Hãy tưởng tượng một xưởng gia công chính xác, nơi các máy tiện kiểu Thụy Sĩ hoạt động ở tốc độ cao, cắt xuyên kim loại với độ chính xác như phẫu thuật. Việc chọn sai vật liệu có thể dẫn đến mài mòn dụng cụ nhanh hơn, thời gian ngừng hoạt động kéo dài, bề mặt hoàn thiện kém và cuối cùng là chi phí tăng cao. Trong số các loại thép không gỉ austenit, các loại 303 và 304 nổi bật nhờ các đặc tính riêng biệt trong các ứng dụng chính xác. Bài viết này đi sâu vào hiệu suất gia công, đặc tính vật liệu và các trường hợp sử dụng tối ưu của chúng để trao quyền cho các kỹ sư và chuyên gia mua sắm trong việc đưa ra các quyết định hiệu quả về chi phí.
Thép không gỉ austenit, chủ yếu bao gồm crôm, niken và mangan, là mặt hàng chủ lực trong gia công chính xác. Loại 304 (còn được gọi là thép không gỉ 18-8) được áp dụng rộng rãi vì các đặc tính cân bằng của nó. Tuy nhiên, nó mang một nhược điểm quan trọng: làm cứng khi gia công. Hiện tượng này làm tăng lực cắt, đẩy nhanh quá trình suy giảm dụng cụ và làm giảm cả hiệu quả và chất lượng bộ phận.
Để giải quyết những hạn chế của 304, các nhà luyện kim đã đưa thêm các chất phụ gia lưu huỳnh hoặc selen, tạo ra loại 303. Các nguyên tố này làm thay đổi vi cấu trúc, giảm lực cắt và thúc đẩy khả năng bẻ gãy phoi—cải thiện đáng kể thông lượng gia công. Tuy nhiên, những sửa đổi này đi kèm với sự đánh đổi về các đặc tính vật liệu khác.
Về mặt vật lý, 303 và 304 có mật độ, mô đun đàn hồi, điện trở suất, nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt, độ thấm từ và nhiệt độ ủ gần như giống hệt nhau. Về mặt cơ học, những khác biệt tinh tế xuất hiện: 303 thể hiện độ bền kéo cao hơn một chút nhưng độ bền chảy và độ giãn dài thấp hơn so với 304, cho thấy dễ bị biến dạng dẻo hơn dưới tải trọng kéo.
| Thuộc tính | Thép không gỉ 303 | Thép không gỉ 304 | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Độ bền kéo | Cao hơn | Thấp hơn | 303 chịu được lực kéo lớn hơn trước khi bị hỏng |
| Độ bền chảy | Thấp hơn | Cao hơn | 304 chống biến dạng vĩnh viễn tốt hơn dưới tải |
| Độ giãn dài | Thấp hơn | Cao hơn | 304 thể hiện độ dẻo vượt trội |
Mặc dù cả hai loại đều chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn nói chung một cách hiệu quả, nhưng hàm lượng lưu huỳnh của 303 làm giảm hiệu suất của nó trong môi trường giàu clorua (ví dụ: ứng dụng hàng hải) so với 304. Điều này làm cho 304 được ưa chuộng hơn cho các bộ phận tiếp xúc với hóa chất khắc nghiệt hoặc điều kiện nước muối.
Chọn 303 khi: Hiệu quả gia công là tối quan trọng—lý tưởng cho sản xuất số lượng lớn ốc vít, bánh răng và ống lót, nơi các phương pháp xử lý bề mặt sau gia công có thể giảm thiểu các vấn đề về ăn mòn.
Chọn 304 khi: Khả năng chống ăn mòn lớn hơn nhu cầu gia công, chẳng hạn như trong dụng cụ y tế, thiết bị chế biến thực phẩm hoặc phần cứng hàng hải. Khả năng định hình của nó cũng phù hợp với các bộ phận được chế tạo phức tạp.
Việc lựa chọn vật liệu cuối cùng phụ thuộc vào việc ưu tiên kinh tế sản xuất (303) hoặc hiệu suất sử dụng cuối (304), với các giải pháp kết hợp đôi khi sử dụng 303 để gia công thô và 304 để hoàn thiện.