Thép Ferritic là gì? Các dòng thép Ferritic phổ biến

Thép không gỉ Ferritic là gì?

Thép không gỉ Ferritic tạo thành một trong bốn họ thép không gỉ, ba loại còn lại là thép không gỉ austenit, martensitic, duplex và được làm cứng bằng kết tủa. Ví dụ, nhiều loại thép không gỉ AISI 400 là thép ferit. Khi so sánh thép không gỉ Ferritic với các loại austenit thì ferritic ít cứng hơn khi gia công nguội, ít hàn hơn và không được sử dụng ở nhiệt độ đông lạnh.

Thép không gỉ Ferritic thực sự được định nghĩa là một loại hợp kim không gỉ không thể làm cứng bằng crom thẳng có tỷ lệ crom nằm trong khoảng từ 10,5% đến 30% và mức carbon dưới 0,20%. Những loại thép này về cơ bản là không thể làm cứng bằng cách xử lý nhiệt và chỉ hơi cứng khi cán nguội.

Thép Ferritic là gì?

Một số loại thép không gỉ thuộc nhóm ferit là: SUS 409, SUS 430/430LI, SUS 434, SUS 439, SUS 442, SUS 444 và SUS 446.

Lịch sử ra đời nhóm thép Ferritic

Lịch sử ra đời nhóm thép Ferritic

Khoảng năm 1912 tại Union Carbide, kỹ sư người Canada Frederick Mark Becket (1875-1942) công nghiệp hóa thép không gỉ ferritic, trên cơ sở “sử dụng silicon thay vì carbon làm chất khử trong sản xuất kim loại, do đó làm cho hợp kim ferit và một số loại thép có hàm lượng carbon thấp trở nên thiết thực”. Ông đã phát hiện ra một hợp kim màu với 25-27% Chromium “là hợp kim đầu tiên trong số các hợp kim có hàm lượng crom cao được gọi là thép không gỉ chịu nhiệt.”

Thép không gỉ Ferritic được phát hiện sớm nhưng chỉ đến những năm 1980, các điều kiện mới được đáp ứng cho sự phát triển của chúng:

• Có thể đạt được mức carbon rất thấp ở giai đoạn luyện thép.
• Các lớp hàn được đã được phát triển.
• Quá trình xử lý cơ nhiệt đã giải quyết các vấn đề về “dây” và “đường gờ” dẫn đến biến dạng không đồng nhất trong quá trình vẽ sâu và bề mặt có kết cấu.
• Thị trường người dùng cuối (chẳng hạn như thị trường thiết bị gia dụng) yêu cầu các loại rẻ hơn với giá ổn định hơn vào thời điểm giá niken có sự biến động lớn. Các loại thép không gỉ Ferritic trở nên hấp dẫn đối với một số ứng dụng như đồ gia dụng.

Thành phần của thép Ferritic

Thành phần hóa học của một số loại thép không gỉ gồm các nguyên tố hợp kim chính: crom (Cr) cùng với: Ni, Mo, Nb, Ti và C, N; cân bằng: Fe. Bạn có thể xem chi tiết trong bảng thành phần hóa học dưới đây (tính theo % trọng lượng):

Đặc điểm của dải thép không gỉ Ferritic

Dưới đây là một số đặc điểm của thép không gỉ Ferritic:

Thép có khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất

Nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) là một dạng xuống cấp phổ biến của thép, gây ra bởi sự kết hợp giữa ứng suất kéo và môi trường ăn mòn. Thép không gỉ Austenitic đặc biệt dễ bị tổn thương SCC khi tiếp xúc với clorua. Tuy nhiên, các cấu trúc vi mô được tìm thấy trong thép ferit mang lại cho chúng khả năng chống lại SCC ở mức độ cao, khiến chúng trở thành lựa chọn tuyệt vời để sử dụng trong các môi trường có clorua.

Độ dẻo và khả năng định dạng tốt

Carbon là thứ mang lại độ cứng cho thép – nhưng carbon cũng góp phần làm cho thép trở nên giòn hơn và kém dẻo hơn. Bởi vì thép ferit chứa hàm lượng carbon thấp – chỉ bằng 0,03 phần trăm – nên chúng có xu hướng sở hữu độ dẻo trên mức trung bình. Kết quả là, thép ferit có thể được định hình rộng rãi mà không có nguy cơ bị suy yếu.

Hàm lượng carbon thấp của thép ferit cũng mang lại cho chúng các đặc tính định dạng tuyệt vời, nghĩa là chúng có thể được tạo thành các hình dạng khác nhau mà không gặp phải các vấn đề như thắt cổ chai hoặc nứt.

Những lợi ích của thành phần carbon thấp của thép ferit đi kèm với những đánh đổi nhất định cần lưu ý. Ví dụ, thép ferit không thể được làm cứng thông qua xử lý nhiệt. Hơn nữa, một số loại thép ferit có thể gặp vấn đề khi hàn – ví dụ, vết nứt không mong muốn dọc theo vùng ảnh hưởng nhiệt.

Không giãn nở nhiệt thấp

Một lợi ích quan trọng khác của thép ferit là hệ số giãn nở nhiệt thấp tự nhiên của chúng. Điều này chỉ đơn giản cho thấy thực tế là thép ferit sẽ giãn nở ít hơn khi chúng hấp thụ nhiệt. Thay vào đó, kim loại sẽ giữ được kích thước cố định dễ dàng hơn nhiều. Như bạn có thể tưởng tượng, tính chất này đặc biệt quan trọng đối với các kim loại sẽ được sử dụng cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

Tính dẫn nhiệt cao

Thép Ferritic thể hiện các thuộc tính dẫn nhiệt tuyệt vời, nghĩa là chúng cho phép nhiệt di chuyển hiệu quả qua chúng. Do đó, thép ferit là một lựa chọn phổ biến cho các bộ trao đổi nhiệt của lò nung và nồi hơi, cũng như các ứng dụng khác liên quan đến truyền nhiệt.

Khả năng chống oxy hóa cao

Cuối cùng, thép không gỉ ferritic thể hiện khả năng chống oxy hóa ở mức độ xuất sắc, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. Điện trở này liên quan đến việc hình thành một lớp màng crom-oxit bảo vệ trên bề mặt thép. Các nhà sản xuất có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa hơn nữa bằng cách bao gồm nhôm và/hoặc silicon khi sản xuất thép ferit.