt độ ni tơ lỏng ( -196 ℃) mà không lo lắng về độ giòn ở nhiệt độ thấp. (Xem phần từ tính bên dưới)

*: Là hiện tượng crom trong kim loại cơ bản bị thiếu (13% trở xuống) do sự kết tủa của cacbua crom, dễ gây ra ăn mòn giữa các hạt và nứt ăn mòn ứng suất giữa các hạt.

Khả năng chống ăn mòn SUS304

Chống ăn mòn rất tốt trong hầu hết các môi trường oxi hóa. Cần chú ý hiện tượng nứt ăn mòn ứng suất xảy ra với tải trọng thấp trong môi trường ăn mòn. 

Ngoài việc sử dụng ở nhiệt độ cao như trên, cần thận trọng khi hàn.

Vật liệu hàn có thể có các vùng bị ảnh hưởng nhiệt của mối hàn nhạy cảm, có thể gây nứt do ăn mòn do ứng suất.

Độ dẫn nhiệt của SUS304

Trong khi hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thép là khoảng 50 W/mK và hợp kim nhôm là khoảng 120-200 W/mK, thì độ dẫn nhiệt của SUS304 thấp tới 16 W/mK (nhiệt độ bình thường).

Ứng dụng đơn giản: Xoong nồi inox giữ nhiệt lâu hơn nồi nhôm nên rất thích hợp để hầm.

Trong quá trình cắt, nhiệt độ của lưỡi cắt có xu hướng tăng lên, do đó, tốc độ gia công có thể không được tăng lên hoặc dao cắt có thể không được bền.

Trong trường hợp sử dụng SUS 304 làm các chi tiết trong phần trượt các bộ phận hoặc ép, nhiệt ma sát không thoát ra ngoài. Do đó nhiệt độ của bộ phận tiếp xúc có xu hướng tăng lên. Đây là điều cần cân nhắc khi lựa chọn vật liệu thép trong thiết kế và chế tạo máy.

Từ tính của SUS304

Vì SUS304 là thép không gỉ Austenit nên nó không bị nam châm hút. Tuy nhiên, với các bộ phận được chế tạo từ inox 304 bằng cách kéo hoặc ép với tốc độ xử lý cao, sẽ bị nam châm hút bằng 1 lực yếu.

Điều này là do gia công nguội tạo ra mactenxit trong mạng tinh thể lập phương tâm diện từ Austenit trong mạng tinh thể lập phương tâm mặt.

Ngay cả ở nhiệt độ cực thấp, một số biến đổi mactenxit có thể xảy ra và trở nên từ tính nhẹ.

Xử lý bề mặt SUS304

Vì SUS304 là thép không gỉ, nó thường có thể được sử dụng mà không cần xử lý bề mặt.

Lý do tại sao thép không gỉ không bị gỉ là nó tạo thành một màng oxit crom rất mỏng được gọi là màng thụ động.

Màng thụ động được hình thành ngay cả trong khí quyển, nhưng chúng có xu hướng trở thành màng thụ động không hoàn toàn do hiệu ứng điện hóa của các chất lạ bám trên bề mặt.

Nếu bạn muốn làm cho lớp màng này chắc hơn, hãy thực hiện xử lý thụ động (passivation treatment).

Xử lý thụ động là xử lý oxy hóa bề mặt bằng một loại axit như axit nitric, đồng thời có tác dụng loại bỏ các chất lạ trên bề mặt. Nó thường được sử dụng trong các bộ phận của máy bay.

Inox 304 giá bao nhiêu?

SUS304 đắt hơn thép vì nó chứa các nguyên tố đắt tiền như Ni. Giá thành của inox 304 cũng thay đổi nhiều tùy theo kích thước, hình dạng hay thành phần… Giá của nó gần gấp 4 – 5 lần so với thép.

Ngoài ra, sử dụng thép cần xử lý bề mặt bằng cách mạ hoặc sơn, còn SUS304 thì không cần. Đối với các chi tiết nhỏ giá sẽ gần tương đương nhau.

Đặc tính cơ học của SUS304

Các đặc tính cơ học của SUS304 theo “Tiêu chuẩn JIS G4303” được hiển thị bên dưới.

Đặc tính cơ học của SUS304:

Tính chất vật lý của SUS304

Các đặc tính vật lý của SUS304 được thể hiện trong bảng dưới đây.

Thành phần của SUS304

Trong “Tiêu chuẩn JIS G4303”, các thành phần được quy định như sau: