Đây là nơi một lô thép đáp ứng nhiều hơn một đặc điểm kỹ thuật hoặc cấp. Đó là một cách cho phép các cửa hàng nấu chảy sản xuất thép không gỉ hiệu quả hơn bằng cách hạn chế số lượng các loại thép khác nhau. Thành phần hóa học và tính chất cơ học của thép có thể đáp ứng nhiều hơn một cấp trong cùng một tiêu chuẩn hoặc theo một số tiêu chuẩn. Điều này cũng cho phép các chủ cổ phần giảm thiểu mức tồn kho.

Ví dụ, thông thường 1.4401 và 1.4404 (316 và 316L) được chứng nhận kép - nghĩa là hàm lượng carbon nhỏ hơn 0.030%. Thép được chứng nhận theo cả tiêu chuẩn Châu Âu và Hoa Kỳ cũng rất phổ biến.

Có nhiều kiểu hoàn thiện bề mặt khác nhau trên thép không gỉ. Một số trong số này có nguồn gốc từ nhà máy nhưng nhiều loại được áp dụng sau này trong quá trình xử lý, ví dụ như hoàn thiện đánh bóng, chải, thổi, khắc và sơn màu.

Tầm quan trọng của việc hoàn thiện bề mặt trong việc xác định khả năng chống ăn mòn của bề mặt thép không gỉ không thể bị đánh giá quá cao. Lớp hoàn thiện bề mặt nhám có thể làm giảm hiệu quả khả năng chống ăn mòn so với lớp thép không gỉ thấp hơn.

Nhiều loại thép không gỉ khác nhau được sử dụng trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ từ môi trường xung quanh đến 1100 độ C. Việc lựa chọn cấp phụ thuộc vào một số yếu tố:

Nhiệt độ hoạt động tối đa
Thời gian ở nhiệt độ, tính chất chu kỳ của quá trình
Loại khí quyển, oxy hóa, khử, sunfua hóa, khử mùi.
Yêu cầu sức mạnh

Trong các tiêu chuẩn Châu Âu, sự phân biệt được thực hiện giữa thép không gỉ và thép chịu nhiệt. Tuy nhiên, sự phân biệt này thường bị mờ và rất hữu ích nếu coi chúng là một loạt các loại thép.

Lượng Chromium và silicon ngày càng tăng dẫn đến khả năng chống oxy hóa cao hơn. Lượng Nickel ngày càng tăng dẫn đến khả năng chống ăn mòn cao hơn.

Thép không gỉ Austenit được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ ở nhiệt độ thấp tới nhiệt độ helium lỏng (-269 độ C). Điều này phần lớn là do thiếu sự chuyển đổi được xác định rõ ràng từ đứt gãy dẻo sang giòn trong thử nghiệm độ dai va đập.

Độ bền được đo bằng cách dùng búa lắc mạnh tác động vào một mẫu nhỏ. Khoảng cách mà búa dao động sau khi va chạm là thước đo độ bền. Khoảng cách càng ngắn, thép càng cứng do năng lượng của búa bị mẫu hấp thụ. Độ bền được đo bằng Joules (J). Giá trị tối thiểu của độ bền được quy định cho các ứng dụng khác nhau. Giá trị 40 J được coi là hợp lý đối với hầu hết các điều kiện dịch vụ.

Thép có cấu trúc ferit hoặc mactenxit cho thấy sự thay đổi đột ngột từ dễ uốn (an toàn) sang dễ gãy (không an toàn) trong một chênh lệch nhiệt độ nhỏ. Ngay cả những loại thép tốt nhất cũng cho thấy hành vi này ở nhiệt độ cao hơn -100 độ C và trong nhiều trường hợp chỉ dưới XNUMX.

Ngược lại, thép Austenit chỉ giảm dần giá trị độ dai va đập và vẫn cao hơn 100 J ở -196 độ C.

Một yếu tố khác trong việc ảnh hưởng đến việc lựa chọn thép ở nhiệt độ thấp là khả năng chống lại sự biến đổi từ Austenit thành Mactenxit.

Người ta thường nói rằng "thép không gỉ là không từ tính". Điều này không hoàn toàn đúng và tình hình thực tế còn phức tạp hơn. Mức độ phản ứng từ hoặc độ từ thẩm được suy ra từ cấu trúc vi mô của thép. Một vật liệu hoàn toàn không từ tính có độ từ thẩm tương đối bằng 1. Cấu trúc Austenit hoàn toàn không có từ tính và vì vậy thép không gỉ 100% Austenit sẽ có độ từ thẩm là 1. Trong thực tế, điều này không đạt được. Luôn có một lượng nhỏ ferit và / hoặc mactenxit trong thép và do đó giá trị độ thấm luôn trên 1. Các giá trị điển hình cho thép không gỉ Austenit tiêu chuẩn có thể theo thứ tự từ 1.05 - 1.1.

Có thể thay đổi độ từ thẩm của thép Austenit trong quá trình gia công. Ví dụ, gia công nguội và hàn có thể làm tăng lượng mactenxit và ferit tương ứng trong thép. Một ví dụ quen thuộc là trong một bồn rửa bằng thép không gỉ, nơi rãnh thoát nước phẳng có phản ứng từ tính ít trong khi bát ép có phản ứng cao hơn do sự hình thành của mactenxit đặc biệt ở các góc.

Về mặt thực tế, thép không gỉ Austenit được sử dụng cho các ứng dụng “phi từ tính”, ví dụ như chụp cộng hưởng từ (MRI). Trong những trường hợp này, thường cần phải thỏa thuận độ từ thẩm tối đa giữa khách hàng và nhà cung cấp. Nó có thể thấp tới 1.004.

Thép cứng Martensitic, ferritic, duplex và kết tủa đều có từ tính.

Thép không gỉ thường được chia thành 5 loại:

1.Ferritic - Những loại thép này dựa trên Chromium với một lượng nhỏ Carbon thường ít hơn 0.10%. Những loại thép này có cấu trúc vi mô tương tự như thép cacbon và thép hợp kim thấp. Chúng thường được giới hạn sử dụng cho các mặt cắt tương đối mỏng do mối hàn không có độ dẻo dai. Tuy nhiên, ở những nơi không cần hàn, chúng cung cấp một loạt các ứng dụng. Chúng không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt. Thép Chromium cao có bổ sung Molypden có thể được sử dụng trong các điều kiện khá khắc nghiệt như nước biển. Thép Ferritic cũng được chọn vì khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất. Chúng không thể định hình được như thép không gỉ Austenit. Chúng có từ tính.
2.Austenitic - Những loại thép này là phổ biến nhất. Cấu trúc vi mô của chúng có nguồn gốc từ việc bổ sung Niken, Mangan và Nitơ. Nó có cấu trúc tương tự như ở các loại thép thông thường ở nhiệt độ cao hơn nhiều. Cấu trúc này mang lại cho những loại thép này sự kết hợp đặc trưng của khả năng hàn và khả năng định hình. Khả năng chống ăn mòn có thể được tăng cường bằng cách thêm Chromium, Molypden và Nitrogen. Chúng không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt nhưng có đặc tính hữu ích là có thể gia công cứng đến mức độ bền cao trong khi vẫn giữ được mức độ dẻo và độ dai hữu ích. Thép Austenit tiêu chuẩn dễ bị nứt do ăn mòn do ứng suất. Thép Austenit niken cao hơn có khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất tăng lên. Về danh nghĩa, chúng không có từ tính nhưng thường biểu hiện một số phản ứng từ tính tùy thuộc vào thành phần và độ cứng làm việc của thép.
3.Martensitic - Những loại thép này tương tự như thép ferritic dựa trên Chromium nhưng có mức Carbon cao hơn, lên tới 1%. Điều này cho phép chúng được làm cứng và tôi luyện giống như thép cacbon và thép hợp kim thấp. Chúng được sử dụng ở những nơi yêu cầu độ bền cao và khả năng chống ăn mòn vừa phải. Chúng phổ biến hơn trong các sản phẩm dài hơn là ở dạng tấm và tấm. Nhìn chung, chúng có khả năng hàn và khả năng định hình thấp. Chúng có từ tính.
4.Duplex - Những loại thép này có cấu trúc vi mô có khoảng 50% ferit và 50% Austenit. Điều này mang lại cho chúng một độ bền cao hơn so với thép ferit hoặc Austenit. Chúng có khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất. Vì vậy, được gọi là thép “nạc song công” được chế tạo để có khả năng chống ăn mòn tương đương với thép Austenit tiêu chuẩn nhưng được tăng cường sức mạnh và khả năng chống nứt do ăn mòn do ứng suất. Thép “Superduplex” đã tăng cường sức mạnh và khả năng chống lại mọi dạng ăn mòn so với thép Austenit tiêu chuẩn. Chúng có thể hàn được nhưng cần cẩn thận trong việc lựa chọn vật tư tiêu hao hàn và đầu vào nhiệt. Chúng có khả năng tạo hình vừa phải. Chúng có từ tính nhưng không nhiều như các loại ferit, mactenxit và PH do pha austenit 50%.
5. Độ cứng kết tủa (PH) - Những loại thép này có thể phát triển độ bền rất cao bằng cách thêm các nguyên tố như Đồng, Niobi và Nhôm vào thép. Với phương pháp xử lý nhiệt “lão hóa” phù hợp, các hạt rất mịn hình thành trong ma trận của thép truyền sức mạnh. Những loại thép này có thể được gia công thành những hình dạng khá phức tạp, đòi hỏi dung sai tốt trước khi xử lý lão hóa cuối cùng vì có sự biến dạng tối thiểu từ lần xử lý cuối cùng. Điều này trái ngược với quá trình tôi và luyện cứng thông thường trong thép martensitic, nơi mà sự biến dạng là một vấn đề nhiều hơn. Khả năng chống ăn mòn có thể so sánh với thép Austenit tiêu chuẩn như 1.4301 (304).

 Các hình thức ăn mòn phổ biến nhất trong thép không gỉ là:

Ăn mòn rỗ - Lớp thụ động trên thép không gỉ có thể bị tấn công bởi một số loại hóa chất nhất định. Ion clorua Cl- là ion phổ biến nhất trong số này và được tìm thấy trong các vật liệu hàng ngày như muối và thuốc tẩy. Tránh ăn mòn rỗ bằng cách đảm bảo rằng thép không gỉ không tiếp xúc lâu với hóa chất độc hại hoặc bằng cách chọn loại thép có khả năng chống lại sự tấn công cao hơn. Khả năng chống ăn mòn rỗ có thể được đánh giá bằng cách sử dụng Số tương đương độ chống rỗ được tính toán từ hàm lượng hợp kim.
Ăn mòn đường nứt - Thép không gỉ cần được cung cấp oxy để đảm bảo rằng lớp thụ động có thể hình thành trên bề mặt. Trong những kẽ hở rất kín, không phải lúc nào oxy cũng có thể tiếp cận được bề mặt thép không gỉ, do đó dễ bị tấn công. Tránh ăn mòn các kẽ hở bằng cách bịt kín các kẽ hở bằng chất trám khe mềm dẻo hoặc sử dụng loại chống ăn mòn cao hơn.
Ăn mòn chung - Thông thường, thép không gỉ không bị ăn mòn đồng nhất như thép cacbon và thép hợp kim thông thường. Tuy nhiên, với một số hóa chất, đặc biệt là axit, lớp thụ động có thể bị tấn công đồng nhất tùy thuộc vào nồng độ và nhiệt độ và sự mất mát kim loại được phân bổ trên toàn bộ bề mặt của thép. Axit clohydric và axit sunfuric ở một số nồng độ đặc biệt gây hại đối với thép không gỉ.
Ăn mòn do ứng suất (SCC) - Đây là một dạng ăn mòn tương đối hiếm gặp, đòi hỏi sự kết hợp rất cụ thể của ứng suất kéo, nhiệt độ và các loại ăn mòn, thường là ion clorua, để nó xảy ra. Các ứng dụng điển hình có thể xảy ra SCC là bể nước nóng và bể bơi. Một dạng khác được gọi là nứt ăn mòn do ứng suất sunfua (SSCC) liên quan đến hydro sunfua trong thăm dò và sản xuất dầu khí.
Ăn mòn giữa các hạt - Đây là một dạng ăn mòn khá hiếm gặp. Nếu mức Carbon trong thép quá cao, Chromium có thể kết hợp với Carbon để tạo thành Chromium Carbide. Điều này xảy ra ở nhiệt độ khoảng 450-850 độ C. Quá trình này còn được gọi là nhạy cảm và thường xảy ra trong quá trình hàn. Chromium có sẵn để tạo thành lớp thụ động bị giảm hiệu quả và có thể xảy ra ăn mòn. Nó được tránh bằng cách chọn loại carbon thấp được gọi là lớp 'L' hoặc bằng cách sử dụng thép với Titanium hoặc Niobi được ưu tiên kết hợp với Carbon.
Ăn mòn mạ - Nếu hai kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau và với chất điện phân, ví dụ như nước hoặc dung dịch khác, thì có thể thiết lập một tế bào mạ. Nó giống như một cục pin và có thể làm tăng tốc độ ăn mòn của kim loại kém 'quý tộc' hơn. Nó có thể tránh được bằng cách tách các kim loại bằng chất cách điện phi kim loại như cao su.

Mặc dù thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn cao hơn nhiều so với thép cacbon hoặc thép hợp kim thông thường, nhưng trong một số trường hợp, nó có thể bị ăn mòn. Nó là 'ít vết bẩn' chứ không phải là 'không thể có vết bẩn'. Trong môi trường khí quyển hoặc môi trường nước bình thường, thép không gỉ sẽ không bị ăn mòn như đã được chứng minh bởi các bộ phận bồn rửa trong nhà, dao kéo, xoong nồi và bề mặt làm việc.

Có một quan điểm rộng rãi rằng thép không gỉ được phát hiện vào năm 1913 bởi nhà luyện kim Harry Brearley của Sheffield. Anh ấy đang thử nghiệm với các loại thép khác nhau để làm vũ khí và nhận thấy rằng thép Crom 13% đã không bị ăn mòn sau vài tháng.