Inox là gì? Tính chất, đặc điểm, phân loại và ứng dụng của inox

Inox là một loại vật liệu được sử dụng phố biến hiện nay từ các vật dụng đời sống đến những chi tiết gia công trong cơ khí. Tuy khá phổ biến nhưng inox là gì? Inox có tính chất, đặc điểm và phân loại như thế nào thì nhiều người lại không nắm rõ. Để giải đáp được những điều đó, Thiết bị cơ khí Đức Phong đã tổng hợp thông tin chi tiết dưới đây, mời bạn đọc tham khảo.

Inox là gì?

Inox hay còn gọi là thép không gỉ và là hợp kim của sắt có chứa tối thiểu 10.5% crom trong thành phần hóa học cùng với các thành phần khác như carbon, niken, mangan, nitơ và các kim loại khác. Chính tỉ lệ crom có trong inox giúp tạo nên một lớp màng oxit mỏng, bền vững trên bề mặt kim loại, giúp inox có khả năng chống gỉ sét và ăn mòn vượt trội so với kim loại thông thường. Nhờ đặc tính đó, các sản phẩm từ inox có thể đáp ứng các công việc được thực hiện ở môi trường khắc nghiệt, ẩm ướt, hóa chất nhẹ hoặc ngoài trời. Các chất khác như niken, nitơ, đồng và các kim loại khác cũng đóng vai trò trong các tính chất cơ lý khác nhau. Khi áp dụng inox, người ta lựa chọn loại phù hợp để tận dụng đặc tính của nó.

Nguồn gốc của inox:

Nguồn gốc của inox gắn liền với quá trình phát triển của ngành luyện kim hiện đại vào đầu thế kỷ 20. Trước đó, thép và sắt thường rất dễ bị gỉ sét khi tiếp xúc với không khí và độ ẩm, gây nhiều hạn chế trong sử dụng. Các nhà khoa học và kỹ sư đã không ngừng nghiên cứu để tìm ra loại vật liệu có khả năng chống ăn mòn tốt hơn, từ đó đặt nền móng cho sự ra đời của inox.

Năm 1913, inox được phát hiện một cách tình cờ bởi Harry Brearley, một nhà luyện kim người Anh, trong quá trình nghiên cứu hợp kim thép dùng cho nòng súng. Ông nhận thấy rằng loại thép có hàm lượng crom cao sau khi thử nghiệm không bị gỉ như các loại thép thông thường. Phát hiện này đã mở ra một bước ngoặt lớn trong ngành vật liệu kim loại, khi lần đầu tiên con người có trong tay một loại thép có khả năng “không gỉ” trong điều kiện môi trường bình thường.

Sau phát hiện ban đầu, inox nhanh chóng được nghiên cứu và phát triển thêm với nhiều thành phần hợp kim khác nhau như niken, molypden, mangan nhằm cải thiện tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Từ những ứng dụng ban đầu trong công nghiệp nặng và quân sự, inox dần được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực dân dụng, y tế, thực phẩm và cơ khí chế tạo, trở thành một trong những vật liệu quan trọng và phổ biến nhất trong sản xuất hiện đại ngày nay.

Có bao nhiêu loại inox?

Thép không gỉ (Inox) được phân loại theo theo 2 cách chính là: Phân loại theo tính chất hóa học và theo chủng loại, cụ thể:

1. Phân loại inox theo nhóm tính chất

Austenitic:

Austenitic (mác thép SUS 301, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s…) là loại được sử dụng nhiều nhất trong cơ khí. Thành phần Austenitic có chứa ít nhất 7% Niken, 16% Crom, 0.08% Carbon. Ưu điểm của nó là chống ăn mòn cao, chịu nhiệt lớn, không nhiễm từ, mềm dẻo. Được ứng dụng làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, công nghiệp tàu thuyền, các công trình xây dựng, chi tiết máy cơ khí, ...

Ferritic:

Ferritic (mác thép SUS 430, 410, 409…) có các tính chất tương tự thép carbon thấp nhưng khả năng chống oxy hóa cao hơn. Trong thành phần có 12% -17% Crom. Được ứng dụng trong kiến trúc ( đối với inox 12% Cr ) hoặc loại 17% Cr dùng làm đồ gia dụng, nồi hơi, đồ nội thất,…

Martensitic:

Inox martensitic là nhóm thép không gỉ có hàm lượng crom khoảng 11–18%, chứa carbon cao và rất ít hoặc không có niken. Nhờ thành phần này, inox martensitic có thể nhiệt luyện để tôi cứng, đạt độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao, vượt trội so với nhiều loại inox khác.

Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn của inox martensitic kém hơn inox austenitic, độ dẻo và khả năng hàn cũng hạn chế. Trong gia công cơ khí, loại inox này tương đối dễ cắt gọt hơn inox austenitic do ít hóa bền nguội. Inox martensitic thường được dùng để chế tạo dao kéo, trục, bánh răng, van, khuôn và các chi tiết máy yêu cầu độ cứng cao.

Austenitic–Ferritic (Duplex):

Inox Austenitic–Ferritic (Duplex) là loại thép không gỉ có cấu trúc tổ chức gồm cả austenite và ferrite, kết hợp ưu điểm của hai nhóm inox này. Nhờ thành phần crom cao và có bổ sung niken, molypden, inox duplex sở hữu độ bền cơ học cao hơn inox austenitic, đồng thời có khả năng chống ăn mòn tốt, đặc biệt là ăn mòn kẽ nứt và ăn mòn ứng suất.

So với inox austenitic, inox duplex ít hóa bền nguội hơn, độ giãn dài thấp hơn nhưng chịu lực tốt hơn, giúp giảm chiều dày vật liệu trong nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, loại inox này yêu cầu kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ khi hàn và gia công để tránh ảnh hưởng đến cấu trúc tổ chức. Inox duplex được sử dụng rộng rãi trong ngành dầu khí, hóa chất, đóng tàu, thiết bị trao đổi nhiệt và kết cấu làm việc trong môi trường ăn mòn cao.

2. Phân loại inox theo chủng loại

Inox 304

Inox 304 là loại thép không gỉ thuộc nhóm austenitic và cũng là mác inox được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong cả công nghiệp và dân dụng. Thành phần hóa học của inox 304 chủ yếu gồm khoảng 18–20% crom và 8–10,5% niken, ngoài ra còn có một lượng nhỏ carbon, mangan và silic. Hàm lượng crom cao tạo ra lớp màng oxit bảo vệ bề mặt, trong khi niken giúp ổn định tổ chức austenitic, tăng độ dẻo và khả năng chống ăn mòn.

Về tính chất, inox 304 có khả năng chống ăn mòn rất tốt trong môi trường không khí, nước sạch, môi trường ẩm và nhiều loại hóa chất nhẹ. Vật liệu này không bị nhiễm từ ở trạng thái ủ và giữ được độ bền ổn định trong dải nhiệt độ rộng. Inox 304 cũng nổi bật với độ dẻo cao, dễ uốn, dễ dập và dễ hàn, phù hợp cho các chi tiết có hình dạng phức tạp mà không cần xử lý nhiệt sau hàn trong nhiều trường hợp.

Trong gia công cơ khí, inox 304 được đánh giá là khá khó gia công cắt gọt do hiện tượng hóa bền nguội nhanh. Khi cắt, vật liệu dễ cứng lên ngay tại vùng gia công, làm tăng mòn dao và sinh nhiệt. Vì vậy, cần sử dụng dụng cụ cắt sắc, vật liệu dao phù hợp và chế độ cắt hợp lý để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ dụng cụ.

Nhờ sự cân bằng giữa độ bền, khả năng chống gỉ và tính thẩm mỹ, inox 304 được ứng dụng rộng rãi trong thiết bị chế biến thực phẩm, y tế, bồn chứa, đường ống, kết cấu inox, chi tiết máy, lan can, thang máng và đồ gia dụng cao cấp. Đây được xem là mác inox tiêu chuẩn cho nhiều ứng dụng phổ thông đến trung cấp trong ngành cơ khí và công nghiệp.

Inox 201

Inox 201 là loại thép không gỉ thuộc nhóm austenitic, được phát triển như một giải pháp thay thế inox 304 nhằm giảm chi phí nhờ hàm lượng niken thấp. Thay vào đó, inox 201 sử dụng mangan và nitơ để ổn định cấu trúc austenitic. Thành phần điển hình của inox 201 gồm khoảng 16–18% crom, 3,5–5,5% niken, hàm lượng mangan cao và một lượng nhỏ carbon.

Về tính chất, inox 201 có độ bền và độ cứng cao hơn inox 304, nhưng khả năng chống ăn mòn kém hơn, đặc biệt trong môi trường ẩm, môi trường có muối hoặc hóa chất. Trong điều kiện khô ráo, trong nhà, inox 201 vẫn đáp ứng tốt yêu cầu sử dụng và có bề mặt sáng đẹp tương đối.

Trong gia công cơ khí, inox 201 khó gia công hơn inox 304 do độ cứng cao và hiện tượng hóa bền nguội mạnh. Khi cắt gọt, vật liệu dễ làm mòn dao nhanh, đòi hỏi dụng cụ cắt sắc và chế độ gia công phù hợp. Khả năng hàn của inox 201 vẫn ở mức chấp nhận được nhưng cần kiểm soát tốt quy trình để tránh nứt hoặc biến dạng.

Nhờ giá thành thấp hơn, inox 201 thường được ứng dụng trong đồ gia dụng, trang trí nội thất, lan can, cửa cổng, thiết bị dân dụng và các chi tiết không làm việc trong môi trường ăn mòn cao. Đây là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng ưu tiên chi phí và thẩm mỹ hơn là khả năng chống gỉ lâu dài.

Inox 316

Inox 316 là một loại thép không gỉ với khả năng chống ăn mòn cực kỳ cao, vượt trội hơn so với Inox 304. Nó có khả năng chịu đựng mọi biến đổi trong môi trường, bao gồm cả các môi trường khắt khe nhất. Cùng với đó là khả năng chịu nhiệt độ lên đến 500 độ C, cho phép nó hoạt động tốt trong các ứng dụng đòi hỏi nhiệt độ cao. Với tính linh hoạt, nó có thể được hàn bằng mọi phương pháp hàn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia công và lắp đặt.

Một ưu điểm khác của Inox 316 là khả năng kháng từ, nó không bị nhiễm từ hoặc bị nhiễm từ rất ít. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu tính ổn định và không nhiễm từ.

Inox 430

Inox 430 là loại thép không gỉ thuộc nhóm ferritic, có hàm lượng crom tương đối cao nhưng không chứa hoặc chứa rất ít niken. Thành phần hóa học điển hình của inox 430 gồm khoảng 16–18% crom, hàm lượng carbon thấp, nhờ đó vật liệu có khả năng chống ăn mòn ở mức khá trong môi trường khô và ít ăn mòn.

Về tính chất, inox 430 có độ cứng và độ bền cơ học vừa phải, khả năng chống gỉ kém hơn inox 304 nhưng ổn định hơn inox 201 trong một số môi trường trong nhà. Do có cấu trúc ferritic, inox 430 có tính nhiễm từ, ít hóa bền nguội nên dễ gia công cắt gọt hơn các loại inox austenitic. Tuy nhiên, độ dẻo và khả năng hàn của inox 430 hạn chế hơn, đặc biệt khi hàn các chi tiết dày hoặc chịu tải cao.

Nhờ giá thành thấp và tính ổn định về kích thước, inox 430 được ứng dụng nhiều trong thiết bị gia dụng, vỏ máy, đồ trang trí, bếp, chụp hút mùi, tấm ốp nội thất và các chi tiết không yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn. Đây là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường khô, ít tiếp xúc với hóa chất hoặc độ ẩm cao.

Tính chất và đặc tính của inox

Để bạn dễ hiểu hơn về tính chất và đặc tính của inox, Đức Phong tổng hợp bảng dưới đây:

Tính chất hóa học theo Wayback Machine (Stainless Steel Chemical Composition Chart at the Wayback Machine):

Inox	C, ≤	Mn, ≤	P, ≤	S, ≤	Si, ≤	Cr	Ni	Mo	N, ≤	Khác, ≤
304	0.08	2.00	0.045	0.03	1.00	18.0-20.0	8.0-11.0	–	–	–
304L	0.03	2.00	0.045	0.03	1.00	18.0-20.0	8.0-12.0	–	–	–
316	0.08	2.00	0.045	0.030	1.00	16.0-18.0	10.0-14.0	2.00-3.00	–	–
316L	0.03	2.00	0.045	0.030	1.00	16.0-18.0	10.0-14.0	2.00-3.00	–	–
201	0.15	5.50-7.50	0.06	0.03	1.00	16.0-18.0	3.5-5.5	–	0.25	–
430	0.12	1.00	0.04	0.03	1.00	16.0-18.0	–	–	–	–
430F	0.12	1.25	0.06	≥0.15	1.00	16.0-18.0	–	–	–	–
430fse	0.12	1.25	0.06	0.06	1.00	16.0-18.0	–	–	–	Se 0.15

Tính chất vật lý của inox:

Hệ số trung bình của giãn nở nhiệt (b)				Độ dẫn nhiệt
Lớp hoặc loại	UNS No	Mật độ (kg/cm³)	Mô đun đàn hồi (a) gpa		0-100°C µm/m/ °C	0-315°C µm/m/ °C	0-538°C µm/m/ oc		Ở 100°C W/m.K	Ở 500°C W/m.K		Nhiệt dung riêng 0-100 °C J / kg. K	Điện trở suất nohms.m
201	S20100	7.93	197		15.7	17.5	18.4		16.2	21.5		500	690
304	S30400	7.93	193		17.2	17.8	18.4		16.2	21.5		500	720
304L	S30403	7.93	193		17.2	17.8	18.4		16.3	21.5		500	720
316	S31600	7.98	193		15.9	16.2	17.5		16.2	21.5		500	740
316L	S31603	7.98	193		15.9	16.2	17.5		16.3	21.5		500	740
316N	S31651	7.98	196		15.9	16.2	17.5		14.4	–		500	740
430	S43000	7.75	200		10.4	11.0	11.4		26.1	26.3		460	600
430F	S43020	7.75	200		10.4	11.0	11.4		26.1	26.3		460	600

Trong đó:

• 1gpa = 1000mpa
• μm / m / ° C = x 10-6 / °C (c) Lưu lượng 1% trong 10.000 giờ ở 540 °C

Inox là vật liệu có tính chất vật lý ổn định và bền bỉ, nổi bật với khối lượng riêng trung bình khoảng 7,9–8,0 g/cm³, độ dẫn nhiệt và dẫn điện thấp hơn thép thường, giúp hạn chế biến dạng nhưng lại dễ tích nhiệt khi gia công. Inox có khả năng chịu nhiệt tốt, giữ được độ bền trong dải nhiệt độ rộng và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường ẩm hoặc oxy hóa. Về tính từ, inox có sự khác biệt rõ rệt giữa các nhóm, trong đó inox austenitic hầu như không nhiễm từ, còn ferritic và martensitic có tính nhiễm từ. Chính những tính chất vật lý này khiến inox khó gia công cắt gọt, đòi hỏi phải sử dụng mũi khoan inox chuyên dụng có độ cứng cao, lưỡi cắt sắc và khả năng chịu nhiệt tốt để đảm bảo hiệu quả gia công và tuổi thọ dụng cụ.

Bảng trọng lượng riêng của inox:

Loại inox	Nhóm inox	Trọng lượng riêng (g/cm³)	Trọng lượng riêng (kg/m³)
Inox 201	Austenitic	~7,93	~7.930
Inox 304	Austenitic	~7,93	~7.930
Inox 316	Austenitic	~7,98	~7.980
Inox 310	Austenitic	~7,90	~7.900
Inox 430	Ferritic	~7,70	~7.700
Inox 409	Ferritic	~7,75	~7.750
Inox 410	Martensitic	~7,75	~7.750
Inox 420	Martensitic	~7,70	~7.700
Inox Duplex 2205	Austenitic–Ferritic	~7,80	~7.800

Gia công inox có khó không?

Gia công inox được đánh giá là khó hơn so với thép carbon thông thường, do vật liệu này có độ bền cao, độ dẻo lớn và đặc biệt là hiện tượng hóa bền nguội xảy ra rất nhanh trong quá trình cắt gọt. Khi chịu tác động của dao cắt hoặc mũi khoan, bề mặt inox dễ trở nên cứng hơn ngay tại vùng gia công, làm tăng lực cắt, sinh nhiệt lớn và khiến dụng cụ nhanh mòn nếu lựa chọn không phù hợp.

Bên cạnh đó, inox có độ dẫn nhiệt kém, nhiệt sinh ra trong quá trình gia công không thoát nhanh mà tập trung tại lưỡi cắt, dễ gây cháy dao, mòn lưỡi hoặc gãy mũi khoan. Vì vậy, để gia công inox hiệu quả, cần sử dụng dụng cụ cắt chuyên dụng, đặc biệt là mũi khoan inox có độ cứng cao, lưỡi cắt sắc và khả năng chịu nhiệt tốt, kết hợp với chế độ cắt hợp lý và làm mát đầy đủ. Điều này giúp nâng cao chất lượng bề mặt gia công, kéo dài tuổi thọ dụng cụ và đảm bảo độ ổn định trong sản xuất.

>> Tham khảo kinh nghiệm: Hướng dẫn chọn mua mũi khoan inox xịn và tốt nhất

Ứng dụng của inox trong đời sống

Inox (thép không gỉ) được sử dụng rất phố biến, chúng được ứng dụng ở nhiều ngành nghề khác nhau từ đồ dùng trong cuộc sống đến những chi tiết trong cơ khí và xây dựng:

Ngành công nghiệp thực phẩm

Inox được sử dụng để chế tạo các thiết bị và hệ thống trong ngành công nghiệp thực phẩm như: bồn chứa, băng chuyền, các loại xoong, nồi, chảo chống dính. Inox có tính chống ăn mòn và kháng hóa chất, giúp đảm bảo sự an toàn vệ sinh và chất lượng sản phẩm.

Ngành công nghiệp hóa chất

Inox được dùng để chế tạo các thiết bị và hệ thống trong ngành công nghiệp hóa chất, bao gồm bồn chứa, ống dẫn, van và bộ phận kết nối. Đặc tính chống ăn mòn và kháng hóa chất của inox làm cho nó phù hợp với môi trường hóa chất ăn mòn và độc hại.

Ngành công nghiệp dầu khí và năng lượng

Inox còn được sử dụng để chế tạo các thiết bị và hệ thống dẫn dầu, dẫn khí và lưu trữ năng lượng. Với khả năng chịu được áp lực cao, chống ăn mòn và kháng nhiệt, phù hợp với môi trường khắc nghiệt của ngành công nghiệp dầu khí và năng lượng.

Ngành công nghiệp ô tô và hàng không

Inox được sử dụng trong sản xuất các bộ phận ô tô, máy bay và tàu vũ trụ, bao gồm ống xả, ống dẫn nhiên liệu, khung gầm và các bộ phận khác. Inox có tính nhẹ, chống ăn mòn và bền, giúp tăng cường hiệu suất và độ bền của các bộ phận trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không.

Xây dựng và kiến trúc

Inox được sử dụng nhiều trong xây dựng tại các công trình như lan can, cầu thang, cửa, tay vịn, ống dẫn nước và hệ thống thoát nước. Inox có tính chất estetica, chống ăn mòn và bền, giúp tạo ra các công trình xây dựng chất lượng cao, bền vững và thẩm mỹ.

Ngành công nghiệp sản xuất và gia công

Dùng trong sản xuất và gia công các thiết bị, dụng cụ và máy móc. Nó được sử dụng để chế tạo bàn làm việc, kệ, tủ, bàn ghế, bể chứa và hệ thống ống dẫn. Inox có tính chống ăn mòn, dễ vệ sinh và bền, giúp tăng cường hiệu suất và độ tin cậy trong quá trình sản xuất.

Tóm lại, Inox có nhiều ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp và xây dựng. Đặc tính chống ăn mòn, kháng hóa chất, bền và dễ gia công của inox làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng.

>> Xem thêm:

Vật liệu cơ khí là gì? Tính chất và các loại vật liệu cơ khí phổ biến

 

Trên đây là toàn bộ thông tin về vật liệu inox, một loại vật liệu được sử dụng nhiều và rất được ưa chuộng hiện nay. Hy vọng rằng những thông tin trên sẽ hữu ích, giúp bạn hiểu hơn về inox, tính chất của chúng để lựa chọn được loại inox phù hợp cho gia công sản xuất.