November 8, 2025
Tại ngã tư của việc lựa chọn vật liệu trong kỹ thuật, thép mạ kẽm và thép không gỉ — hai kim loại có vẻ chống ăn mòn — thường khiến các nhà thiết kế và kỹ sư phải đối mặt với một tình thế tiến thoái lưỡng nan. Loại nào là lựa chọn vượt trội? Bài viết này xem xét kỹ lưỡng các đặc tính của chúng, từ khả năng chống ăn mòn và độ bền đến khả năng định hình và tính hiệu quả về chi phí, để giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt cho dự án tiếp theo của mình.
Để hiểu về thép mạ kẽm, trước tiên người ta phải nắm bắt được quy trình sản xuất của nó. Nói một cách đơn giản, thép mạ kẽm là thép thông thường được phủ một lớp kẽm. Nhiều phương pháp mạ kẽm khác nhau tồn tại, nhưng mục tiêu của chúng vẫn không thay đổi: cung cấp khả năng chống ăn mòn và lớp hoàn thiện thẩm mỹ. Mạ kẽm nhúng nóng là kỹ thuật phổ biến nhất, trong đó thép được nhúng vào kẽm nóng chảy, tạo ra một lớp kẽm chắc chắn thông qua phản ứng hóa học. Các phương pháp khác, chẳng hạn như mạ điện và khuếch tán nhiệt, được sử dụng cho các bộ phận nhỏ hơn hoặc có cấu trúc phức tạp.
Lớp kẽm này hoạt động tương tự như lớp thụ động oxit crom trên thép không gỉ, mang lại khả năng chống ăn mòn hiệu quả và bảo vệ chống lại các vết xước và va đập nhỏ. Tuy nhiên, không giống như thép không gỉ, thép mạ kẽm là vật liệu composite nhiều lớp hơn là sản phẩm hợp kim hoàn toàn.
Nói chung, thép không gỉ vượt trội hơn thép mạ kẽm về khả năng chống ăn mòn, mặc dù điều này phụ thuộc vào môi trường ứng dụng. Thép mạ kẽm vượt trội trong môi trường nước và clo nhưng lại không bằng trong môi trường biển so với thép không gỉ. Ngoài ra, lớp bảo vệ của thép mạ kẽm thiếu các đặc tính tự phục hồi của lớp thụ động của thép không gỉ. Theo thời gian, điều này có nghĩa là các bộ phận bằng thép mạ kẽm thường có tuổi thọ ngắn hơn. Ngay cả khi lớp kẽm bị hỏng, nó hoạt động như một cực dương hy sinh, ăn mòn ưu tiên để bảo vệ thép bên dưới. Tóm lại, thép không gỉ thường mang lại khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ vượt trội.
Đối với các độ dày và hình dạng giống hệt nhau, thép không gỉ thường bền hơn thép mạ kẽm. Một chỉ số quan trọng để đo độ bền vật liệu là độ bền kéo — khả năng chống đứt dưới lực căng. Hợp kim thép không gỉ thường bắt đầu ở mức 515 MPa, với một số loại đạt tới 1.300 MPa. Thép kết cấu có độ bền kéo khoảng 400 MPa, trong khi thép carbon (được sử dụng cho thép mạ kẽm) đạt 841 MPa. Vì việc mạ kẽm không làm thay đổi độ bền kéo của kim loại bên dưới, thép mạ kẽm vẫn giữ được độ bền của vật liệu cơ bản của nó.
Trong hầu hết các trường hợp, sự khác biệt về trọng lượng giữa thép không gỉ và thép mạ kẽm là không đáng kể. Sự khác biệt phụ thuộc vào loại hợp kim thép không gỉ và độ dày của lớp phủ kẽm trên thép mạ kẽm. Hàm lượng hợp kim cao hơn hoặc lớp kẽm dày hơn sẽ làm tăng trọng lượng.
Khả năng định hình của thép mạ kẽm phù hợp với thép cơ bản của nó, giúp dễ tạo hình hơn so với thép không gỉ có cùng cấu hình. Đối với thép không gỉ có khả năng định hình cao, các loại austenit (giàu niken) là lý tưởng cho các vật dụng lớn như bồn rửa, chậu và bể chứa.
Cả hai vật liệu đều có độ dẫn nhiệt tương tự nhau. Tuy nhiên, thép mạ kẽm cần thận trọng khi được nung nóng vượt quá điểm nóng chảy của kẽm (419°C), vì lớp kẽm có thể hóa lỏng, gây ra nguy cơ bỏng hoặc hỏa hoạn. Về mặt cấu trúc, cả hai loại thép đều hoạt động tốt trong môi trường nhiệt độ cao.
Cả hai đều có thể được hàn nhưng có những lưu ý. Hàn thép không gỉ có thể làm tổn hại đến lớp thụ động của nó, dẫn đến giòn hoặc giảm khả năng chống ăn mòn. Rửa axit có thể làm giảm những ảnh hưởng này. Đối với thép mạ kẽm, thông gió thích hợp là rất quan trọng do khói oxit kẽm độc hại. Tránh để thép không gỉ tiếp xúc với kẽm nóng chảy trong quá trình hàn, vì nó gây ra sự giòn. Nên hàn trước khi mạ kẽm.
Điều này phụ thuộc vào thép cơ bản. Thép mạ kẽm kế thừa từ tính của kim loại cơ bản của nó. Thép không gỉ austenit là loại có từ tính nhất, trong khi các hợp kim khác khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng sắt.
Cả hai kim loại đều an toàn cho hầu hết các môi trường thực phẩm. Thép mạ kẽm phổ biến trong kệ tủ lạnh và đồ dùng ăn uống trang trí nhưng nên tránh các loại thực phẩm có tính axit, vì chúng ăn mòn kẽm. Bề mặt nhẵn hơn và ít phản ứng hơn của thép không gỉ giúp nó linh hoạt hơn và dễ làm sạch hơn.
Thép không gỉ hầu như luôn được ưa chuộng trong môi trường y tế do độ bền, dễ khử trùng và bề mặt nhẵn của nó. Kết cấu thô ráp của thép mạ kẽm và khả năng bong tróc kẽm khiến nó ít phù hợp hơn cho các dụng cụ, thiết bị hoặc cấy ghép.
Thép không gỉ thường đắt hơn. Thép mạ kẽm là một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng không quan trọng hoặc sử dụng ít. Cả hai đều có thể tái chế, nhưng quy trình của thép không gỉ đơn giản hơn — nung chảy và làm đông đặc với các điều chỉnh tối thiểu. Thép mạ kẽm phải được tái chế thành thép cơ bản và mạ kẽm lại.
