Trong các loại inox 304, Inox 304H là phiên bản chịu nhiệt cao của thép không gỉ 304, thuộc nhóm Austenitic. Với hàm lượng carbon cao hơn (0,04 – 0,10%), loại inox này có độ bền và khả năng chịu nhiệt vượt trội, thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp ở môi trường nhiệt độ cao như lò hơi, ống dẫn khí nóng, thiết bị trao đổi nhiệt.
Trong bài viết này, Inox Đại Dương sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về đặc tính, ứng dụng và ưu điểm nổi bật của inox 304H – vật liệu đang được nhiều doanh nghiệp cơ khí, năng lượng và công nghiệp nặng tin dùng.
Nội dung chính
- 1. Inox 304H là gì?
- 2. Thành phần hóa học của Inox 304H
- 3. Tên gọi, tiêu chuẩn và các mác thép tương đương inox 304H
- 4. Tính chất cơ học của inox 304H
- 5. Tính chất vật lý của inox 304H
- 6. Khả năng chống ăn mòn của Inox 304H
- 7. Khả năng chịu nhiệt của Inox 304H
- 8. Tính chất gia công và xử lý nhiệt của inox 304H
- 9. Lời kết
1. Inox 304H là gì?
Inox 304H là loại thép không gỉ Austenitic nổi bật với khả năng chống ăn mòn, độ bền cao và dễ hàn. Cấu trúc Austenitic giúp vật liệu này có độ dẻo và độ dai vượt trội, thích hợp cho các ứng dụng chịu tải trọng cơ học lớn hoặc môi trường làm việc khắc nghiệt.
Ưu điểm nổi bật nhất của inox 304H là khả năng chịu nhiệt lên đến 870°C (tương đương 1600°F), cùng khả năng chống oxy hóa và chống bong tróc bề mặt khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài. Tuy nhiên, do hàm lượng carbon cao hơn (0,04 – 0,10%) so với các mác thép như 304 hoặc inox 304L, inox 304H có độ chống ăn mòn kém hơn đôi chút trong một số môi trường nhất định.
Ứng dụng phổ biến:
Bên cạnh việc doanh nghiệp cần kiểm soát quy trình xử lý nhiệt và môi trường sử dụng để phát huy tối đa hiệu nặng của inox 304H, thì vật liệu này là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng chịu nhiệt và tải trọng cao trong các ngành đặc thù, chẳng hạn như:
- Ngành dầu khí, hóa dầu, năng lượng.
- Nồi hơi, bộ trao đổi nhiệt, bình chịu áp lực, ống dẫn khí nóng.
- Thiết bị trong nhà máy nhiệt điện và hệ thống công nghiệp chịu nhiệt cao.
| Ưu điểm | Nhược điểm |
| Chịu nhiệt tốt – Duy trì độ bền cơ học ở nhiệt độ lên đến 870°C (1600°F) | Khả năng chống ăn mòn giảm so với các mác thép có hàm lượng carbon thấp như 304 hoặc 304L |
| Dễ hàn – Phù hợp với nhiều phương pháp hàn thông dụng trong công nghiệp | Dễ bị nhạy cảm hóa (sensitization) nếu không được xử lý nhiệt đúng quy trình |
| Chống oxy hóa cao – Bề mặt không bong tróc, duy trì ổn định khi tiếp xúc nhiệt lâu dài | Chi phí cao hơn do chứa nhiều nguyên tố hợp kim như Crom và Niken |
2. Thành phần hóa học của Inox 304H
Inox 304H là loại thép không gỉ Austenitic có thành phần hợp kim được kiểm soát chặt chẽ, giúp cân bằng giữa khả năng chống ăn mòn, độ bền cơ học và chịu nhiệt. Bảng dưới đây liệt kê tỷ lệ phần trăm của các nguyên tố chính trong inox 304H:
| Nguyên tố (Ký hiệu & Tên) | Tỷ lệ (%) |
| C (Carbon) | 0.04 – 0.10 |
| Cr (Chromium) | 18.0 – 20.0 |
| Ni (Nickel) | 8.0 – 10.5 |
| Mn (Manganese) | ≤ 2.0 |
| Si (Silicon) | ≤ 1.0 |
| P (Phosphorus) | ≤ 0.045 |
| S (Sulfur) | ≤ 0.030 |
Vai trò của các nguyên tố chính:
- Chromium (Cr): Tăng khả năng chống ăn mòn, bảo vệ bề mặt thép trước oxi hóa và hóa chất.
- Nickel (Ni): Cải thiện độ dai và tính dẻo, giúp inox chịu được ứng suất cơ học lớn.
- Carbon (C): Hàm lượng được kiểm soát vừa đủ để nâng cao độ bền ở nhiệt độ cao, làm inox 304H trở thành lựa chọn lý tưởng cho ứng dụng chịu nhiệt cao.
>> Tham khảo sản phẩm 304 tại Đại Dương
3. Tên gọi, tiêu chuẩn và các mác thép tương đương inox 304H
Do mỗi công ty hoặc quốc gia quy định tiêu chuẩn nhập khẩu vật liệu khác nhau, việc hiểu và đối chiếu các tên gọi tương đương của inox 304H là rất cần thiết. Dưới đây là bảng tổng hợp các ký hiệu phổ biến của inox 304H trong các hệ thống tiêu chuẩn quốc tế:
| Tổ chức tiêu chuẩn | Ký hiệu/Mác thép | Quốc gia/Khu vực | Ghi chú |
| UNS | S30409 | Hoa Kỳ | Tương đương với AISI 304 nhưng có hàm lượng carbon cao hơn |
| AISI/SAE | 304H | Hoa Kỳ | Dùng cho các ứng dụng chịu nhiệt cao |
| ASTM | A240/A240M | Hoa Kỳ | Tiêu chuẩn về thép không gỉ tấm, cuộn và dải hợp kim Crom – Niken |
| EN (Europe) | 1.4948 | Châu Âu | Mác thép tương đương trong hệ thống tiêu chuẩn châu Âu |
| JIS | SUS304H | Nhật Bản | Tên gọi theo Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản (JIS) |
4. Tính chất cơ học của inox 304H
Inox 304H không chỉ nổi bật về khả năng chịu nhiệt mà còn có tính chất cơ học vượt trội, độ bền kéo và giới hạn chảy cao, kết hợp với tính dẻo tốt, giúp inox 304H chịu được tải trọng cơ học lớn mà không bị biến dạng.
Bảng dưới đây tổng hợp các chỉ tiêu cơ học điển hình:
| Tính chất | Điều kiện thử | Nhiệt độ thử | Metric – Đơn vị hệ mét (MPa, J, HRB) | Imperial – Đơn vị hệ Anh/Mỹ (ksi, ft-lbf, HRB) | Tiêu chuẩn tham chiếu |
| Độ bền kéo (Tensile Strength) | Ủ mềm (Annealed) | Nhiệt độ phòng | 520 – 750 MPa | 75 – 109 ksi | ASTM E8 |
| Độ bền giới hạn (Yield Strength, 0.2% offset) | Ủ mềm (Annealed) | Nhiệt độ phòng | 205 – 310 MPa | 30 – 45 ksi | ASTM E8 |
| Độ giãn dài (Elongation) | Ủ mềm (Annealed) | Nhiệt độ phòng | ≥ 40% | ≥ 40% | ASTM E8 |
| Độ cứng (Hardness, Rockwell B) | Ủ mềm (Annealed) | Nhiệt độ phòng | 70 – 90 HRB | 70 – 90 HRB | ASTM E18 |
| Độ bền va đập (Impact Strength, Charpy) | 20°C | 20°C | ≥ 40 J | 29.5 ft-lbf | ASTM E23 |
5. Tính chất vật lý của inox 304H
Bên cạnh tính cơ học, inox 304H còn có các đặc tính vật lý ổn định ở cả nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, giúp duy trì hiệu suất trong các môi trường làm việc khắc nghiệt.
| Thuộc tính | Điều kiện/Nhiệt độ | Giá trị (Hệ mét) | Giá trị (Hệ Imperial) |
| Khối lượng riêng | Nhiệt độ phòng | 7.93 g/cm³ | 0.286 lb/in³ |
| Nhiệt độ nóng chảy | – | 1400 – 1450 °C | 2552 – 2642 °F |
| Độ dẫn nhiệt | Nhiệt độ phòng | 16.2 W/m·K | 112 BTU·in/h·ft²·°F |
| Nhiệt dung riêng (Specific Heat Capacity) | Nhiệt độ phòng | 500 J/kg·K | 0.12 BTU/lb·°F |
| Điện trở suất | Nhiệt độ phòng | 0.72 µΩ·m | 0.72 µΩ·in |
| Hệ số giãn nở nhiệt | Nhiệt độ phòng | 16.0 × 10⁻⁶/K | 8.9 × 10⁻⁶ |
6. Khả năng chống ăn mòn của Inox 304H
Inox 304H vẫn giữ được độ bền ăn mòn tốt trong nhiều môi trường thông thường, nhờ thành phần chứa 18–20% Crom và 8–10.5% Niken. Tuy nhiên, do có hàm lượng carbon cao hơn inox 304 thông thường, 304H dễ bị nhạy cảm hóa (sensitization) nếu không được xử lý nhiệt đúng cách, dẫn đến nguy cơ ăn mòn kẽ hở hoặc ăn mòn tinh giới tại vùng mối hàn.
Bảng dưới đây thể hiện khả năng chống ăn mòn của inox 304H trong một số môi trường điển hình:
| Tác nhân ăn mòn | Nồng độ (%) | Nhiệt độ (°C / °F) | Mức độ chống ăn mòn | Ghi chú |
| Clorua (Chlorides) | 3 – 5% | 20 – 60°C / 68 – 140°F | Trung bình | Có nguy cơ ăn mòn lỗ (pitting) |
| Axit Sunfuric (Sulfuric Acid) | 10% | 20 – 40°C / 68 – 104°F | Kém | Không khuyến nghị sử dụng |
| Axit Axetic (Acetic Acid) | 10% | 20 – 60°C / 68 – 140°F | Tốt | Kháng ăn mòn vừa phải |
| Nước biển (Sea Water) | – | Nhiệt độ môi trường | Tốt | Có thể dùng cho ứng dụng hàng hải |
Nhìn chung, inox 304H không phải là lựa chọn tối ưu cho môi trường chứa clorua nồng độ cao hoặc axit mạnh, nhưng lại hoạt động ổn định trong môi trường khí quyển, nước ngọt, và môi trường có tính ăn mòn nhẹ.
7. Khả năng chịu nhiệt của Inox 304H
Inox 304H được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao, nhờ hàm lượng carbon cao hơn so với inox 304 thông thường. Cũng nhờ đặc tính chịu nhiệt vượt trội này, inox 304H thường được sử dụng trong ngành dầu khí, hóa chất, và năng lượng, nơi các thiết bị phải vận hành lâu dài trong môi trường có nhiệt độ lên đến 870°C. Tuy nhiên, khi tiếp xúc kéo dài trên mức này, vật liệu có thể bị oxy hóa và đóng cặn (scaling), do đó cần có thiết kế kỹ thuật phù hợp để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống.
Bảng dưới đây thể hiện các giới hạn làm việc và tính năng chịu nhiệt của inox 304H:
| Thuộc tính / Giới hạn | Nhiệt độ (°C) | Nhiệt độ (°F) | Ghi chú |
| Nhiệt độ làm việc liên tục tối đa | 870°C | 1600°F | Giữ được độ bền ổn định |
| Nhiệt độ làm việc gián đoạn tối đa | 925°C | 1700°F | Có thể chịu được trong thời gian ngắn |
| Nhiệt độ bắt đầu oxy hóa (Scaling) | 800°C | 1472°F | Bắt đầu xuất hiện hiện tượng oxy hóa nhẹ |
| Giới hạn bền chảy do biến dạng nhiệt (Creep Strength) | 600°C | 1112°F | Bắt đầu giảm dần cường độ chịu tải |
8. Tính chất gia công và xử lý nhiệt của inox 304H
Inox 304H có khả năng gia công, hàn và định hình tốt, tuy nhiên cần tuân thủ các quy trình kỹ thuật phù hợp để tránh hiện tượng nứt nhiệt, biến cứng nguội hoặc giảm khả năng chống ăn mòn.
8.1 Khả năng hàn (Weldability)
Inox 304H được đánh giá có khả năng hàn tốt với hầu hết các phương pháp thông dụng như TIG, MIG hoặc hàn hồ quang tay (SMAW). Tuy nhiên, do hàm lượng carbon cao hơn, vật liệu nên được gia nhiệt trước và xử lý sau hàn để hạn chế rủi ro nứt và nhạy cảm hóa vùng mối hàn.
| Phương pháp hàn | Que / Dây hàn khuyến nghị (AWS) | Khí bảo vệ | Ghi chú kỹ thuật |
| TIG | ER308L | Argon | Cho kết quả tốt khi thao tác đúng kỹ thuật |
| MIG | ER308L | Hỗn hợp Argon/CO₂ | Nên gia nhiệt sơ bộ khi hàn vật dày |
| SMAW | E308L | – | Phù hợp cho chi tiết dày hoặc kết cấu lớn |
Lưu ý: Lựa chọn vật liệu điền phù hợp giúp duy trì khả năng chống ăn mòn của inox 304H sau hàn.
8.2. Khả năng gia công cơ (Machinability)
Inox 304H có độ gia công trung bình, thấp hơn so với thép dễ cắt gọt như AISI 1212. Trong quá trình tiện hoặc phay, cần dùng dao sắc, tốc độ cắt thấp và dung dịch làm mát liên tục để tránh biến cứng bề mặt.
| Thông số gia công | Inox 304H | AISI 1212 (Chuẩn so sánh) | Ghi chú / Lưu ý |
| Chỉ số gia công tương đối | 60% | 100% | Cần điều chỉnh tốc độ và lực cắt |
| Tốc độ cắt (Tiện) | 30–50 m/phút | 60–80 m/phút | Dùng dung dịch làm mát tốt, tránh quá nhiệt |
8.3. Khả năng tạo hình
304H có độ dẻo và khả năng tạo hình tốt, cho phép uốn nguội, dập nóng và cán định hình. Tuy nhiên, do đặc tính biến cứng nhanh (work hardening), cần kiểm soát bán kính uốn và tốc độ tạo hình để tránh nứt gãy vật liệu.
8.4. Xử lý nhiệt
Các quy trình xử lý nhiệt giúp tối ưu cấu trúc vi mô, tăng cường tính dẻo và khả năng chống ăn mòn của inox 304H.
| Quy trình xử lý | Nhiệt độ (°C / °F) | Thời gian giữ nhiệt | Phương pháp làm nguội | Mục đích chính |
| Ủ hòa tan | 1010–1120°C / 1850–2050°F | ~30 phút | Làm nguội bằng không khí hoặc nước | Hòa tan cacbit, cải thiện độ dẻo |
| Khử ứng suất | 600–800°C / 1112–1472°F | 1–2 giờ | Làm nguội bằng không khí | Giảm ứng suất dư sau gia công |
9. Lời kết
Inox 304H là một trong những mác thép không gỉ nổi bật nhờ khả năng chịu nhiệt cao, độ bền ổn định và tính dẻo tốt. Với thành phần carbon được tăng cường, vật liệu này đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi làm việc lâu dài ở nhiệt độ cao mà vẫn duy trì được hiệu suất cơ học. Tuy có một số giới hạn về khả năng chống ăn mòn trong môi trường đặc thù, nhưng nhìn chung, inox 304H vẫn là lựa chọn đáng tin cậy trong sản xuất và chế tạo thiết bị công nghiệp hiện nay.
Như vậy, qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan về inox 304H – từ thành phần, tính chất, khả năng chịu nhiệt cho đến phạm vi ứng dụng thực tế. Inox Đại Dương hy vọng những thông tin trên sẽ hữu ích cho bạn trong việc tìm hiểu và lựa chọn vật liệu phù hợp với nhu cầu sử dụng.