Thép Không Gỉ Có Phải Là Inox Không?

Thép không gỉ là loại thép hợp kim được dùng phổ biến trong cuộc sống của con người. Như chính tên gọi của nó, thép không gỉ mẫn cảm với các tác nhân đến từ môi trường. Có rất nhiều câu hỏi xoay quanh thép không gỉ, trong số đó có hai câu hỏi phổ biến được nhiều người tìm kiếm nhất là thép không gỉ là loại thép gì?, thép không gỉ có phải là inox không?.

Thép không gỉ có phải là inox không (Ảnh: Internet)

Hôm nay Dũng Lưới xin được phép dành trọn nội dung bài viết này để nói đến thép không gỉ và những đặc điểm của dòng thép đặc biệt nay. Xin lưu ý rằng, nội dung bài viết được tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau trên mạng internet.

Thép không gỉ là gì?

Thép không gỉ là gì?, thép không gỉ là một hợp kim của nhiều nguyên tố kim loại khác nhau. Trong đó, nguyên tố kim loại cơ bản nhất là sắt (ký hiệu Fe, đứng thứ 26 trong bảng hệ thống tuần hoàn) có ít nhất 10.5% crôm (ký hiệu Cr, đứng thứ 24 trong bảng hệ thống tuần hoàn) cùng một số nguyên tố khác như Carbon, Niken… Tên gọi “thép không gỉ” thực chất là một thuật ngữ trong ngành luyện kim nhằm gọi một danh sách dạng hợp chất kim loại không bị hoặc ít bị ăn mòn, ít biến dạng và mất màu dễ dàng như nhiều loại thép phổ biến khác.

Vậy thép không gỉ có phải là inox không?, câu trả lời là phải. Thép không gỉ chính là inox, đây là một tên gọi khác của loại thép này. Ngoài ra còn nhiều tên gọi phổ biến khác mà mọi người thường hay gọi nhằm nói đến thép không gỉ khác như thép chống ăn mòn, thép inox, thép không gỉ inox hoặc thép mác SUS 301, 304, 201, 316, 316L… Xin lưu ý, mỗi loại mác thép không gỉ inox sẽ có một tỷ lệ pha trộn kim loại khác nhau, tính chất của kim loại thành phẩm cũng khác nhau.

Nguồn gốc thép không gỉ?

Cha đẻ của thép không gỉ inox là ông Harry Brearly, một chuyên gia hàng đầu trong ngành thép người Anh. Vào những năm 1913, bằng nhiều thí nghiệm phức tạp khác nhau ông đã sáng chế ra một loại hợp kim đặc biệt có ưu điểm chống ăn mòn tuyệt vời mà không một loại thép nào hồi đó có được. Công trình nghiên cứu của ông được công bố, mắt xích mấu chốt tạo nên loại thép không gỉ inox đặc biệt này bắt nguồn từ việc giảm thành phần Carbon xuống mức 0.24% và thêm vào đó một lượng crôm tương ứng 12.8%.

Trước chiến tranh thế giới thứ hai, hãng thép nổi tiếng của Đức là Krupp đã thực hiện tiếp một số thí nghiệm khác mang tính cách mạng của thép không gỉ. Hãng đã cho thêm nguyên tố kim loại Niken (ký hiệu Ni, đứng thứ 28 trong bảng hệ thống tuần hoàn) vào hỗn hợp theo công trình của Harry Brearly trước đó. Kết quả thật ấn tượng, hợp kim thép mới có khả năng chống ăn mòn axit tốt hơn, mềm và dẻo hơn giúp công việc gia công dễ dàng. Đây chính là tiền đề cho mác thép không gỉ inox 300 và 400 ra đời, phổ biến suốt trong chiến tranh thế giới thứ hai.

Sau những năm của cuộc chiến tranh lớn bậc nhất nhân loại. Những năm đầu của thế kỷ 20, W. H Hatfield một chuyên gia ngành thép khác người Anh tiếp tục thực hiện một công trình nghiên cứu khác dựa trên kết quả nghiên cứu của Harry Brearly và Krupp trước đó. Bằng việc thay đổi tỷ lệ các kim loại tham gia, chuyên gia này đã cho ra đời một loại thép không gỉ inox hoàn hảo được sử dụng đến tận ngày nay. Đó chính là thép không gỉ inox 304, theo công bố tỷ lệ crôm và niken trong loại inox 304 lần lượt là 8% và 18%. Vài năm sau, W. H Hatfield cũng là tác giá của loại thép inox mác 321 với tỷ lệ như inox mác 304 nhưng thêm một nguyên tố kim loại khác là titan (tỷ lệ không được công bố).

Phân loại thép không gỉ

Theo Wikipedia, thép không gỉ phổ biến với bốn loại chính: Austenitic, Ferritic, Austenitic-Ferritic (Duplex) và Martensitic.

Austenitic: Là loại thép không gỉ thông dụng nhất. Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s… Loại này có chứa tối thiểu 7% ni ken, 16% crôm, carbon (C) 0.08% max. Thành phần như vậy tạo ra cho loại thép này có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. Loai thép này được sử dụng nhiều để làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền công nghiệp, vỏ ngoài kiến trúc, các công trình xây dựng khác…

Ferritic: Loại thép không gỉ có tính chất cơ lý tương tự thép mềm, nhưng có khả năng chịu ăn mòn cao hơn thép mềm (thép carbon thấp). Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 430, 410, 409… Loại này có chứa khoảng 12% – 17% crôm. Loại này, với 12%Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc. Loại có chứa khoảng 17%Cr được sử dụng để làm đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, các kiến trúc trong nhà…

Austenitic-Ferritic (Duplex): Đây là loại thép có tính chất “ở giữa” loại Ferritic và Austenitic có tên gọi chung là DUPLEX. Thuộc dòng này có thể kể ra LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA. Loại thép duplex có chứa thành phần Ni ít hơn nhiều so với loại Austenitic. DUPLEX có đặc tính tiêu biểu là độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hoá dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển… Trong tình hình giá thép không gỉ leo thang do ni ken khan hiếm thì dòng DUPLEX đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để thay thế cho một số mác thép thuộc dòng thép Austenitic như SUS 304, 304L, 316, 316L, 310s…

Martensitic: Loại này chứa khoảng 11% đến 13% Cr, có độ bền chịu lực và độ cứng tốt, chịu ăn mòn ở mức độ tương đối. Được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao…

Chống ăn mòn của thép không gỉ

Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ inox phụ thuộc trực tiếp vào tỷ lệ crôm có trong hợp kim là chính. Tỷ lệ crôm sẽ cho ra một loại mác thép inox khác nhau, trung bình khoảng 10,5% đối với những mác thép không gỉ inox sử dụng trong điều kiện môi trường thông thường, đến 25% đối với những mác inox được sản xuất phục vụ các nhu cầu khắt khe hơn về chất lượng cũng như khả năng chống ăn mòn trong điều kiện môi trường khắc nhiệt.

Thép không gỉ inox chống ăn mòn tốt là nhờ một hiện tượng giới khoa học gọi là sự oxy hoá chống gỉ bằng kỹ thuật vật liệu. Khi tiếp xúc với môi trường, bề mặt thép không gỉ sẽ hình thành một lớp oxy hoá đến từ kim loại crôm thường là crôm ôxit(III) rất mỏng. Lớp oxy hóa này mỏng đến mức mắt thường không thể nhìn thấy, đồng nghĩa với việc bề mặt kim loại vẫn sáng bóng giúp thép không gỉ vẫn luôn giữ được màu không bị sỉn màu, xuống màu.

Một đặc điểm khác của lớp oxy hóa này chính là hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi nước và không khí nên khả năng bảo vệ lớp thép bên dưới là tuyệt đối trước tình trạng bị gỉ sét hay oxy hóa. Trong ngành kỹ thuật luyện kim cũng có một số kim loại khác có hiện tượng tương tự như nhôm, kẽm, niken. Tuy nhiên, do nhiều yếu tố khác nhau mà các loại kim loại này không được sử dụng phổ biến như thép không gỉ inox trong đời sống của con người.