Thép không gỉ (Stainless Steel)là viết tắt của thép không gỉ chống axit và các loại thép có khả năng chống lại các môi trường ăn mòn yếu như không khí, hơi nước, nước hoặc có đặc tính không gỉ được gọi là thép không gỉ.
Thuật ngữ "thép không gỉ"không chỉ đơn thuần đề cập đến một loại thép không gỉ, mà đề cập đến hơn một trăm loại thép không gỉ công nghiệp, mỗi loại đều có hiệu suất tốt trong lĩnh vực ứng dụng cụ thể của nó.
Tất cả đều chứa 17 đến 22% crom, và các loại thép chất lượng cao hơn cũng chứa niken. Việc bổ sung molypden có thể cải thiện hơn nữa khả năng chống ăn mòn trong khí quyển, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn trong môi trường có chứa clorua.
1. Phân loại thép không gỉ
1. Thép không gỉ và thép chống axit là gì?
Trả lời: Thép không gỉ là viết tắt của thép không gỉ chịu axit, có khả năng chống lại các môi trường ăn mòn yếu như không khí, hơi nước, nước hoặc các loại thép không gỉ khác. Các loại thép bị ăn mòn được gọi là thép chịu axit.
Do thành phần hóa học của hai loại thép này khác nhau nên khả năng chống ăn mòn của chúng cũng khác nhau. Thép không gỉ thông thường thường không có khả năng chống ăn mòn trong môi trường hóa học, trong khi thép chịu axit thường là thép không gỉ.
2. Phân loại thép không gỉ như thế nào?
Trả lời: Theo trạng thái tổ chức, có thể chia thành thép martensitic, thép ferritic, thép austenitic, thép không gỉ austenitic-ferritic (duplex) và thép không gỉ tôi kết tủa.
(1) Thép martensitic: có độ bền cao, nhưng tính dẻo và khả năng hàn kém.
Các loại thép không gỉ martensitic thường được sử dụng là 1Cr13, 3Cr13, v.v., do hàm lượng carbon cao nên có độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, nhưng khả năng chống ăn mòn hơi kém, được sử dụng cho các tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn cao. Một số bộ phận chung cần thiết, chẳng hạn như lò xo, cánh tuabin hơi nước, van ép thủy lực, v.v.
Loại thép này được sử dụng sau khi tôi và ram, sau khi rèn và dập cần phải ủ.
(2) Thép Ferritic: 15% đến 30% Crom. Khả năng chống ăn mòn, độ dẻo dai và khả năng hàn của thép tăng theo hàm lượng Crom, khả năng chống ăn mòn ứng suất clorua tốt hơn các loại thép không gỉ khác như Cr7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28, v.v.
Do hàm lượng crom cao, khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa của thép này tương đối tốt, nhưng tính chất cơ học và đặc tính gia công lại kém. Thép này chủ yếu được sử dụng cho các kết cấu chịu axit, ít ứng suất và làm thép chống oxy hóa.
Loại thép này có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển, axit nitric và dung dịch muối, có đặc tính chống oxy hóa ở nhiệt độ cao tốt và hệ số giãn nở nhiệt nhỏ. Nó được sử dụng trong thiết bị nhà máy axit nitric và thực phẩm, và cũng có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận hoạt động ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như bộ phận tua bin khí, v.v.
(3) Thép Austenit: Chứa hơn 18% crom, ngoài ra còn chứa khoảng 8% niken và một lượng nhỏ molypden, titan, nitơ và các nguyên tố khác. Hiệu suất tổng thể tốt, chống ăn mòn bởi nhiều môi trường khác nhau.
Nói chung, người ta áp dụng phương pháp xử lý dung dịch, tức là nung thép đến nhiệt độ 1050-1150°C, sau đó làm mát bằng nước hoặc bằng không khí để thu được cấu trúc austenit một pha.
(4) Thép không gỉ Austenit-Ferritic (duplex): Có ưu điểm của cả thép không gỉ Austenit và Ferritic, có tính siêu dẻo. Austenit và Ferit mỗi loại chiếm khoảng một nửa trong tổng số thép không gỉ.
Trong trường hợp hàm lượng C thấp, hàm lượng Cr là 18% đến 28% và hàm lượng Ni là 3% đến 10%. Một số loại thép cũng chứa các nguyên tố hợp kim như Mo, Cu, Si, Nb, Ti và N.
Loại thép này sở hữu đặc tính của cả thép không gỉ austenit và ferit. So với ferit, nó có độ dẻo và độ bền cao hơn, không giòn ở nhiệt độ phòng, cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn liên hạt và hiệu suất hàn, đồng thời vẫn giữ được độ cứng của thép. Thép không gỉ giòn ở 475°C, có độ dẫn nhiệt cao và đặc tính siêu dẻo.
So với thép không gỉ austenit, thép không gỉ Duplex có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn liên hạt và ăn mòn ứng suất clorua được cải thiện đáng kể. Thép không gỉ Duplex có khả năng chống ăn mòn rỗ tuyệt vời và cũng là loại thép không gỉ tiết kiệm niken.
(5) Thép không gỉ tôi kết tủa: nền là austenit hoặc martensite, các loại thép không gỉ tôi kết tủa thường được sử dụng là 04Cr13Ni8Mo2Al, v.v. Đây là loại thép không gỉ có thể được tôi luyện (tăng cường) bằng phương pháp tôi kết tủa (còn gọi là tôi già).
Theo thành phần, thép không gỉ được chia thành thép không gỉ crom, thép không gỉ crom-niken và thép không gỉ crom-mangan nitơ.
(1) Thép không gỉ crom có khả năng chống ăn mòn nhất định (axit oxy hóa, axit hữu cơ, rỗ khí), chịu nhiệt và chống mài mòn, thường được sử dụng làm vật liệu thiết bị cho nhà máy điện, hóa chất và dầu mỏ. Tuy nhiên, khả năng hàn của nó kém, cần chú ý đến quy trình hàn và điều kiện xử lý nhiệt.
(2) Trong quá trình hàn, thép không gỉ crom-niken được nung nóng nhiều lần để tạo ra cacbua kết tủa, làm giảm khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học.
(3) Độ bền, độ dẻo, độ dai, khả năng định hình, khả năng hàn, khả năng chống mài mòn và khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ crom-mangan đều tốt.
2. Các vấn đề khó khăn trong hàn thép không gỉ và giới thiệu về việc sử dụng vật liệu và thiết bị
1. Tại sao hàn thép không gỉ lại khó?
Trả lời: (1) Độ nhạy nhiệt của thép không gỉ tương đối mạnh, thời gian lưu trú trong phạm vi nhiệt độ 450-850 ° C dài hơn một chút, khả năng chống ăn mòn của mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt sẽ giảm nghiêm trọng;
(2) dễ bị nứt do nhiệt;
(3) Bảo vệ kém và oxy hóa ở nhiệt độ cao nghiêm trọng;
(4) Hệ số giãn nở tuyến tính lớn, dễ tạo ra biến dạng hàn lớn.
2. Có thể áp dụng những biện pháp công nghệ hiệu quả nào để hàn thép không gỉ austenit?
Trả lời: (1) Lựa chọn vật liệu hàn một cách nghiêm ngặt theo thành phần hóa học của kim loại cơ bản;
(2) Hàn nhanh với dòng điện nhỏ, năng lượng đường dây nhỏ làm giảm lượng nhiệt đầu vào;
(3) Dây hàn đường kính mỏng, que hàn, không lắc, hàn nhiều lớp nhiều lần;
(4) Làm nguội cưỡng bức mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt để giảm thời gian lưu trú ở 450-850°C;
(5) Bảo vệ bằng khí Argon ở mặt sau của mối hàn TIG;
(6) Các mối hàn tiếp xúc với môi trường ăn mòn cuối cùng được hàn;
(7) Xử lý thụ động mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt.
3. Tại sao nên chọn dây hàn và điện cực loại 25-13 để hàn thép không gỉ austenit, thép cacbon và thép hợp kim thấp (hàn thép không giống nhau)?
Trả lời: Khi hàn các mối hàn thép không giống nhau kết nối thép không gỉ austenit với thép cacbon và thép hợp kim thấp, kim loại hàn phải sử dụng dây hàn loại 25-13 (309, 309L) và que hàn (Austenit 312, Austenit 307, v.v.).
Nếu sử dụng vật liệu hàn thép không gỉ khác, cấu trúc martensitic và các vết nứt nguội sẽ xuất hiện trên đường hàn ở phía thép cacbon và thép hợp kim thấp.
4. Tại sao dây hàn thép không gỉ đặc lại sử dụng khí bảo vệ 98%Ar+2%O2?
Trả lời: Trong quá trình hàn MIG dây thép không gỉ đặc, nếu sử dụng khí argon nguyên chất để bảo vệ, sức căng bề mặt của vũng hàn nóng chảy cao, mối hàn không đều, tạo hình dạng mối hàn "gù". Bổ sung 1-2% oxy có thể làm giảm sức căng bề mặt của vũng hàn nóng chảy, giúp mối hàn mịn đẹp.
5. Tại sao bề mặt dây hàn inox đặc khi hàn MIG lại chuyển sang màu đen? Làm thế nào để giải quyết vấn đề này?
Trả lời: Tốc độ hàn MIG của dây hàn inox đặc tương đối nhanh (30-60cm/phút). Khi vòi phun khí bảo vệ chạy đến vùng vũng nóng chảy phía trước, mối hàn vẫn còn ở trạng thái nhiệt độ cao, dễ bị oxy hóa bởi không khí, bề mặt hình thành oxit, mối hàn có màu đen. Phương pháp thụ động tẩy gỉ có thể loại bỏ lớp vỏ đen và khôi phục màu sắc ban đầu của bề mặt inox.
6. Tại sao dây hàn thép không gỉ đặc cần sử dụng nguồn điện xung để đạt được hiệu ứng chuyển tiếp tia và hàn không bắn tóe?
Trả lời: Khi hàn MIG bằng dây thép không gỉ đặc, dây hàn φ1.2, khi dòng điện I ≥ 260 ~ 280A, có thể xảy ra hiện tượng chuyển tiếp tia; các giọt là chuyển tiếp ngắn mạch với giá trị nhỏ hơn giá trị này và bắn tóe lớn, nói chung không khuyến khích sử dụng.
Chỉ khi sử dụng nguồn điện MIG có xung, hạt hàn xung mới có thể chuyển từ thông số kỹ thuật nhỏ sang thông số kỹ thuật lớn (chọn giá trị tối thiểu hoặc tối đa theo đường kính dây), hàn không bắn tóe.
7. Tại sao dây hàn thép không gỉ lõi thuốc được bảo vệ bằng khí CO2 thay vì nguồn điện xung?
Trả lời: Hiện nay, dây hàn thép không gỉ lõi thuốc thường dùng (như 308, 309, v.v.), công thức thuốc hàn trong dây hàn được phát triển theo phản ứng luyện kim hóa học hàn dưới sự bảo vệ của khí CO2, vì vậy nhìn chung, không cần nguồn điện hàn hồ quang xung (Nguồn điện có xung về cơ bản cần sử dụng khí hỗn hợp), nếu bạn muốn vào giai đoạn chuyển tiếp giọt trước, bạn cũng có thể sử dụng nguồn điện xung hoặc mô hình hàn bảo vệ bằng khí thông thường với hàn khí hỗn hợp.
Thời gian đăng: 24-03-2023