Thép Không Gỉ 304: Vật Liệu Lý Tưởng Cho Dự Án Xây Dựng

Hiện nay, trên thị trường ngành thép nói chung, thép không gỉ 304 là một trong những loại thép không gỉ phổ biến nhất trên thế giới được ứng dụng vào các sản phẩm hàng ngày đến các ngành công nghiệp lớn. Vậy thép không gỉ 304 này là gì? Chúng có ưu điểm nào nổi trội mà đượcc ứng dụng nhiều vậy? Cùng Thép An Khánh khám phá ngay trong bài viết sau nhé. 

1. Giới thiệu về thép không gỉ 304

1.1. Thép không gỉ 304 là gì?

Thép không gỉ 304 hay còn gọi là inox 304 là một loại thép không gỉ phổ biến thuộc dòng thép Austenitic. Về hình thức bên ngoài, vật liệu này có bề mặt sáng bóng, nhẵn mịn, có màu trắng bạc tự nhiên và có thể được đánh bóng đến độ sáng cao. Thép không gỉ 304 được sử dụng vô cùng rộng rãi bởi khả năng chống ăn mòn tốt, dễ gia công tốt và bền bỉ. 

1.2. Thành phần hóa học của thép không gỉ 304

Về thành phần hóa học, thép không gỉ 304 chứa nhiều nguyên tố hóa học khác nhau tạo nên đặc tính ưu việt của loại thép này. Cụ thể:

• Carbon (C): giúp tăng độ cứng và độ bền kéo của thép. Thông thường carbon chiếm tỷ lệ dưới 0.08%
• Crôm (Cr): Là nguyên tố chính tạo ra khả năng chống ăn mòn cho thép không gỉ chiếm tỷ lệ 18-20% 
• Nickel (Ni) được bổ sung vào thép không gỉ 304 nhằm tăng cường khả năng chống ăn mòn, đặc biệt là trong môi trường có axit và kiềm. Tỷ lệ phần trăm chất này có trong inox 304 ở mức khoảng 8-10.5%
• Mangan (Mn): là kim loại giúp cải thiện độ bền và độ dẻo dai của thép. Mangan cũng là một yếu tố hỗ trợ quá trình khử oxy trong quá trình sản xuất thép, giảm thiểu tạp chất và tăng cường khả năng chịu mài mòn. 
• Silic (Si) ≤ 1%: Giúp cải thiện độ cứng và độ bền của thép ở nhiệt độ cao. Silicon cũng có vai trò quan trọng trong quá trình khử oxy và khử lưu huỳnh trong quá trình sản xuất thép, làm giảm sự hình thành của các hợp chất có hại.
• Photpho (P): Là kim loại được bổ sung vào nhằm cải thiện độ bền và khả năng chống mài mòn của thép thường ở mức khá thấp (dưới 0.045%)
• Sulfur (S): là thành phần hóa học có trong thép không gỉ 304 nhằm cải thiện tính gia công của thép, giúp dễ dàng gia công cơ khí hơn. Tuy nhiên, chất này thường giữ ở mức 0.03% do nó có thể làm giảm độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn của thép.

2. Ưu điểm nổi bật của thép không gỉ 304

Hiện nay, thép không gỉ 304 đang chiếm đến 50% lượng thép không gỉ được sản xuất trên toàn cầu. Đây là vật liệu phổ biến nhất do các đặc tính vượt trội sau:

• Khả năng chống ăn mòn: Nhắc đến thép không gỉ 304, ta thường nhắc tới một loại thép với khả năng chống ăn mòn rất tốt trong nhiều môi trường, bao gồm môi trường ẩm ướt, axit nhẹ và kiềm nhẹ. Inox 304 tính ưu việt này bởi hàm lượng cao của crom và nickel. Hai kim loại này  tạo ra một lớp màng oxit bảo vệ trên bề mặt thép, ngăn chặn sự ăn mòn.
• Độ bền cao: Thép không gỉ 304 thuộc nhóm thép austenitic, có cấu trúc tinh thể dạng lập phương tâm mặt. Điều này cho phép thép chịu được biến dạng lớn mà không bị gãy. Hơn nữa, Thép không gỉ 304 chứa khoảng 18-20% chromium và 8-10.5% nickel. Chromium tạo ra lớp oxit bảo vệ bề mặt, trong khi nickel tăng cường tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Nhờ có sự kết hợp của tính chất này, inox 304 được đánh giá có độ bền kéo và độ dẻo dai cao giúp nó chịu được lực kéo và va đập tốt. Từ đó, tăng sức bền trong suốt quá trình sử dụng.
• Khả năng gia công tốt: Thép không gỉ 304 có khả năng chịu ứng suất cao mà không bị biến dạng dẻo quá mức, với độ giãn dài khi đứt khoảng 40%. Vì vậy, khi cần kéo dài hoặc uốn cong, hoặc cắt hàn,…vật liệu này dễ dàng xử lý trong quá trình gia công cơ khí.
• Tính thẩm mỹ cao: Thép không gỉ 304 có bề mặt sáng bóng, dễ dàng duy trì và làm sạch, tạo ra vẻ ngoài đẹp mắt. Đặc biệt với khả năng chống ăn mòn cao, inox304 luôn giữ được bề mặt bóng loáng trong cả môi trường khắc nghiệt.
• An toàn thực phẩm và sinh học: Nhờ có thành phần hóa học ổn định và không phát tán các chất độc hại khi tiếp xúc với thực phẩm hoặc các dung dịch y tế, thép không gỉ 304 luôn là vật liệu lý tưởng khi có yêu cầu về thực phẩm và sinh học.

 Bài viết có liên quan: Thép Chữ I – Vật Liệu Cốt Lõi Trong Công Trình Công Nghiệp

3. Quy trình sản xuất thép không gỉ 304

Từ nguyên vật liệu ban đầu là sắt phế liệu, thép không gỉ 304 phải trải qua quy trình sản xuất phức tạp để thành vật liệu đạt tiêu chuẩn chất lượng cao. Cụ thể quy trình sản xuất thép không gỉ 304 như sau:

• Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu thô:  Đầu tiên, nhà sản xuất thép cần chuẩn bị nguyên vật thô chính bao gồm sắt phế liệu hợp kim ferrous (ferrochromium, ferrosilicon), và các nguyên tố hợp kim khác như nickel, manganese. Những vật liệu thô cần được chọn lựa kỹ lưỡng, đáp ứng được một số tiêu chuẩn cơ bản như: Sắt phế liệu có độ tinh khiết cao ít tạp chất, hợp kim ferrous không chứa tạp chất gây hại,…
• Bước 2: Nấu chảy nguyên liệu:  Nguyên vật liệu thô đã đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng sẽ được nấu chảy trong lò điện hồ quang (Electric Arc Furnace – EAF) hoặc lò cảm ứng. Ở giai đoạn này, thép không gỉ 304 thường được nấu chảy ở nhiệt độ khoảng 1500-1600°C (2732-2912°F). Thời gian nấu chảy có thể kéo dài lên tới 8-12 giờ tùy thuộc vào quy mô và lượng nguyên vật liệu. 
• Bước 3: Khử oxy và tinh luyện: Sau khi thu được hỗn hợp kim loại lỏng, chúng sẽ được chuyển sang lò tinh luyện để khử oxy và loại bỏ tạp chất. Ở bước này, nhà sản xuất thép thường bổ sung các chất khử như ferro silic hoặc calcium nhằm loại bỏ các tạp chất không mong muốn. Mục đích của bước này là giúp cải thiện chất lượng thép, làm giảm tạp chất và khí trong thép, giúp tăng cường tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn.
• Bước 4: Điều chỉnh thành phần hóa học: Để tăng đặc tính vật lý và thành phần hóa học yêu cầu cho thép không gỉ 304, nhà sản xuất thép thường bổ sung các nguyên tố hợp kim ở bước này, Các nguyên tố hợp kim thường được cho thêm vào như crom, nickel, và các nguyên tố khác. Nhờ có bước này, inox 304 có các đặc tính nổi bật về cơ học và khả năng chống ăn mòn. 
• Bước 5: Đúc phôi và gia công: Sau khi tinh luyện và điều chỉnh thành phần hóa học, thép lỏng được đúc thành các phôi (ingots) hoặc các bán thành phẩm khác như slabs, billets, hoặc blooms thông qua quá trình đúc liên tục (continuous casting) hoặc đúc khuôn (ingot casting). Lúc này, các phôi thép sẽ tiếp tục được gia công nhiệt và cán nóng để tạo ra các tấm cuộn hoặc thanh thép với kích thước theo thông số kỹ thuật yêu cầu. 
• Bước 6: Xử lý nhiệt và xử lý bề mặt:  Thép không gỉ 304 thường được xử lý nhiệt để cải thiện tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Quá trình này bao gồm ủ để làm giảm ứng suất và tăng độ dẻo dai của thép. Để có bề mặt sáng bóng, và loại bỏ tạp chất, oxit, thép không gỉ tiếp tục được xử lý bề mặt bằng cách tẩy gỉ (pickling), đánh bóng cơ học hoặc điện hóa.
• Bước 7: Kiểm tra chất lượng và phân phối: Sau các bước trên, thép không gỉ đã hoàn thiện. Tuy nhiên, để đảm bảo vật liệu đáp ứng đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật cũng như các yêu cầu nhất định của từng dự án, sản phẩm inox 304 được kiểm tra về cơ học, hóa học và bề mặt. Khi đã đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng, lúc này nhà sản xuất sẽ phân phối đến nhà thầu hoặc kênh nhà kinh doanh thép.

 Có thể bạn quan tâm: Tìm Hiểu Về Các Loại Thép Xây Dựng: Ưu Điểm Và Ứng Dụng

4. Ứng dụng của thép không gỉ 304 trong ngành công nghiệp

Từ những ưu điểm vượt trội đã kể ở trên, thép không gỉ 304 xuất hiện nhiều không chỉ ở lĩnh vực công nghiệp thực phẩm, hóa chất mà còn công trình kiến trúc hiện đại. Cụ thể dưới đây Thép An Khánh sẽ liệt kê ra một vài ứng dụng tiêu biểu như:

• Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống: ta dễ dàng bắt gặp thấy thép không gỉ 304 được ứng dụng vào bồn chứa, bồn khuấy, đường ống và thiết bị chế biến thực phẩm khác. Đặc biệt, ngay trong chính dụng cụ nhà bếp của chúng ta như chảo, nồi, dao kéo, bồn rửa,v,v…. cũng được chế tác từ vật liệu thép không gỉ.
• Ngành công nghiệp hóa chất: Hóa chất là sản phẩm có độ ăn mòn cao, vì vậy cần những vật liệu có khả năng chống ăn mòn tốt, kết cấu vững. Loại thép này chính là vật liệu đáp ứng đầy đủ yêu cầu này. Vì vậy chúng thường được ứng dụng để sản xuất các bồn chứa, bồn khuấy, đường ống và các thiết bị khác trong các nhà máy hóa chất. Không chỉ vậy, chúng còn được sử dụng nhiều trong các hệ thống ống dẫn chất lỏng và khí trong ngành công nghiệp hóa chất.
• Ngành xây dựng và kiến trúc: Các ứng dụng rất dễ thấy của thép không gỉ trong ngành xây dựng bao gồm: công trình dân dụng như lan can, cầu thang, và các chi tiết kiến trúc khác hoặc công trình công nghiệp như các cấu trúc khung nhà máy, kho chứa và các công trình xây dựng.
• Ngành y tế và dược phẩm: Trong các thiết bị y tế được làm từ thép không gỉ như bàn mổ, dụng cụ phẫu thuật, thiết bị chẩn đoán và điều trị. Ngoài ra, chúng còn được dùng cho các thiết bị phòng thí nghiệm bao gồm: Các bồn chứa hóa chất, bồn phản ứng và các dụng cụ phòng thí nghiệm khác do tính an toàn và độ bền cao.

Xem thêm: Thép Hình V150x150: Giải Pháp Cấu Trúc Đa Dụng Cho Các Dự Án Xây Dựng Hiện Đại

5. Sự khác biệt giữa thép không gỉ 304 và các loại thép không gỉ khác

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại thép không gỉ khác nhau có thể kể đến như 304, 316, 430 hay 201. Mỗi loại có thành phần hóa học và tình chất cơ học riêng biệt nhằm phù hợp cho từng ứng dụng của chúng. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ phân biệt thép không gỉ 304 và các loại thép không gỉ khác cụ thể như sau: 

• Thành phần hóa học: Nhìn chung, thành phần hóa học trong thép không gỉ 304 giống so với các loại thép không gỉ khác. Điểm khác biệt là mỗi loại thép không gỉ có tỷ lệ phần trăm khác nhau, từ đó làm cho chúng phù hợp với từng yêu cầu ứng dụng. 
• Giá thành: Thông thường giá thành của thép không gỉ 304 thấp cao hơn một chút so với một số loại thép không gỉ khác. Có sự chênh lệch này là bởi trong thép không gỉ 304 chứa tỷ lệ phần trăm thành phần hợp kim Niken và Molybdenum cao hơn so với loại thép khác.
• Khả năng chống ăn mòn: Nhờ có thành phần hợp kim cao, nên thép không gỉ 304 có khả năng chống ăn mòn cao, có thể chịu được biến dạng lớn mà không bị gãy. Đặc biệt phù hợp cho nhiều môi trường khác nhau, bao gồm axit nhẹ và kiềm nhẹ.
• Khả năng gia công và chịu nhiệt: Thép không gỉ 304 có thể nói đứng đầu bảng về khả năng dễ dàng cắt, hàn và tạo hình. Đặc biệt, nó có thể chịu được nhiệt độ cao, ổn định ở cả nhiệt độ cao và thấp.
• Từ tính: 304 và 316 không từ tính (hoặc rất ít từ tính), 430 có từ tính, 201 có từ tính yếu.

Trên đây, Thép An Khánh đã đưa quý bạn đọc khám phá một cách tổng quát nhất về thép không gỉ 304. Mọi thông thắc mắc vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Hotline: 033 803 7676 – 0243.885.2184 – 0243.885.0915. Đội ngũ nhân viên của chúng tôi luôn sẵn sàng phục vụ.