Thép không gỉ 444 và 439: Thành phần, khả năng chống ăn mòn và hàn

444 và 439 đều là thép không gỉ ferritic được phát triển để chống ăn mòn mà không tốn chi phí và nhu cầu niken như các loại austenit. Nhìn thoáng qua, chúng trông giống nhau trên giấy chứng nhận của nhà máy, tuy nhiên hai loại được chỉ định cho các điều kiện sử dụng rất khác nhau: 444 là loại chứa molypden được chọn cho nước chứa clorua, trong khi 439 là loại được ổn định bằng titan được chọn cho các kết cấu hàn ô tô và HVAC. Lựa chọn giữa chúng là câu hỏi về cơ chế ăn mòn mà bộ phận đó thực sự sẽ phải đối mặt.

Thành phần hóa học theo tiêu chuẩn ASTM A240

Hai thông số kỹ thuật khác nhau ở ba điểm: trần carbon, hàm lượng molypden và chất bổ sung ổn định. 444 giữ carbon ở mức tối đa 0,025% và thêm 1,75-2,50% molypden, nguyên tố làm thay đổi hiệu suất ăn mòn. 439 cho phép lên tới 0,07% carbon nhưng yêu cầu ổn định titan để carbon được liên kết dưới dạng cacbua titan, giúp duy trì tính toàn vẹn của mối hàn.

Yếu tố, %	444 (UNS S44400)	439 (UNS S43035)
Cacbon, C tối đa	0.025	0.07
Mangan, Mn max	1.00	1.00
Silicon, Si tối đa	1.00	1.00
Phốt pho, P tối đa	0.040	0.040
Lưu huỳnh, S max	0.030	0.030
Crom, Cr	17.50-19.50	17.00-19.00
Molypden, Mo	1.75-2.50	Không được chỉ định
Nitơ, N tối đa	0.035	0.040
Yếu tố ổn định	Ti + Nb, 0.20 + 4 x (C + N) phút	Ti, 0.20 + 4 x (C + N) phút

Bởi vì cả hai loại đều là ferit nên chúng hoàn toàn có từ tính và không giống như các loại austenit, chúng không phụ thuộc vào niken trong cấu trúc của chúng. Điều đó giữ cho chi phí của chúng ổn định hơn và khiến chúng không bị ảnh hưởng bởi sự dao động giá do niken ảnh hưởng đến 304 và 316.

Khả năng chống ăn mòn và vai trò của Molypden

Molypden trong 444 có khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở cao hơn nhiều so với 439 trong môi trường clorua, bao gồm nước biển, nước lợ và các dòng quy trình được xử lý bằng clorua. Đây là lý do tại sao 444 được chọn cho các bể chứa nước nóng, ống trao đổi nhiệt và các bộ phận khử muối, trong đó ăn mòn cục bộ thường là chế độ hư hỏng quản lý. 439, không có molypden, hoạt động tốt trong môi trường khí quyển, ô tô và HVAC nhưng không nên dựa vào việc ngâm clorua lâu dài. Cả hai loại, như ferritic, chống lại sự nứt do ăn mòn ứng suất clorua tốt hơn nhiều so với austenit 304 trong hầu hết các điều kiện sử dụng, đây là lợi thế quyết định trong nước chứa clorua nóng.

Tính chất cơ học và khả năng định dạng

Các đặc tính cơ học tối thiểu được quy định trong tiêu chuẩn ASTM A240 cho cả hai loại. Cả hai đều đáp ứng độ bền kéo tối thiểu 415 MPa; 444 phát triển cường độ kiểm chứng cao hơn 0,2%, trong khi 439 mang lại độ giãn dài lớn hơn và do đó độ dẻo tốt hơn cho các bản vẽ sâu và các hình dạng phức tạp như thùng nhiên liệu ô tô và các bộ phận xả.

Tài sản, tối thiểu	444	439
Độ bền kéo	415 MPa	415 MPa
Độ bền bằng chứng 0,2%	275 MPa	205 MPa
Độ giãn dài	20%	22%

Độ bền bằng chứng cao hơn của 444 cho phép các phần mỏng hơn một chút trong dịch vụ giữ áp suất, trong khi độ giãn dài cao hơn của 439 hỗ trợ các hoạt động tạo hình khắc nghiệt hơn trước khi cần ủ trung gian.

Hàn và Chế tạo

439 là vật liệu dễ hàn hơn. Sự ổn định bằng titan và trần cacbon được kiểm soát cẩn thận ngăn chặn sự hình thành martensite và ăn mòn giữa các hạt trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, đồng thời lớp hàn dễ dàng hàn vào các cấu trúc ô tô mỏng và HVAC. 444 hàn thành công khi nhiệt đầu vào được kiểm soát và lựa chọn chất độn phù hợp; Hàm lượng molypden của nó sau đó mang lại cho nhà chế tạo hiệu suất lâu dài vượt trội trong dịch vụ ăn mòn như đun nóng nước. Cả hai loại đều được hưởng lợi từ việc giảm thiểu nhiệt đầu vào mối hàn và khi ứng dụng yêu cầu, làm sạch sau hàn để khôi phục màng thụ động.

Ứng dụng điển hình

444:máy nước nóng và bể chứa, ống trao đổi nhiệt, các bộ phận của nhà máy khử muối, bình chứa hóa chất và hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời.

439:hệ thống ống xả ô tô, bình xăng, vỏ chuyển đổi xúc tác, thiết bị HVAC và trang trí thiết bị nhà bếp.

Việc phân chia ứng dụng tuân theo quyết định của molypden một cách chặt chẽ: bất cứ nơi nào có clorua trong dòng nước nóng, 444 là lựa chọn an toàn hơn và bất cứ nơi nào nhiệm vụ là quá trình oxy hóa trong khí quyển hoặc nhiệt độ cao kết hợp với tạo hình và hàn, 439 mang lại hiệu suất cần thiết với chi phí hợp kim thấp hơn.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Sự khác biệt giữa thép không gỉ 444 và 439 là gì?
444 chứa 1,75-2,50% molypden để chống ăn mòn clorua, trong khi 439 không chứa molypden nhưng được ổn định bằng titan để có khả năng hàn và tạo hình tối đa.

Hỏi: Loại nào tốt hơn trong môi trường nước biển hoặc clorua?
444, vì molypden chống lại sự ăn mòn rỗ và kẽ hở mà 439 không thể chịu được trong môi trường giàu clorua.

Hỏi: 444 và 439 có từ tính không?
Đúng. Cả hai đều là thép không gỉ ferit và do đó có từ tính mạnh, không giống như các loại austenit được ủ như 304.

Hỏi: Lớp nào dễ hàn hơn?
439. Khả năng ổn định bằng titan và khả năng kiểm soát kẽ hở thấp khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các kết cấu hàn ô tô và HVAC.

Hỏi: 444 thường được sử dụng ở đâu?
Máy nước nóng, bể chứa, ống trao đổi nhiệt và thiết bị khử muối cần có khả năng chống clorua.

Hỏi: 439 có thể thay thế 444 được không?
Chỉ trong môi trường nhẹ, về cơ bản không có clorua. Trong trường hợp có nguy cơ ăn mòn rỗ hoặc kẽ hở, thay vào đó cần phải có loại 444 hoặc loại austenit phù hợp.