Tình hình nghiên cứu về tính ăn mòn của thép không gỉ 316L và 2205

Thread Content

Bài viết này cuối cùng được chỉnh sửa bởi Wang Genrong vào ngày 22/7/2016 lúc 15:30. Khả năng chống ăn mòn do điểm, ăn mòn do khe hở, ăn mòn do ứng suất và mỏi do ăn mòn của thép không gỉ hai pha vượt trội hơn nhiều so với thép không gỉ austenit thông thường; chúng có thể sánh ngang với các loại thép không gỉ austenit có hàm lượng hợp kim cao. Ngoài ra, độ bền uốn của thép không gỉ hai pha có thể lên tới 400–550 MPa, gấp đôi so với thép không gỉ thông thường. Do đó, việc sử dụng loại thép này giúp tiết kiệm nguyên vật liệu và giảm chi phí sản xuất thiết bị. Nhờ những ưu điểm đặc biệt của mình, thép không gỉ hai pha được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như thiết bị hóa dầu, thiết bị xử lý nước biển và nước thải, đường ống vận chuyển dầu khí, máy móc sản xuất giấy, v.v. Trong những năm gần đây, loại thép này cũng được nghiên cứu để sử dụng trong các cấu trúc chịu tải của cầu. Tuy nhiên, thép không gỉ hai pha vẫn giữ nguyên các đặc tính giòn của thép không gỉ ferit crôm cao, nên không thích hợp để sử dụng trong các điều kiện làm việc ở nhiệt độ trên 300°C. Do đó, trong một số môi trường có điều kiện khắc nghiệt ở nhiệt độ thấp, thép không gỉ hai pha có thể dần thay thế thép không gỉ 316L và thép không gỉ austenit, đồng thời trở thành vật liệu màu đen mới được quan tâm nhiều. Để nghiên cứu tính khả thi của việc sử dụng thép không gỉ hai pha thay thế cho 316I – loại thép không gỉ austenit, đã có rất nhiều nghiên cứu được tiến hành cả trong nước lẫn quốc tế. Có nhiều nghiên cứu cho thấy, trong cùng các điều kiện nhất định, mức độ nhạy cảm với sự ăn mòn của thép hai pha 2205 thấp hơn so với thép austenit 316L. Nguyên nhân của điều này có nhiều khía cạnh khác nhau. Do có cấu trúc hai pha gồm α và Y, nên thép không gỉ hai pha có những đặc tính vừa giống thép không gỉ austenit, vừa giống thép không gỉ ferrit. So với thép không gỉ austenit, loại thép này có độ bền cao hơn, đặc biệt là độ bền uốn tăng lên đáng kể. Do đó, khả năng chống ăn mòn giữa các tinh thể, khả năng chống ăn mòn do ứng suất và khả năng chống mỏi do ăn mòn đều được cải thiện rõ rệt. Hiện nay, thép không gỉ hai pha đã được phát triển thêm một số loại mới. Dưới đây là một vài loại thép không gỉ hai pha mới được chế tạo thành công, ngoài SAF2205 ra [1]. (1) SAF2707: Để nâng cao hiệu suất hoạt động của các bộ trao đổi nhiệt trong điều kiện ăn mòn khắc nghiệt và kéo dài thời gian sử dụng, công ty Sandvik đã thiết kế ra loại thép không gỉ hai pha siêu bền mới có tên Sandvik SAF2707. Loại thép này chủ yếu được sử dụng trong các ngành hóa chất, dầu khí và lọc dầu. Việc phát triển loại thép này chủ yếu nhằm đảm bảo tính đáng tin cậy, an toàn và hiệu suất sử dụng của thiết bị, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về nhiệt độ hoạt động cao hơn và thời gian hoạt động (thời gian sử dụng) lâu hơn cho các bộ trao đổi nhiệt. (2) YUS DX1 là loại thép không gỉ hai pha có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt, được phát triển bởi công ty Nippon Steel. Loại thép này có khả năng chống ăn mòn do điểm ăn mòn và ăn mòn do khe hở tốt hơn so với SUS 316 và SUS 317. Độ bền uốn của nó ở nhiệt độ phòng gấp đôi so với SUS 304 và SUS 316; khả năng chống ăn mòn do ứng suất của nó cũng tốt hơn SUS 304. Khả năng hàn của nó tương tự như các loại thép không gỉ austenit thông thường. (3) Đây là loại thép không gỉ hai pha được cấp bằng sáng chế tại Hàn Quốc. Loại thép này có những ưu điểm vượt trội về khả năng định hình nhiệt, khả năng chống oxi hóa ở nhiệt độ cao, khả năng chống ăn mòn, và độ bền khi chịu tác động cơ học. Thành phần chính của loại thép này gồm: 22%–27% Cr, 5,0%–8,0% Ni, 2,0%–5,0% Mo. 0％～5,0％W, hàm lượng Cu dưới 2,0％, 0,13％～0,30％Ni; phù hợp để sử dụng trong các cơ sở dưới biển. Do giá cả và sản lượng, trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp sử dụng thép không gỉ hai pha tại trong nước, vẫn chủ yếu sử dụng loại 2205 sản xuất trong nước. Kết luận: So với thép không gỉ austenit 316L, thép không gỉ hai pha 2205 cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Trong quá trình sản xuất, việc lựa chọn loại thép không gỉ cần phải xem xét kỹ lưỡng các khả năng xảy ra tình trạng ăn mòn. Trong quá trình nghiên cứu, cần liên tục cải tiến các phương pháp nghiên cứu và tìm kiếm những loại vật liệu mới. Thép không gỉ hai pha, nhờ vào khả năng chống ăn mòn do clorua và chống ăn mòn điểm tốt, cùng với các đặc tính cơ học cao, cùng lợi thế là chi phí sản xuất thấp, đang dần thay thế các chi tiết bằng thép kém khả năng chống ăn mòn hiện nay, cũng như một số loại thép không gỉ crôm-niken thông dụng. Do đó, việc sử dụng thép không gỉ hai pha 2205 thay thế thép không gỉ 316L trong một số môi trường nhiệt độ thấp là hoàn toàn khả thi. Dự kiến, thép không gỉ hai pha sẽ có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa dầu, kỹ thuật hàng hải, các giàn khoan dầu trên biển, tàu thuyền, cũng như trong việc chế tạo vũ khí trang bị ở các vùng ven biển phía đông nam.