BU LÔNG INOX VÀ NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU INOX

BU LÔNG INOX VÀ NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU INOX

Hiện nay bu lông inox đang rất được ưa chuộng sử dụng trong nhiều ngành như cơ khí, xây dựng, lắp ráp. Cơ khí Việt Hàn là đơn vị tiên phong tại Việt Nam trong việc sản xuất, nhập khẩu và phân phối các loại bu lông inox cho thị trường miền Bắc nói riêng, và cả thị trường Việt Nam nói chung. Trong bài viết này cơ khí Việt Hàn giới thiệu đến quý khách hàng một số loại bu lông inox thường được sử dụng. Bên cạnh đó, chúng tôi cũng giới thiệu những kiến thức cơ bản về inox – thép không gỉ.

Dưới đây là một số loại bu lông inox mà cơ khí Việt Hàn hiện đang phân phối đến quý khách hàng trên cả nước:

Bu lông inox ren suốt tiêu chuẩn DIN 933

>> Tham khảo các loại bu lông inox

Bu lông inox ren lửng tiêu chuẩn DIN 931

Bu lông inox liền long đen tiêu chuẩn DIN 6921

Bu lông inox lục giác chìm đầu trụ tiêu chuẩn DIN 912

Bu lông inox lục giác chìm đầu bằng tiêu chuẩn DIN 7991

Bu lông inox lục giác chìm đầu cầu tiêu chuẩn DIN 7380

Bu lông inox đầu tròn cổ vuông tiêu chuẩn DIN 603

Bu lông tai hồng inox tiêu chuẩn DIN 316

Bu lông mắt inox tiêu chuẩn DIN 444-B

Bu lông nở inox

Bu lông nở 3 cánh inox

Bu lông neo móng inox

Và các loại bu lông tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn khác, chúng tôi nhận đặt hàng theo yêu cầu của Quý khách hàng.

Nếu có yêu cầu tư vấn quý khách vui lòng liên hệ:

CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ TM SẢN XUẤT VÀ XNK VIỆT HÀN

Địa chỉ: 20/B5 Nguyễn Cảnh Dị, KĐT Đại Kim, Hoàng Mai, Hà Nội.

Điện thoại: 0917014816/0979293644

Email: cokhiviethan.hanoi@gmail.com / bulongviethan@gmail.com

Một số kiến thức về inox – thép không gỉ

Thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox là một họ hợp kim gốc sắt có chứa tối thiểu khoảng 11% crôm , một chế phẩm ngăn chặn sắt bị rỉ sét , cũng như cung cấp các đặc tính chịu nhiệt. Các loại thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox khác nhau bao gồm các nguyên tố carbon (từ 0,03% đến lớn hơn 1,00%), nitơ , nhôm , silicon , lưu huỳnh ,titan , niken , đồng , selen , niobi và molypden. Các loại thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox cụ thể thường được chỉ định bằng một số có ba chữ số, ví dụ: thép không gỉ 304 .

Khả năng chống lại sự hình thành oxit sắt của thép không gỉ do sự hiện diện của crom trong hợp kim, tạo thành một màng thụ động bảo vệ vật liệu bên dưới khỏi sự tấn công ăn mòn và có thể tự phục hồi khi có oxy. Khả năng chống ăn mòn có thể tăng thêm, bằng cách:

• Tăng hàm lượng crom lên mức trên 11%;
• Bổ sung 8% hoặc cao hơn niken ; và
• Thêm molypden (cũng cải thiện khả năng chống ” ăn mòn rỗ “).

Bổ sung nitơ cũng cải thiện khả năng chống ăn mòn rỗ, và tăng độ bền cơ học. [5] Do đó, có rất nhiều loại thép không gỉ với hàm lượng crôm và molypden khác nhau để phù hợp với môi trường mà hợp kim phải chịu đựng.

Khả năng chống ăn mòn và nhuộm màu, bảo trì thấp và độ bóng quen thuộc làm cho thép không gỉ trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng, trong đó yêu cầu cả cường độ của thép và chống ăn mòn. Hơn nữa, thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox có thể được cuộn thành tấm , tấm, thanh, dây và ống. Chúng có thể được sử dụng trong dụng cụ nấu ăn , dao kéo , dụng cụ phẫu thuật , thiết bị chính , vật liệu xây dựng trong các tòa nhà lớn, thiết bị công nghiệp (ví dụ, trong các nhà máy giấy , nhà máy hóa chất , xử lý nước), và bể chứa và tàu chở dầu cho hóa chất và thực phẩm. Khả năng chống ăn mòn, dễ dàng làm sạch và khử trùng bằng vật liệu, và không cần lớp phủ bề mặt đã thúc đẩy việc sử dụng thép không gỉ trong nhà bếp và nhà máy chế biến thực phẩm.

Lịch sử hình thành

Việc phát minh ra thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox theo một loạt các phát triển khoa học. Kim loại crom lần đầu tiên được đưa ra cho Viện hàn lâm Pháp bởi Vauquelin vào năm 1798. Vào đầu những năm 1800, Stodart, Faraday và Mallet đã quan sát thấy tính kháng của hợp kim sắt-crôm (“thép crom”) đối với các tác nhân oxy hóa . Bunsen đã phát hiện ra tính kháng của crom đối với các axit mạnh, cũng như phát hiện ra các kim loại khác. Kỹ thuật luyện kim khoa học được Henry Sorby phát triển vào năm 1863. Khả năng chống ăn mòn của hợp kim sắt-crôm có thể được công nhận lần đầu tiên vào năm 1821 bởi nhà luyện kim người Pháp Pierre Berthier , người đã ghi nhận khả năng chống lại sự tấn công của một số axit và đề nghị sử dụng của họ trongdao kéo . 

Vào những năm 1840, cả hai nhà sản xuất thép của Sheffield và Krupp đều sản xuất thép crom và sau này sử dụng nó cho các khẩu pháo vào những năm 1850.  Năm 1861 Robert Forester Mushet lấy ra một bằng sáng chế về thép crom. 

Những sự kiện này đã dẫn đến việc sản xuất thép đầu tiên có chứa một lượng nhỏ crôm, bởi J. Baur thuộc Công ty Chrome Steel của Brooklyn , để xây dựng các cây cầu và được cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ vào năm 1869. Điều này đã được theo dõi gần như ngay lập tức với sự công nhận, bởi người Anh, John T. Woods và John Clark, về khả năng chống ăn mòn của hợp kim crom, người đã ghi nhận phạm vi của crom từ 5 đến 30%, có thêm vonfram và “carbon trung bình “, Giá trị thương mại mà họ theo đuổi thông qua một bằng sáng chế của Anh cho” Hợp kim chịu thời tiết “.

Vào cuối những năm 1890, Hans Goldschmidt của Đức đã phát triển một quy trình nhiệt điện để sản xuất crom không có carbon. Từ năm 1904 đến 1911, một số nhà nghiên cứu, đặc biệt là Leon Guillet của Pháp, đã chuẩn bị các hợp kim mà ngày nay được coi là thép không gỉ.

Năm 1908, Friedrich Krupp Germaniawerft đã chế tạo chiếc du thuyền buồm nặng 136 tấn Germania có vỏ bằng thép mạ crôm-niken ở Đức. Năm 1911, Philip Monnartz đã báo cáo về mối quan hệ giữa hàm lượng crom và khả năng chống ăn mòn. Vào ngày 17 tháng 10 năm 1912, các kỹ sư của Krupp Benno Strauss và Eduard Maurer đã cấp bằng sáng chế thép không gỉ austenitic là Nirosta .

Sự phát triển tương tự đang diễn ra đồng thời ở Hoa Kỳ, nơi Christian Dantsizen và Frederick Becket đang công nghiệp hóa thép không gỉ ferritic. Năm 1912, Elwood Haynes đã xin cấp bằng sáng chế của Hoa Kỳ cho một hợp kim thép không gỉ martensitic, không được cấp cho đến năm 1919.

Năm 1912, Harry Brearley thuộc phòng thí nghiệm nghiên cứu Brown-Firth ở Sheffield , Anh, trong khi tìm kiếm một hợp kim chống ăn mòn cho nòng súng, đã phát hiện và sau đó công nghiệp hóa một hợp kim thép không gỉ martensitic. Phát hiện này được công bố hai năm sau đó trong một bài báo tháng 1 năm 1915 trên tờ Thời báo New York .

Kim loại này sau đó đã được Firth Vickers ở Anh bán trên thị trường dưới nhãn hiệu “Staybrite” và được sử dụng cho tán cây mới cho khách sạn Savoy ở London vào năm 1929. Brearley đã xin cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ trong năm 1915 chỉ để thấy rằng Haynes có đã đăng ký bằng sáng chế. Brearley và Haynes gộp nguồn tài trợ của họ và với một nhóm các nhà đầu tư đã thành lập Tập đoàn thép không gỉ Mỹ, có trụ sở tại Pittsburgh , Pennsylvania . 

Ban đầu, thép không gỉ được bán ở Mỹ dưới các tên thương hiệu khác nhau như ” Allegheny metal ” và “Nirosta Steel”. Ngay cả trong ngành luyện kim, tên cuối cùng vẫn không ổn định; vào năm 1921, một tạp chí thương mại đã gọi nó là “thép không thể bảo vệ”. Năm 1929, trước khi Đại suy thoái xảy ra, hơn 25.000 tấn thép không gỉ đã được sản xuất và bán tại Mỹ.

Những tiến bộ công nghệ lớn trong những năm 1950 và 1960 cho phép sản xuất trọng tải lớn với chi phí phải chăng:

• Quá trình AOD ( khử oxy oxy argon ), để loại bỏ carbon và lưu huỳnh.
• Đúc liên tục và cán nóng
• Máy cán nguội Sendzimir

Có bốn họ chính, được phân loại chủ yếu theo cấu trúc tinh thể của chúng : austenitic, ferritic, martensitic và duplex.

Thép không gỉ Austenitic

Thép không gỉ Austenitic là họ thép không gỉ lớn nhất, chiếm khoảng hai phần ba tổng sản lượng thép không gỉ (xem số liệu sản xuất dưới đây). Họ sở hữu một cấu trúc vi mô austenitic, đó là một cấu trúc tinh thể lập phương tập trung vào mặt . Cấu trúc vi mô này đạt được bằng cách hợp kim với đủ niken và / hoặc mangan và nitơ để duy trì cấu trúc vi mô austenit ở mọi nhiệt độ từ vùng đông lạnh đến điểm nóng chảy. Do đó, thép không gỉ austenit không thể làm cứng bằng cách xử lý nhiệt vì chúng có cùng cấu trúc vi mô ở mọi nhiệt độ.

Sức mạnh năng suất của chúng thấp (200 đến 300 MPa), điều này hạn chế việc sử dụng chúng cho các cấu kiện chịu lực và kết cấu khác. Thép không gỉ song có xu hướng được ưa thích trong các tình huống như vậy vì độ bền và khả năng chống ăn mòn cao. Độ giãn dài của chúng cao, cho phép biến dạng rất quan trọng trong các quy trình chế tạo (chẳng hạn như vẽ sâu các bồn rửa trong nhà bếp).Chúng có thể hàn được bởi tất cả các quy trình. Sử dụng thường xuyên nhất là hàn hồ quang điện (xem phần hàn bên dưới). Chúng chủ yếu là không từ tính và duy trì độ dẻo của chúng ở nhiệt độ đông lạnh.

Tấm mỏng và thanh đường kính nhỏ có thể được tăng cường bằng cách làm lạnh, với sự giảm độ giãn dài đi kèm; tuy nhiên, nếu chúng được hàn, khu vực hàn sẽ trở về mức cường độ thấp của thép trước khi gia công nguội. Điều này hạn chế việc sử dụng thép không gỉ austenit làm việc lạnh.

Chúng có thể được chia nhỏ thành hai nhóm nhỏ, 200 loạt và 300 loạt:

• 200 series là hợp kim crôm-mangan-niken, giúp tối đa hóa việc sử dụng mangan và nitơ để giảm thiểu việc sử dụng niken. Do bổ sung nitơ, chúng có cường độ năng suất cao hơn khoảng 50% so với thép không gỉ 300 series.
• Loại 201 có thể cứng thông qua làm việc lạnh
• Loại 202 là thép không gỉ có mục đích chung. Giảm hàm lượng niken và tăng mangan dẫn đến khả năng chống ăn mòn yếu.
• 300 series là hợp kim crôm-niken, đạt được cấu trúc austenit của chúng hầu như chỉ bằng hợp kim niken; một số loại hợp kim rất cao bao gồm một số nitơ để giảm yêu cầu niken. 300 series là nhóm lớn nhất và được sử dụng rộng rãi nhất.
• Loại 304: Loại được biết đến nhiều nhất là Loại 304, còn được gọi là 18/8 và 18/10 với thành phần lần lượt là 18% crôm và 8% / 10% niken.
• Loại 316: Thép không gỉ austenit phổ biến thứ hai là Loại 316. Việc bổ sung 2% molypden cung cấp khả năng chống axit tốt hơn và chống ăn mòn cục bộ do các ion clorua gây ra. Các phiên bản carbon thấp, ví dụ, 316L hoặc 304L, được sử dụng để tránh các vấn đề ăn mòn do hàn. “L” có nghĩa là hàm lượng carbon của hợp kim dưới 0,03%.

Thép không gỉ Ferritic

Thép không gỉ Ferritic sở hữu cấu trúc vi mô ferrite như thép carbon, là cấu trúc tinh thể lập phương tập trung vào cơ thể, và chứa từ 10,5% đến 27% crôm với rất ít hoặc không có niken. Cấu trúc vi mô này có mặt ở tất cả các nhiệt độ, do bổ sung crom, và giống như thép không gỉ austenit, chúng không thể làm cứng bằng cách xử lý nhiệt. Chúng không thể được tăng cường bởi công việc lạnh ở mức độ tương tự như thép không gỉ Austenit. Chúng có từ tính như thép carbon.

Bổ sung niobi (Nb), titan (Ti) và zirconium (Zr) cho lớp 430 cho phép khả năng hàn tốt (xem phần hàn bên dưới).

Vì chúng không chứa niken, chúng có giá thấp hơn các loại austenitic và hiện đang có mặt trong một loạt các ngành công nghiệp.

Các loại phổ biến là 409 và 409 Cb (Cb columbium là tên Mỹ của niobi) với khoảng 10,5% crôm, loại thứ hai được sử dụng chủ yếu cho các ống xả ô tô ở Bắc Mỹ, trong khi các loại ổn định 439 và 441 được sử dụng ở châu Âu.Các phương tiện như 430 (17% Cr) được sử dụng cho các ứng dụng kiến trúc và ứng dụng kết cấu

Chúng được sử dụng cho các dụng cụ nhà bếp, bồn rửa, móc đá phiến, tấm lợp, hàng trắng (máy rửa chén, cửa tủ lạnh, v.v.), ống khói, máy nước nóng năng lượng mặt trời và các loại khác.

Ferritic crom cao hơn (22% Cr) hiện được sử dụng cho các tấm năng lượng cho pin nhiên liệu ôxít rắn (SOFC) hoạt động ở nhiệt độ khoảng 700 ° C.

Các loại ferritic điện trở Fr-Cr-Al không được bao gồm trong các nhóm này, vì chúng được thiết kế để chống oxy hóa ở nhiệt độ cao

Thép không gỉ Martensitic

Thép không gỉ Martensitic cung cấp một loạt các tính chất và được sử dụng làm thép kỹ thuật không gỉ, thép công cụ không gỉ và thép chống rão . Chúng được chia thành bốn loại (với một số chồng chéo):

1. Các lớp Fe-Cr-C: Chúng là các lớp đầu tiên được sử dụng và chúng vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng kỹ thuật và chống mài mòn.
2. Các loại Fe-Cr-Ni-C: Trong các loại này, một số carbon được thay thế bằng niken. Chúng cung cấp độ bền cao hơn và khả năng chống ăn mòn cao hơn. Lớp EN 1.4303 (Lớp đúc CA6NM) với 13% Cr và 4% Ni được sử dụng cho hầu hết các tuabin Pelton , Kaplan và Francis trong nhà máy thủy điện s [39] vì nó có đặc tính đúc tốt, khả năng hàn tốt và khả năng chống xâm thực tốt xói mòn.
3. Các lớp làm cứng kết tủa: Lớp EN 1.4542 (còn gọi là 17 / 4PH), lớp được biết đến nhiều nhất, kết hợp giữa làm cứng martensitic và làm cứng kết tủa. Nó đạt được sức mạnh cao và độ dẻo dai tốt và được sử dụng trong hàng không vũ trụ trong số các ứng dụng khác.
4. Các lớp chống leo: Bổ sung nhỏ niobi, vanadi, boron và coban làm tăng sức mạnh và khả năng chống leo lên đến khoảng 650 ° C.

Xử lý nhiệt của thép không gỉ martensitic

Thép không gỉ Martensitic tạo thành một họ thép không gỉ có thể được xử lý nhiệt để cung cấp một mức độ đầy đủ các tính chất cơ học.

Việc xử lý nhiệt thường bao gồm ba bước: 

1. Austenitizing, trong đó thép được nung nóng đến nhiệt độ trong phạm vi 980 mật1050 ° C tùy thuộc vào cấp. Các austenite là một pha khối trung tâm mặt.
2. Dập tắt . Các austenite được chuyển thành martensite, một cấu trúc tinh thể tetragonal tập trung vào cơ thể cứng . Các martensite đã được làm nguội rất cứng và quá giòn cho hầu hết các ứng dụng. Một số austenite còn lại có thể vẫn còn.
3. Nhiệt độ, tức là làm nóng đến khoảng 500 ° C, giữ ở nhiệt độ, sau đó làm mát không khí. Tăng nhiệt độ ủ làm giảm cường độ năng suất và độ bền kéo cuối cùng nhưng làm tăng độ giãn dài và khả năng chống va đập.

Thép không gỉ martensitic hợp kim nitơ

Thay thế một số carbon trong thép không gỉ martensitic bằng nitơ là một sự phát triển khá gần đây. Độ hòa tan giới hạn của nitơ đã được tăng lên nhờ quá trình tinh chế điện áp (PESR) trong đó quá trình nóng chảy được thực hiện dưới áp suất nitơ cao. Lên đến 0,4% hàm lượng nitơ đã đạt được dẫn đến độ cứng / cường độ cao hơn và khả năng chống ăn mòn cao hơn. Vì PESR đắt tiền, hàm lượng nitơ thấp hơn nhưng đáng kể đã đạt được bằng cách sử dụng quy trình khử oxy oxy argon tiêu chuẩn (AOD).

Chúng có từ tính. Chúng không có khả năng chống ăn mòn như thép không gỉ ferritic và austenitic thông thường do hàm lượng crôm thấp.

Kết tủa làm cứng thép không gỉ

Kết tủa thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox cứng có khả năng chống ăn mòn tương đương với các giống austenit, nhưng có thể là kết tủa cứng đến cường độ thậm chí cao hơn so với các loại martensitic khác.

Có ba loại dựa trên:

– Martensitic 17-4 PH  (AISI 630 EN 1.4542) chứa khoảng 17% Cr, 4% Ni, 4% Cu và 0,3% Nb.

Xử lý dung dịch ở khoảng 1040 ° C sau đó làm nguội kết quả trong cấu trúc martensitic tương đối dễ uốn. Điều trị lão hóa sau đó ở nhiệt độ 475 ° C làm kết tủa các pha giàu Nb và Cu làm tăng sức mạnh lên đến trên 1000 MPa. Mức độ sức mạnh vượt trội này tìm thấy việc sử dụng trong các ứng dụng công nghệ cao như hàng không vũ trụ (thường là sau khi làm lại để loại bỏ các vùi không kim loại và do đó để tăng tuổi thọ mỏi). Một ưu điểm lớn khác của loại thép này là sự lão hóa, không giống như các phương pháp ủ, được thực hiện ở nhiệt độ có thể được áp dụng cho (gần) các chi tiết đã hoàn thành mà không bị biến dạng và đổi màu.

– Semi-austenitic 17-7PH (AISI 631 EN 1.4568) chứa khoảng 17% Cr, 7,2% Ni và 1,2% Al.

Xử lý nhiệt điển hình bao gồm xử lý dung dịch đầu tiên và làm nguội. Tại thời điểm này, cấu trúc vẫn còn austenitic. Biến đổi Martensitic sau đó thu được bằng cách xử lý đông lạnh ở −75 ° C hoặc bằng công việc lạnh nghiêm trọng (biến dạng trên 70%, thường là bằng cách cán nguội hoặc vẽ dây). Lão hóa ở 510 ° C – kết tủa pha đối xứng Ni 3 Al – được thực hiện như trên trên các bộ phận gần như đã hoàn thành. Mức căng thẳng năng suất trên 1400  MPa sau đó đạt được.

– Austenitic A286 (ASTM 660 EN 1.4980) có các phân tích điển hình sau Cr 15%, Ni 25%, Ti 2.1%, Mo 1.2%, V 1.3% và B 0,005%.

Cấu trúc vẫn còn austenitic ở mọi nhiệt độ.

Xử lý nhiệt điển hình bao gồm xử lý dung dịch và làm nguội, tiếp theo là lão hóa ở 715 ° C. Lão hóa hình thành Ni 3 Ti kết tủa và tăng cường độ năng suất lên khoảng 650  MPa ở nhiệt độ phòng. Không giống như các loại trên, tính chất cơ học và khả năng chống leo của thép PH này vẫn rất tốt ở nhiệt độ lên tới 700 ° C.

A286 trên thực tế là một siêu hợp kim dựa trên Fe, được sử dụng trong động cơ phản lực và tua bin khí, các bộ phận turbo, v.v.

Tên gọi “CRES” được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau để chỉ thép chống ăn mòn. Hầu hết các đề cập của CRES đề cập đến thép không gỉ, mặc dù sự tương ứng là không tuyệt đối, bởi vì có những vật liệu khác có khả năng chống ăn mòn nhưng không phải là thép không gỉ.

Các lớp

Mác thép và mác thép SAE

Có hơn 150 loại thép không gỉ, trong đó 15 loại được sử dụng phổ biến nhất. Có một số hệ thống để phân loại thép không gỉ và các loại thép khác , bao gồm các loại thép SAE của Hoa Kỳ

Chống ăn  mòn

Thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox không bị ăn mòn đồng đều, như thép carbon , khi tiếp xúc với môi trường ẩm ướt. Thép carbon không được bảo vệ dễ dàng bị rỉ sét khi tiếp xúc với sự kết hợp của không khí và độ ẩm. Lớp bề mặt oxit sắt thu được (rỉ sét) xốp và dễ vỡ. Vì oxit sắt chiếm một thể tích lớn hơn thép ban đầu, lớp này nở ra và có xu hướng bong ra và rơi ra, làm lộ ra lớp thép bên dưới để tiếp tục tấn công. So sánh, thép không gỉ chứa đủ crôm để trải qua quá trình thụ động, tự phát tạo thành một màng bề mặt trơ mỏng của oxit crom bằng kính hiển vi bằng phản ứng với oxy trong không khí và thậm chí một lượng nhỏ oxy hòa tan trong nước. Màng thụ động này ngăn chặn sự ăn mòn hơn nữa bằng cách ngăn chặn sự khuếch tán oxy đến bề mặt thép và do đó ngăn chặn sự ăn mòn lan vào phần lớn kim loại. Bộ phim này tự sửa chữa nếu nó bị trầy xước hoặc bị xáo trộn tạm thời bởi một điều kiện khó chịu trong môi trường vượt quá khả năng chống ăn mòn vốn có của lớp đó.

Khả năng chống ăn mòn của màng này phụ thuộc vào thành phần hóa học của thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox, chủ yếu là hàm lượng crôm.

Ăn mòn thép không gỉ có thể xảy ra khi lớp không phù hợp với môi trường làm việc.

Đó là thông lệ để phân biệt giữa bốn hình thức ăn mòn: thống nhất, cục bộ (rỗ), mạ điện và SCC (nứt ăn mòn ứng suất).

Ăn mòn đồng đều

Ăn mòn đồng đều diễn ra trong môi trường rất gay gắt, điển hình là sản xuất hoặc sử dụng hóa chất, bột giấy và công nghiệp giấy, v.v … Toàn bộ bề mặt thép bị tấn công và ăn mòn được biểu thị bằng tốc độ ăn mòn tính bằng mm / năm (thường dưới 0,1 mm / năm được chấp nhận cho các trường hợp như vậy). Bảng ăn mòn cung cấp hướng dẫn.

Đây thường là trường hợp khi thép không gỉ tiếp xúc với các giải pháp axit hoặc cơ bản. Cho dù corrodes thép không gỉ phụ thuộc vào loại và nồng độ của axit hoặc bazơ và vào nhiệt độ dung dịch. Ăn mòn đồng đều thường dễ tránh vì dữ liệu ăn mòn được công bố rộng rãi hoặc thử nghiệm ăn mòn trong phòng thí nghiệm dễ dàng thực hiện.

Tuy nhiên, thép không gỉ dễ bị ăn mòn cục bộ trong một số điều kiện nhất định, cần phải được công nhận và tránh. Ăn mòn cục bộ như vậy là vấn đề đối với thép không gỉ vì nó là bất ngờ và khó dự đoán.

Axit

Các dung dịch axit có thể được đưa vào hai loại chung: axit khử, như axit clohydric và axit sunfuric loãng và axit oxy hóa, như axit nitric và axit sunfuric đậm đặc. Tăng hàm lượng crôm và molypden giúp tăng khả năng chống axit trong khi tăng hàm lượng crôm và silic giúp tăng khả năng chống lại axit oxy hóa.

Axit sulfuric là một trong những hóa chất công nghiệp có trọng tải lớn nhất được sản xuất. Ở nhiệt độ phòng, thép không gỉ Loại 304 chỉ chịu được axit 3%, trong khi Loại 316 SS chịu được axit 3% đến 50 ° C và axit 20% ở nhiệt độ phòng. Do đó, Type 304 SS hiếm khi được sử dụng khi tiếp xúc với axit sulfuric. Loại 904L SS và Hợp kim 20 có khả năng kháng axit sunfuric ở nồng độ cao hơn nhiệt độ phòng. Axit sulfuric đậm đặc sở hữu các đặc tính oxy hóa như axit nitric, và do đó thép không gỉ chứa silicon cũng được ứng dụng.

Axit clohydric làm hỏng bất kỳ loại thép không gỉ nào và nên tránh. Tất cả các loại thép không gỉ chống lại sự tấn công từ axit photphoric và axit nitric ở nhiệt độ phòng. Ở nồng độ cao và tấn công nhiệt độ cao sẽ xảy ra, và thép không gỉ hợp kim cao hơn được yêu cầu.

Nhìn chung, axit hữu cơ ít ăn mòn hơn axit khoáng như axit clohydric và axit sunfuric. Khi trọng lượng phân tử của axit hữu cơ tăng, độ ăn mòn của chúng giảm. Axit formic có trọng lượng phân tử thấp nhất và là một axit yếu. Loại 304 SS có thể được sử dụng với axit formic, mặc dù nó có xu hướng làm mất màu dung dịch. Axit axetic có lẽ là loại axit hữu cơ quan trọng nhất về mặt thương mại và Loại 316 SS thường được sử dụng để lưu trữ và xử lý axit axetic. [58]

Căn cứ

Thép không gỉ inox 304 và inox 316 không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ cơ sở yếu nào như amoni hydroxit , ngay cả ở nồng độ cao và ở nhiệt độ cao. Các lớp không gỉ tương tự tiếp xúc với các bazơ mạnh hơn như natri hydroxit ở nồng độ cao và nhiệt độ cao sẽ có khả năng bị ăn mòn và nứt. 

Tăng hàm lượng crôm và niken cung cấp sức đề kháng tăng.

Chất hữu cơ

Tất cả các lớp chống lại thiệt hại từ aldehyd và amin , mặc dù trong trường hợp sau, Loại 316 thích hợp hơn Loại 304; cellulose acetate làm hỏng Loại 304 SS trừ khi nhiệt độ được giữ ở mức thấp. Chất béo và axit béo chỉ ảnh hưởng đến Loại 304 SS ở nhiệt độ trên 150 ° C (302 ° F) và Loại 316 SS trên 260 ° C (500 ° F), trong khi Loại 317 SS không bị ảnh hưởng ở mọi nhiệt độ. Loại 316L là cần thiết để chế biến urê .

Ăn mòn cục bộ

Ăn mòn cục bộ có thể xảy ra theo một số cách, ví dụ ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở . Một cuộc tấn công cục bộ như vậy là phổ biến nhất với sự có mặt của các ion clorua . Tăng mức clorua đòi hỏi thép không gỉ hợp kim cao hơn.

Ăn mòn cục bộ có thể khó dự đoán vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Nồng độ ion clorua (tuy nhiên, ngay cả khi đã biết nồng độ dung dịch clorua, vẫn có thể cho các ion clorua tập trung, chẳng hạn như trong các kẽ hở (ví dụ như dưới các miếng đệm) hoặc trên các bề mặt trong không gian hơi do bay hơi và ngưng tụ).
• Nhiệt độ tăng làm tăng tính nhạy cảm.
• Tăng độ axit làm tăng tính nhạy cảm.
• Tình trạng trì trệ làm tăng tính nhạy cảm.
• Sự hiện diện của các loài oxy hóa, chẳng hạn như các ion sắt và cupric.

Chống ăn mòn rỗ

Đây có lẽ là hình thức ăn mòn thường xuyên nhất. Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox đối với ăn mòn rỗ thường được biểu thị bằng PREN (số tương đương kháng rỗ) thu được thông qua công thức

PREN =% Cr + 3,3% Mo + 16% N,

trong đó các thuật ngữ tương ứng với tỷ lệ hàm lượng theo khối lượng của crom, molypden và nitơ tương ứng trong thép.

PREN càng cao, khả năng chống ăn mòn rỗ càng cao. Tăng hàm lượng crôm, molypden và nitơ giúp tăng khả năng chống ăn mòn rỗ.

Ăn mòn Crevice

Mặc dù PREN là một đặc tính của thép không gỉ, sự ăn mòn kẽ hở xảy ra khi thiết kế kém đã tạo ra các khu vực hạn chế (tấm chồng chéo, giao diện tấm máy giặt, v.v.) hoặc khi kẽ hở trên vật liệu đã được tạo ra và khi PREN không đủ cao cho các điều kiện dịch vụ. Thiết kế và kỹ thuật chế tạo tốt kết hợp với lựa chọn hợp kim chính xác có thể ngăn ngừa sự ăn mòn như vậy.

Ăn mòn nứt

Cracking ăn mòn ứng suất (SCC) là một sự nứt và hỏng đột ngột của một thành phần mà không bị biến dạng.

Nó có thể xảy ra khi ba điều kiện được đáp ứng:

• Phần được nhấn mạnh (bởi một tải trọng áp dụng hoặc bởi ứng suất dư).
• Môi trường rất hung hăng (mức clorua cao, nhiệt độ trên 50 ° C, sự hiện diện của H 2 S).
• Thép không gỉ không đủ khả năng chống SCC.

Cơ chế SCC là kết quả của chuỗi các sự kiện sau:

1. Rỗ xảy ra.
2. Các vết nứt bắt đầu từ một bề mặt.
3. Các vết nứt sau đó lan truyền qua kim loại ở chế độ xuyên sọ hoặc giữa các hạt.
4. Hư hỏng xảy ra.

Trong khi hầu hết các trường hợp rỗ dẫn đến các bề mặt rỗ và trong trường hợp xấu nhất là thủng tấm không gỉ, hư hỏng của SCC có thể dẫn đến hậu quả rất tai hại. Do đó nó được coi là một hình thức ăn mòn đặc biệt.

Vì SCC yêu cầu một số điều kiện phải được đáp ứng, nên việc tránh nó là tương đối dễ dàng:

• Giảm mức độ hư hỏng (thông số kỹ thuật dầu khí cung cấp các yêu cầu cho mức độ hư hỏng tối đa trong môi trường chứa H 2 S).
• Đánh giá mức độ xâm thực của môi trường (hàm lượng clorua cao, nhiệt độ trên 50 ° C, v.v.).
• Chọn loại thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox phù hợp: chất siêu mịn như loại 904L hoặc siêu song công (thép không gỉ ferritic và thép không gỉ duplex có khả năng chống SCC rất cao).

Ăn mòn Galvanic

Ăn mòn Galvanic (còn gọi là “ăn mòn kim loại khác nhau”) đề cập đến thiệt hại ăn mòn gây ra khi hai vật liệu khác nhau được ghép trong một chất điện phân ăn mòn. Chất điện phân phổ biến nhất là nước, từ nước ngọt đến nước biển. Khi một cặp điện kế hình thành, một trong các kim loại trong cặp đôi trở thành cực dương và ăn mòn nhanh hơn tất cả, trong khi cái kia trở thành cực âm và ăn mòn chậm hơn so với một mình. Thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox, do khả năng chống ăn mòn vượt trội so với hầu hết các kim loại khác, bao gồm thép và nhôm, trở thành cực âm, tăng tốc độ ăn mòn của kim loại anốt. Một ví dụ là sự ăn mòn của đinh tán bằng nhôm buộc chặt các tấm thép không gỉ tiếp xúc với nước.

Các diện tích bề mặt tương đối của cực dương và cực âm rất quan trọng. Trong ví dụ trên, bề mặt của đinh tán sẽ nhỏ so với bề mặt của tấm thép không gỉ dùng để sản xuất bu lông inox. Tuy nhiên, nếu các ốc vít bằng thép không gỉ được sử dụng để lắp ráp các tấm nhôm, sự ăn mòn điện sẽ chậm hơn nhiều vì mật độ dòng điện trên bề mặt nhôm sẽ có độ lớn nhỏ hơn.

Một sai lầm tương tự, nhưng thường xuyên, là lắp ráp các bộ phận bằng thép không gỉ bằng ốc vít bằng thép carbon; trong khi đó sử dụng bu lông inox để liên kết các tấm thép carbon thường được chấp nhận. Cung cấp cách điện giữa các kim loại khác nhau, nếu có thể, có hiệu quả trong việc ngăn chặn loại ăn mòn này.

Ăn mòn nhiệt độ cao (chia tỷ lệ)

Ở nhiệt độ cao, tất cả các kim loại phản ứng với khí nóng. Hỗn hợp khí ở nhiệt độ cao phổ biến nhất là không khí và oxy là thành phần phản ứng mạnh nhất của không khí. Thép carbon được giới hạn ở khoảng 900 ° F (480 ° C) trong không khí. Crom trong bu lông inox phản ứng với oxy tạo thành thang oxit crom, làm giảm khuếch tán oxy vào vật liệu. Crôm tối thiểu 10,5% trong bu lông inox cung cấp khả năng chống khoảng 1.300 ° F (700 ° C), trong khi crôm 16% cung cấp khả năng chống chịu tới khoảng 2.200 ° F (1.200 ° C). Bu lông inox 304, loại thép không gỉ phổ biến nhất với 18% crôm, có khả năng chịu được khoảng 1.600 ° F (870 ° C). Các loại khí khác như sulfur dioxide, hydro sulfide , carbon monoxide, clo và những loại khác cũng tấn công thép không gỉ. Khả năng chống lại các loại khí khác phụ thuộc vào loại khí, nhiệt độ và hàm lượng hợp kim của thép không gỉ.

Kháng oxy hóa tăng với hàm lượng crôm, cũng như silicon và nhôm. Bổ sung nhỏ cerium và yttri làm tăng độ bám dính của lớp oxit trên bề mặt. 

Thép không gỉ ferritic Fe-Cr-Al với nhôm lên đến 5% được sử dụng cho các hợp kim kháng điện, chẳng hạn như Kanthal , ở dạng dây hoặc ruy băng

Tính chất vật lý

Thuộc tính của một vài lớp phổ biến được liệt kê dưới đây.

Điện và từ tính

Giống như thép, bu lông inox dẫn điện tương đối kém, với độ dẫn điện thấp hơn đáng kể so với đồng.

Thuộc tính từ tính

Thép không gỉ Martensitic và ferritic có từ tính .

Thép Ferritic được tạo thành từ các tinh thể ferrite, một dạng sắt với hàm lượng carbon lên tới 0,025%. Nó chỉ hấp thụ một lượng nhỏ carbon do cấu trúc tinh thể hình khối của nó, bao gồm một sắt ở mỗi góc và một nguyên tử sắt trung tâm; nguyên tử trung tâm là những gì mang lại cho nó tính chất từ.

Các lớp có trường cưỡng bức Hc thấp đã được phát triển cho các điện cực được sử dụng trong các thiết bị gia dụng và cho các hệ thống phun trong động cơ đốt trong

Thép không gỉ austenitic được ủ thường không từ tính .

Một số ứng dụng yêu cầu vật liệu không từ tính, chẳng hạn như chụp cộng hưởng từ

Làm cứng có thể làm cho thép không gỉ austenitic hình thành hơi lạnh từ tính. Đôi khi nếu thép austenitic bị uốn cong hoặc cắt, nó tạo ra từ tính dọc theo cạnh của thép không gỉ vì cấu trúc tinh thể sắp xếp lại chính nó.

Galling

Galling , đôi khi được gọi là hàn lạnh, là một hình thức mài mòn nghiêm trọng, có thể xảy ra khi hai bề mặt kim loại chuyển động tương đối với nhau và chịu áp lực lớn. Bu lông inox Austenitic đặc biệt dễ bị khi xiết chặt, mặc dù nó cũng xảy ra trong các hợp kim khác tự tạo màng bề mặt oxit bảo vệ, chẳng hạn như nhôm và titan. Khi trượt lực tiếp xúc cao, oxit này có thể bị biến dạng, vỡ và loại bỏ khỏi các bộ phận của thành phần, làm lộ ra kim loại phản ứng trần. Khi hai bề mặt cùng chất liệu, các bề mặt tiếp xúc này có thể dễ dàng hợp nhất với nhau. Việc tách hai bề mặt có thể dẫn đến rách bề mặt và thậm chí làm hỏng hết ren của bu lông inox.

Galling có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng các vật liệu khác nhau (đồng chống lại bu lông inox) hoặc sử dụng các loại thép không gỉ khác nhau (martensitic chống austenitic). Ngoài ra, các mối nối ren có thể được bôi trơn để cung cấp một lớp màng giữa hai phần và ngăn chặn sự dồn nén. Ngoài ra, Nitronic 60, được chế tạo bằng cách hợp kim chọn lọc với mangan, silicon và nitơ, đã chứng minh xu hướng giảm nhiệt độ ở bề mặt tiếp xúc.

Hoàn thiện tiêu chuẩn

Hoàn thiện nhà máy tiêu chuẩn có thể được áp dụng cho thép không gỉ cán phẳng trực tiếp bằng con lăn và bằng mài mòn cơ học. Thép đầu tiên được cán theo kích thước và độ dày và sau đó được ủ để thay đổi các tính chất của vật liệu cuối cùng. Bất kỳ quá trình oxy hóa hình thành trên bề mặt ( quy mô nhà máy ) được loại bỏ bằng cách tẩy , và một lớp thụ động được tạo ra trên bề mặt. Một kết thúc cuối cùng sau đó có thể được áp dụng để đạt được vẻ ngoài thẩm mỹ mong muốn.

• Số 0: Cán nóng, ủ, tấm dày hơn
• Số 1: Cán nóng, ủ và thụ động
• Số 2D: Cán nguội, ủ, ngâm và thụ động
• Số 2B: Tương tự như trên với việc chuyển qua các con lăn được đánh bóng cao
• Số 2BA: Ủ sáng (BA hoặc 2R) giống như trên sau đó ủ sáng trong điều kiện khí quyển không có oxy
• Số 3: Hoàn thiện mài mòn thô được áp dụng cơ học
• Số 4: Kết thúc chải
• Số 5: Hoàn thiện Satin
• Số 6: Kết thúc mờ (chải nhưng mịn hơn # 4)
• Số 7: Kết thúc phản chiếu
• Số 8: Gương hoàn thiện
• Số 9: Kết thúc vụ nổ hạt
• Số 10: Hoàn thiện màu nhiệt – cung cấp một loạt các bề mặt màu điện và nhiệt

Tham gia thép không gỉ

Một loạt các quy trình tham gia có sẵn cho thép không gỉ: 

Quy trình hàn hồ quang điện

• Hàn hồ quang kim loại khí còn được gọi là khí trơ kim loại (hàn MIG}
• Hàn hồ quang vonfram khí còn được gọi là hàn khí trơ vonfram (hàn)
• Hàn hồ quang plasma
• Hàn hồ quang hàn
• Hàn hồ quang kim loại được bảo vệ (điện cực được bảo hiểm)
• Hàn hồ quang chìm

Hàn MIG và hàn là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng.

Các quy trình hàn khác

• Hàn
• Hàn điểm kháng
• Đường hàn kháng
• Flash hàn
• Hàn tia laser

Liên kết dính

Liên kết dính gần đây đã đạt được sự quan tâm với sự phát triển của keo có hiệu suất cao.

Hàn thép không gỉ

Hàn hồ quang điện của thép không gỉ ferritic loại 430 dẫn đến sự tăng trưởng của hạt trong khu vực chịu ảnh hưởng nhiệt (HAZ) dẫn đến độ giòn. Điều này đã được khắc phục phần lớn với các lớp ferritic ổn định (với các chất kết tủa niobi, titan và zirconium ngăn chặn sự phát triển của hạt).

Hàn thép không gỉ song công bằng hồ quang điện  là một cách phổ biến nhưng đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận các thông số quy trình để tránh sự kết tủa của các pha không đối xứng không mong muốn làm giảm độ bền của mối hàn.

Thép không gỉ Austenitic dễ hàn nhất bằng hồ quang điện, với đặc tính hàn tương tự như kim loại cơ bản (không gia công nguội)

Thép không gỉ Martensitic có thể được hàn bằng hồ quang điện, nhưng vì HAZ (vùng chịu ảnh hưởng nhiệt) và FZ (vùng nhiệt hạch) tạo thành martensite khi làm mát, phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa để tránh nứt vỡ mối hàn. Xử lý nhiệt sau hàn hầu như luôn luôn được yêu cầu. Gia nhiệt trước khi hàn là cần thiết trong một số trường hợp.

Quy trình sản xuất và số liệu

Quy trình sản xuất

Hầu hết sản xuất thép không gỉ của thế giới được sản xuất theo các quy trình sau.

• Lò hồ quang điện (EAF) trong đó phế liệu thép không gỉ, phế liệu sắt và hợp kim sắt khác (Fe Cr, Fe-Ni, Fe Mo, Fe Si) được nấu chảy. Kim loại nóng chảy sau đó được đổ vào một cái muôi và chuyển vào AOD
• Quá trình khử oxy oxy argon (AOD) cho phép loại bỏ carbon trong thép nóng chảy và các điều chỉnh thành phần khác để đạt được thành phần hóa học mong muốn của thép
• Đúc liên tục (CC) trong đó kim loại nóng chảy được hóa cứng thành các tấm (phần điển hình dày 20 cm và rộng 2 m) cho các sản phẩm phẳng hoặc nở hoa (các phần khác nhau nhưng trung bình 25 cm × 25 cm ).
• Cán nóng (HR): Các phiến và nở hoa được hâm nóng trong lò và sau đó cán nóng. Cán nóng làm giảm độ dày của tấm để tạo ra cuộn dây dày khoảng 3 mm. Mặt khác, Blooms được cán nóng thành các thanh (được cắt thành các đoạn dài ở lối ra của nhà máy cán) hoặc thanh dây được cuộn.
• Hoàn thiện lạnh (CF): Đây là một tổng quan rất đơn giản.

Cuộn cán nóng được ngâm trong dung dịch axit để loại bỏ lớp oxit trên bề mặt, sau đó được cán nguội (nhà máy cán Sendz Elli), ủ trong môi trường bảo vệ cho đến khi thu được độ dày và bề mặt mong muốn. Các hoạt động khác như rạch, tạo ống và các hoạt động khác có thể được thực hiện tại các cơ sở hạ lưu.

Thanh cán nóng được làm thẳng, sau đó gia công đến dung sai yêu cầu và hoàn thiện.

Các cuộn dây thanh sau đó được xử lý để tạo ra các thanh thành phẩm lạnh trên băng ghế vẽ, ốc vít trên máy bắt vít và dây trên máy vẽ đơn hoặc nhiều bản vẽ.

Số liệu sản xuất

Số liệu sản xuất thép không gỉ thế giới được ISSF công bố hàng năm.

Sản xuất thép không gỉ nói chung (sản phẩm phẳng và dài):

Sản xuất thép không gỉ ở Trung Quốc chiếm hơn 50% sản lượng của thế giới trong năm 2017. Sự phá vỡ sản xuất của các gia đình thép không gỉ trong năm 2017:

• Thép không gỉ Austenitic Cr-Ni (còn gọi là 300 * -series): 54%
• Thép không gỉ Austenitic Cr-Mn (còn gọi là 200 * -series): 21%
• Thép không gỉ Ferritic và martensitic (còn gọi là 400 * nhà máy): 23%

Sự cố này khá ổn định trong những năm qua.

• 300, 200 và 400 tham khảo hệ thống đánh số cấp độ ASTM / AISI cho thép không gỉ

Kiến trúc

Việc sử dụng thép không gỉ trong các tòa nhà có thể là cả thực tế và thẩm mỹ. Trong thịnh hành trong thời kỳ Nghệ thuật trang trí , việc sử dụng thép không gỉ nổi tiếng nhất trong thời kỳ này là phần trên của Tòa nhà Chrysler . Vì độ bền của nó, nhiều tòa nhà trong số này đã giữ được hình dáng ban đầu.

Thép không gỉ được sử dụng trong việc xây dựng các tòa nhà hiện đại, như mặt ngoài của Tháp đôi Petronas và Tòa nhà Jin Mao . Các Tòa nhà Quốc hội Úc ở Canberra có một cột cờ bằng thép không gỉ nặng hơn 220 tấn (240 tấn ngắn). Tòa nhà thép không gỉ lớn nhất ở Bắc Mỹ là tòa nhà sục khí trong Cơ sở sản xuất phân bón của thành phố Edmonton , có kích thước bằng 14 sân khúc côn cầu. La Geode ở Paris có một mái vòm bao gồm 6433 hình tam giác đều bằng thép không gỉ được đánh bóng tạo thành hình cầu phản chiếu bầu trời. Sự phát triển của các loại thép không gỉ cường độ cao như các loại “song công nạc”, đã dẫn đến việc sử dụng nó ngày càng tăng trong các ứng dụng kết cấu.

Thép không gỉ được sử dụng làm vật liệu lợp cho các sân bay, do độ phản xạ thấp, giúp cho các phi công không bị lóa mắt, và vì khả năng giữ cho bề mặt của mái nhà gần với nhiệt độ môi trường. Ví dụ về các sân bay như vậy bao gồm Sân bay Quốc tế Sacramento ở California và Sân bay Quốc tế Hamad ở Qatar .

Thép không gỉ được sử dụng cho người đi bộ và cầu đường bộ, ở dạng ống, tấm hoặc thanh cốt thép.Ví dụ bao gồm: Cầu Cala Galdana ở Menorca (Tây Ban Nha), cây cầu đường bằng thép không gỉ đầu tiên được xây dựng; các cầu Champlain , Montreal ; cây cầu Oudesluijs ở Amsterdam , cây cầu được làm bằng cách in 3D Xây dựng ; Cầu Padre Arrupe ở Bilbao , nối Bảo tàng Guggenheim với khuôn viên Đại học Deusto . Cầu đi bộ Sant Fruitos ở Tây Ban Nha; Cầu Stonecutter, Hồng Kông ; và Cầu Helix , một cây cầu dành cho người đi bộ ở Singapore.

Sử dụng trong nghệ thuật và trong di tích

• Lớp vỏ nhôm của các quả cầu và ống của Atomium ở Brussels đã được cải tạo với lớp vỏ bằng thép không gỉ vào năm 2006.
• Gian hàng Blossom ở Thượng Hải của Zhan Wang, được tạo ra vào năm 2015.
• Cổng Mây , một tác phẩm điêu khắc của Anish Kapoor ở Chicago .
• Jaime Latapí López’s Cristo de Chiapas , được tạo ra vào năm 2007 (Tuxla Guttierez, Mexico).
• Cổng vòm (trong hình) được ốp hoàn toàn bằng thép không gỉ: 886 tấn (804 tấn) tấm 0,25 in (6,4 mm), hoàn thiện số 3, loại thép không gỉ 304. [89] (St. Louis, Missouri)
• Tượng đài Juraj Jánošík (Terchova, Slovakia)
• La danse de la fontaine émergente (Paris, Pháp) của Chen Zhen. Tạo năm 2008
• Man of Steel (điêu khắc) đang được xây dựng (Rotherham, Anh)
• Tượng đài Sibelius được làm hoàn toàn bằng ống thép không gỉ (Helsinki, Phần Lan)
• Sun Voyager (Reykjavik, Iceland) của Jon Gunnar Arnason 9 m × 18 m × 7 m . Tạo năm 1990
• The Big Elk (Stor-Eldval, Na Uy) của Linda Bakke . Tạo năm 2015
• Kelpies (Falkirk, Scotland)
• Unisphere , được xây dựng như biểu tượng chủ đề của Hội chợ Thế giới New York năm 1964 , được xây dựng bằng thép không gỉ Loại 304L dưới dạng khung hình cầu với đường kính 120 feet (37 m) (Thành phố New York)
• Đài tưởng niệm Không quân Hoa Kỳ có lớp da cấu trúc bằng thép không gỉ austenitic (Arlington, Virginia)

Nước

Thép không gỉ có lịch sử ứng dụng lâu dài khi tiếp xúc với nước do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Các ứng dụng bao gồm một loạt các điều kiện từ hệ thống ống nước, uống được và xử lý nước thải đến khử muối và xử lý nước muối. Loại thép không gỉ 304 và 316 là vật liệu tiêu chuẩn xây dựng tiếp xúc với nước. Tuy nhiên, với hàm lượng clorua ngày càng tăng, thép không gỉ hợp kim cao hơn như Loại 2205 và thép không gỉ siêu austenitic và siêu song công được sử dụng.

Những cân nhắc quan trọng để đạt được hiệu suất ăn mòn tối ưu là:

• Chọn loại chính xác cho hàm lượng clorua của nước;
• Tránh các kẽ hở khi có thể bằng thiết kế tốt;
• Thực hiện theo các thực hành chế tạo tốt, đặc biệt loại bỏ màu hàn nhiệt;
• Thoát nước kịp thời sau khi hydrotesting.

Việc sử dụng đường ống bằng thép không gỉ đã giúp giảm tổn thất nước uống ở các thành phố Tokyo, Seoul và Đài Bắc.

Chuyển đổi bột giấy

Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp Bột giấy và Giấy vì hai lý do chính, để tránh ô nhiễm sắt của sản phẩm và khả năng chống ăn mòn của chúng đối với các hóa chất khác nhau được sử dụng trong quy trình sản xuất giấy.

Một loạt các thép không gỉ được sử dụng trong suốt quá trình sản xuất giấy. Ví dụ, thép không gỉ song đang được sử dụng trong máy phân hủy để chuyển dăm gỗ thành bột gỗ. 6% Mo superaustenencies được sử dụng trong nhà máy tẩy trắng và Type 316 được sử dụng rộng rãi trong máy giấy .

Xử lý hóa chất và hóa dầu

Thép không gỉ cũng như bu lông inox được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp này vì khả năng chống ăn mòn đối với cả môi trường nước, khí và nhiệt độ cao, tính chất cơ học của chúng ở mọi nhiệt độ từ đông lạnh đến rất cao, và đôi khi cho các tính chất vật lý đặc biệt khác.

Thực phẩm và đồ uống

Thép không gỉ Austenitic (300 series), đặc biệt, loại 304 và đôi khi 400 được sử dụng là vật liệu được lựa chọn cho ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống. Thép không gỉ không ảnh hưởng đến hương vị của sản phẩm, chúng dễ dàng được làm sạch và khử trùng để ngăn ngừa ô nhiễm vi khuẩn của thực phẩm, và chúng rất bền.

Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ nấu ăn, chế biến thực phẩm thương mại, nhà bếp thương mại, sản xuất bia, làm rượu vang và chế biến thịt.

Thực phẩm có tính axit có bổ sung muối cao, chẳng hạn như nước sốt cà chua và gia vị có độ mặn cao, chẳng hạn như nước tương có thể yêu cầu thép không gỉ hợp kim cao hơn như 6% Mo superaustenitic để ngăn ngừa ăn mòn rỗ bởi clorua.

Xe Ô tô

Dây phanh bằng thép không gỉ

Các Ludlum Corporation Allegheny làm việc với Ford trên nhiều mẫu concept với các cơ quan thép không gỉ từ những năm 1930 thông qua năm 1970 để chứng minh tiềm năng của vật liệu. Cadillac Eldorado Brougham 1957 và 1958 có mui bằng thép không gỉ. Vào năm 1981 và 1982, ô tô sản xuất DMC DeLorean đã sử dụng các tấm thân bằng thép không gỉ Loại 304 trên một tấm nhựa đơn được gia cố bằng kính . Xe buýt liên tỉnh được sản xuất bởi Motor Coach Industries được làm một phần bằng thép không gỉ.

Việc sử dụng thép không gỉ lớn nhất trong xe hơi là đường ống xả. Các yêu cầu bảo vệ môi trường trong việc giảm ô nhiễm và tiếng ồn cho toàn bộ đời xe đã dẫn đến việc sử dụng các loại ferritic điển hình là AISI409 / 409Cb ở Bắc Mỹ, EN 1.4511 và 1.4512 ở Châu Âu. Chúng được sử dụng cho collector, tubing, muffler, bộ chuyển đổi xúc tác, ống xả. Các loại chịu nhiệt thường là EN1,4913 hoặc 1,4923 được sử dụng trong các bộ phận của bộ tăng áp, các loại chịu nhiệt khác cho EGR ( tuần hoàn khí thải ) và cho các van nạp và xả. Ngoài ra, các hệ thống phun đường ray thông thường và đặc biệt là kim phun phụ thuộc vào thép không gỉ.

Thép không gỉ đã được chứng minh là sự lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng linh tinh, chẳng hạn như độ cứng cho lưỡi gạt nước kính chắn gió, bóng cho thiết bị vận hành dây an toàn trong trường hợp tai nạn, lò xo, ốc vít, v.v.

Bảng điều khiển phía sau của mô hình Porsche Cayman (hatchback coupe 2 cửa) được làm bằng thép không gỉ. Nó đã được phát hiện trong quá trình tạo mẫu cơ thể ban đầu rằng thép thông thường không thể được hình thành mà không bị nứt (do có nhiều đường cong và góc trong ô tô đó). Do đó, Porsche đã buộc phải sử dụng thép không gỉ trên Cayman.

Một số nhà sản xuất ô tô sử dụng thép không gỉ làm điểm nhấn trang trí trong xe của họ.

Xe lửa đi lại nhẹ (liên kết xe điện)

Thép không gỉ hiện được sử dụng làm một trong những vật liệu cho tramlinks, cùng với hợp kim nhôm và thép Carbon. Các lớp kép có xu hướng được ưa thích nhờ khả năng chống ăn mòn và cường độ cao hơn, cho phép giảm trọng lượng và tuổi thọ cao trong môi trường hàng hải.

Xe lửa chở khách

Xe lửa thường được sản xuất bằng cách sử dụng các tấm thép không gỉ (để tăng cường kết cấu). Điều này đặc biệt phổ biến trong những năm 1960 và 1970, nhưng đã bị từ chối. Một ví dụ đáng chú ý là Tiên phong Zephyr . Các nhà sản xuất đáng chú ý trước đây của cổ phiếu cán thép không gỉ bao gồm Công ty Budd (Hoa Kỳ), đã được cấp phép cho Tập đoàn Tokyu Car của Nhật Bản và công ty Sorefame của Bồ Đào Nha . Nhiều xe lửa ở Hoa Kỳ vẫn được sản xuất bằng thép không gỉ. Ấn Độ đang phát triển cơ sở hạ tầng đường sắt và đã bắt đầu đưa các toa thép không gỉ mới vào phục vụ. Nam Phi cũng đang vận hành xe khách bằng thép không gỉ.

Phi cơ

Budd cũng chế tạo hai máy bay, Budd BB-1 Pioneer và Budd RB-1 Conestoga , bằng ống và tấm thép không gỉ. Chiếc đầu tiên, có vỏ bọc bằng vải, được trưng bày tại Viện Franklin , là màn hình máy bay liên tục dài nhất từ trước đến nay, kể từ năm 1934. RB-2 gần như toàn bộ bằng thép không gỉ, tiết kiệm cho các bề mặt điều khiển. Một người sống sót tại Bảo tàng Không gian & Không gian Pima , liền kề với Căn cứ Không quân DavisTHER Monthan .

Mỹ Fleetwings Sea Bird máy bay đổ bộ năm 1936 cũng được xây dựng bằng cách sử dụng thân tàu bằng thép không gỉ tại chỗ hàn.

Do tính ổn định nhiệt của nó, Công ty Máy bay Bristol đã chế tạo máy bay nghiên cứu tốc độ cao bằng thép không gỉ Bristol 188, lần đầu tiên bay vào năm 1963. Tuy nhiên, những vấn đề thực tế gặp phải có nghĩa là Concorde sử dụng hợp kim nhôm. Tương tự như máy bay ném bom thử nghiệm mach 3 của Mỹ, XB70 Valkyrie , đã sử dụng rộng rãi thép không gỉ trong cấu trúc bên ngoài do nhiệt độ cực cao gặp phải ở những tốc độ cao đó.

Việc sử dụng thép không gỉ trong máy bay chính bị cản trở bởi trọng lượng quá lớn của nó so với các vật liệu khác, chẳng hạn như nhôm .

Tàu vũ trụ

Thép không gỉ cũng có một ứng dụng trong vũ trụ. Các tên lửa Atlas ban đầu đã sử dụng thép không gỉ (điều này hình thành nên thùng nhiên liệu của chúng). Lớp vỏ ngoài của các mô-đun và Cấu trúc giàn tích hợp của Trạm vũ trụ quốc tế sử dụng hợp kim thép không gỉ. Các thành phần của Hệ thống phóng không gian trong tương lai và lớp vỏ cấu trúc của SpaceX Starship sẽ là tên lửa thứ hai và thứ ba tương ứng sử dụng thép không gỉ.

Y học

Dụng cụ phẫu thuật và thiết bị y tế thường được làm bằng thép không gỉ, vì độ bền và khả năng khử trùng trong nồi hấp . Ngoài ra, cấy ghép phẫu thuật như gia cố xương và thay thế (ví dụ ổ cắm hông và tấm sọ) được chế tạo bằng hợp kim đặc biệt được chế tạo để chống ăn mòn, mài mòn cơ học, và phản ứng sinh học in vivo .

Thép không gỉ được sử dụng trong một loạt các ứng dụng trong nha khoa. Người ta thường sử dụng thép không gỉ trong nhiều dụng cụ cần được khử trùng, chẳng hạn như kim tiêm, tệp nội nha trong điều trị tủy , trụ kim loại trong răng chân răng được điều trị, mão và mão tạm thời cho răng rụng và dây cung và dấu ngoặc trong chỉnh nha. Các hợp kim thép không gỉ phẫu thuật (ví dụ, thép carbon thấp 316) cũng đã được sử dụng trong một số cấy ghép nha khoa sớm. 

Năng lượng

Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong tất cả các cách của các nhà máy điện, từ hạt nhân  đến năng lượng mặt trời. Hơn nữa, thép không gỉ phù hợp lý tưởng như là hỗ trợ cơ học cho các đơn vị phát điện khi cần phải thẩm thấu khí hoặc chất lỏng, chẳng hạn như bộ lọc trong nước làm mát hoặc làm sạch khí nóng hoặc làm hỗ trợ cấu trúc trong sản xuất điện phân. 

Thép không gỉ được sử dụng trong các chất điện phân (PEM – màng trao đổi proton và SOEL – chất điện phân oxit rắn là phổ biến nhất) để chuyển đổi năng lượng điện thành khí hydro bằng phương pháp điện phân nước. Ngược lại, thép không gỉ được sử dụng trong các pin nhiên liệu làm ngược lại, phản ứng hydro với oxy để tạo ra nước và năng lượng điện.

Ẩm thực

Thép không gỉ thường được ưa chuộng cho bồn rửa nhà bếp vì độ chắc chắn, độ bền, khả năng chịu nhiệt và dễ lau chùi. Trong các mô hình tốt hơn, tiếng ồn âm thanh được kiểm soát bằng cách áp dụng lớp phủ đàn hồi để làm giảm độ rung. Vật liệu này cũng được sử dụng để ốp các bề mặt như thiết bị và bộ tách nền .

Dụng cụ nấu nướng và dụng cụ nướng có thể được bọc bằng thép không gỉ, để tăng cường khả năng làm sạch và độ bền của chúng, và cho phép sử dụng chúng trong nấu ăn cảm ứng (điều này đòi hỏi một loại thép không gỉ từ tính , chẳng hạn như 432). Bởi vì thép không gỉ là chất dẫn nhiệt kém, nó thường được sử dụng làm bề mặt mỏng phủ trên lõi bằng đồng hoặc nhôm, dẫn nhiệt dễ dàng hơn.

Dao kéo thường là thép không gỉ,  cho ăn mòn thấp, dễ làm sạch, độc tính không đáng kể, cũng như không tạo hương vị cho thực phẩm bằng hoạt động điện phân .

Trang sức

Thép không gỉ được sử dụng cho đồ trang sức và đồng hồ, với 316L là loại thường được sử dụng cho các ứng dụng như vậy. Oxi hóa thép không gỉ trong thời gian ngắn cho nó màu sắc rạng rỡ cũng có thể được sử dụng cho các hiệu ứng màu sắc. [120] Valadi, một loại thép không gỉ và hợp kim niken 12% được sử dụng để chế tạo nhẫn đẳng cấp và quân sự. Valadi thường có màu bạc, nhưng có thể được mạ điện để tạo cho nó một tông vàng. Sự đa dạng về tông vàng được gọi là Sun-lite Valadi. Các loại hợp kim “Valadi” khác được đặt tên thương mại khác nhau, với các tên như ” Siladi ” và “White Lazon”.

Súng

Một số loại súng kết hợp các thành phần thép không gỉ như là một thay thế cho thép blued hoặc parkerized . Một số mẫu súng ngắn , như Smith & Wesson Model 60 và súng lục Colt M1911 , có thể được chế tạo hoàn toàn từ thép không gỉ. Điều này mang lại vẻ sáng bóng cao tương tự như mạ niken. Không giống như mạ, lớp hoàn thiện không bị bong tróc, bong tróc, mòn do cọ xát (như khi tháo ra nhiều lần từ bao da) hoặc rỉ sét khi bị trầy xước.

In 3D

Một số nhà cung cấp in 3D đã phát triển các hỗn hợp thiêu kết thép không gỉ độc quyền để sử dụng trong tạo mẫu nhanh. Một trong những loại thép không gỉ phổ biến hơn được sử dụng trong in 3D là thép không gỉ 316L. Do độ dốc nhiệt độ cao và tốc độ hóa rắn nhanh, các sản phẩm thép không gỉ được sản xuất thông qua in 3D có xu hướng có cấu trúc vi tinh tế hơn; điều này, đến lượt nó, dẫn đến tính chất cơ học tốt hơn. Tuy nhiên, thép không gỉ không được sử dụng nhiều như các vật liệu như Ti 6 Al 4 V trong ngành in 3D; điều này là do sản xuất các sản phẩm thép không gỉ thông qua các phương pháp truyền thống hiện đang cạnh tranh kinh tế hơn nhiều.

Chi phí vòng đời

Tính toán chi phí vòng đời (LCC) ngày càng được sử dụng để chọn thiết kế và vật liệu sẽ dẫn đến chi phí thấp nhất trong toàn bộ vòng đời của dự án (tòa nhà, cây cầu, v.v.). 

Công thức, ở dạng đơn giản, như sau:

Trong đó LCC là chi phí vòng đời tổng thể, AC là chi phí mua lại, IC chi phí lắp đặt, OC chi phí vận hành và bảo trì, LP là chi phí sản xuất bị mất do thời gian chết và RC chi phí vật liệu thay thế.

Ngoài ra, N là vòng đời dự kiến của dự án, tôi là lãi suất và n năm mà một oc hoặc lp hoặc RC cụ thể đang diễn ra. Mặc dù phức tạp của nó, công thức chỉ đơn giản là nắm bắt thực tế rằng các chi phí trong suốt thời gian của dự án phải được tích lũy sau khi chúng được điều chỉnh cho lãi suất.

Nói cách khác, tổng chi phí của các thiết kế và vật liệu thay thế khác nhau được sử dụng để sản xuất một sản phẩm, để xây dựng một cây cầu, v.v … có thể được so sánh. Lãi suất được đưa ra như một cách mang lại chi phí được thực hiện trong các năm khác nhau cho giá trị hiện tại của chúng (một phương pháp được sử dụng rộng rãi bởi các ngân hàng và công ty bảo hiểm) để có thể thêm và so sánh một cách công bằng

Ứng dụng của LCC trong lựa chọn vật liệu

Thép không gỉ được sử dụng trong các dự án thường dẫn đến giá trị LCC thấp hơn so với các vật liệu khác, bởi vì chi phí mua lại (AC) cao hơn của các thành phần thép không gỉ thường được bù đắp bằng các cải thiện về chi phí vận hành và bảo trì, thông qua giảm chi phí sản xuất (LP) và giảm chi phí sản xuất (LP) và bởi giá trị bán lại được cải thiện của các thành phần thép không gỉ.

Các tính toán LCC thường được giới hạn trong chính dự án. Tuy nhiên, có thể có các chi phí khác mà cộng đồng cũng muốn xem xét:

• Các tiện ích, như nhà máy điện, cấp nước và xử lý nước thải, bệnh viện, không thể ngừng hoạt động. Bất kỳ bảo trì sẽ yêu cầu thêm chi phí liên quan đến dịch vụ tiếp tục; và
• Chi phí xã hội gián tiếp (có thể xảy ra với sự sụp đổ chính trị) trong một số tình huống như đóng cửa hoặc giảm lưu lượng trên cầu, tạo ra hàng đợi, sự chậm trễ, mất thời gian làm việc cho người dân và tăng ô nhiễm bởi các phương tiện không hoạt động.

Tái chế và tái sử dụng bền vững

Lượng khí thải carbon trung bình của thép không gỉ (tất cả các loại, tất cả các quốc gia) đã được ước tính là 2,90 kg CO 2 mỗi kg thép không gỉ trong đó 1,92 là khí thải từ nguyên liệu thô (Cr, Ni, Mo); 0,54 từ điện và hơi nước, và 0,44 là khí thải trực tiếp (nghĩa là của nhà máy thép không gỉ). Vì đây là mức trung bình, các quốc gia có lượng phát thải CO 2 thấp trong sản xuất điện (như Pháp có năng lượng hạt nhân) sẽ có số liệu thấp hơn. Phe không có Ni sẽ có lượng CO 2 thấp hơn so với austenitic với 8% Ni trở lên.

Dấu chân carbon không phải là yếu tố duy nhất để quyết định lựa chọn vật liệu:

• Trong bất kỳ tuổi thọ sản phẩm, bảo trì, sửa chữa (khi có thể) hoặc kết thúc sớm của cuộc sống (lỗi thời theo kế hoạch) có thể làm tăng cách sử dụng dấu chân tổng thể vượt xa sự khác biệt giữa các vật liệu. Ngoài ra, việc mất dịch vụ (thường là cho các cây cầu) có thể gây ra chi phí ẩn lớn (hàng đợi, lãng phí nhiên liệu, mất thời gian của con người;)
• Có bao nhiêu vật liệu được sử dụng để cung cấp một dịch vụ nhất định thay đổi theo hiệu suất, đặc biệt là mức độ mạnh, cho phép các cấu trúc và thành phần nhẹ hơn.

Thép không gỉ có thể tái chế 100% . Một vật thể bằng thép không gỉ trung bình bao gồm khoảng 60% vật liệu tái chế, trong đó khoảng 40% có nguồn gốc từ các sản phẩm cuối đời và khoảng 60% đến từ các quy trình sản xuất. Điều ngăn cản hàm lượng tái chế cao hơn là sự sẵn có của thép không gỉ, mặc dù tỷ lệ tái chế rất cao. Theo International Resource Bảng điều chỉnh là kim loại cổ phiếu trong báo cáo Hội, trữ lượng thép không gỉ trên đầu người được sử dụng trong xã hội là 80 chiếc180 kg ở các nước phát triển hơn và 15 kg ở các nước kém phát triển. Có một thị trường thứ cấp tái chế phế liệu có thể sử dụng cho nhiều thị trường thép không gỉ. Sản phẩm chủ yếu là cuộn, tấm và khoảng trống. Vật liệu này được mua với giá thấp hơn so với giá gốc và được bán cho các nhà đóng dấu chất lượng thương mại và nhà kim loại tấm. Các vật liệu có thể có vết trầy xước, hố và vết lõm nhưng được thực hiện theo các thông số kỹ thuật hiện tại.

Chu kỳ thép không gỉ

Chu trình thép không gỉ bắt đầu với phế liệu thép Carbon, kim loại chính và xỉ.

Bước tiếp theo là sản xuất bởi các nhà máy thép cán nóng và thép thành phẩm lạnh, với một số phế liệu được tái sử dụng trực tiếp trong cửa hàng nấu chảy.

Sản xuất linh kiện là bước thứ ba, với một số phế liệu đi vào vòng tái chế. Lắp ráp hàng hóa cuối cùng và việc sử dụng chúng không tạo ra bất kỳ tổn thất vật chất nào.

Bước thứ tư là thu gom thép không gỉ để tái chế khi hết tuổi thọ của hàng hóa (như đồ dùng nhà bếp, bột giấy và cây giấy hoặc phụ tùng ô tô). Đây là nơi khó khăn nhất để đưa thép không gỉ vào tái chế, như có thể thấy trong Bảng dưới đây

Thép không gỉ Nanoscale

Các hạt nano thép không gỉ đã được sản xuất trong phòng thí nghiệm. Đây có thể có các ứng dụng làm chất phụ gia cho các ứng dụng hiệu suất cao. Ví dụ, xử lý lưu huỳnh, phosphor hóa và nitrid hóa để tạo ra các chất xúc tác dựa trên thép không gỉ có kích thước nano có thể tăng cường hiệu suất điện hóa của thép không gỉ để tách nước.

Ảnh hưởng sức khỏe

Hàn

Có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng một số nguy cơ ung thư (đặc biệt là ung thư phổi) có thể xảy ra do hít phải khói hàn trong khi hàn thép không gỉ. Hàn thép không gỉ bị nghi ngờ tạo ra khói gây ung thư từ oxit cadmium, niken và crom.  Theo Hội đồng Ung thư Úc , “Năm 2017, tất cả các loại khói hàn đều được phân loại là chất gây ung thư nhóm 1.

Nấu ăn

Thép không gỉ thường được coi là trơ về mặt sinh học. Tuy nhiên, trong quá trình nấu, một lượng nhỏ niken và crom có thể bị rò rỉ ra khỏi dụng cụ nấu bằng thép không gỉ. Niken có thể góp phần vào nguy cơ ung thư – đặc biệt là ung thư phổi và ung thư mũi . Tuy nhiên, mối liên hệ giữa dụng cụ nấu ăn và ung thư như vậy chưa được thiết lập vững chắc