Hotline:
Tìm hiểu khả năng chịu nhiệt của inox 304
| 25/11/2021Inox và khả năng chịu nhiệt của nó
Inox hay còn gọi là thép không gỉ, được sử dụng ngày càng nhiều bởi khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của nó. Thêm một đặc tính nổi bật nữa đó chính là khả năng chịu nhiệt độ cao của các loại inox. Thép không gỉ được sử dụng trong các trường hợp cần chống oxy hóa ở nhiệt độ cao. Cùng nhiều những ứng dụng khác mà yêu cầu khả năng chịu nhiệt độ cao là cần thiết. Với hàm lượng Crom (Cr) cao làm tăng khả năng chống ăn mòn của inox trong điều kiện nhiệt độ cao.
Có thể bạn quan tâm: lưới đỡ thi công cách nhiệt
Kháng giải nhiệt rộng
Khả năng chống oxy hóa, hay cao hơn nữa, nó chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng Crôm bên trong. như trong đồ thị dưới đây. thép Austenit nhất, với hàm lượng crôm ít nhất là 18%, có thể được sử dụng ở nhiệt độ lên tới 870 ° C và các loại inox 309, 310 và 2111 HTR (UNS S30815) khả năng chịu nhiệt còn tốt hơn. Đa số các loại thép Ferit và Mactenxit có khả năng chống quá trình oxy hóa và nhiệt độ hoạt động hữu ích vì vậy thấp hơn. Một ngoại lệ là các lớp Ferit 416 – có hàm lượng Crom 24%, có thể được sử dụng ở môi trường nhiệt độ lên tới 1100 ° C.
Đây là nhiệt độ tối đa sử dụng cho môi trường không khí khô. Dựa vào tỷ lệ kháng nhiệt.
BẢNG CHỊU NHIỆT CỦA CÁC LOẠI THÉP KHÔNG GỈ – INOX
| Mác thép | Nhiệt độ không liên tục (°C) | Nhiệt độ liên tục (°C) |
| SUS304 | 870 | 925 |
| SUS309 | 980 | 1095 |
| SUS310 | 1035 | 1150 |
| SUS316 | 870 | 925 |
| SUS321 | 870 | 925 |
| SUS410 | 815 | 705 |
| SUS416 | 760 | 675 |
| SUS420 | 735 | 620 |
| SUS430 | 870 | 815 |
| Thép 2111HTR | 1150 | 1150 |
(Tài liệu tham khảo: ASM Metals Handbook)
Theo bảng số liệu trên thì khả năng chịu nhiệt của loại inox 304 là tầm 870 đến 925°C. Đây là một trong những loại inox phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dụng cụ nhà bếp, thiết bị y tế, các ứng dụng chịu nhiệt trung bình và các ứng dụng tại các nhà máy.
Tuy nhiên, khả năng chịu nhiệt của inox 304, 316, 310 có thể bị giảm do tác động của các yếu tố như độ pH, tỷ lệ clorua, tỷ lệ hợp kim và tầm nhiệt độ. Vì vậy, trước khi sử dụng inox 304 trong môi trường chịu nhiệt cao, nên được tư vấn với các chuyên gia về các yếu tố cụ thể và cách sử dụng đúng cách.
Cường độ chịu nhiệt của inox 304
Khả năng chịu nhiệt độ cao của inox thường được biểu diễn theo “độ dão” của nó. Được thể hiện qua khả năng của vật liệu chống lại biến dạng qua tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao.
Về vấn đề này, thép không gỉ austenit đặc biệt tốt. Theo các quy chuẩn quốc tế như Tiêu chuẩn AS1210 “Dùng Cho Đóng Tàu” và AS4041 “Áp lực đường ống” Tiêu chuẩn Úc (mã số từ ASME và các cơ quan khác tương ứng) cũng quy định ứng suất làm việc cho phép của mỗi loại ở một khoảng nhiệt độ nhất định.
Với các loại thép không gỉ có hàm lượng carbon thấp của các lớp austenit tiêu chuẩn (các SUS 304L và 316L) đã làm giảm khả năng chịu nhiệt. Nên các loại inox 304L, 316L được khuyến cáo không nên sử dụng cho cơ cấu nhiệt độ cao
Với các loại inox dòng “H” của mỗi loại (ví dụ SUS 304H) có hàm lượng cacbon cao hơn cho các loại thép không gỉ này. Nhờ đó khả năng chịu nhiệt cũng tăng lên đáng kể. Lớp “H” được thiết kế cho những ứng dụng chịu nhiệt độ cao
Còn đối với các loại inox song pha (Duplex) kháng oxy hóa tốt nhờ hàm lượng Crom cao của chúng. Tuy nhiên nó bị dòn khi tiếp xúc với nhiệt độ trên 350oC, cần phải hạn chế sử dụng dòng inox này trong môi trường nhiệt độ cao.
Cả hai Nhóm Mactenxit và Kết tủa Cứng của thép không gỉ có ưu điểm chịu nhiệt nhờ được xử lý gia nhiệt. Khi tiếp xúc với môi trường có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ xử lý nó sẽ giảm khả năng chịu nhiệt. Cần chú ý hạn chế sử dụng ở nhiệt độ cao.
Tính ổn định cấu trúc
Nhiều nghiên cứu về sự ảnh hưởng của mưa cacbua đến sự ăn mòn kim loại. Hiện tượng này cũng xảy ra khi các loại thép không gỉ tiếp xúc với môi trường nhiệt độ cao trên 425 độ C. Kết quả cho thấy khả năng chống ăn mòn bị giảm đi đáng kể.
Một điều cần chú ý nữa đối với thép không gỉ khi sử dụng ở nhiệt độ cao là sự hình thành giai đoạn sigma. Quá trình hình thành giai đoạn sigma trong thép Austenit là phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ. Chúng khác nhau đối với từng loại thép.
Ở Inox 304 khó để hình thành giai đoạn sigma. Nhưng với các loại chứa Cr cao (SUS 310 hoặc molypden (SUS 316 và 317) các loại có silic cao như (SUS 314). Các loại này dễ bị hình thành giai đoạn sigma nếu tiếp xúc với nền nhiệt cao (590 – 870oC)trong thời gian dài.
Sigma là giai đoạn tạo ra tính dòn do sự hình thành kết tủa trong vi cấu thép, dẫn đến sự gãy dòn.
Giãn nở vì nhiệt của các loại inox
Các hệ số giãn nở nhiệt của thép không gỉ austenit là cao hơn so với hầu hết các lớp khác của thép, như thể hiện trong bảng dưới đây.
Bảng: Hệ số giãn nở vì nhiệt của Inox
| Loại thép | Hệ số giãn nở vì nhiệt (x10-6/°C) |
| Carbon Steels | 12 |
| Austenitic Steels | 17 |
| Duplex Steels | 14 |
| Ferritic Steels | 10 |
| Martensitic Steels | 10 |
| * or micrometres/metre/°C | |
Hệ số mở rộng này không chỉ khác nhau giữa các loại thép, nó cũng làm tăng nhẹ với nhiệt độ. Inox 304 có hệ số 17,2 x 10-6 / ° C trong phạm vi nhiệt độ 0 đến 100 ° C, nhưng lại tăng cao hơn nhiệt độ này.
Tìm hiểu các loại túi lọc bụi trên thị trường
Hệ số dẫn nhiệt của inox
Hệ số dẫn nhiệt của inox (thép không gỉ) thường khoảng từ 16 W/m.K đến 20 W/m.K, tùy thuộc vào loại inox và cấu trúc nội tại của nó. Hệ số dẫn nhiệt của inox đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển nhiệt của vật liệu. Vì vậy, cần phải xem xét khi chọn lựa loại inox cho các ứng dụng cần truyền nhiệt tốt.
Một số loại inox phổ biến với hệ số dẫn nhiệt đặc biệt như sau:
- 304L: 16-18 W/m.K
- 316L: 16-18 W/m.K
- 321: 18-20 W/m.K
- 347: 17-19 W/m.K
Lưu ý rằng hệ số dẫn nhiệt của inox có thể thay đổi theo cấu trúc nội tại của nó và cách sản xuất, do đó cần kiểm tra kỹ trước khi chọn inox cho một ứng dụng cụ thể.
Có thể thấy so với sắt thép, khả năng dẫn nhiệt của inox thấp hơn rất nhiều. Thực tế, hệ số dẫn nhiệt của sắt thép khoảng từ 50 W/m.K đến 60 W/m.K, trong khi hệ số dẫn nhiệt của inox chỉ nằm trong khoảng 16 W/m.K đến 20 W/m.K. Tuy nhiên, inox có các ưu điểm khác như chống ăn mòn tốt và độ bền cao, do đó inox thường được ưa chuộng cho các ứng dụng yêu cầu chất lượng cao và độ bền tốt.
Thông tin liên hệ:
CÔNG TY TNHH TM DV TV KỸ THUẬT IME
Địa chỉ: 16/2H Đoàn Nguyễn Tuấn, Ấp 2, Xã Tân Quý Tây, H Bình Chánh, TP. HCM
Điện thoại: 0938 38 59 57
