Ngày nay inox đã trở thành vật dụng quen thuộc xuất hiện trong rất nhiều vật dụng từ giá treo quần áo, thìa, xoong nồi hay thậm chí là màn khung.... Inox có nhiều ưu điểm mà các kim loại khác không có được tuy nhiên bạn đã hiểu hết về inox và các đặc tính của nó? và làm thế nào để biết được vật bạn đang sử dụng có được làm hoàn toàn từ inox hay không? Bài viết dưới đây sẽ phân tích kỹ lưỡng đặc tính hóa học của inox để bạn biết inox là gì và cách phân biệt các loại inox phổ biến hiện nay.
Inox là gì?
inox là gì?
Inox (hay còn gọi là thép không gì) là một dạng hợp kim của sắt có độ bền cao và có chứa ít nhất 10.5% crom, ít bị ăn mòn hay biến màu như các kim loại thông thường khác.
Nguồn gốc của inox
Inox được một chuyên gia người Anh tên là Harry Brearley sáng chế ra vào năm 1913. Trong quá trình nghiên cứu của mình Harry Brearley mong muốn tạo ra một loại thép đặc biệt có khả năng chịu mài mòn cao, ít bị ảnh hưởng bởi tác động của môi trường bằng việc giảm lượng cardbon đồng thời cho thêm thành phần crom vào (0.24% C và 12.8% Cr).
Từ nghiên cứu của Harry Brearley một hãng thép tại Đức là Krupp đã tiếp tục cải tiến loại thép này bằng cách cho thêm nguyên tố Niken vào giúp tăng khả năng chống bị ăn mòn đồng thời làm thép dẻo hơn trong quá trình gia công. Kết quả là hãng Krupp đã cho ra đời 2 loại thép với mã là 300 và 400 trước chiến tranh thế giới thứ hai. Sau khi kết thúc chiến tranh vào những năm 20 của thế kỷ 20 một chuyên gia người Anh tên là W. H Hatfield đã tiếp tục nghiên cứu và phát triển các ý tưởng liên quan tới thép không gỉ 300 và 400. Ông đã thay đổi tỷ lệ giữa Niken và Crom trong thành phần thép và đã cho ra đời loại thép với tỷ lệ 18/8 (8% Ni và 18% Cr), đây chính là loại thép 304 mà chúng ta biết ngày nay. Ngoài ra W. H Hatfield còn cho ra đời loại thép 321 bằng cách cho thêm Titan cũng với tỷ lệ 18/8.
Suốt gần 100 năm qua, thép không gỉ đã được sử dụng rộng rãi trong ngành dân dụng và công nghiệp với hơn 100 mác thép khác nhau.
Ngày nay thuật ngữ inox (thép không gỉ) được nhắc tới trong ngành luyện kim với hàm ý là một dạng hợp kim chứa tối thiểu 10.5% Crom, mặc dù tên gọi là thép không gỉ nhưng nó chỉ là một dạng hợp kim của sắt không dễ bị ăn mòn như các kim loại thông thường khác, ngoài ra còn có một số tên gọi khác như thép chống ăn mòn, kim loại không bị ăn mòn... Do giá thành cao nên inox thường chỉ được sử dụng để phủ lên bề mặt của vật dụng để giúp tăng tuổi thọ.
inox thường được phủ lên bề mặt vật dụng để tăng tuổi thọ
Do thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa rất cao, trước khi áp dụng thép không gỉ vào sản xuất vật dụng chúng ta cần nghiên cứu kỹ thông số kỹ thuật của từng loại để áp dụng trong từng trường hợp cụ thể.
Sở dĩ thép không gỉ có khả năng chống oxy hóa tại nhiệt độ thông thường có và không khí là do trong thành phần của nó có chứa tỷ lệ Crom phù hợp (nhỏ nhất là 13% và có thể lên tới 26% trong môi trường làm việc khắc nghiệt). Khi Crom bị oxy hóa sẽ tạo thành Crom oxit. Khi cho thép không gỉ tiếp xúc với không khí đồng nghĩa thành phần Crom có trên bề mặt thép sẽ bị tạo thành Crom oxit III, lớp Crom oxit III này rất mỏng thậm chí không nhìn thấy bằng mắt thường nên bề mặt kim loại vẫn giữ được độ sáng bóng. Lớp Crom oxit này không tác dụng với nước và không khí chính vì vậy nó giúp bảo vệ kim loại ở bề mặt bên dưới, ta cũng có thể t hấy hiện tượng này này ở một số vật liệu như Nhôm và Kẽm.
Khi inox bị tạo lỗ bởi các vật dụng như đinh hoặc ốc vít (dùng để liên kết với nhau) thì tại các chỗ đó sẽ xuất hiện hiện tượng bị ăn mòn bởi lớp oxit bảo vệ tại các vị trí đó đã bị bay mất.
Phân loại inox
Inox có 4 loại chính bao gồm Austenitic, Ferritic,Austenitic-Ferritic (Duplex), và Martensitic.
Austenitic: Đây là loại thép thông dụng nhất, có chứa tối thiểu 7% Niken, 16% Crom và tối đa 0.08% Cardbon. Nhờ các thành phần trên mà inox có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễm từ (đặt gần nam châm không bị hút), mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. Austenitic được ứng dụng nhiều trong việc sản xuất đồ gia dụng, tàu thuyền công nghiệp, bình chứa, ống công nghiệp và các công trình xây dựng khác... Loại inox này có thể kể đến như SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s…
Ferritic: Là loại inox có tính chất cơ học tương tự như thép mềm (thép có hàm lượng cardbon thấp), các loại inox phổ biến của Ferritic là SUS 430, 410, 409...Hàm lượng Crom được sử dụng dao động từ 12%-17%. Với hàm lượng 12% crom thường được sử dụng trong các kiến trúc, loại có 17% được sử dụng trong các đồ gia dụng, nồi hơi, các vật dụng trong nhà...
Austenitic-Ferritic (Duplex): Là loại thép "lai" giữa Austenitic và Ferritic và có tên gọi tắt là Duplex. Các dòng thép thuộc loại này có thể kể đến như LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA. Trong thép Duplex có chứa thành phần Ni ít hơn nhiều so với Austenitic. Do Austenitic có độ mềm dẻo cao, độ bền chịu lực lớn nên thường được áp dụng trong các ngành công nghiệp hóa dầu, sản xuất bột giấy, chế tạo tàu biển...Hiên nay Niken đang ngày càng khan hiếm nên Duplex đang được ứng dụng ngày càng nhiều hơn để thay thế cho các loại thép Austenitic và Ferritic.
Martensitic: Là loại thép có chứa 11%-13% crom. Đây là loại thép có độ cứng và độ bền tương đối, được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao...
Inox Martensitic thường được sử dụng làm lưỡi dao
Đặc tính của thép không gỉ
Xét trên phương diện chung, inox có các đặc tính sau:
- Tốc độ hóa bền rèn cao
- Độ dẻo cao hơn
- Độ cứng và độ bền cao hơn
- Độ bền nóng cao hơn
- Chống chịu ăn mòn cao hơn
- Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt hơn
- Phản ứng từ kém hơn (chỉ với thép austenit)
- Các cơ tính đó thực ra đúng cho họ thép austenit và có thể thay đổi khá nhiều đối với các mác thép và họ thép khác.
Tính chất của các loại thép không gì
| Nhóm hợp kim | Từ tính | Tốc độ hoá bền rèn | Chịu ăn mòn | Khả năng hoá bền |
| Austenit | Không | Rất cao | Cao | Rèn nguội |
| Duplex | Có | Trung bình | Rất cao | Không |
| Ferrit | Có | Trung bình | Trung bình | Không |
| Martensit | Có | Trung bình | Trung bình | Tôi và Ram |
| Hoá bền tiết pha | Có | Trung bình | Trung bình | Hoá già |
Cơ tính của các loại thép không gỉ
| Nhóm hợp kim | Tính dẻo | Làm việc ở nhiệt độ cao | Làm việc ở nhiệt độ thấp | Tính hàn |
| Austenit | Rất cao | Rất cao | Rất tốt | Rất cao |
| Duplex | Trung bình | Thấp | Trung bình | Cao |
| Ferrit | Trung bình | Cao | Thấp | Thấp |
| Martensit | Thấp | Thấp | Thấp | Thấp |
| Hoá bền tiết pha | Trung bình | Thấp | Thấp | Cao |
So sánh giữa inox 304 và inox 201
Độ bền và khả năng gia công
Mặc dù khối lượng riêng của inox 201 thấp hơn inox 304 nhưng độ bền lại cao hơn khoảng 10%.
Inox 201 và inox 304 có cùng độ giãn dài, có tính chất tương tự nhau trong quá trình uốn, dát mỏng. Tuy nhiên trong một chừng mực nào đó thì inox 304 có độ dát mỏng cao hơn so với inox 201 và trong quá trình dát mỏng sử dụng năng lượng ít hơn so với inox 201.
Khả năng chống ăn mòn
Có thể thấy trong thành phần hóa học của inox 201 có chứa hàm lượng crom ít hơn so với inox 304 khoảng 2% chính vì vậy inox 201 có khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với inox 304.
Chrome và Lưu huỳnh quyết định khả năng chống rỗ bề mặt, Chrome tăng khả năng chống ăn mòn trong khi đó Lưu Huỳnh làm giảm khả năng chống ăn mòn. So sánh thành phần hóa học của 201 và 304 ta có thể thấy hai loại inox này có cùng chung thành phần Lưu Huỳnh vậy nên inox 201 có khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với inox 304.
Inox 201 chống ăn mòn kém hơn so với inox 304
Ứng dụng thực tế của inox 201 và inox 304
Mặc dù inox 201 có giá thành rẻ hơn nhưng lại không có những tính chất tốt như inox 304 chính vì vậy khi lựa chọn sản xuất chúng ta cần căn cứ vào tính chất của chúng để sản xuất các vật dụng phù hợp.
Với inox 201
+ Trang trí nội thất => phù hợp
+ Trong trí ngoại thất => Không phù hợp, nếu dùng thì phải bảo trì thường xuyên.
+ Thiết bị bếp như chảo, nồi => Phù hợp
+ Máy giặt, máy rửa chén => Không phù hợp, do tồn tại khả năng có ăn mòn kẽ hở)
+ Thiết bị chế biến thực phẩm => Không dùng cho những nơi có độ PH < 3.
+ Ngành hóa chất, dầu khí, năng lượng hạt nhân => Không thể
Với inox 304
Nhờ đặc tính nổi bật, inox 304 được áp dụng trong hầu hết các lĩnh vực. Inox 304 có khả năng tiếp xúc với nhiều loại hóa chất khác nhau nên phù hợp với hầu hết các ứng dụng của ngành kiến trúc, sản xuất đồ gia dụng, chế biến thực phẩm và rất dễ vệ sinh khi cần thiết. Inox 304 cũng được sử dụng nhiều trong ngành dệt nhuộm và các Acid vô cơ.
Cách phân biệt inox 304 và inox 201
Nhìn bằng mắt thường ta sẽ thấy inox 304 có độ sáng bóng và bề mặt min hơn so với inox 201.
Ngoài ra chúng ta có thể sử dụng nam châm, axit hoặc thuốc thử chuyên dụng để nhận biết, phản ứng cụ thể dựa vào bảng sau
| CÁCH THỬ | INOX 304 | INOX 201 |
| Dùng Nam châm | không hút nam châm | hút nhẹ nam châm |
| Dùng axit | không phản ứng | có hiện tượng sủi bọt |
| Dùng thuốc thử chuyên dụng | Có màu xanh | có màu gạch |
