Thép không gỉ 305: Tính chất và ứng dụng chính

Thép không gỉ 305 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 (18-20%) và niken (8-10,5%), góp phần đáng kể vào các đặc tính chung của nó. Sự hiện diện của niken làm tăng độ dẻo và độ bền của thép, trong khi crom cung cấp lớp oxit bảo vệ giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn.

Tổng quan toàn diện

Thép không gỉ 305 đặc biệt được đánh giá cao vì khả năng chống oxy hóa và ăn mòn trong nhiều môi trường khác nhau, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng trong chế biến thực phẩm, chế biến hóa chất và ứng dụng kiến ​​trúc. Hàm lượng niken cao của nó cho phép cải thiện khả năng gia công và định hình, giúp dễ dàng chế tạo thành các hình dạng phức tạp.

Ưu điểm (Pros):
- Khả năng chống ăn mòn: Khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều loại môi trường ăn mòn, bao gồm cả môi trường axit và kiềm.
- Khả năng tạo hình: Độ dẻo cao và dễ chế tạo, cho phép tạo ra các hình dạng và thiết kế phức tạp.
- Không nhiễm từ: Vẫn giữ được tính chất không nhiễm từ ngay cả sau khi gia công nguội, điều này có lợi trong một số ứng dụng nhất định.

Hạn chế (Nhược điểm):
- Chi phí: Hàm lượng niken cao hơn có thể dẫn đến chi phí vật liệu tăng so với các loại thép không gỉ khác.
- Độ bền: Mặc dù có độ bền tốt nhưng có thể không phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền kéo cao so với các loại thép hợp kim khác.

Theo truyền thống, thép không gỉ 305 đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau do những đặc tính ưu việt của nó và vẫn là lựa chọn phổ biến trong các ngành công nghiệp đòi hỏi khả năng chống ăn mòn tối quan trọng.

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	S30500	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với AISI 305
AISI/SAE	305	Hoa Kỳ	Sự khác biệt nhỏ về thành phần so với 304
Tiêu chuẩn ASTM	A240	Hoa Kỳ	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho tấm thép không gỉ
VI	1.4303	Châu Âu	Tương đương theo tiêu chuẩn Châu Âu
Tiêu chuẩn Nhật Bản	Thép không gỉ 305	Nhật Bản	Tính chất tương tự, thường được sử dụng trong các ứng dụng của Nhật Bản

Sự khác biệt giữa thép 305 và các loại thép tương đương như thép 304 chủ yếu nằm ở hàm lượng niken, ảnh hưởng đến khả năng tạo hình và khả năng chống ăn mòn của thép. Thép 305 thường được ưa chuộng cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng gia công cao.

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 - 10.5
C (Cacbon)	≤ 0,08
Mn (Mangan)	≤ 2.0
Si (Silic)	≤ 1.0
P (Phốt pho)	≤ 0,045
S (Lưu huỳnh)	≤ 0,03

Các nguyên tố hợp kim chính trong thép không gỉ 305 bao gồm:
- Crom: Có khả năng chống ăn mòn và tăng độ cứng.
- Niken: Cải thiện độ dẻo và độ dai, giúp thép dễ gia công hơn.
- Carbon: Mặc dù hàm lượng carbon thấp nhưng vẫn giúp duy trì độ bền của thép mà không làm giảm khả năng chống ăn mòn.

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	515 - 750MPa	75 - 109 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Ủ	205 - 310MPa	30 - 45 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Ủ	40%	40%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Rockwell B)	Ủ	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	Tiêu chuẩn ASTM E18
Sức mạnh tác động (Charpy)	-20°C	40 tháng	30 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Tính chất cơ học của thép không gỉ 305 làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo tốt. Tỷ lệ giãn dài tương đối cao của nó cho thấy khả năng định hình tuyệt vời, cho phép nó chịu được biến dạng đáng kể mà không bị hỏng.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị mét - SI)	Giá trị (Đơn vị Anh)
Tỉ trọng	-	8,0 g/cm³	0,289 lb/in³
Điểm nóng chảy/Phạm vi	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Độ dẫn nhiệt	20°C	16 W/m·K	92 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Nhiệt dung riêng	20°C	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Điện trở suất	20°C	0,72 μΩ·m	0,72 μΩ·trong
Hệ số giãn nở nhiệt	20-100°C	16,5 x 10⁻⁶ /°C	9,2 x 10⁻⁶ /°F

Các tính chất vật lý chính như độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt. Mật độ tương đối thấp của Thép không gỉ 305 cho phép tạo ra các cấu trúc nhẹ mà không ảnh hưởng đến độ bền.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C/°F)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Clorua	3-10	20-60 / 68-140	Tốt	Nguy cơ rỗ
Axit sunfuric	10-30	20-50 / 68-122	Hội chợ	Dễ bị SCC
Axit axetic	5-20	20-40 / 68-104	Xuất sắc	Chống ăn mòn ứng suất
Dung dịch kiềm	5-20	20-60 / 68-140	Tốt	Nguy cơ ăn mòn cục bộ

Thép không gỉ 305 có khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều môi trường ăn mòn, đặc biệt là trong điều kiện axit và kiềm. Tuy nhiên, nó dễ bị ăn mòn rỗ trong môi trường clorua, đây là một cân nhắc quan trọng trong các ứng dụng hàng hải. So với thép không gỉ 304 , 305 có khả năng định hình được cải thiện nhưng có thể có khả năng chống chịu thấp hơn một chút đối với một số tác nhân ăn mòn.

Khả năng chịu nhiệt

Tài sản/Giới hạn	Nhiệt độ (°C)	Nhiệt độ (°F)	Nhận xét
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa	925	1700	Thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	870	1600	Có thể chịu được tiếp xúc trong thời gian ngắn
Nhiệt độ đóng băng	800	1470	Nguy cơ oxy hóa vượt quá giới hạn này

Ở nhiệt độ cao, thép không gỉ 305 vẫn giữ được độ bền và khả năng chống ăn mòn, phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường nhiệt độ cao. Tuy nhiên, tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ trên 870 °C (1600 °F) có thể dẫn đến quá trình oxy hóa và đóng cặn, có thể làm giảm tính toàn vẹn của nó.

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	-	Yêu cầu làm nóng trước cho các phần dày

Thép không gỉ 305 có khả năng hàn cao, phù hợp với nhiều quy trình hàn khác nhau. Có thể cần phải gia nhiệt trước cho các phần dày hơn để tránh nứt. Xử lý nhiệt sau khi hàn có thể tăng cường các đặc tính cơ học của mối hàn.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Thép không gỉ 305	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	30 m/phút	60 m/phút	Sử dụng dụng cụ cacbua để có kết quả tốt nhất

Mặc dù thép không gỉ 305 có khả năng gia công ở mức trung bình, nhưng có thể khó gia công do độ bền của nó. Sử dụng dụng cụ và tốc độ cắt phù hợp có thể cải thiện hiệu quả.

Khả năng định hình

Thép không gỉ 305 phù hợp cho cả quá trình tạo hình nguội và nóng. Độ dẻo cao của nó cho phép biến dạng đáng kể mà không bị nứt, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, phải cẩn thận để tránh làm cứng khi tạo hình nguội.

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 / 1850 - 2050	1-2 giờ	Không khí hoặc nước	Giảm ứng suất, cải thiện độ dẻo dai
Giải pháp điều trị	1000 - 1100 / 1830 - 2010	30 phút	Làm mát nhanh	Tăng cường khả năng chống ăn mòn

Các quy trình xử lý nhiệt như ủ có thể cải thiện đáng kể độ dẻo và độ bền của thép không gỉ 305. Các biến đổi về mặt luyện kim trong quá trình xử lý này dẫn đến cấu trúc vi mô tinh tế, tăng cường các đặc tính tổng thể của nó.

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	Khả năng chống ăn mòn, khả năng định hình	Vệ sinh và độ bền
Xử lý hóa học	Bể chứa	Khả năng chống ăn mòn, độ bền	Khả năng chống lại hóa chất mạnh
Ngành kiến ​​​​trúc	Mặt tiền và lớp phủ	Tính thẩm mỹ, khả năng chống ăn mòn	Xuất hiện lâu dài

Các ứng dụng khác bao gồm:
- Đồ dùng nhà bếp
- Thiết bị y tế
- Linh kiện ô tô

Việc lựa chọn thép không gỉ 305 trong các ứng dụng này chủ yếu là do khả năng chống ăn mòn và khả năng định hình tuyệt vời của nó, khiến nó trở nên lý tưởng cho những môi trường đòi hỏi vệ sinh và độ bền cao.

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

Tính năng/Thuộc tính	Thép không gỉ 305	Thép không gỉ 304	Thép không gỉ 316	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Sức mạnh vừa phải	Sức mạnh tốt	Độ bền cao	316 có độ bền tốt hơn nhưng giá thành cao hơn
Góc nhìn ăn mòn chính	Tốt trong axit nhẹ	Tốt trong axit nhẹ	Tuyệt vời trong clorua	316 vượt trội trong môi trường clorua
Khả năng hàn	Xuất sắc	Xuất sắc	Tốt	305 dễ hàn hơn 316
Khả năng gia công	Vừa phải	Tốt	Hội chợ	304 dễ gia công hơn 305
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Vừa phải	Cao	316 là lựa chọn đắt nhất
Khả năng cung cấp điển hình	Chung	Rất phổ biến	Chung	304 là loại phổ biến nhất

Khi lựa chọn Thép không gỉ 305, cần cân nhắc đến hiệu quả về chi phí, tính khả dụng và các yêu cầu ứng dụng cụ thể. Các đặc tính không từ tính của nó làm cho nó phù hợp với các ứng dụng mà nhiễu từ là mối quan tâm. Ngoài ra, khả năng chống ăn mòn cao trong nhiều môi trường khác nhau làm cho nó trở thành lựa chọn ưa thích trong nhiều ngành công nghiệp.

Tóm lại, thép không gỉ 305 là vật liệu đa năng, cân bằng giữa khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tính chất cơ học tốt và dễ chế tạo, khiến nó trở thành sự lựa chọn có giá trị cho nhiều ứng dụng khác nhau.