Cách phân biệt thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316

Nhìn chung, các loại thép không gỉ phổ biến nhất là thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316, nhưng sự khác biệt giữa hai loại này là gì?

Điều đầu tiên cần bàn đến là vấn đề về tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Trong cuộc sống, chúng ta thường gặp những người mua đồ dùng bằng thép không gỉ và hỏi liệu thép 304 có đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm hay không. Theo thành phần vật liệu, thép không gỉ 304 thực sự đã đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Trên thị trường hiện có ba loại thép không gỉ đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm phổ biến, đó là thép không gỉ 304, 316 và 430. Thép 304 thường được sử dụng cho các thiết bị gia dụng nhỏ hoặc cốc nước, thép 316 được sử dụng cho thiết bị y tế, và thép 430 được sử dụng làm dao. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cái gọi là "an toàn thực phẩm" không chỉ đề cập đến vật liệu đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm mà còn bao gồm cả các tiêu chuẩn trong quy trình sản xuất.

Vấn đề thứ hai cần bàn đến là khả năng chống ăn mòn. Đối với các loại thép không gỉ khác nhau, chắc chắn sẽ có sự khác biệt về khả năng chống ăn mòn, nếu không, thép 304 chỉ có thể được sử dụng trong các thiết bị gia dụng hàng ngày, trong khi thép 314 có thể được sử dụng trong thiết bị y tế. Vậy loại thép không gỉ nào, 306 hay 314, có khả năng chống ăn mòn tốt hơn? Nhìn chung, không có sự khác biệt lớn giữa chúng. Tuy nhiên, nếu hàm lượng ion clorua trong môi trường rất cao, thép không gỉ 316 sẽ tốt hơn một chút so với thép không gỉ 304 và phù hợp hơn. Đó là lý do tại sao thép không gỉ 316 được lựa chọn cho các thiết bị y tế.

Vậy làm sao chúng ta có thể phân biệt các loại thép không gỉ?
Đầu tiên, chúng ta có thể phân biệt chúng bằng màu sắc. Bề mặt thép không gỉ được rửa bằng axit có màu trắng bạc và rất mịn, trong khi thép không gỉ chưa được rửa bằng axit có màu sẫm hơn một chút. Màu sắc hiển thị của thép không gỉ từ các vật liệu khác nhau cũng khác nhau.

Thứ hai, chúng ta có thể dùng nam châm để nhận biết thép không gỉ. Vì thép không gỉ chứa crom, nên nó có thể bị nam châm hút ở bất kỳ trạng thái nào; nhưng thép không gỉ có hàm lượng mangan cao thì không có từ tính; trường hợp của thép không gỉ crom-niken-nitơ thì phức tạp hơn một chút. Một số có thể bị nam châm hút, nhưng một số thì không, vì vậy các loại thép không gỉ khác nhau vẫn rất dễ phân biệt.
Trên đây là phần giới thiệu ngắn gọn về thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316. Từ đó, chúng ta có thể biết rằng các thành phần cấu tạo nên các loại thép không gỉ khác nhau là khác nhau, không hoàn toàn giống nhau, và các ứng dụng của từng loại thép không gỉ cũng khác nhau, chức năng của chúng cũng rất khác nhau.

Do đó, việc lựa chọn loại thép không gỉ phù hợp là điều chúng ta cần chú ý trong cuộc sống hàng ngày. Không chỉ đơn thuần là chọn lựa một cách tùy tiện. Chúng ta cần xác định xem nó có đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm hay không và liệu nó có thể được sử dụng một cách hợp lý trong cuộc sống hay không. Bạn nghĩ gì về các loại thép không gỉ khác nhau?

1. Thép không gỉ là loại thép gì?
Thép không gỉ là một loại thép. Thép là loại thép có hàm lượng cacbon (C) dưới 2% và hàm lượng sắt trên 2%. Trong quá trình luyện kim, các nguyên tố hợp kim như crom (Cr), niken (Ni), mangan (Mn), silic (Si), titan (Ti) và molypden (Mo) được thêm vào để cải thiện hiệu suất của thép và làm cho nó chống ăn mòn (tức là chống gỉ), đó là điều chúng ta thường gọi là thép không gỉ. Vậy chính xác thì “thép” và “sắt” là gì, đặc điểm của chúng ra sao, mối quan hệ giữa chúng như thế nào, các loại thép 304, 304L, 316 và 316L mà chúng ta thường nhắc đến xuất phát từ đâu, và sự khác biệt giữa chúng là gì?
Thép: Vật liệu có sắt là nguyên tố chính, hàm lượng cacbon thường dưới 2%, và các nguyên tố khác. ——GB/T 13304-91 “Phân loại thép” Sắt: Một nguyên tố kim loại, số hiệu nguyên tử 26. Vật liệu sắt có từ tính mạnh, độ dẻo tốt và dẫn nhiệt tốt. Thép không gỉ: Một loại thép có khả năng chống lại các môi trường ăn mòn yếu như không khí, hơi nước và nước hoặc có đặc tính không gỉ. Các loại thép thường dùng là 304, 304L, 316 và 316L, là các loại thép không gỉ austenit thuộc dòng 300.
2. Tại sao thép không gỉ lại có nhiều mác thép khác nhau?
Trong quá trình nấu chảy thép không gỉ, người ta thêm vào nhiều loại nguyên tố hợp kim khác nhau, và lượng thêm vào cũng khác nhau. Đặc tính của chúng cũng khác nhau. Để phân biệt, chúng được đặt tên theo các mác thép khác nhau. Bảng dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo về hàm lượng “nguyên tố hợp kim” của các mác thép không gỉ trang trí thông dụng khác nhau:
Thành phần hóa học (phần trăm khối lượng%)

- Thép không gỉ 304 -
Giới thiệu về đặc tính của thép không gỉ 304: Thép không gỉ 304 là loại thép phổ biến nhất. Là loại thép được sử dụng rộng rãi, nó có khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt, độ bền ở nhiệt độ thấp và các tính chất cơ học tốt; nó có đặc tính gia công nóng tốt như dập và uốn, và không có hiện tượng cứng hóa khi xử lý nhiệt (không nhiễm từ, nhiệt độ sử dụng dễ dàng -196℃～800℃).
Phạm vi ứng dụng của thép không gỉ 304:
Đồ dùng gia đình (đồ dùng ăn uống loại 1 và 2, tủ, đường ống trong nhà, bình nước nóng, nồi hơi, bồn tắm)
Phụ tùng ô tô (gạt mưa, ống pô, sản phẩm đúc khuôn)
Thiết bị y tế, vật liệu xây dựng, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, phụ tùng tàu thuyền

- Thép không gỉ 304L – (L viết tắt của hàm lượng carbon thấp)
Giới thiệu về đặc tính của thép không gỉ 304L: Là loại thép 304 cacbon thấp, khả năng chống ăn mòn của nó tương tự như thép 304 trong điều kiện bình thường, nhưng sau khi hàn hoặc xử lý giảm ứng suất, khả năng chống ăn mòn giữa các hạt của nó rất tốt; nó cũng có thể duy trì khả năng chống ăn mòn tốt mà không cần xử lý nhiệt, và nhiệt độ hoạt động là -196℃～800℃.
Phạm vi ứng dụng của thép không gỉ 304L: Được sử dụng trong các máy móc ngoài trời trong ngành hóa chất, than đá và dầu khí với yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn giữa các hạt, các bộ phận chịu nhiệt của vật liệu xây dựng và các bộ phận khó xử lý nhiệt.

- Thép không gỉ 316 -
Giới thiệu về đặc tính của thép không gỉ 316: Thép không gỉ 316 có khả năng chống ăn mòn, chống ăn mòn khí quyển và độ bền ở nhiệt độ cao tuyệt vời nhờ bổ sung molypden, có thể sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt; khả năng tự làm cứng tuyệt vời (không nhiễm từ).

Phạm vi ứng dụng của thép không gỉ 316: thiết bị sử dụng trong nước biển, hóa chất, thuốc nhuộm, sản xuất giấy, axit oxalic, phân bón và các thiết bị sản xuất khác; nhiếp ảnh, công nghiệp thực phẩm, công trình ven biển, dây thừng, thanh CD, bu lông và đai ốc.

- Thép không gỉ 316L – (L viết tắt của hàm lượng carbon thấp)
Giới thiệu về đặc tính của thép không gỉ 316L: Là một loại thép cacbon thấp thuộc dòng 316, ngoài việc sở hữu các đặc tính tương tự như thép 316 thông thường, nó còn có khả năng chống ăn mòn giữa các hạt tuyệt vời.

Phạm vi ứng dụng của thép không gỉ 316L: các sản phẩm có yêu cầu đặc biệt về khả năng chống ăn mòn giữa các hạt.

So sánh hiệu năng của thép không gỉ:
① Thép không gỉ 316 và 316L là thép không gỉ chứa molypden. Hàm lượng molypden trong thép không gỉ 316L cao hơn một chút so với thép không gỉ 316. Do có molypden trong thép, hiệu suất tổng thể của loại thép này tốt hơn so với thép không gỉ 310 và 304. Trong điều kiện nhiệt độ cao, khi nồng độ axit sulfuric thấp hơn 15% và cao hơn 85%, thép không gỉ 316 có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Thép không gỉ 316 cũng có khả năng chống ăn mòn clorua tốt, vì vậy nó thường được sử dụng trong môi trường biển. Hàm lượng cacbon tối đa của thép không gỉ 316L là 0,03, có thể được sử dụng trong các ứng dụng không thể thực hiện ủ sau khi hàn và yêu cầu khả năng chống ăn mòn tối đa.
② Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ: Thép không gỉ 316 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép không gỉ 304, và có khả năng chống ăn mòn tốt trong quá trình sản xuất bột giấy và giấy. Hơn nữa, thép không gỉ 316 cũng có khả năng chống ăn mòn trong môi trường biển và môi trường công nghiệp ăn mòn. Nói chung, không có nhiều khác biệt giữa thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316 về khả năng chống ăn mòn hóa học, nhưng có sự khác biệt trong một số môi trường cụ thể. Loại thép không gỉ ban đầu được phát triển là 304, dễ bị ăn mòn rỗ trong một số điều kiện nhất định. Việc thêm 2-3% molypden có thể làm giảm độ nhạy này, và do đó thép 316 ra đời. Ngoài ra, molypden bổ sung này cũng có thể làm giảm sự ăn mòn do một số axit hữu cơ nóng gây ra. Thép không gỉ 316 gần như đã trở thành vật liệu tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống. Do sự khan hiếm molypden trên toàn thế giới và hàm lượng niken cao hơn trong thép không gỉ 316, nên thép không gỉ 316 đắt hơn thép không gỉ 304. Ăn mòn rỗ là hiện tượng chủ yếu do ăn mòn lắng đọng trên bề mặt thép không gỉ, nguyên nhân là do thiếu oxy và không có khả năng hình thành lớp oxit crom bảo vệ. Đặc biệt ở các van nhỏ, khả năng lắng đọng trên tấm van rất nhỏ, do đó ăn mòn rỗ hiếm khi xảy ra. Trong các loại môi trường nước khác nhau (nước cất, nước uống, nước sông, nước nồi hơi, nước biển, v.v.), khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316 gần như tương đương nhau, trừ khi hàm lượng ion clorua trong môi trường rất cao, khi đó thép không gỉ 316 sẽ phù hợp hơn. Trong hầu hết các trường hợp, không có nhiều sự khác biệt về khả năng chống ăn mòn giữa thép không gỉ 304 và thép không gỉ 316, nhưng trong một số trường hợp, sự khác biệt có thể rất lớn, cần phải phân tích cụ thể. Nói chung, người sử dụng van nên có hiểu biết tốt về vấn đề này, vì họ sẽ lựa chọn vật liệu của bình chứa và đường ống dựa trên môi trường. Không nên đưa ra khuyến nghị về vật liệu cho người sử dụng.
③ Khả năng chịu nhiệt của thép không gỉ: Thép không gỉ 316 có khả năng chống oxy hóa tốt khi sử dụng gián đoạn dưới 1600 độ và sử dụng liên tục dưới 1700 độ. Tốt nhất là không nên sử dụng thép không gỉ 316 liên tục trong khoảng nhiệt độ 800-1575 độ, nhưng khi sử dụng liên tục ngoài phạm vi nhiệt độ này, thép không gỉ 316 vẫn có khả năng chịu nhiệt tốt. Thép không gỉ 316L có khả năng chống kết tủa cacbua tốt hơn thép không gỉ 316 và có thể được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ nêu trên.
④ Xử lý nhiệt thép không gỉ: Quá trình ủ được thực hiện trong khoảng nhiệt độ 1850-2050 độ, tiếp theo là ủ nhanh và làm nguội nhanh. Thép không gỉ 316 không thể được làm cứng bằng cách quá nhiệt.
⑤ Hàn thép không gỉ: Thép không gỉ 316 có hiệu suất hàn tốt. Nó có thể được hàn bằng tất cả các phương pháp hàn tiêu chuẩn. Khi hàn, có thể sử dụng que hàn hoặc que phụ bằng thép không gỉ 316Cb, 316L hoặc 309Cb tùy theo mục đích. Để đạt được khả năng chống ăn mòn tốt nhất, phần hàn của thép không gỉ 316 cần được ủ sau khi hàn. Nếu sử dụng thép không gỉ 316L, không cần ủ sau khi hàn.
Trong tất cả các loại thép, thép không gỉ austenit có điểm chảy thấp nhất. Do đó, xét về tính chất cơ học, thép không gỉ austenit không phải là vật liệu tốt nhất cho thân van, vì để đảm bảo độ bền nhất định, đường kính của thân van sẽ tăng lên. Điểm chảy không thể tăng lên bằng xử lý nhiệt, nhưng có thể tăng lên bằng phương pháp tạo hình nguội.
⑥ Tính chất từ ​​tính của thép không gỉ: Do thép không gỉ austenit được ứng dụng rộng rãi, nhiều người lầm tưởng rằng tất cả thép không gỉ đều không có từ tính. Về cơ bản, thép không gỉ austenit có thể được hiểu là không có từ tính, và điều này đúng với thép rèn tôi. Nhưng thép 304 được xử lý bằng phương pháp tạo hình nguội sẽ có từ tính ở mức độ nhất định. Đối với thép đúc, nếu đó là thép không gỉ austenit 100%, thì nó không có từ tính.
⑦ Thép không gỉ loại cacbon thấp: Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ austenit đến từ lớp oxit crom bảo vệ hình thành trên bề mặt kim loại. Nếu vật liệu được nung nóng đến nhiệt độ cao từ 450℃ đến 900℃, cấu trúc của vật liệu sẽ thay đổi và cacbua crom sẽ hình thành dọc theo rìa tinh thể. Bằng cách này, lớp oxit crom bảo vệ không thể hình thành trên rìa tinh thể, dẫn đến khả năng chống ăn mòn bị giảm. Sự ăn mòn này được gọi là “ăn mòn giữa các hạt”.

Do đó, thép không gỉ 304L và 316L được phát triển để chống lại hiện tượng ăn mòn này. Thép không gỉ 304L và 316L có hàm lượng carbon thấp hơn. Vì hàm lượng carbon giảm nên cacbua crom sẽ không được tạo ra, và hiện tượng ăn mòn giữa các hạt sẽ không xảy ra. Cần lưu ý rằng độ nhạy cao hơn đối với ăn mòn giữa các hạt không có nghĩa là các vật liệu không có hàm lượng carbon thấp dễ bị ăn mòn hơn. Độ nhạy này cũng cao hơn trong môi trường có hàm lượng clo cao. Xin lưu ý rằng hiện tượng này là do nhiệt độ cao (450℃-900℃). Thông thường, hàn là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến nhiệt độ này. Đối với van bướm thông thường có gioăng mềm, vì chúng ta không thực hiện các thao tác hàn trên tấm van, nên việc sử dụng thép không gỉ có hàm lượng carbon thấp không có nhiều ý nghĩa, nhưng hầu hết các thông số kỹ thuật sẽ yêu cầu thép không gỉ 304L hoặc 316L.