November 6, 2025
Trong sản xuất công nghiệp và các ứng dụng hàng ngày, thép không gỉ được sử dụng rộng rãi vì khả năng chống ăn mòn, dễ làm sạch và vẻ ngoài thẩm mỹ. Tuy nhiên, với nhiều loại thép không gỉ có sẵn trên thị trường, việc lựa chọn vật liệu phù hợp nhất cho các yêu cầu cụ thể trở nên quan trọng. Bài viết này tập trung vào hai loại thép không gỉ phổ biến - 303 và 304 - cung cấp so sánh chi tiết về thành phần hóa học, tính chất vật lý, đặc tính gia công và các tình huống ứng dụng.
Thép không gỉ 303 là loại thép không gỉ austenit được đánh giá cao vì khả năng gia công đặc biệt. Hiệu suất cắt vượt trội này bắt nguồn từ hàm lượng lưu huỳnh cao hơn, thường dao động từ 0,15% đến 0,35%. Mặc dù việc bổ sung lưu huỳnh làm giảm nhẹ khả năng chống ăn mòn và độ bền, nhưng nó làm giảm đáng kể độ khó gia công, khiến thép không gỉ 303 đặc biệt có lợi cho các ứng dụng gia công.
Các thành phần chính của thép không gỉ 303 bao gồm 18% crôm và 8-10% niken. Trong khi crôm và niken mang lại khả năng chống ăn mòn tốt, thì việc bổ sung lưu huỳnh làm giảm tính chất này. Lưu huỳnh kết hợp với sắt để tạo thành các tạp chất sunfua hoạt động như chất phá phoi và chất bôi trơn trong quá trình gia công, làm giảm lực cắt và cải thiện hiệu quả. Tuy nhiên, chính những tạp chất sunfua này lại trở thành điểm yếu cho sự ăn mòn, hạn chế độ bền của 303 trong một số môi trường nhất định.
So với thép không gỉ 304, 303 có độ bền cao hơn một chút nhưng độ dẻo dai lại giảm. Các tạp chất sunfua cản trở sự trượt của hạt, làm tăng độ cứng và độ bền trong khi giảm độ dẻo và độ dẻo dai. Đối với các ứng dụng yêu cầu độ bền cao hoặc khả năng chống va đập, thép không gỉ 304 có thể phù hợp hơn.
Ưu điểm lớn nhất của thép không gỉ 303 nằm ở khả năng gia công đặc biệt của nó. Các tạp chất sunfua thúc đẩy việc phá phoi, ngăn ngừa dụng cụ bị bám bẩn và cải thiện đáng kể hiệu quả gia công đồng thời giảm hao mòn dụng cụ. Tốc độ cắt đối với 303 có thể cao hơn 20-50% so với 304, giảm đáng kể chu kỳ sản xuất và chi phí.
Hàm lượng lưu huỳnh ảnh hưởng xấu đến khả năng hàn của 303. Các tạp chất sunfua có xu hướng tạo thành các eutectic có nhiệt độ nóng chảy thấp trong quá trình hàn, dẫn đến nứt nóng trong mối hàn. Do đó, 303 thường không được khuyến khích cho các ứng dụng hàn. Khi không thể tránh khỏi việc hàn, các kỹ thuật và vật liệu thích hợp phải được chọn với các biện pháp phòng ngừa thích hợp để giảm thiểu rủi ro nứt.
Mặc dù thép không gỉ 303 có khả năng chống ăn mòn vừa phải, nhưng nó hoạt động kém hơn đáng kể so với 304 trong môi trường ăn mòn. Các tạp chất sunfua đóng vai trò là điểm khởi đầu cho sự ăn mòn, đẩy nhanh quá trình suy thoái vật liệu. Nên tránh sử dụng 303 trong môi trường ăn mòn cao như điều kiện biển hoặc axit, nơi thép không gỉ 304 hoặc 316 sẽ phù hợp hơn.
Thép không gỉ 303 vẫn duy trì khả năng chống oxy hóa tốt trong quá trình tiếp xúc không liên tục lên đến 1400°F (760°C). Tuy nhiên, việc tiếp xúc với nhiệt độ cao kéo dài có thể gây ra hiện tượng nhạy cảm - kết tủa cacbua crôm ở ranh giới hạt tạo ra các vùng cạn kiệt crôm, làm giảm khả năng chống ăn mòn. Các ứng dụng nên giảm thiểu việc tiếp xúc với nhiệt độ cao kéo dài.
Do rủi ro về độ nhạy, 303 thường không được coi là vật liệu cấp thực phẩm. Trong thiết bị chế biến thực phẩm sử dụng thép không gỉ 303, nên tránh tiếp xúc với nhiệt độ cao kéo dài, đồng thời áp dụng các phương pháp làm sạch và khử trùng thích hợp. Đối với môi trường chế biến thực phẩm quan trọng về mặt vệ sinh, nên sử dụng thép không gỉ 304 hoặc 316.
Thép không gỉ 304 là một loại thép không gỉ austenit phổ biến khác nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khả năng làm việc tốt và phạm vi ứng dụng rộng. Không giống như 303, 304 không chứa lưu huỳnh, mang lại khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn tốt hơn, mặc dù khả năng gia công hơi giảm.
Thép không gỉ 304 chủ yếu bao gồm 18-20% crôm và 8-10,5% niken, với hàm lượng cacbon tối đa 0,08%. Crôm và niken mang lại khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và độ dẻo tốt, trong khi hàm lượng cacbon thấp làm tăng khả năng hàn. Mangan và silicon bổ sung cải thiện độ bền, khả năng định hình và đặc tính hàn.
Thép không gỉ 304 mang lại sự cân bằng tuyệt vời giữa độ bền và độ dẻo dai phù hợp với hầu hết các ứng dụng. So với 303, 304 có độ bền thấp hơn một chút nhưng độ dẻo dai vượt trội, giúp nó phù hợp hơn cho các ứng dụng chịu va đập hoặc các hoạt động tạo hình nguội.
Thép không gỉ 304 thể hiện khả năng làm việc tốt thông qua nhiều phương pháp tạo hình khác nhau như uốn nguội, kéo và dập. Tuy nhiên, so với 303, khả năng gia công của nó kém hơn, có xu hướng bám dính phoi vào dụng cụ cao hơn. Các thông số cắt và vật liệu dụng cụ thích hợp là rất cần thiết để gia công hiệu quả.
Thép không gỉ 304 hàn cực kỳ tốt bằng nhiều phương pháp khác nhau bao gồm hàn TIG và hàn laser. Việc không có lưu huỳnh làm giảm thiểu rủi ro nứt nóng, tạo ra các mối nối hàn chắc chắn, chống ăn mòn. Điều này làm cho 304 lý tưởng cho các kết cấu hàn và hệ thống đường ống.
Thép không gỉ 304 mang lại khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với hầu hết các môi trường bao gồm khí quyển, nước, axit và kiềm. Crôm tạo thành một lớp oxit thụ động dày đặc, ngăn chặn hiệu quả các tác nhân ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn rộng này làm cho 304 phù hợp với các ứng dụng hóa chất, chế biến thực phẩm và y tế.
304 vẫn duy trì khả năng chống oxy hóa và độ bền tốt ở nhiệt độ cao, chịu được sự tiếp xúc không liên tục lên đến 1600°F (870°C). Điều này làm cho nó phù hợp với nồi hơi, bộ trao đổi nhiệt và các thiết bị nhiệt độ cao khác.
Thép không gỉ 304 được công nhận trên toàn cầu là vật liệu cấp thực phẩm, được sử dụng rộng rãi trong thiết bị và dụng cụ chế biến thực phẩm. Khả năng chống ăn mòn và khả năng làm sạch tuyệt vời của nó ngăn chặn hiệu quả sự nhiễm bẩn thực phẩm, đảm bảo an toàn.
| Thuộc tính | Thép không gỉ 303 | Thép không gỉ 304 |
|---|---|---|
| Khả năng chống ăn mòn | Tốt trong môi trường nhẹ | Tuyệt vời |
| Từ tính | Không từ tính | Không từ tính |
| Khả năng hàn | Kém | Tuyệt vời |
| Làm cứng khi gia công | Có | Có |
| Khả năng định hình | Tuyệt vời | Rất tốt |
| Làm cứng kết tủa | Không | Không |
| Khả năng gia công (Ủ) | Tuyệt vời | Khá |
| Khả năng chịu nhiệt độ cao | Hạn chế | Tốt |
| Nhiệt độ phục vụ không liên tục tối đa | 1400°F (760°C) | 1562°F (850°C) |
| Thành phần điển hình | Cr 17-19%, Ni 8-10%, S 0.15-0.35% | Cr 18-20%, Ni 8-10.5%, C ≤0.08% |
| Độ bền kéo | 690 MPa | 520 MPa |
| Độ bền chảy | 415 MPa | 215 MPa |
| Độ giãn dài | 40% | 70% |
| Các ứng dụng điển hình | Các bộ phận được gia công nhiều với các yêu cầu ăn mòn vừa phải | Các bộ phận yêu cầu khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn tốt |
Cả thép không gỉ 303 và 304 đều mang lại những lợi thế riêng biệt cho các ứng dụng khác nhau. Việc hiểu rõ các đặc tính và đặc điểm hiệu suất cụ thể của chúng cho phép các kỹ sư và nhà thiết kế đưa ra các quyết định lựa chọn vật liệu sáng suốt, tối ưu hóa chất lượng và hiệu suất sản phẩm. So sánh toàn diện này cung cấp những hiểu biết cần thiết để chọn loại thép không gỉ phù hợp nhất cho bất kỳ ứng dụng nào.
