Thép không gỉ 303Se: Tính chất và ứng dụng chính

Thép không gỉ 303Se là một loại thép không gỉ austenit chuyên dụng, chủ yếu được biết đến với khả năng gia công được cải thiện nhờ bổ sung selen. Loại thép này thuộc dòng thép không gỉ 300, được đặc trưng bởi khả năng chống ăn mòn cao và các tính chất cơ học tuyệt vời. Các nguyên tố hợp kim chính trong 303Se bao gồm crom (Cr), niken (Ni) và selen (Se), trong đó crom cung cấp khả năng chống ăn mòn, niken tăng cường độ dẻo dai và độ dẻo, và selen cải thiện khả năng gia công.

Tổng quan toàn diện

Thép không gỉ 303Se được phân loại là thép không gỉ austenit, có nghĩa là nó có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt góp phần tạo nên độ dẻo dai và độ bền tuyệt vời. Thành phần hóa học điển hình bao gồm khoảng 17-19% crom, 8-10% niken và 0,15-0,35% selen. Sự hiện diện của selen đặc biệt quan trọng vì nó cho phép cải thiện khả năng gia công so với các loại austenit khác, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng gia công chính xác.

Các đặc điểm quan trọng nhất của thép không gỉ 303Se bao gồm:

• Khả năng gia công cao : Việc bổ sung selen giúp tăng cường khả năng gia công của vật liệu, cho phép tốc độ cắt nhanh hơn và tuổi thọ dụng cụ dài hơn.
• Khả năng chống ăn mòn : Giống như các loại thép không gỉ austenit khác, 303Se có khả năng chống chịu tốt với nhiều môi trường ăn mòn khác nhau, bao gồm điều kiện khí quyển và nhiều loại hóa chất.
• Khả năng hàn tốt : Có thể hàn loại thép này bằng các kỹ thuật tiêu chuẩn, mặc dù phải cẩn thận để tránh quá nhiệt, có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn.

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm (Pros)	Hạn chế (Nhược điểm)
Khả năng gia công tuyệt vời, lý tưởng cho các bộ phận chính xác	Độ bền thấp hơn so với một số loại thép không gỉ khác
Khả năng chống ăn mòn tốt trong nhiều môi trường	Không phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao
Khả năng định hình và hàn tốt	Khả năng chống chịu hạn chế đối với một số môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như clorua

Thép không gỉ 303Se giữ vị thế vững chắc trên thị trường nhờ sự kết hợp độc đáo của các đặc tính, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô và sản xuất. Ý nghĩa lịch sử của nó nằm ở sự phát triển của nó như một giải pháp cho các ứng dụng đòi hỏi cả khả năng gia công cao và khả năng chống ăn mòn.

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	S30323	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với AISI 303 có bổ sung selen
AISI/SAE	303Se	Hoa Kỳ	Khả năng gia công được cải thiện so với tiêu chuẩn 303
Tiêu chuẩn ASTM	A276	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho thanh thép không gỉ
VI	1.4305	Châu Âu	Tương đương với AISI 303 với sự khác biệt nhỏ về thành phần
Tiêu chuẩn Nhật Bản	SUS303Se	Nhật Bản	Các tính chất tương tự với các biến thể khu vực

Sự khác biệt giữa 303Se và các loại tương đương thường nằm ở tỷ lệ phần trăm cụ thể của các nguyên tố hợp kim và các tính chất cơ học thu được. Ví dụ, trong khi 303Se cung cấp khả năng gia công được cải thiện, các loại khác có thể cung cấp khả năng chống ăn mòn hoặc độ bền tốt hơn, khiến việc lựa chọn loại phù hợp dựa trên các yêu cầu của ứng dụng là điều cần thiết.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
Cr (Crom)	17.0 - 19.0
Ni (Niken)	8.0 - 10.0
Se (Selen)	0,15 - 0,35
C (Cacbon)	≤ 0,15
Mn (Mangan)	≤ 2.0
Si (Silic)	≤ 1.0
P (Phốt pho)	≤ 0,045
S (Lưu huỳnh)	≤ 0,30

Vai trò chính của crom trong 303Se là cung cấp khả năng chống ăn mòn, trong khi niken tăng cường độ dẻo dai và độ dẻo của thép. Selen, một chất bổ sung quan trọng, cải thiện đáng kể khả năng gia công, cho phép các quy trình gia công hiệu quả hơn. Cacbon, mangan và silic góp phần vào độ bền và độ ổn định tổng thể của hợp kim.

Tính chất cơ học

Tài sản	Tình trạng/Tính khí	Giá trị/Phạm vi điển hình (Đơn vị mét - SI)	Giá trị/Phạm vi điển hình (Đơn vị Anh)	Tiêu chuẩn tham chiếu cho phương pháp thử nghiệm
Độ bền kéo	Ủ	520 - 750MPa	75 - 109 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Ủ	210 - 310MPa	30 - 45 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Ủ	40 - 50%	40 - 50%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Rockwell B)	Ủ	80 - 90 HRB	80 - 90 HRB	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động	-	40 J (ở -20°C)	29,5 ft-lbf (ở -4°F)	Tiêu chuẩn ASTM E23

Sự kết hợp của các đặc tính cơ học này làm cho thép không gỉ 303Se phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo tốt, đặc biệt là trong điều kiện tải cơ học. Độ giãn dài và độ bền va đập cao của nó cho thấy nó có thể chịu được biến dạng đáng kể trước khi hỏng, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thành phần chịu tải trọng động.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị mét - SI)	Giá trị (Đơn vị Anh)
Tỉ trọng	-	7,93 g/cm³	0,286 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Độ dẫn nhiệt	20 °C	16,2 W/m·K	112 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Nhiệt dung riêng	20 °C	500 J/(kg·K)	0,119 BTU/(lb·°F)
Điện trở suất	20 °C	0,73 µΩ·m	0,73 µΩ·trong
Hệ số giãn nở nhiệt	20 - 100 °C	16,0 x 10⁻⁶ /K	8,89 x 10⁻⁶ /°F

Mật độ của thép không gỉ 303Se rất quan trọng đối với các ứng dụng cần cân nhắc đến trọng lượng, chẳng hạn như trong các thành phần hàng không vũ trụ. Độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng của nó làm cho nó phù hợp với các ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt, trong khi điện trở suất cho thấy nó phù hợp với một số ứng dụng điện nhất định.

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)	Hội chợ	Nguy cơ rỗ
Axit sunfuric	10%	20 °C (68 °F)	Tốt	Sức đề kháng hạn chế
Axit axetic	5-10%	20-60 °C (68-140 °F)	Tốt	Dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất
Khí quyển	-	-	Xuất sắc	Khả năng chống oxy hóa tốt

Thép không gỉ 303Se có khả năng chống chịu tốt với nhiều môi trường ăn mòn, đặc biệt là trong điều kiện khí quyển. Tuy nhiên, nó dễ bị ăn mòn rỗ trong môi trường clorua, có thể là mối quan tâm trong các ứng dụng hàng hải. So với các loại khác như thép không gỉ 316, có hàm lượng molypden cao hơn để cải thiện khả năng chống clorua, 303Se có thể không hoạt động tốt trong 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	870 °C	1600 °F	Thích hợp cho dịch vụ không liên tục
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	925 °C	1700 °F	Khả năng chống oxy hóa hạn chế ở nhiệt độ cao
Nhiệt độ thang đo	600 °C	1112 °F	Nguy cơ đóng cặn ở nhiệt độ cao hơn mức này

Ở nhiệt độ cao, thép không gỉ 303Se vẫn giữ được độ bền và độ dẻo, phù hợp với các ứng dụng liên quan đến tiếp xúc với nhiệt. Tuy nhiên, tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao có thể dẫn đến quá trình oxy hóa và đóng cặn, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của thép trong một số môi trường nhất định.

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	Nên làm nóng trước
MIG	ER308L	Argon + CO2	Đặc tính hợp nhất tốt
Gậy (SMAW)	E308L	-	Thích hợp cho hàn tại hiện trường

Thép không gỉ 303Se thường được coi là có khả năng hàn tốt. Tuy nhiên, có thể cần phải gia nhiệt trước để tránh nứt, đặc biệt là ở các phần dày hơn. Xử lý nhiệt sau khi hàn cũng có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn và giảm ứng suất dư.

Khả năng gia công

Thông số gia công	303Se	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	90	100	303Se cung cấp khả năng gia công tuyệt vời
Tốc độ cắt điển hình (Tiện)	80 m/phút	100 m/phút	Tốc độ cao hơn có thể đạt được với 303Se

Thép không gỉ 303Se được biết đến với khả năng gia công tuyệt vời, phù hợp với các thành phần chính xác. Điều kiện cắt tối ưu bao gồm sử dụng các công cụ sắc bén và chất làm mát thích hợp để tăng tuổi thọ của công cụ và độ hoàn thiện bề mặt.

Khả năng định hình

Thép không gỉ 303Se có khả năng định hình tốt, cho phép thực hiện các quy trình định hình nguội và nóng. Có thể uốn cong và định hình mà không có nguy cơ nứt đáng kể, mặc dù phải cẩn thận để tránh làm cứng khi gia công, có thể làm tăng nguy cơ hỏng hóc trong quá trình định hình.

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	1010 - 1120 °C (1850 - 2050 °F)	1 - 2 giờ	Không khí hoặc nước	Giảm ứng suất, cải thiện độ dẻo dai
Giải pháp điều trị	1000 - 1100 °C (1830 - 2010 °F)	30 phút	Nước	Ổn định cấu trúc austenit

Trong quá trình xử lý nhiệt, 303Se trải qua các biến đổi luyện kim giúp tăng cường các tính chất của nó. Ủ giúp giảm ứng suất bên trong và cải thiện độ dẻo, trong khi xử lý dung dịch có thể ổn định cấu trúc austenit, tăng cường khả năng chống ăn mòn.

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)
Hàng không vũ trụ	Linh kiện máy bay	Độ bền cao, khả năng gia công tốt	Các bộ phận chính xác với dung sai chặt chẽ
Ô tô	Các bộ phận động cơ	Khả năng chống ăn mòn, khả năng định hình	Độ bền và hiệu suất dưới áp lực
Chế tạo	Chốt	Khả năng gia công cao, khả năng hàn	Sản xuất và lắp ráp hiệu quả
Thuộc về y học	Dụng cụ phẫu thuật	Chống ăn mòn, tương thích sinh học	Yêu cầu về an toàn và vệ sinh

Thép không gỉ 303Se được lựa chọn cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Khả năng gia công của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thành phần cần được sản xuất nhanh chóng và hiệu quả, chẳng hạn như ốc vít và dụng cụ phẫu thuật.

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

Tính năng/Thuộc tính	303Se	Thép không gỉ 316	Thép không gỉ 304	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Sức mạnh vừa phải	Sức mạnh cao hơn	Sức mạnh vừa phải	316 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn
Góc nhìn ăn mòn chính	Công bằng trong clorua	Tuyệt vời trong clorua	Tốt trong hầu hết các môi trường	316 được ưa chuộng cho các ứng dụng hàng hải
Khả năng hàn	Tốt	Tốt	Tốt	Tất cả các loại đều có thể hàn được, nhưng 316 có đặc tính sau khi hàn tốt hơn
Khả năng gia công	Xuất sắc	Vừa phải	Tốt	303Se vượt trội hơn trong gia công
Khả năng định hình	Tốt	Tốt	Tốt	Tất cả các lớp có thể được hình thành một cách hiệu quả
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Cao hơn	Vừa phải	Chi phí thay đổi tùy theo điều kiện thị trường
Khả năng cung cấp điển hình	Chung	Chung	Rất phổ biến	304 là loại thép không gỉ được sử dụng rộng rãi nhất

Khi lựa chọn thép không gỉ 303Se, cần cân nhắc đến khả năng gia công tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn tốt, khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, đối với môi trường có mức độ tiếp xúc với clorua cao, các lựa chọn thay thế như thép không gỉ 316 có thể phù hợp hơn do khả năng chống rỗ và ăn mòn khe hở vượt trội. Ngoài ra, chi phí và tính khả dụng của các loại thép này nên được đưa vào quá trình ra quyết định, vì các điều kiện thị trường có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu.