Inox 316 là thép không gỉ austenitic Cr-Ni-Mo (UNS S31600, EN 1.4401, JIS SUS316), khác inox 304 ở chỗ có thêm 2,00-3,00% molypden. Molypden giúp màng thụ động chịu ion clorua tốt hơn, nên 316 chống ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở trong nước lợ, nước hồ bơi, muối và nhiều hóa chất chứa clorua tốt hơn 304. Thông tin tổng quan có ở trang Wikipedia về thép 316L. Mác này thuộc nhóm vật liệu inox (thép không gỉ) họ austenitic, cấu trúc dẻo, hàn tốt và không có từ tính khi ủ.
Mục lục
Thành phần hóa học
Bảng theo ASTM A240 (tấm, lá), tính theo % khối lượng, phần còn lại là sắt. Hàng 304 đưa vào để so sánh.
| Mác | C | Mn | Si | P / S | Cr | Ni | Mo | Khác |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 316 | ≤0,08 | ≤2,00 | ≤0,75 | ≤0,045 / ≤0,030 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,00-3,00 | N ≤0,10 |
| 316L | ≤0,030 | ≤2,00 | ≤0,75 | ≤0,045 / ≤0,030 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,00-3,00 | N ≤0,10 |
| 316H | 0,04-0,10 | ≤2,00 | ≤0,75 | ≤0,045 / ≤0,030 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,00-3,00 | N ≤0,10 |
| 316Ti | ≤0,08 | ≤2,00 | ≤0,75 | ≤0,045 / ≤0,030 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,00-3,00 | Ti ≥5×(C+N), ≤0,70 |
| 304 (so sánh) | ≤0,07 | ≤2,00 | ≤0,75 | ≤0,045 / ≤0,030 | 17,5-19,5 | 8,0-10,5 | – | N ≤0,10 |
So với mác inox 304, 316 có Cr thấp hơn một chút, Ni cao hơn và thêm Mo. Cr thấp hơn nhưng PREN vẫn cao hơn, vì Mo có hệ số 3,3 trong công thức.
Vì sao Mo giúp 316 chống ăn mòn rỗ
Ăn mòn rỗ bắt đầu khi Cl⁻ làm hỏng cục bộ màng thụ động. Molypden được tích lũy trong màng ở dạng oxit và molybdat, làm màng bền hơn trước Cl⁻ và tái thụ động nhanh hơn tại điểm bị tấn công. Vì thế các lỗ rỗ nhỏ bắt đầu hình thành đã tự lành trước khi lan rộng. Hiệu quả chống rỗ chủ yếu đến từ Mo, không phải từ Ni.
Ni trong 316 cao hơn (10-14% so với 8-10,5%) vì Mo là nguyên tố tạo ferit. Nếu không tăng Ni, thép sẽ có thêm ferit và mất tính austenitic. Như vậy Ni đóng vai trò giữ cấu trúc, còn Mo mới là nguyên tố chống rỗ.
Chỉ số PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N dùng để so sánh khả năng chống rỗ. Ví dụ tính cho 316 theo thành phần danh nghĩa Cr 16,5%, Mo 2,1%, N 0,05%: 16,5 + 3,3 × 2,1 + 16 × 0,05 = 24,2.
| Mác | PREN (giá trị danh nghĩa) |
|---|---|
| 304 | khoảng 19 |
| 316 | khoảng 24 |
| Duplex 2205 | từ 34 |
PREN cao hơn nghĩa là ngưỡng clorua chịu được cao hơn, chi tiết xem ở bài so sánh inox 304 và 316.
Các biến thể 316
316L
316L giảm cacbon xuống tối đa 0,030%. Khi hàn, cacbon ít nên không đủ tạo Cr₂₃C₆ ở biên hạt trong vùng 425-815°C, mối hàn tránh được ăn mòn liên hạt. Cơ chế giống 304L, xem so sánh 304 và 304L. Với kết cấu hàn dày không ủ lại, 316L là lựa chọn mặc định. Thân van đúc tương đương là CF3M.
316H
316H có C 0,04-0,10%. Cacbon cao giúp giới hạn bền rão tốt hơn ở trên khoảng 500°C, nên dùng cho bình, ống làm việc nhiệt độ cao. Đổi lại nó dễ nhạy hóa nếu hàn.
316Ti
316Ti thêm titan với Ti ≥5×(C+N), tối đa 0,70%. Ti kết hợp với cacbon thành TiC trước khi cacbon kịp tạo cacbit crom, nên crom ở nền được giữ lại. Cách này gọi là ổn định hóa, dùng khi mối hàn phải làm việc ở nhiệt độ nằm trong vùng nhạy hóa.
Cơ tính và tính chất vật lý
| Chỉ tiêu | 316 | 316L |
|---|---|---|
| Giới hạn bền kéo Rm | ≥515 MPa | ≥485 MPa |
| Giới hạn chảy Rp0,2 | ≥205 MPa | ≥170 MPa |
| Độ giãn dài A | ≥40% | ≥40% |
| Khối lượng riêng | khoảng 7,98 g/cm³ | khoảng 7,98 g/cm³ |
Ở trạng thái ủ dung dịch, 316 không có từ tính. Khi gia công nguội, thép biến cứng và có thể hút nhẹ nam châm. Nếu cần khôi phục độ dẻo và chống ăn mòn sau biến dạng lớn, ủ dung dịch ở khoảng 1010-1120°C rồi làm nguội nhanh (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng).
Chống oxy hóa đến khoảng 870°C khi làm việc gián đoạn và khoảng 925°C khi liên tục (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng). Cần tránh giữ lâu ở 425-815°C với mác chưa hạ cacbon. Về gia công cắt gọt, 316 biến cứng nguội nhanh nên cần dao sắc, tốc độ cắt ổn định và không để dao ma sát tại chỗ. Về hàn, 316 hàn tốt bằng các phương pháp thông dụng với que hoặc dây ER316L; mối hàn kết cấu nên dùng 316L.
Giới hạn của 316
316 không chịu được mọi môi trường. Các giới hạn cần biết:
- Nước biển: vẫn bị rỗ, nhất là nước biển ấm, nước ứ đọng, khe hở dưới gioăng. Ngưỡng clorua thực hành ở nhiệt độ thường khoảng 1.000 mg/L (tham khảo, phụ thuộc nhiệt độ, pH, khe hở), trong khi nước biển khoảng 19.000 mg/L.
- Axit khử: bị phá bởi HCl và H₂SO₄ nồng độ trung bình, vì các axit này hòa tan màng thụ động.
- Nước clo đậm đặc, hypoclorit nồng độ cao.
- Nứt ăn mòn ứng suất clorua khi có ứng suất kéo và nhiệt độ trên khoảng 60°C.
Khi vượt các giới hạn trên: nước biển và clorua cao dùng super duplex (PREN ≥40), đồng nhôm niken hoặc nhựa; HCl, H₂SO₄ nồng độ trung bình dùng nhựa hoặc van lót PTFE, không thay bằng 2205 hay 904L nếu chưa tra nồng độ và nhiệt độ cụ thể. Việc chọn cần dựa vào bảng tương thích, xem độ bền hóa học của vật liệu và dữ liệu của hãng.
Mức chịu một số môi chất của inox 316
Bảng dưới là mức tham khảo ở nhiệt độ thường. Nhiệt độ, nồng độ, tạp chất và khe hở làm thay đổi kết quả, nên cần đối chiếu catalogue của hãng và bảng tương thích hóa chất.
| Môi chất | Mức phù hợp của 316 |
|---|---|
| Nước sạch, nước nóng, hơi bão hòa | Phù hợp |
| Nước lợ nhẹ, nước hồ bơi xử lý clo đúng liều | Phù hợp có điều kiện, cần kiểm tra Cl⁻ và nhiệt độ |
| Nước biển | Hạn chế, tuổi thọ ngắn ở nơi ứ đọng hoặc có khe |
| Axit axetic, axit citric, kiềm loãng | Thường phù hợp |
| HCl | Không phù hợp |
| H₂SO₄ nồng độ trung bình | Không phù hợp |
| Hypoclorit nồng độ cao, nước clo đậm đặc | Không phù hợp |
Ứng dụng 316 trong van
-
Nút bịt hàn inox 316Giá gốc là: 10,000₫.8,900₫Giá hiện tại là: 8,900₫. -
Nút bịt ren ngoài inox 316Giá gốc là: 10,000₫.8,000₫Giá hiện tại là: 8,000₫.
-
Cút inox 316Giá gốc là: 13,000₫.10,000₫Giá hiện tại là: 10,000₫.
-
Nút bịt ren trong inox 316Giá gốc là: 12,000₫.9,000₫Giá hiện tại là: 9,000₫.
-
Côn thu inox 316Giá gốc là: 100,000₫.90,000₫Giá hiện tại là: 90,000₫.
Van bi, van bướm, van một chiều thân 316 dùng cho nước lợ, nuôi trồng thủy sản (khi kiểm soát được Cl⁻ và nhiệt độ), hóa chất chứa clorua loãng, thực phẩm mặn và dược. Với nước biển, 316 chỉ dùng khi chấp nhận tuổi thọ ngắn. Van ngành hóa chất thường chọn thân 316 hoặc CF8M kèm gioăng PTFE khi môi chất là dung dịch muối, axit hữu cơ hay chất tẩy rửa.
Thân van đúc tương đương 316 là CF8M (ASTM A351), xem thêm vật liệu WCB, CF8, CF8M để hiểu cách đặt tên. 316L đánh bóng với độ nhám thấp là vật liệu chính của inox vi sinh trong thực phẩm, đồ uống và dược. Các dòng van thân inox khác có thể xem tại van bướm inox và van 1 chiều inox.
Viva cung cấp van và phụ kiện bằng inox 316 tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để chọn đúng vật liệu theo môi chất:
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp
Inox 316 có bị gỉ không?
Có, trong điều kiện nhất định. Inox 316 chống gỉ tốt hơn 304 nhưng vẫn bị rỗ trong nước biển ấm, nước ứ đọng, khe kín thiếu oxy, và bị axit HCl phá hủy. Mạt sắt bám từ dụng cụ thép cacbon cũng gây chấm gỉ bề mặt, xử lý bằng tẩy thụ động hóa. Chọn đúng môi trường làm việc là điều kiện để 316 bền.
Inox 316 có hút nam châm không?
Ở trạng thái ủ, inox 316 không bị nam châm hút. Sau khi dập, uốn hoặc kéo nguội, một phần austenit chuyển thành martensit nên chi tiết có thể hút nhẹ. Thân van đúc CF8M còn chứa ít ferit nên cũng hút nhẹ. Vì vậy không dùng nam châm để phân biệt 316 với 304 hoặc 201.
Inox 316 đắt hơn 304 bao nhiêu?
Inox 316 đắt hơn 304 vì chứa molypden và nhiều niken hơn, hai nguyên tố có giá cao. Mức chênh lệch cụ thể thay đổi theo thị trường nguyên liệu, dạng sản phẩm và nhà cung cấp, nên cần lấy báo giá theo từng thời điểm. Khi môi chất có clorua, chi phí thay van và dừng máy thường lớn hơn khoản chênh vật liệu.
Xem thêm: các mẫu van bi inox thân 304, 316 đang bán tại Viva.
