Công dụng của các nguyên tố hóa học trong Inox 304 là gì?

Inox 304 có độ bền cao, khả năng chống gỉ sét cực tốt. Sản phẩm từ Inox có thể giữ được chất lượng, độ bóng đến 10 – 15 năm sau vẫn còn mới. Bí mật của Inox nằm ở các nguyên tố nào?

Các sản phẩm được làm từ Inox 304 mà bạn đang sử dụng chính là tinh hoa của ngành luyện kim. Với chất lượng của Inox 304 như bền bỉ, độ bóng cao, không gỉ sét, Inox dần đang chiếm lĩnh nhiều ứng dụng trong đời sống gia đình cũng như nhiều ngành nghề khác nhau. Để có được chất lượng như thế thì Inox phải được tôi luyện rất kỳ công từ nhiều thành phần nguyên tố hóa học khác nhau. Bí mật từ công dụng của các nguyên tố hóa học ấy trong việc luyện thép Inox 304 là gì?

1. Tính chất của các nguyên tố hóa học ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu Inox như thế nào?

1.1 Tính chất bù trừ của các nguyên tố hóa học

Thành phần hóa học có ảnh hưởng lớn trên một cấu trúc tinh thể của thép Inox, tính chất cơ học, tính chất hoá học và khả năng chống ăn mòn. Các nguyên tố hóa học sẽ ảnh hưởng đến tính chất của thép theo những cách khác nhau, đôi khi sẽ làm tính chất của thép biến đổi theo chiều hướng tích cực và cũng có những lúc sẽ làm cho tính chất của thép biến đổi theo chiều hướng tiêu cực.

Vì vậy, khi chọn thành phần hóa học cho vật liệu, đôi khi người ta phải hy sinh một vài tính chất, để tối ưu hóa những tính chất còn lại của thép. Những nguyên tố hóa học dưới đây sẽ miêu tả một cách cụ thể ảnh hưởng của từng nguyên tố hóa học lên inox – thép không gỉ họ Austenitic.

1.2 Nhu cầu sử dụng trong thực tế sẽ quyết định tỷ lệ các nguyên tố cần thiết có trong Inox

Tùy theo nhu cầu sử dụng của Inox mà yêu cầu về tính chất độ bền, độ đàn hồi, khối lượng, khả năng chống gỉ,… sẽ khác nhau. Ví dụ như thép Inox trong xây dựng thì cần nhấn mạnh khả năng chống chịu lực, độ cứng, khả năng chống chịu ăn mòn tự nhiên.

Ứng dụng Inox 304 trong nội thất

Trong khi đó, thép Inox dùng trong Y tế, mỹ nghệ thì cần độ bóng cao, khả năng dát mỏng tốt, khả năng chống gỉ nhiều hơn là độ cứng. Do đó, tỷ lệ các nguyên tố hóa học của hai loại thép này sẽ khác nhau. Chính vì vậy, người ta chia thép Inox ra nhiều loại , nhiều mã theo yêu cầu sử dụng. Ví dụ như Inox 201, Inox 301, Inox 301s, Inox 304,…

1.3 Các nguyên tố hóa học nào ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng Inox 304 ?

Yêu cầu về kỹ thuật của inox 304 là phải có độ chống gỉ cao, độ bóng tốt, sức bền vật liệu tốt, độ cứng tương đối tốt. Để đáp ứng được các yêu cầu này thì những nguyên tố sau đóng vai trò không thể thiếu:
.Carbon: giúp tăng độ đàn hồi, sức bền vật liệu cho thép. Trong Inox 304 thì Carbon chiếm khoảng 10%.
.Chrom: giúp bảo vệ Inox khỏi sự hoen gỉ, làm tăng khả năng chống ăn mòn hóa học.
.Niken: tạo độ bóng, tăng độ bền, độ chịu lực của Inox.

2. Sự ảnh hưởng của các nguyên tố hóa học trong quá trình luyện thép

Quá trình luyện thép Inox phải trải qua nhiều giai đoạn từ đun nóng, nung đến làm nguội,… Những giai đoạn này giúp các chất hòa quyện vào nhau hình thành hợp kim nhưng cũng làm cho hợp kim trở nên dễ giòn, bở, … dễ hư hỏng, đứt gãy sau khi hình thành.

2.1 Nguyên tố nào đảm bảo thép Inox không bị oxi hóa, lỗ rỗ trong quá trình nung?

Trong quá trình nung nóng ở nhiệt độ cao hơn 1000 độ C, thép Inox sẽ dễ bị lỗ rỗ bên trong do vẫn còn sót không khí trong thép. Điều này sẽ làm thành phẩm giảm độ bền, mất đi tính thẩm mỹ.

Inox thành phẩm đạt chất lượng sẽ không bị rỗ

Để ngăn ngừa hiện tượng này, nguyên tố Mangan được thêm vào để khử oxy trong quá trình nóng chảy. Mangan còn giúp ổn định pha Austenitic làm gia cố thêm sức bền và sức chống ăn mòn cho Inox 304 thành phẩm. Ngoài Mangan, người ta đôi khi còn dùng chất Nb và Ti trong khi chế tạo lò hơi.

2.2 Nguyên tố nào đảm bảo thép Inox không bị đứt gãy trong quá trình nung ?

Nhiệt độ khi nung nấu thép là rất cao. Thép trong quá trình này sẽ trở nên mềm, giòn và dễ gãy, dễ vỡ khi chúng ta cố thao tác tạo hình. Lưu huỳnh và Photpho là hai chất giúp hạn chế sự gãy trong quá trình này.

Tuy nhiên, Lưu huỳnh có cả 2 tác động tích cực và tiêu cực đến tính chất của thép không gỉ. Một trong những ứng dụng quan trọng của Lưu Huỳnh là tăng khả năng cắt gọt của Inox trên máy công cụ, trong khi đó lại làm giảm khả năng gia công của Inox ở nhiệt độ cao. Dòng Inox HPASS về bản chất là rất khó gia công ở nhiệt độ cao, vì vậy người ta phải giới hạn hàm lượng Lưu Huỳnh xuống dưới 0.001%.

3. Các nguyên tố hóa học trong Inox còn giúp bảo vệ Inox khỏi các tác động thời gian

3.1 Bảo vệ Inox khỏi sự ăn mòn tự nhiên, nứt gãy

Theo thời gian, Inox sẽ bị môi trường tác động khiến bề mặt bị hao mòn, nứt gãy. Khi tiếp xúc với nước là Inox đã tiếp xúc với nhiều chất hóa học, axit, chất phản ứng,… trong đó có cả xà phòng hay nước biển.

3.2 Bảo vệ Inox khỏi sự ăn mòn hóa học

Molypden là chất tốt nhất để tăng khả năng chống rỗ bề mặt cho thép Inox. Chất này còn bảo vệ Inox khỏi các phản ứng hóa học gây ăn mòn như của acid HCl và acid sunfuric H2SO4.

Nguyên tố Molypden bảo vệ Inox 304 khỏi ăn mòn tự nhiên

Bên cạnh đó, Ni tơ cũng giúp bảo vệ Inox khỏi tác động của Clorua ăn mòn và chống nứt, rỗ bề mặt hiệu quả. Ở một số mác Inox có hàm lượng Carbon thấp (0.01%) do độ bền thấp vì thiếu Cacbon, thì người ta phải thêm Nitơ vào để tăng độ bền.

Kết

Bạn đã biết lý do vì sao Inox 304 lại rất phổ biến rồi chưa nào? Với những nguyên tố hóa học này, Inox 304 sẽ được gia tăng sức bền vật lý và được bảo vệ khỏi tác động của oxy hóa, hao mòn tự nhiên, ăn mòn của axit một cách hiệu quả. Vật liệu từ Inox 304 có thể giá sẽ khá đắt nhưng bạn có thể dùng trong nhiều năm mà vẫn còn như mới.