Inox 316 là gì? Tìm hiểu cấu tạo, đặc tính và ứng dụng của inox 316

Inox 316 là một dạng thép Austenit chứa niken và crom, nổi bật với khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với các loại thép niken crom khác. Loại thép không gỉ này rất phù hợp cho những ứng dụng có liên quan đến việc tiếp xúc với hóa chất ăn mòn cũng như trong môi trường biển. Mặc dù inox 316 thường được xem là không có từ tính, nhưng nó có thể trở nên từ tính khi trải qua quá trình gia công nguội. Hãy cùng tìm hiểu về các đặc điểm, thành phần và ứng dụng của inox 316 hiện nay.

1. Inox 316 là gì?

Inox 316 là một loại thép không gỉ Austenit với thành phần bao gồm 17% crom, 12.5% niken và 2% molypden. Việc bổ sung molypden cùng với niken giúp inox 316 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn trong nhiều môi trường khắc nghiệt so với inox 304. 

Đây là loại thép không gỉ tiêu chuẩn có chứa molypden, có khả năng chống lại hiện tượng rỗ và ăn mòn kẽ hở trong môi trường có Clorua. Thêm vào đó, inox 316 còn sở hữu tính chất hàn tuyệt vời, dễ dàng được gia công thành các sản phẩm phục vụ cho kiến trúc, công nghiệp và giao thông vận tải.

2. Inox 316 có mấy loại?

Ngoài inox 316 tiêu chuẩn, nhóm này còn bao gồm ba loại khác là inox 316L, inox 316H và inox 316Ti, tất cả đều có khả năng chống ăn mòn tương tự nhau. Trong số đó, inox 316L có hàm lượng cacbon thấp và được sử dụng phổ biến nhờ khả năng chống ăn mòn tốt ở các mối hàn. Inox 316H thường được áp dụng trong môi trường có nhiệt độ cao. Tuy nhiên, hiện nay trên thị trường, inox 316L vẫn được ưa chuộng hơn cả. 

Dưới đây là thông tin chi tiết về ba loại inox này:

2.1. Inox 316

Inox 316 chứa khoảng 2 – 3% molipden, với lượng molipden dồi dào giúp inox 316 có khả năng chống ăn mòn rất tốt. Bên cạnh đó, nó cũng có khả năng chịu được các dung dịch ion Clorit và tăng cường khả năng chịu nhiệt. Đặc biệt, thép không gỉ 316 có khả năng chống lại môi trường axit Sunfuric, Sulfat, Formic, Acetic và kiềm Clorua một cách hiệu quả.

2.2. Inox 316L

Inox 316L là một loại thép không gỉ có hàm lượng cacbon thấp hơn so với inox 316 thông thường. Mặc dù inox 316L có ít cacbon hơn, nhưng các đặc tính cơ bản của nó vẫn tương tự như inox 316. Hơn nữa, việc giảm hàm lượng cacbon giúp hạn chế sự kết tủa cacbon ở các mối hàn, do đó inox 316L rất được ưa chuộng trong ngành gia công hàn và cắt nhờ vào khả năng chống ăn mòn tốt.

2.3. Inox 316Ti

Inox 316Ti có chứa một lượng nhỏ titan khoảng 0,5%. Các nguyên tử titan này giúp duy trì cấu trúc của inox khi nhiệt độ vượt quá 800°C. Điều này ngăn chặn sự hình thành cacbua ở các ranh giới hạt và bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn. Hơn nữa, inox 316Ti cũng có khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao mà vẫn giữ được tính ổn định về cơ lý. Thép không gỉ 316Ti cũng bảo toàn các đặc tính cơ học tương tự như những phiên bản tiêu chuẩn của inox 316.

3. Thành phần và tính chất inox 316

Với cấu trúc chứa các nguyên tố đặc biệt, Inox 316 là vật liệu có tính linh hoạt cao và khả năng chống ăn mòn rất tốt. Nó thích hợp cho việc sử dụng trong những môi trường khắc nghiệt như muối tan băng, nước muối, hóa chất và dung dịch ngâm nước muối. Bên cạnh đó, Inox 316 cũng nổi bật trong việc kháng lại Axit, Bromua và Iodides ở nhiệt độ cao. Hãy tìm hiểu thêm về các đặc tính của inox 316:

3.1. Thành phần hóa học inox 316

Dưới đây là bảng thành phần hóa học của inox 316, inox 316L, inox 316H và inox 316Ti:

• Inox 316: 0.0 - 0.07%C; 0.0 - 1.0%Si; 0.0 - 2.0%Mn; -%P; 0.0 - 0.02%S; 10.0%Ni; 16.0%Cr; 2.00%Mo
• Inox 316L: 0.0 - 0.03%C; 0.75%Si; 2.0%Mn: 0.045%P; 0.03%%S; 14.0%Ni; 18.0%Cr; 0.10%N; 3.00%Mo
• Inox 316H: 0.04 - 0.08%C; 0.75%Si; 2.0%Mn; 0.045%P; 0.02%S; 10.00 - 13.00%Ni; 16.50%Cr; 2.00%Mo
• Inox 316Ti: 0.0 - 0.08%C; 0.0 - 1.00%Si; 0.0 - 2.00%Mn; 0.0 - 0.05%P; 0.0 - 0.03%S; 10.50 - 14.00%Ni; 16.50%Cr; 2.00%Mo

3.2. Tính chất cơ học inox 316

Inox 316 có tính chất cơ học rất cứng, không chỉ khó gia công mà còn yêu cầu các công cụ đặc biệt để cắt. Một giải pháp là sử dụng công cụ sắc bén và cần phải thay thế ngay khi chúng bắt đầu bị mòn. Dưới đây là các thông số cơ học của inox 316:

• Độ bền kéo (0.2%MPa): 515 MPa/phút
• Ứng suất cắt của inox 316 (MPa): 205 MPa
• Độ giãn dài A50 mm: 40%
• Độ cứng Brinell của inox 316: 217 HB
• Độ cứng Rockwell của inox 316: 95 HR B.

3.3. Tính chất vật lý của inox 316

Inox 316 có nhiều đặc tính vật lý ưu việt như độ bền cao, khả năng chịu nhiệt tốt ở cả nhiệt độ cao và thấp, dễ dàng hàn và bảo trì ít tốn kém. Ngoài ra, inox 316 còn có vẻ ngoài thu hút và thân thiện với môi trường. Nó có thể được tái chế và khi đã được sử dụng, không cần phải xử lý bề mặt hay sơn lại. Dưới đây là những thông số vật lý của inox 316:

• Mật độ: 8.00g/cm3
• Điểm nóng chảy: 1400°C
• Nhiệt lượng riêng (J/kg•℃): 500
• Điện trở suất (μΩ • m) tại 20 ℃: 0.074 x 10-6 Ω.m
• Tính thấm từ
• Mô đun đàn hồi GPa (10 6 psi): 193 GPa
• Hệ số giãn nở nhiệt (10-6 / K): (0 - 100 ° C) 15.9, (0 - 315 ° C) 16.2, (0 - 538 ° C) 17.5
• Khuếch tán nhiệt, mm2 / s:
• Hệ số dẫn nhiệt (W / m • K): (0 - 100° C) 500.

4. Tiêu chuẩn inox 316

Tiêu chuẩn inox 316 sở hữu nhiều lợi ích, đóng góp quan trọng vào việc ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận và linh kiện cho nhiều ngành công nghiệp. Đặc biệt, nhờ có crom, inox 316 có khả năng chống ăn mòn rất tốt. Với hàm lượng tối thiểu 10,5%, loại thép này có khả năng chống ăn mòn cao gấp khoảng 200 lần so với thép không chứa crom. 

Quy trình sản xuất inox 316 cần phải tuân thủ một số quy định và tiêu chuẩn cụ thể. Các tiêu chuẩn phổ biến hiện nay bao gồm:

• Inox 316 theo tiêu chuẩn AISI: Tiêu chuẩn của hiệp hội các nhà sản xuất thép Bắc Mỹ.
• Inox 316 theo tiêu chuẩn SAE: Tiêu chuẩn kỹ thuật chung.
• Inox 316 theo tiêu chuẩn ASTM: Tiêu chuẩn của hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ.

5. Đặc tính inox 316

• Gia công tạo hình – Khả năng gia công inox 316 so với các loại thép khác được xem là khá tốt. Do đó, inox 316 thường được sử dụng để chế tạo các sản phẩm và thiết bị có kích thước lớn hơn là các chi tiết nhỏ. Quá trình gia công cần phải được thực hiện bằng các công cụ chuyên dụng dành riêng cho inox 316. Các dụng cụ này cần được làm sạch và mài sắc trước khi sử dụng như một biện pháp phòng ngừa cần thiết để tránh ô nhiễm kim loại.
• Gia công nguội – Inox 316 rất thuận tiện trong việc cắt tấm hoặc cuộn, phù hợp cho cả quá trình chấn hoặc dập sâu. Tuy nhiên, sau khi gia công nguội, cần phải gia nhiệt để giảm căng thẳng cấu trúc của các tinh thể. Gia công nguội cũng giúp tăng cường độ bền và độ cứng cho inox 316.
• Gia công nhiệt – Hầu hết các quy trình gia công nhiệt đều có thể áp dụng cho inox 316. Tuy nhiên, nên tránh gia công ở nhiệt độ dưới 927°C. Nhiệt độ lý tưởng cho gia công nhiệt là từ 1149°C đến 1260°C. Sau khi gia công nhiệt, inox 316 cần được ủ để đảm bảo khả năng chống ăn mòn tối ưu như ban đầu.
• Hàn AISI 316 – Hiệu suất hàn của inox 316 rất tốt, bất kể có hay không có vật liệu hàn bổ sung. Cần lưu ý rằng các công cụ hàn nên tương thích với thép không gỉ 316 và 316L. Đối với các mối hàn công nghiệp nặng, vật liệu cần được ủ sau khi hàn để đảm bảo khả năng chống gỉ. Inox 316Ti có thể thay thế cho inox 316 trong các mối hàn có độ dày lớn.
• Khả năng chịu nhiệt – Inox 316 có khả năng chống oxy hóa tốt ở nhiệt độ không liên tục từ 870°C đến 925°C. Nó an toàn khi sử dụng ở nhiệt độ từ 425°C đến 860°C. Nếu trong môi trường khô, không nên sử dụng trong dung dịch có nhiệt độ cao. Tuy nhiên, inox 316H có độ bền cao hơn khi ở nhiệt độ cao vẫn được ứng dụng trong các cấu trúc và áp suất trên 500°C.Khả năng chống ăn mòn – Inox 316 sở hữu khả năng chống ăn mòn rất tốt trong các môi trường có không khí và dung dịch có tính ăn mòn mạnh. Tại nhiệt độ 60°C trong môi trường chứa clorua, mức độ nứt và ăn mòn sẽ rơi vào khoảng 1000mg/L. Nếu nhiệt độ giảm xuống dưới 60 độ C, con số này sẽ giảm còn khoảng 500mg/L.

6. Ứng dụng của inox 316

Inox 316 có khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao. Loại inox này thường được áp dụng trong lĩnh vực y tế, chế biến thực phẩm và xây dựng. Các dạng inox 316 như góc, ống và hộp vuông hỗ trợ cho việc thi công các dự án và sản xuất. 

Vòng bi làm từ thép không gỉ 316 được sử dụng làm ổ bi hoặc con lăn trong các ứng dụng máy móc công nghiệp và ô tô. Ngoài ra, inox 316 còn được dùng trong ngành hàng hải và dầu khí, nơi thường xuyên tiếp xúc với độ ẩm và muối. Nó cũng được ứng dụng trong chế biến thực phẩm, đồ uống tại nhà hàng và trong quy trình chế biến hóa chất tại các nhà máy chưng cất, làm bồn chứa hóa chất và trong sản xuất dây hàn. 

Dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng của inox 316:

• Ngành công nghiệp hóa chất
• Ngành công nghiệp thực phẩm
• Ngành thiết bị y tế
• Ngành khai thác dầu khí
• Ngành công nghiệp đóng tàu.

7. Cách nhận biết inox 316

Trong số hơn 60 loại thép không gỉ, hai loại phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp là thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316. Về mặt thẩm mỹ, hai loại này không có sự khác biệt; thực tế, cách duy nhất để phân biệt chúng là kiểm tra thành phần hóa học. 

Các thành phần hóa học khác nhau của từng loại inox ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng trong các môi trường cụ thể. Yêu cầu cho một loại thép không gỉ so với loại khác thường phụ thuộc vào ứng dụng hoặc môi trường sử dụng, vì vậy việc nhận diện rõ ràng về từng loại là rất quan trọng. Để chọn đúng loại inox 316 như mong muốn, dưới đây là một số phương pháp nhận biết mà bạn có thể tham khảo:

7.1. Nhận biết inox 316 bằng nam châm

Phương pháp này có độ chính xác không cao, rất khó để phân biệt inox 316 với các loại inox khác. Inox 316 có từ tính rất thấp và gần như không bị nam châm hút. Tuy nhiên, inox 304 và 430 cũng có từ tính thấp và hầu như không bị nam châm hút hoặc chỉ hút nhẹ. Điều này khiến việc nhận diện inox 316 trở nên khó khăn hơn so với hai phương pháp khác.

7.2. Nhận biết inox 316 bằng tia lửa khi cắt inox

Khi cắt inox 316 bằng đá mài, thường xuất hiện chùm tia lửa có màu vàng cam sáng và số lượng hoa lửa khá ít. Dọc theo các tia lửa phát ra thường có những đốm sáng nhấp nháy. Trong khi đó, các loại inox khác sẽ tạo ra chùm tia dày hơn và số lượng hoa lửa cũng nhiều hơn so với inox 316.

7.3. Nhận biết inox 316 bằng axit

Trước tiên, bạn cần làm sạch bề mặt cần kiểm tra, sau đó nhỏ một giọt axit lên đó và chờ khoảng 3 đến 5 phút. Inox 316 có khả năng chống lại hầu hết các chất ăn mòn, vì vậy sẽ không có phản ứng xảy ra trên bề mặt. Nếu axit khiến bề mặt chuyển sang màu xanh thì đó là inox 201, còn nếu bề mặt trở nên tối màu hơn thì đó là inox 304.