Thép không gỉ 210: Tính chất và ứng dụng chính

Thép không gỉ 210 được phân loại là thép không gỉ austenit , được biết đến với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và tính chất cơ học tốt. Loại này chủ yếu được hợp kim với crom (Cr), niken (Ni) và molypden (Mo), giúp tăng đáng kể hiệu suất tổng thể của nó trong nhiều môi trường khác nhau. Thành phần điển hình của Thép không gỉ 210 bao gồm khoảng 18% crom và 8% niken, góp phần tạo nên cấu trúc austenit của nó, mang lại độ dẻo dai và độ dẻo tuyệt vời.

Tổng quan toàn diện

Đặc điểm quan trọng nhất của thép không gỉ 210 bao gồm khả năng chống oxy hóa và ăn mòn cao, đặc biệt là trong môi trường axit. Nó cũng thể hiện khả năng hàn và tạo hình tốt, làm cho nó phù hợp với nhiều quy trình sản xuất khác nhau. Khả năng duy trì độ bền ở nhiệt độ cao của thép càng làm tăng thêm tiện ích của nó trong các ứng dụng nhiệt độ cao.

Thuận lợi:
- Khả năng chống ăn mòn: Khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều loại môi trường ăn mòn, bao gồm cả dung dịch axit và kiềm.
- Tính chất cơ học: Độ bền kéo và độ dẻo tốt, cho phép tạo hình và định hình hiệu quả.
- Khả năng hàn: Thích hợp cho nhiều quy trình hàn khác nhau mà không làm giảm đáng kể các tính chất cơ học.

Hạn chế:
- Chi phí: Hàm lượng hợp kim cao hơn có thể dẫn đến chi phí vật liệu tăng so với thép cấp thấp hơn.
- Làm cứng khi gia công: Mặc dù có thể dễ dàng tạo hình nhưng nó có thể làm cứng nhanh chóng, đòi hỏi phải xử lý cẩn thận trong quá trình gia công.

Trong lịch sử, Thép không gỉ 210 đã được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như chế biến thực phẩm, chế biến hóa chất và môi trường biển, nơi các đặc tính độc đáo của nó được đánh giá cao. Vị thế thị trường của nó rất mạnh, đặc biệt là trong các lĩnh vực đòi hỏi vật liệu có khả năng chống ăn mòn và độ bền cao.

Tên thay thế, Tiêu chuẩn và Tương đương

Tổ chức tiêu chuẩn	Chỉ định/Cấp bậc	Quốc gia/Khu vực xuất xứ	Ghi chú/Nhận xét
Liên Hiệp Quốc	S21000	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với AISI 304 với sự khác biệt nhỏ về thành phần.
AISI/SAE	210	Hoa Kỳ	Tương tự như 304 nhưng có khả năng chống ăn mòn tốt hơn.
Tiêu chuẩn ASTM	A240	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho tấm, lá và dải thép không gỉ crom và crom-niken.
VI	1.4301	Châu Âu	Tương đương với AISI 304, với một số thay đổi nhỏ về thành phần.
Tiêu chuẩn Nhật Bản	Thép không gỉ 304	Nhật Bản	Có liên quan chặt chẽ với AISI 304, thường được sử dụng thay thế cho nhau.

Sự khác biệt giữa thép không gỉ 210 và các loại thép tương đương, chẳng hạn như AISI 304, chủ yếu nằm ở các nguyên tố hợp kim cụ thể và nồng độ của chúng, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trong các môi trường cụ thể. Ví dụ, 210 có thể có khả năng chống rỗ tốt hơn trong môi trường clorua so với 304.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
Cr (Crom)	18.0 - 20.0
Ni (Niken)	8.0 - 10.0
Mo (Molipden)	0,0 - 2,0
C (Cacbon)	≤ 0,08
Mn (Mangan)	2.0 - 2.5
Si (Silic)	≤ 1.0
P (Phốt pho)	≤ 0,045
S (Lưu huỳnh)	≤ 0,03

Vai trò chính của crom trong thép không gỉ 210 là tăng cường khả năng chống ăn mòn, trong khi niken góp phần tạo nên độ bền và độ dẻo của thép. Molypden cải thiện khả năng chống ăn mòn rỗ và khe hở, đặc biệt là trong môi trường clorua.

Tính chất cơ học

Tài sản	Tình trạng/Tính khí	Nhiệt độ thử nghiệm	Giá trị/Phạm vi điển hình (Đơn vị đo lường)	Giá trị/Phạm vi điển hình (Anh)	Tiêu chuẩn tham chiếu cho phương pháp thử nghiệm
Độ bền kéo	Ủ	Nhiệt độ phòng	520 - 750MPa	75 - 109 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Ủ	Nhiệt độ phòng	210 - 310MPa	30 - 45 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Ủ	Nhiệt độ phòng	40 - 50%	40 - 50%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Rockwell B)	Ủ	Nhiệt độ phòng	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động	Charpy V-notch	-20 °C	40 - 60J	29 - 44 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Sự kết hợp của các tính chất cơ học này làm cho thép không gỉ 210 phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo tốt, chẳng hạn như các thành phần kết cấu và bình chịu áp suất.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị đo lường)	Giá trị (Anh)
Tỉ trọng	Nhiệt độ phòng	7,93 g/cm³	0,286 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Độ dẫn nhiệt	Nhiệt độ phòng	16 W/m·K	9,3 BTU·in/h·ft²·°F
Nhiệt dung riêng	Nhiệt độ phòng	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Điện trở suất	Nhiệt độ phòng	0,72 µΩ·m	0,00000072Ω·m

Mật độ của thép không gỉ 210 cho thấy độ bền của nó, trong khi độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C/°F)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Clorua	3-5	20-60 °C / 68-140 °F	Tốt	Nguy cơ ăn mòn rỗ
Axit sunfuric	10-20	20-40 °C / 68-104 °F	Hội chợ	Dễ bị SCC
Axit axetic	5-10	20-60 °C / 68-140 °F	Tốt	Nói chung là kháng cự
Nước biển	-	Môi trường xung quanh	Xuất sắc	Có sức đề kháng cao

Thép không gỉ 210 có khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều môi trường ăn mòn, đặc biệt là trong các ứng dụng hàng hải. Tuy nhiên, nó dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) khi có clorua, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. So với các loại như Thép không gỉ 316 , có chứa molypden để tăng khả năng chống rỗ, 210 có thể không hoạt động tốt trong các môi trường ăn mòn cao.

Khả năng chịu nhiệt

Tài sản/Giới hạn	Nhiệt độ (°C)	Nhiệt độ (°F)	Nhận xét
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa	800 °C	1472 °F	Thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	870 °C	1598 °F	Có thể chịu được tiếp xúc trong thời gian ngắn
Nhiệt độ thang đo	900 °C	1652 °F	Nguy cơ oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn

Ở nhiệt độ cao, Thép không gỉ 210 vẫn giữ được độ bền và khả năng chống ăn mòn, phù hợp với các ứng dụng như thành phần lò nung và bộ trao đổi nhiệt. Tuy nhiên, tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ trên 800 °C có thể dẫn đến quá trình oxy hóa và đóng cặn.

Tính chất chế tạo

Khả năng hàn

Quy trình hàn	Kim loại phụ gia được đề xuất (Phân loại AWS)	Khí/Nhiệt che chắn điển hình	Ghi chú
TIG	ER308L	Khí Argon	Tốt cho các phần mỏng
MIG	ER308L	Argon + CO2	Thích hợp cho các phần dày hơn
Dán	E308L	-	Cần kiểm soát nhiệt độ cẩn thận

Thép không gỉ 210 thường được coi là có khả năng hàn tốt. Tuy nhiên, có thể cần phải gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau khi hàn để giảm thiểu nguy cơ nứt. Nên chọn kim loại làm đầy phù hợp với đặc tính của vật liệu cơ bản.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Thép không gỉ 210	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	50	100	Khả năng gia công vừa phải
Tốc độ cắt điển hình (Tiện)	30 m/phút	60 m/phút	Sử dụng dụng cụ cacbua để có kết quả tốt nhất

Gia công thép không gỉ 210 có thể là một thách thức do đặc tính làm cứng của nó. Nên sử dụng các công cụ sắc bén và chất lỏng cắt thích hợp để nâng cao hiệu suất.

Khả năng định hình

Thép không gỉ 210 có khả năng định hình tốt, phù hợp với các quy trình định hình lạnh và nóng. Tuy nhiên, nó có thể làm cứng nhanh, đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận quy trình định hình để tránh nứt.

Xử lý nhiệt

Quy trình điều trị	Phạm vi nhiệt độ (°C/°F)	Thời gian ngâm điển hình	Phương pháp làm mát	Mục đích chính / Kết quả mong đợi
Ủ	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	1-2 giờ	Không khí hoặc Nước	Giảm ứng suất, cải thiện độ dẻo dai

Trong quá trình xử lý nhiệt, Thép không gỉ 210 trải qua các biến đổi luyện kim giúp tăng độ dẻo và giảm ứng suất dư. Xử lý nhiệt thích hợp là rất quan trọng để đạt được các đặc tính cơ học tối ưu.

Ứng dụng điển hình và mục đích sử dụng cuối cùng

Ngành/Lĩnh vực	Ví dụ ứng dụng cụ thể	Các tính chất chính của thép được sử dụng trong ứng dụng này	Lý do lựa chọn (Tóm tắt)
Chế biến thực phẩm	Thiết bị chế biến thực phẩm	Chống ăn mòn, vệ sinh	Không phản ứng, dễ vệ sinh
Xử lý hóa học	Bể chứa	Độ bền cao, chống ăn mòn	Độ bền trong môi trường khắc nghiệt
Hàng hải	Phụ kiện thuyền	Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời	Bền lâu trong nước mặn
Dược phẩm	Thiết bị và đường ống	Độ sạch, chống ăn mòn	Tuân thủ các tiêu chuẩn sức khỏe

Trong chế biến thực phẩm, thép không gỉ 210 được lựa chọn vì đặc tính không phản ứng, đảm bảo các sản phẩm thực phẩm không bị nhiễm bẩn. Trong các ứng dụng hàng hải, khả năng chống ăn mòn của nước mặn làm cho nó trở nên lý tưởng cho các phụ kiện và thành phần của thuyền.

Những cân nhắc quan trọng, Tiêu chí lựa chọn và những hiểu biết sâu sắc hơn

Tính năng/Thuộc tính	Thép không gỉ 210	Thép không gỉ AISI 304	Thép không gỉ AISI 316	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Độ bền kéo tốt	Độ bền kéo tốt	Độ bền kéo cao hơn	316 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn
Góc nhìn ăn mòn chính	Tốt trong nhiều môi trường	Tốt trong nhiều môi trường	Tuyệt vời trong clorua	316 được ưa chuộng cho các ứng dụng hàng hải
Khả năng hàn	Tốt	Xuất sắc	Tốt	304 dễ hàn hơn
Khả năng gia công	Vừa phải	Tốt	Vừa phải	304 dễ gia công hơn
Khả năng định hình	Tốt	Xuất sắc	Tốt	304 có khả năng định hình tốt hơn
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Vừa phải	Cao hơn	316 đắt hơn
Khả năng cung cấp điển hình	Chung	Rất phổ biến	Chung	304 có sẵn rộng rãi

Khi lựa chọn Thép không gỉ 210, các cân nhắc như hiệu quả về chi phí, tính khả dụng và các yêu cầu ứng dụng cụ thể là rất quan trọng. Mặc dù nó cung cấp sự cân bằng về các đặc tính, các lựa chọn thay thế như AISI 316 có thể phù hợp hơn với các môi trường có tính ăn mòn cao, mặc dù có chi phí cao hơn.

Tóm lại, Thép không gỉ 210 là vật liệu đa năng kết hợp các đặc tính cơ học tốt với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, phù hợp với nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các đặc tính và hiệu suất độc đáo của nó trong các môi trường cụ thể khiến nó trở thành lựa chọn có giá trị cho cả kỹ sư và nhà sản xuất.