Trong lĩnh vực luyện kim, việc phân loại hợp kim thường gây ra sự nhầm lẫn, đặc biệt là khi các thuật ngữ như "thép không gỉ" và "hợp kim dựa trên niken" được sử dụng thay thế cho nhau
Xác định các nguyên tắc cơ bản
Thép không gỉ về cơ bản là hợp kim dựa trên sắt có chứa tối thiểu 10 . 5% crom, tạo thành một lớp oxit thụ động chống ăn mòn . Được phân loại thành năm loại chính dựa trên cấu trúc vi mô: austenitic, ferritic, martensitic, song công và làm cứng lượng mưa.
Ngược lại, các hợp kim dựa trên niken được định nghĩa bằng cách có niken là nguyên tố ma trận chính (thường vượt quá 50% theo trọng lượng) . Các hợp kim này được thiết kế cho môi trường khắc 50-70% niken .
Vai trò của niken trong thép không gỉ
Niken đóng một vai trò quan trọng trong các loại thép không gỉ cụ thể, đặc biệt là các loại Austenitic như 304 và 316:
- Thép không gỉ 304:Chứa 8-10.5% niken, ổn định cấu trúc vi mô austenitic, tăng cường độ dẻo và khả năng hàn . Lớp này được sử dụng rộng rãi trong thiết bị chế biến thực phẩm và các ứng dụng kiến trúc .}
- Thép không gỉ 316:Bao gồm 10-14% niken cùng với 2-3% molybdenum, cải thiện khả năng chống ăn mòn clorua . phổ biến trong môi trường biển và các thiết bị y tế .
Tuy nhiên, ngay cả trong các thép không gỉ cao cấp này, sắt vẫn là yếu tố chiếm ưu thế (xấp xỉ 60-70%), phân biệt chúng với các hợp kim dựa trên niken .}
Sự khác biệt chính trong các thuộc tính và ứng dụng
- Thành phần hóa học
| Tài sản | Thép không gỉ (304) | Hợp kim dựa trên niken (Hastelloy X) |
|---|---|---|
| Kim loại cơ bản | Sắt (69%) | Niken (47%) |
| Crom | 18-20% | 22% |
| Niken | 8-10.5% | 47% |
| Các yếu tố khác | Mangan, silicon | Cobalt, Molybdenum |
| Độ bền kéo | 515 MPa | 827 MPa |
| Temp dịch vụ tối đa | 870 độ | 1200 độ |
- Đặc điểm hiệu suất
Kháng ăn mòn: Thép không gỉ phụ thuộc vào oxit crom để bảo vệ, trong khi các hợp kim dựa trên niken cung cấp khả năng chống axit vượt trội và oxy hóa nhiệt độ cao .
Tính chất cơ học: Hợp kim dựa trên niken thể hiện cường độ cao hơn ở nhiệt độ cao, khiến chúng không thể thiếu trong các tuabin khí và lò phản ứng hạt nhân .
Chi phí: Thép không gỉ thường tiết kiệm hơn, với các hợp kim dựa trên niken có giá 3-5 nhiều lần do hàm lượng niken cao của chúng và sản xuất chuyên dụng .}
- Quan điểm và tiêu chuẩn của ngành
Dr . michael f . McGuire, tác giả của "Thép không gỉ dành cho các kỹ sư thiết kế", nhấn mạnh: "Sự khác biệt nằm trong Matrix . cơ sở bằng thép không gỉ cho nó
Các tiêu chuẩn của ASTM tiếp tục củng cố phân loại này . ASTM A 959-25, chi phối các lớp thép không gỉ, phân loại rõ ràng các vật liệu này là dựa trên sắt, trong khi các hợp kim dựa trên niken thuộc các thông số kỹ thuật riêng biệt như ASTM B 622.}}}}
- Những quan niệm sai lầm phổ biến
Một sự hiểu lầm phổ biến phát sinh từ thuật ngữ "thép không gỉ không gỉ cao ." trong khi các lớp như 904L chứa tới 28% niken, chúng vẫn dựa trên sắt . Điều kiện .
Kết luận: Làm rõ việc phân loại
Thép không gỉ không phải là hợp kim dựa trên niken . Thành phần giàu sắt của nó, kết hợp với crom là nguyên tố hợp kim chính, đặt nó trong một loại riêng biệt .
Hiểu được sự khác biệt này là rất quan trọng đối với lựa chọn vật liệu . Các kỹ sư chỉ định các thành phần cho các ứng dụng hàng không vũ trụ nhiệt độ cao sẽ lựa chọn hợp kim dựa trên niken, trong khi thép không gỉ vẫn là công việc của bạn.
Theo lời của Viện hàn quốc tế: "Phân loại vật liệu chính xác đảm bảo an toàn, hiệu suất và hiệu quả chi phí trong thiết kế kỹ thuật ." Công nhận thép không gỉ là hợp kim dựa trên sắt với các chất bổ sung niken tùy chọn thay vì vật liệu dựa trên niken là điều cần thiết cho việc ra quyết định được thông báo trong kỹ thuật vật liệu {5}
