Trong lĩnh vực cơ khí, xây dựng và sản xuất công nghiệp, độ cứng của inox là thông số quan trọng phản ánh khả năng chống biến dạng, chịu tải và chống trầy xước của vật liệu. Mỗi dòng như inox 304, inox 316 hay inox 430 đều có cấu trúc tinh thể và tỷ lệ hợp kim khác nhau, dẫn đến sự chênh lệch đáng kể về độ cứng và khả năng chịu mài mòn. Việc hiểu rõ đặc tính này giúp doanh nghiệp, kỹ sư hay đơn vị thi công lựa chọn đúng loại inox, đảm bảo hiệu quả sử dụng và tuổi thọ công trình.
Trong thực tế, inox có độ cứng cao sẽ bền bỉ hơn khi làm việc trong môi trường chịu va đập hoặc ma sát, trong khi inox có độ cứng thấp lại dễ gia công, uốn gập, hàn hoặc kéo sợi. Chính vì vậy, xác định và đo chính xác độ cứng inox không chỉ là bước kiểm định chất lượng vật tư, mà còn là cơ sở để đánh giá khả năng gia công, chế tạo và ứng dụng sản phẩm trong từng ngành nghề khác nhau. Bài viết sau của Inox Đại Dương sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, phương pháp đo, bảng tra và cách cải thiện độ cứng của các loại inox phổ biến hiện nay.
Nội dung chính
1. Bảng tra độ cứng của các loại inox phổ biến
Mỗi mác inox có thành phần và cấu trúc vi tinh thể khác nhau, dẫn đến sự khác biệt rõ rệt về độ cứng. Bảng dưới đây tổng hợp các giá trị độ cứng trung bình của các loại inox phổ biến, đo theo ba thang chuẩn: Brinell (HB), Rockwell (HRB/HRC) và Vickers (HV).
| Mác Inox | Brinell Hardness (HB) | Rockwell Hardness (HRB/HRC) | Vickers Hardness (HV) |
| 304 | 123 | 70 HRB | 129 |
| 304L | 123 | 70 HRB | 129 |
| 316 | 123 | 70 HRB | 129 |
| 316L | 123 | 70 HRB | 129 |
| 317L | 146 | 80 HRB | 152 |
| 321 | 123 | 70 HRB | 129 |
| 347 | 123 | 70 HRB | 129 |
| 405 | 183 | 88 HRB | 190 |
| 410 | 217 | 95 HRB / 22 HRC | 229 |
| 416 | 262 | 28 HRC | 275 |
| 420 | 248 | 96 HRB / 50 HRC | 255 |
| 430 | 183 | 88 HRB | 190 |
| 440C | 285 | 29 HRC / 58 HRC | 296 |
| 17-4PH | 353 | 37 HRC | 372 |
| 2205 | 293 | 31 HRC | 304 |
| 2507 | 277 | 28 HRC | 290 |
| S32750 | 293 | 31 HRC | 304 |
Chú ý:
- Giá trị HB, HV hoặc HRC càng cao, vật liệu càng cứng, chịu mài mòn và va đập tốt hơn.
- Các loại inox austenitic (như 304, 316, 321) có độ cứng trung bình, dễ gia công và hàn.
- Nhóm inox martensitic (410, 420, 440C) có độ cứng cao, thích hợp cho dao, kéo, chi tiết cơ khí.
- Các loại inox duplex (2205, 2507, S32750) vừa có độ cứng cao, vừa chống ăn mòn vượt trội, được dùng trong môi trường hóa chất, biển mặn, dầu khí.
- Inox 17-4PH là loại thép không gỉ biến cứng kết tủa, đạt độ cứng rất cao (lên tới 37 HRC), thường dùng trong hàng không và công nghiệp nặng.
- Số liệu có thể thay đổi tùy theo phương pháp đo, trạng thái vật liệu (ủ, tôi, nguội) và độ dày sản phẩm.
- Khi lựa chọn inox cho công trình hoặc chi tiết kỹ thuật, bạn cũng nên cân đối giữa độ cứng – khả năng chống ăn mòn – tính hàn để đảm bảo hiệu quả sử dụng tối ưu.
2. Phương pháp đo độ cứng của inox
Độ cứng inox là chỉ số phản ánh khả năng chống biến dạng, chống trầy xước và chịu tải trọng của vật liệu inox. Đây là tiêu chí quan trọng khi lựa chọn inox cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao như cơ khí, xây dựng hay chế tạo máy.
Hiện nay, có nhiều phương pháp kiểm tra độ cứng khác nhau. Mỗi phương pháp sử dụng dụng cụ, nguyên lý đo và đơn vị riêng. Dưới đây là 04 phương pháp đo phổ biến hiện nay:
2.1. Phương pháp Brinell (HB)
Brinell được sử dụng để kiểm tra độ cứng của vật liệu có cấu trúc tương đối mềm và khổ lớn, như thép carbon, inox tấm dày hoặc thanh đặc.
Nguyên lý đo: một bi thép hoặc bi cacbua được ép vào bề mặt mẫu thử bằng lực xác định. Sau khi bỏ tải, người ta đo đường kính vết lõm bằng kính hiển vi để tính giá trị độ cứng Brinell (HB).
- Giá trị HB càng lớn, vật liệu càng cứng.
- Do vết lõm khá lớn, phương pháp này không thích hợp cho inox mỏng, ống nhỏ hoặc chi tiết chính xác. Nhưng sẽ phù hợp để áp dụng cho thanh inox, thép tấm dày hoặc vật liệu có bề mặt đủ cứng để chịu được lực ép.
Brinell cho phép đo trên diện tích rộng, giúp đánh giá độ đồng đều của vật liệu nên sẽ rất hữu ích trong kiểm tra hàng loạt hoặc kiểm định vật tư inox đầu vào tại kho.
2.2. Phương pháp Rockwell (HRC, HRB, HRA)
Phương pháp Rockwell là cách phổ biến nhất để đo độ cứng kim loại, đặc biệt trong ngành sản xuất và gia công inox.
Nguyên lý: đầu kim cương hình nón (hoặc bi thép nhỏ) được ấn vào bề mặt inox dưới hai giai đoạn lực khác nhau. Độ sâu của vết lõm được ghi nhận trực tiếp bằng thiết bị để cho ra giá trị độ cứng Rockwell.
Rockwell có nhiều thang đo:
- HRC: dùng cho inox cứng hoặc đã qua xử lý nhiệt.
- HRB: dùng cho inox mềm, chưa nhiệt luyện.
- HRA: dùng cho vật liệu rất cứng như hợp kim.
Ưu điểm của phương pháp này là thời gian thử nhanh, thao tác đơn giản và không làm hư hại mẫu thử, rất phù hợp cho kiểm tra trực tiếp trong dây chuyền sản xuất.
2.3. Phương pháp Vickers (HV)
Vickers là phương pháp đo có độ chính xác cao nhất, được dùng khi cần kết quả tinh vi hoặc nghiên cứu vật liệu inox.
Nguyên lý: một mũi kim cương hình chóp vuông được ép lên bề mặt mẫu bằng lực nhỏ. Sau đó, người ta dùng kính hiển vi đo độ dài hai đường chéo của vết lõm để tính giá trị độ cứng Vickers (HV).
- Vết lõm nhỏ nên phù hợp cho tấm inox mỏng, lớp phủ bề mặt hoặc vùng hàn nhỏ.
- Do yêu cầu kỹ thuật cao, phép đo cần mặt mẫu thật phẳng và điều kiện ổn định để tránh sai số.
Phương pháp này thường được dùng trong phòng thí nghiệm hoặc kiểm tra độ cứng cục bộ tại các mối hàn, mép cắt.
2.4. Thang độ cứng Mohs
Thang Mohs là hệ thống đo độ cứng tương đối của vật liệu, dựa trên khả năng chống trầy xước giữa hai vật.
Thang gồm 10 cấp độ, từ 1 (talc – mềm nhất) đến 10 (kim cương – cứng nhất). Nếu vật A làm trầy được vật B, nghĩa là A cứng hơn B.
Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện bằng tay, thường dùng trong giáo dục hoặc kiểm tra nhanh tại hiện trường. Tuy nhiên, do mang tính chủ quan và không phản ánh chính xác sức chịu tải, nên không được dùng để đánh giá độ cứng inox công nghiệp.
Trong thực tế, các nhà sản xuất inox và đơn vị kiểm định thường ưu tiên Rockwell (HRC) hoặc Vickers (HV) để đánh giá độ cứng inox theo tiêu chuẩn quốc tế như JIS, ASTM, BS EN. Nếu bạn cần tư vấn chọn loại inox có độ cứng phù hợp cho từng ứng dụng, Inox Đại Dương luôn sẵn sàng hỗ trợ và cung cấp vật tư đạt chứng nhận nhà máy, CO&CQ rõ ràng.
3. Vai trò độ cứng của inox
Độ cứng là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc của inox trong từng ứng dụng cụ thể. Vật liệu có độ cứng cao hay thấp đều có ưu và nhược điểm riêng, quyết định cách sử dụng và công nghệ gia công phù hợp.
3.1. Inox có độ cứng cao
Các loại inox có độ cứng cao thường sở hữu khả năng chống mài mòn, chống trầy xước và chịu tải trọng lớn.
- Chúng phù hợp trong các ứng dụng cần độ bền cơ học cao như: khuôn đúc, vòng bi, dao – kéo, trục quay, khu vực chịu va đập mạnh.
- Độ cứng lớn giúp sản phẩm duy trì hình dạng ổn định, hạn chế biến dạng trong quá trình sử dụng.
- Tuy nhiên, loại inox này khó gia công hơn, cần dụng cụ cắt có độ bền cao và kỹ thuật gia công chính xác để tránh mòn dao hoặc gãy mũi cắt.
Ví dụ: Inox 440C hoặc 17-4PH là đại diện điển hình của nhóm inox cứng, thường dùng cho các chi tiết cơ khí chính xác và thiết bị công nghiệp nặng.
3.2. Inox có độ cứng thấp
Ngược lại, inox có độ cứng thấp hơn thường có tính dẻo và khả năng tạo hình tốt, dễ dàng uốn, kéo hoặc dập.
- Nhóm này thích hợp với sản phẩm yêu cầu gia công tạo hình, như ống inox, bồn chứa, thiết bị chế biến thực phẩm, đồ gia dụng.
- Do có độ dẻo cao, inox mềm giúp hấp thụ xung lực tốt hơn và hạn chế nứt gãy trong quá trình gia công.
Các mác inox thông dụng như 304, 304L, 316L là lựa chọn phổ biến trong lĩnh vực công nghiệp và dân dụng, nhờ sự cân bằng giữa độ cứng – độ dẻo – khả năng chống ăn mòn.
3.3. Mối liên hệ giữa độ cứng và khả năng gia công
Độ cứng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cắt gọt của inox:
- Vật liệu càng cứng, dao cụ càng nhanh mòn, nhưng bề mặt gia công lại nhẵn và chính xác hơn.
- Ngược lại, inox mềm hơn giúp dễ gia công, nhưng độ chính xác hình học và bề mặt thấp hơn.
Vì vậy, khi sản xuất chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao, nhà sản xuất thường chọn inox có độ cứng trung bình, kết hợp xử lý nhiệt để tối ưu hiệu quả gia công.
Inox Đại Dương luôn cung cấp đầy đủ dòng inox với độ cứng và đặc tính cơ học đạt tiêu chuẩn quốc tế, kèm theo CO–CQ rõ ràng và tư vấn lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng nhu cầu sử dụng.
4. Cách cải thiện độ cứng của inox
Có nhiều phương pháp giúp cải thiện độ cứng của thép không gỉ (inox), tùy theo yêu cầu sử dụng và đặc tính vật liệu mong muốn. Dưới đây là bốn nhóm giải pháp phổ biến nhất được các nhà sản xuất áp dụng:
4.1. Điều chỉnh thành phần hóa học
Một trong những cách cơ bản để tăng độ cứng của inox là thay đổi tỷ lệ thành phần hóa học. Việc tăng hàm lượng carbon hoặc bổ sung các nguyên tố hợp kim như molypden (Mo), vanadi (V) hay titan (Ti) có thể giúp nâng cao độ cứng và khả năng chịu mài mòn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hàm lượng carbon cao có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn của inox, do đó cần tính toán cẩn thận trong từng ứng dụng.
4.2. Tối ưu quy trình xử lý nhiệt
Xử lý nhiệt (heat treatment) là phương pháp quan trọng để kiểm soát cấu trúc vi mô của inox. Bằng cách điều chỉnh chính xác các thông số như nhiệt độ tôi (quenching temperature), thời gian giữ nhiệt và tốc độ làm nguội, người ta có thể đạt được độ cứng lý tưởng mà vẫn đảm bảo độ dẻo nhất định. Ngoài ra, quá trình ram (tempering) hợp lý sẽ giúp duy trì độ cứng trong khi tăng độ dai, hạn chế nứt gãy khi chịu tải trọng.
4.3. Tăng mức độ gia công nguội:
Gia công nguội (cold working) như cán nguội, kéo nguội hoặc dập nguội có thể làm tăng mật độ khuyết tật trong mạng tinh thể, giúp inox cứng hơn đáng kể. Tuy nhiên, nếu gia công quá mức, vật liệu có thể trở nên giòn và khó xử lý thêm nên cần kiểm soát chặt chẽ mức độ biến dạng.
4.3. Ứng dụng công nghệ xử lý bề mặt
Các kỹ thuật như thấm carbon (carburizing), thấm nitơ (nitriding) hoặc xử lý cứng bề mặt (surface hardening) giúp tăng đáng kể độ cứng và khả năng chống mài mòn của lớp ngoài mà không ảnh hưởng đến tính chất của lõi thép. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các linh kiện cơ khí, dụng cụ hoặc chi tiết chịu ma sát cao.
Nhìn chung, việc lựa chọn phương pháp tăng độ cứng phù hợp cần dựa trên mục đích sử dụng, yêu cầu cơ lý tính và chi phí sản xuất, nhằm đảm bảo inox vừa đạt độ bền cao vừa duy trì được khả năng chống ăn mòn đặc trưng.
5. Các câu hỏi thường gặp về độ cứng của inox
5.1. Titanium có cứng hơn inox không?
Titanium có độ cứng cao hơn đáng kể so với inox. Cụ thể, titanium cứng hơn thép khoảng 30%, nghĩa là với cùng một thể tích, titanium thể hiện độ cứng vượt trội hơn. Ngoài ra, titanium còn có mật độ thấp hơn inox nhưng lại có độ bền cao hơn, cho thấy ưu thế rõ rệt về khả năng chịu lực và độ cứng. Vì vậy, xét trên phương diện độ cứng, titanium cứng hơn inox.
5.2. Inox có cứng hơn thép cacbon không?
Độ cứng của inox và thép cacbon phụ thuộc vào thành phần hóa học và hàm lượng cacbon trong từng loại. Thông thường, thép cacbon có hàm lượng cacbon cao sẽ cứng hơn inox, trong khi thép cacbon thấp lại có độ dẻo và độ dai tốt hơn. Việc lựa chọn giữa inox hay thép cacbon phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng cụ thể — chẳng hạn như khả năng chống ăn mòn, tính cơ học, hay điều kiện nhiệt độ làm việc.
5.3. Loại inox nào có độ cứng cao nhất?
Trong các dòng inox thông dụng, inox martensitic (như SUS 420, SUS 440C) có độ cứng cao nhất, có thể đạt tới 55–60 HRC sau khi được tôi luyện đúng cách. Nhờ đặc tính này, các loại inox martensitic thường được sử dụng để chế tạo dao, kéo, khuôn, trục và các chi tiết cơ khí yêu cầu độ bền, độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao.
6. Lời kết
Độ cứng là một trong những yếu tố cốt lõi quyết định chất lượng và tính ứng dụng của inox trong thực tế. Việc nắm rõ chỉ số độ cứng không chỉ giúp người sử dụng lựa chọn đúng loại inox cho từng nhu cầu — từ gia công cơ khí, chế tạo máy móc đến thi công công trình — mà còn góp phần đảm bảo hiệu suất, độ bền và tuổi thọ sản phẩm.
Tại Inox Đại Dương, chúng tôi cung cấp đầy đủ các dòng inox như 304, 201, 316, 430, cùng nhiều mác thép không gỉ đặc biệt khác, đạt chuẩn quốc tế JIS, ASTM, BS EN, đi kèm CO–CQ rõ ràng. Mỗi lô hàng đều được kiểm định độ cứng và các chỉ tiêu cơ lý quan trọng, giúp khách hàng yên tâm khi lựa chọn vật tư cho dự án hoặc sản xuất. Nếu bạn đang cần tư vấn chọn inox phù hợp về độ cứng, độ bền hoặc khả năng chống ăn mòn, đội ngũ kỹ thuật của Inox Đại Dương luôn sẵn sàng hỗ trợ
- Hotline: 1800 6968 – Số máy lẻ từ 106 đến 115
- Fanpage: Facebook Inox Đại Dương
- Hoặc điền biểu mẫu đăng ký tư vấn tại: https://inoxdaiduong.com/lien-he/