Thép không gỉ 201 và 304 - So sánh thực tế, công dụng và cách lựa chọn

1. Thành phần hóa học và vi cấu trúc

Các loại thép không gỉ 201 và 304 đều là thép không gỉ austenit, nghĩa là chúng có cấu trúc vi mô hình khối đặt chính giữa mặt ở nhiệt độ phòng mang lại khả năng định hình và độ bền tốt. Sự khác biệt thực tế chính là hàm lượng niken (Ni): 304 là thép không gỉ “18/8” tiêu chuẩn (khoảng 18–20% crom và 8–10,5% niken), trong khi 201 làm giảm hàm lượng niken và tăng mangan (Mn) và nitơ (N) để duy trì cấu trúc austenit (phạm vi điển hình: ~16–18% Cr, ~3,5–5,5% Ni, ~5,5–7,5% Mn). Bởi vì 201 có ít niken hơn và nhiều mangan hơn nên nó thường rẻ hơn nhưng độ ăn mòn chính xác và đặc tính cơ học của nó khác với 304 trong điều kiện thực tế.

2. Khả năng chống ăn mòn và độ bền thực tế

304 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn đáng kể so với 201 trong hầu hết các môi trường thông thường vì hàm lượng niken cao hơn và hàm lượng crom cao hơn một chút giúp ổn định màng oxit thụ động bảo vệ thép không gỉ. Trong môi trường trong nhà, khô ráo hoặc hơi ẩm (nhà bếp, thiết bị trong nhà, đồ nội thất), 201 có thể hoạt động ở mức chấp nhận được. Tuy nhiên, trong môi trường khắc nghiệt—vị trí ven biển, nước clo, tiếp xúc với hóa chất, dây chuyền chế biến thực phẩm—304 là lựa chọn an toàn hơn để tránh rỗ, ố màu hoặc rỉ sét bề mặt sớm.

Hướng dẫn thực hành

• Sử dụng 304 cho các ứng dụng ngoài trời, hàng hải hoặc tiếp xúc với thực phẩm, nơi cần có khả năng chống ăn mòn lâu dài.
• 201 được chấp nhận cho các bộ phận trang trí trong nhà, thiết bị giá rẻ hoặc các ứng dụng có kế hoạch bảo trì (làm sạch) thường xuyên.

3. Tính chất từ ​​và tính chất hình thành

Bởi vì 201 có hàm lượng mangan cao hơn và niken thấp hơn nên nó dễ bị phản ứng từ tính một phần sau khi gia công nguội so với 304, thường không có từ tính trong điều kiện ủ và có thể trở nên hơi từ tính sau khi tạo hình nặng. Đối với các ứng dụng có từ tính quan trọng (ví dụ: cảm biến từ tính, phần cứng trang trí không có từ tính), hãy kiểm tra mẫu sau quá trình tạo hình dự định.

4. Tính chất cơ học, độ cứng và tạo hình/hàn

304 thường có độ dẻo và độ dẻo dai tốt hơn một chút so với 201; cả hai đều dễ dàng được tạo hình nguội và có thể vẽ được. 201 có thể được làm cứng đến độ cứng cao hơn nhờ sự cân bằng hợp kim của nó. Việc hàn rất đơn giản đối với cả hai loại với quy trình hàn không gỉ austenit tiêu chuẩn, nhưng vấn đề lựa chọn chất độn: khi hàn 201, hãy xem xét các kim loại phụ có khả năng chống ăn mòn (thường nên sử dụng chất độn 308L cho mối hàn 304; tham khảo thông số kỹ thuật hàn nếu yêu cầu hàn khác nhau).

Lời khuyên hàn và sau hàn

• Làm sạch bề mặt và loại bỏ các chất gây ô nhiễm trước khi hàn để giảm lượng kết tủa và vết bẩn cacbua.
• Để có khả năng chống ăn mòn quan trọng sau khi hàn, hãy cân nhắc việc thụ động hóa hoặc tẩy rửa khi ứng dụng yêu cầu.

5. Chi phí, tính sẵn có và các ứng dụng phổ biến

201 thường rẻ hơn do hàm lượng niken thấp hơn và được sử dụng rộng rãi khi độ nhạy về chi phí là quan trọng và nhu cầu ăn mòn ở mức vừa phải. 304 có giá cao hơn nhưng linh hoạt hơn cho các dịch vụ đòi hỏi khắt khe. Sử dụng điển hình:

• 201: thiết bị nhà bếp trong nhà, đồ trang trí, bồn rửa giá rẻ, thiết bị bình dân, khung đồ nội thất và một số nội thất nhà hàng (nơi thực hiện vệ sinh thường xuyên).
• 304: thiết bị chế biến thực phẩm, bể chứa hóa chất, thiết bị y tế, mặt tiền kiến ​​trúc, lan can ngoài trời và đồ đạc liền kề biển.

6. Bảng so sánh nhanh

7. Cách lựa chọn: danh sách kiểm tra thực tế

• Đánh giá môi trường: Nếu có khả năng tiếp xúc với muối, clorua hoặc hóa chất khắc nghiệt, hãy chọn 304.
• Ngân sách so với vòng đời: Nếu chi phí ban đầu là quan trọng và rủi ro trong suốt cuộc đời ở mức độ nhẹ, thì năm 201 có thể tiết kiệm; để bảo trì ít hơn và tuổi thọ dài hơn, hãy chọn 304.
• Hình thức và độ hoàn thiện: Cả hai đều được đánh bóng tốt, nhưng 304 vẫn giữ được vẻ ngoài sạch sẽ, không rỉ sét và ít phải bảo trì hơn.
• Hàn và chế tạo: Đối với các mối hàn quan trọng trong dịch vụ ăn mòn, ưu tiên 304 và các kim loại phụ tương thích.
• Kiểm tra khi không chắc chắn: Nếu có thể, hãy lấy các mẫu nhỏ, phơi chúng trong các điều kiện dự kiến ​​và kiểm tra sau vài tuần/tháng để phát hiện các dấu hiệu ăn mòn sớm.

8. Bảo trì, vệ sinh và kéo dài tuổi thọ

Vệ sinh thường xuyên giúp kéo dài tuổi thọ cho cả hai lớp. Loại bỏ kịp thời các chất gây ô nhiễm (muối, cặn axit, hạt sắt). Sử dụng chất tẩy rửa không chứa clorua, chà nhẹ bằng bàn chải mềm và thỉnh thoảng thụ động hóa nếu dịch vụ công nghiệp yêu cầu. Đối với việc lắp đặt ngoài trời, việc kiểm tra định kỳ và làm sạch tại chỗ sẽ giảm nguy cơ bị ố màu hoặc ăn mòn cục bộ—điều này đặc biệt quan trọng đối với năm 201.

9. Khuyến nghị cuối cùng

Chọn 304 khi khả năng chống ăn mòn, độ sạch và bảo trì thấp là ưu tiên hàng đầu. Chọn 201 khi hạn chế về ngân sách chiếm ưu thế và ứng dụng ở trong nhà hoặc được bảo vệ bằng kế hoạch bảo trì. Đối với bất kỳ ứng dụng quan trọng nào về an toàn hoặc vệ sinh (thực phẩm, y tế, hóa chất), hãy mặc định là 304 hoặc tham khảo ý kiến ​​của kỹ sư vật liệu để biết cấp chính xác và xử lý nhiệt.