Thép Không Gỉ (Inox) – Khái Niệm, Thành Phần, Phân Loại & Ứng Dụng Chi Tiết

Thép Không Gỉ (Inox) – Khái Niệm, Phân Loại, Thành Phần, Đặc Tính & Ứng Dụng

Giới thiệu

Inox (thép không gỉ) là hợp kim của sắt (Fe) chứa tối thiểu 10,5% Crom (Cr) và tối đa 1,2% Cacbon (C) theo khối lượng, kèm theo các nguyên tố khác như Niken (Ni), Mangan (Mn), Silic (Si), Molypden (Mo)…
Nhờ lớp màng oxit crom tự nhiên trên bề mặt, inox có khả năng chống ăn mòn – chống oxy hóa – chịu nhiệt tốt – độ bền cơ học cao, được ứng dụng rộng rãi trong gia dụng, công nghiệp, xây dựng, y tế.

Thép không gỉ nổi bật nhất là khả năng chống ăn mòn, tăng lên khi tăng hàm lượng chromi. Bổ sung molypden làm tăng khả năng chống ăn mòn trong việc giảm acid và chống lại sự tấn công rỗ trong dung dịch chloride. Do đó, có rất nhiều loại thép không gỉ với hàm lượng chromi và molypden khác nhau để phù hợp với môi trường mà hợp kim phải chịu đựng. Khả năng chống ăn mòn và nhuộm màu của thép không gỉ, bảo trì thấp và độ bóng quen thuộc làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng đòi hỏi cả cường độ của thép và chống ăn mòn.

Thép không gỉ được cuộn thành tấm, tấm, thanh, dây và ống được sử dụng trong: dụng cụ nấu ăn, dao kéo, dụng cụ phẫu thuật, dụng cụ chính; vật liệu xây dựng trong các tòa nhà lớn, như Tòa nhà Chrysler; thiết bị công nghiệp (ví dụ, trong các nhà máy giấy, nhà máy hóa chất, xử lý nước); và bể chứa và tàu chở dầu cho hóa chất và thực phẩm (ví dụ, tàu chở hóa chất và tàu chở dầu). Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ, dễ dàng làm sạch và khử trùng bằng hơi nước và không cần lớp phủ bề mặt cũng có ảnh hương đến mức độ phổ biến trong ứng dụng nó trong nhà bếp thương mại và nhà máy chế biến thực phẩm.

Thành phần hóa học chính của inox

Sắt (Fe): thành phần nền.
Crom (Cr): ≥ 10,5%, tạo màng oxit chống ăn mòn.
Cacbon (C): ≤ 1,2%, tăng độ bền, độ cứng.
Niken (Ni): tăng khả năng chống gỉ, độ dẻo.
Molypden (Mo): tăng khả năng chống ăn mòn cục bộ (rỗ, kẽ hở).
Mangan (Mn), Silic (Si): cải thiện khả năng gia công, tính cơ học.
Có bốn loại thép không gỉ chính: Austenitic, Ferritic, Austenitic-Ferritic (Duplex) và Martensitic.

1. Thép không gỉ Austenitic

Đặc điểm:
Không nhiễm từ, dẻo dai, dễ hàn – gia công.
Chịu ăn mòn cao, làm việc tốt trong phạm vi nhiệt độ rộng.
Mác thép tiêu biểu: SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310S… Loại này có chứa tối thiểu 7% ni ken, 16% chromi, carbon (C) 0.08% max.
Ứng dụng: làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền công nghiệp, vỏ ngoài kiến trúc, các công trình xây dựng khác…

2. Thép không gỉ Ferritic

Đặc điểm:
Nhiễm từ, cơ tính giống thép carbon thấp.
Chịu ăn mòn trung bình, giá thành rẻ hơn Austenitic.
Mác thép tiêu biểu: SUS 430, 410, 409… (12–17% Cr).
Ứng dụng: Loại này, với 12%Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, trang trí nội thất trong nhà…

3. Thép không gỉ Austenitic – Ferritic (Duplex)

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 hóa 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…

4. Thép không gỉ Martensitic

Đặc điểm:
11–13% Cr, độ cứng cao, chịu lực tốt.
Chống ăn mòn ở mức tương đối.
Ứng dụng: dao kéo, lưỡi dao, cánh tuabin.

Đặc tính nổi bật của inox – Phân tích khoa học & ứng dụng thực tế

1. Khả năng chống ăn mòn và oxy hóa vượt trội

Cơ chế: Inox chứa tối thiểu 10,5% Crom (Cr). Khi tiếp xúc với không khí, Cr hình thành một lớp màng oxit Cr₂O₃ siêu mỏng (~ vài nanomet), bám chặt vào bề mặt và có khả năng tự tái tạo (self-healing) khi bị trầy xước.
Tác dụng: Lớp màng này ngăn chặn oxy, hơi ẩm, muối và hóa chất thâm nhập vào nền thép. Nếu thêm Molypden (Mo), khả năng chống ăn mòn cục bộ (rỗ, kẽ hở) trong môi trường clorua (nước biển, hồ bơi, công nghiệp muối) tăng đáng kể.
Thực tế:
Inox 304 dùng tốt trong môi trường ẩm trong nhà.
Inox 316/316L (có Mo) bền vững trong nước biển, nhà máy hóa chất.
Duplex và siêu Austenitic (254SMO) dùng cho giàn khoan dầu khí ngoài khơi.

2. Độ bền cơ học cao – Chịu lực, chịu va đập tốt

Cơ chế: Cấu trúc tinh thể của inox (Austenit, Ferrit, Martensit) giúp tăng cường giới hạn chảy (yield strength) và độ bền kéo (tensile strength). Một số loại inox có khả năng hóa bền biến dạng (work hardening), nghĩa là càng gia công nguội càng cứng.
Thực tế:
Inox Duplex có độ bền gấp đôi Austenitic 304, phù hợp làm bồn áp lực, ống dẫn dầu khí.
Inox Martensitic có độ cứng cao, chịu lực – dùng làm dao, cánh tuabin.
Trong xây dựng, inox chịu tải trọng lớn, thích hợp làm kết cấu giàn, cầu đi bộ, lan can ngoài trời.

3. Thẩm mỹ – Bề mặt sáng bóng, dễ vệ sinh

Cơ chế: Inox có thể xử lý bề mặt bằng nhiều phương pháp: 2B, BA, HL (Hairline), No.4, No.8 (Mirror/8K). Những kỹ thuật này quyết định độ bóng, độ phản quang, vân xước thẩm mỹ.
Tác dụng: Bề mặt inox không chỉ sáng đẹp, mà còn chống bám bẩn, dễ lau chùi → đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp.
Thực tế:
Inox gương 8K dùng cho thang máy, sảnh khách sạn.
Inox HL, No.4 dùng cho thang máy, kiến trúc, mặt dựng tòa nhà, tủ bếp.
Trong nội thất, inox trang trí giúp giữ độ sang trọng lâu dài.

4. An toàn vệ sinh thực phẩm

Cơ chế: Inox không phản ứng với thực phẩm, không thôi nhiễm ion kim loại độc hại (so với nhôm, thép carbon). Điều này đã được chứng nhận bởi nhiều tiêu chuẩn quốc tế (FDA – Mỹ, EU Regulation EC No.1935/2004, JIS – Nhật).
Thực tế:
Inox 304/316 được chọn để chế tạo nồi, chảo, dao kéo, bồn chế biến sữa, bia, nước giải khát.
Các nhà máy thực phẩm & dược phẩm bắt buộc dùng inox để đảm bảo an toàn vệ sinh và dễ tiệt trùng CIP/SIP.
Trong bệnh viện, inox được ưa chuộng vì tính kháng khuẩn tự nhiên và khả năng khử trùng bằng hơi nước.

5. Khả năng chịu nhiệt tốt

Cơ chế: Một số loại inox (như 310S, 253MA) có thể chịu nhiệt >1000°C nhờ thành phần Ni, Cr và Si cao, giúp lớp oxit bảo vệ bền vững ở nhiệt độ cao.
Thực tế:
Inox chịu nhiệt dùng trong lò công nghiệp, ống khói, buồng đốt.
Các nhà máy điện sử dụng inox cho cánh tuabin và đường ống hơi áp suất cao.
Trong ngành ô tô, inox chịu nhiệt dùng cho ống xả động cơ.

6. Dễ gia công: cắt, dập, hàn, uốn

Cơ chế: Inox Austenitic có độ dẻo dai cao, thích hợp với nhiều công nghệ gia công: cắt plasma, laser, CNC, hàn TIG/MIG, dập sâu, cán nguội.
Thực tế:
Ngành cơ khí chế tạo tận dụng inox để cắt CNC chính xác cho các chi tiết máy.
Ngành kiến trúc ứng dụng inox cho lan can uốn cong, vách trang trí.
Ngành đóng tàu, hóa chất ứng dụng inox hàn TIG để đảm bảo mối hàn kín, chống ăn mòn.
Như vậy, inox không chỉ đơn thuần là thép “không gỉ”, mà là một vật liệu kỹ thuật đa năng, hội tụ đầy đủ cơ tính – hóa tính – thẩm mỹ – an toàn, đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong công nghiệp, xây dựng, y tế và đời sống.