Thép không gỉ hai lớp 304 /304L, 316/316L

Thép không gỉ Austenitic là loại thép không gỉ được sử dụng rộng rãi nhất, chiếm khoảng 75% trong tổng lượng tiêu thụ thép không gỉ. Sự phát triển nhanh chóng của ngành hóa chất và công nghiệp hóa dầu đã đặt ra yêu cầu cao hơn về khả năng chống ăn mòn và độ bền của thép không gỉ. Ví dụ, thép không gỉ loại kép 304/304L có nghĩa là nó có hàm lượng carbon thấp hơn, nhỏ hơn 0,03%, đáp ứng các loại 304L, trong khi năng suất và độ bền kéo của nó cao hơn giới hạn dưới của thép không gỉ 304, thép không gỉ có thể được định nghĩa là 304/304L thép không gỉ loại kép, nghĩa là thành phần hóa học của nó đáp ứng thành phần hóa học của 304L và tính chất cơ học đáp ứng các yêu cầu của thép không gỉ 304. Tương tự, một tấm thép không gỉ có thể được chứng nhận kép 304/304H vì nó có đủ hàm lượng carbon để đáp ứng yêu cầu 304H (tối thiểu 0,040%) và cũng đáp ứng các yêu cầu về độ bền và kích thước hạt 304H, có 316/316L và các loại thép không gỉ kép khác.

Điều quan trọng nhất là sự khác biệt về carbon và độ bền tạo ra. Carbon là nguyên tố ổn định austenit hiệu quả và có thể được coi là tạp chất hoặc nguyên tố hợp kim giúp cải thiện độ bền của thép không gỉ, đặc biệt ở nhiệt độ cao. Hàm lượng carbon trong hầu hết các loại thép không gỉ austenit đều dưới 0,02% ~ 0,04%. Để có khả năng chống ăn mòn tốt sau khi hàn, hàm lượng carbon của thép không gỉ cấp carbon thấp được kiểm soát dưới 0,030%. Để cải thiện độ bền nhiệt độ cao, hàm lượng carbon cao hoặc loại “H” được duy trì ở mức 0,04% hoặc cao hơn một chút.

Các nguyên tử cacbon nhỏ hơn trong cấu trúc lập phương tâm mặt nằm trong các khoảng trống mạng giữa các nguyên tử Cr, Ni và Mo lớn hơn, giúp hạn chế chuyển động trật khớp, cản trở sự biến dạng dẻo và tăng cường độ bền cho thép không gỉ. Trong điều kiện nhiệt độ tăng cao như trong quá trình hàn, carbon có xu hướng kết tủa crom mạnh trong ma trận thép không gỉ với cacbua giàu crom và pha thứ hai có xu hướng kết tủa ở ranh giới hạt chứ không phải ở tâm hạt, do đó cacbua crom là dễ hình thành ở ranh giới hạt.

Crom là nguyên tố cần thiết để tăng cường khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ, nhưng crom cacbua bị loại bỏ khỏi nền thép không gỉ nên khả năng chống ăn mòn ở đây kém hơn so với phần còn lại của ma trận thép không gỉ. Việc tăng hàm lượng carbon có thể mở rộng phạm vi nhiệt độ, do đó rút ngắn thời gian mất độ nhạy hoặc khả năng chống ăn mòn, việc giảm hàm lượng carbon có thể trì hoãn hoặc tránh hoàn toàn sự hình thành cacbua trong hàn. Các loại carbon thấp như hàm lượng carbon 304L và 316L nhỏ hơn 0,030%, hầu hết các loại Austenite hợp kim cao hơn như hàm lượng carbon thép không gỉ 6%Mo đều nhỏ hơn 0,020%. Để bù đắp cho sự suy giảm độ bền do hàm lượng carbon giảm, một nguyên tố xen kẽ khác là nitơ đôi khi được thêm vào để tăng cường độ bền cho thép không gỉ.

Thép không gỉ hai lớp vừa có độ bền cao của thép không gỉ thông thường vừa có khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ có hàm lượng carbon cực thấp. Nó có thể giải quyết vấn đề hiệu suất mối hàn yếu của hầu hết các loại thép không gỉ Austenitic, đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị trạm tiếp nhận LNG nhiệt độ thấp và đường ống có đường kính lớn. Giá của thép không gỉ loại kép về cơ bản tương đương với thép không gỉ có hàm lượng carbon cực thấp. Bây giờ một số nhà máy thép Trung Quốc có thể cung cấp các loại thép cho thị trường trưởng thành, bất kỳ ai quan tâm, vui lòng liên hệ với chúng tôi.

 

Thép Super 304H là gì?

Với sự phát triển của các thiết bị siêu tới hạn, độ bền nhiệt độ cao của thép không gỉ Austenitic 18-8 truyền thống (như thép TP304H) đã không thể đáp ứng nhu cầu của chúng với thông số hơi nước 600oC. Vì lý do này, Tập đoàn kim loại Sumitomo Nhật Bản đã phát triển các vật liệu mới cho đường ống bề mặt gia nhiệt nồi hơi của thiết bị, như thép TP347HFG, thép SUPER304H và thép HR3C. Thép Super 304H là một loại thép mới thép 18-8, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất bộ quá nhiệt và hâm nóng nồi hơi siêu tới hạn có nhiệt độ thành kim loại không vượt quá 700oC. Hiện nay, Shasqida Mannesmann (trước đây là Công ty DMV) ở Đức cũng sản xuất ống thép tương tự, với mác DMV 304HCU.

Thép Super304H là thép được giảm hàm lượng Mn, Si, Cr và Ni trên nền thép TP304H, trong đó bổ sung thêm 2,5%~3,5% Cu và 0,30%~0,60% Nb và 0,05%~0,12% Nb, do đó để tạo ra pha kết tủa khuếch tán và pha tăng cường giàu đồng trong dịch vụ, xảy ra quá trình tăng cường kết tủa với NbC(N), NbCrN và M23C6, làm tăng đáng kể ứng suất cho phép ở nhiệt độ sử dụng và ứng suất cho phép ở 600 ~ 650oC cao hơn 30% hơn thép TP347H. Khả năng chống oxy hóa hơi nước của thép tương đương với thép TP347HFG và tốt hơn đáng kể so với thép TP321H. Nó đã được liệt kê trong Mã ASME Case 2328-1, Tiêu chuẩn ASTM A-213, số hiệu là S30432.

 

Thành phần hóa học của Super 304H

C Mn P S Cr Ni N Al B Nb Củ V.
0.08 0.21 0.79 0.03 0.001 18.42 8.66 0.11 0.007 0.004 0.5 2.77 0.04 0.35

 

Tính chất cơ học của Super 304H

Sức mạnh năng suất, Mpa Độ bền kéo, Mpa Độ giãn dài, %
360/350 640/645 58/60

 

Do thông số hơi cao của các thiết bị siêu tới hạn nên khả năng chống oxy hóa của thép dùng trong các bộ phận có áp suất nhiệt độ cao của nhà máy điện trở nên rất quan trọng. Nói chung, thành trong của ống thép siêu 304H được phun nổ để cải thiện hiệu suất oxy hóa chống hơi nước. Một lớp nổ bắn dày 30μm được hình thành trên bề mặt bên trong của ống thép và cấu trúc vi mô của nó đã được cải tiến so với cấu trúc vi mô của ống thép không bắn. Sau thử nghiệm oxy hóa hơi nước ở 650oC và 600h, độ dày lớp oxit của ống thép được xử lý bằng vụ nổ mỏng hơn và đậm đặc hơn, đồng thời khả năng chống oxy hóa hơi nước của ống thép được cải thiện. Hiện tại, một số nhà máy thép hàng đầu ở Trung Quốc đã sản xuất loại 10CrL8Ni9NbCu3Bn tương tự, được quy định trong GB 5310-2008, loại này hiện đang được sử dụng trong một số dự án thiết bị siêu tới hạn ở Trung Quốc.