Độ Cứng của Inox Là Bao Nhiêu? So Sánh Chi Tiết Các Loại & Ứng Dụng Thực Tế

Inox, hay thép không gỉ, là vật liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như cơ khí, xây dựng, y tế và thực phẩm. Một yếu tố quan trọng thường được xem xét kỹ lưỡng khi lựa chọn inox chính là độ cứng của inox. Độ cứng là yếu tố quyết định khả năng chống biến dạng, mài mòn và trầy xước, ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất của các sản phẩm inox. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về độ cứng của inox, bao gồm định nghĩa, phương pháp đo, so sánh các loại inox, yếu tố ảnh hưởng, ứng dụng thực tế, tiêu chuẩn kiểm tra và hướng dẫn lựa chọn.

1. Độ cứng là gì?

Độ cứng là khả năng của vật liệu chống lại sự biến dạng cục bộ dưới tác dụng của lực. Nói một cách đơn giản, độ cứng thể hiện khả năng của vật liệu chống lại việc bị lõm, trầy xước hoặc mài mòn. Một vật liệu có độ cứng cao sẽ khó bị biến dạng hơn so với vật liệu có độ cứng thấp.

Mối liên hệ giữa độ cứng và khả năng chống lại biến dạng: Độ cứng và khả năng chống lại biến dạng có mối liên hệ mật thiết với nhau. Vật liệu có độ cứng cao thường có khả năng chống lại biến dạng tốt hơn, và ngược lại. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ cứng chỉ là một trong nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống lại biến dạng của vật liệu. Các yếu tố khác bao gồm độ bền, độ dẻo và độ dai.

Để đánh giá độ cứng của inox, người ta thường sử dụng các phương pháp đo độ cứng khác nhau. Dưới đây là ba phương pháp phổ biến nhất: 

• Độ cứng Rockwell (HRA, HRB, HRC...): 
  • Phương pháp Rockwell đo độ cứng bằng cách ấn một mũi thử (bi thép hoặc mũi kim cương) vào bề mặt vật liệu dưới một tải trọng nhất định. Độ cứng được xác định dựa trên độ sâu của vết lõm. Phương pháp Rockwell có nhiều thang đo khác nhau (HRA, HRB, HRC...), phù hợp với các loại vật liệu và độ cứng khác nhau.
  • Ưu điểm: Nhanh chóng, dễ thực hiện, ít gây hư hại cho bề mặt vật liệu.
  • Nhược điểm: Độ chính xác không cao bằng các phương pháp khác, kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt.
• Độ cứng Vickers (HV): 
  • Phương pháp Vickers sử dụng một mũi thử kim cương hình chóp vuông để tạo vết lõm trên bề mặt vật liệu. Độ cứng được tính toán dựa trên kích thước của vết lõm.
  • Ưu điểm: Độ chính xác cao, phù hợp với nhiều loại vật liệu, có thể đo độ cứng của các chi tiết nhỏ.
  • Nhược điểm: Yêu cầu chuẩn bị bề mặt kỹ lưỡng, thời gian đo lâu hơn so với phương pháp Rockwell.
• Độ cứng Brinell (HB):
  • Phương pháp Brinell sử dụng một bi thép cứng để tạo vết lõm trên bề mặt vật liệu. Độ cứng được tính toán dựa trên đường kính của vết lõm.
  • Ưu điểm: Thích hợp cho các vật liệu có cấu trúc thô, ít bị ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt.
  • Nhược điểm: Độ chính xác không cao, không phù hợp với các vật liệu quá cứng hoặc quá mỏng.

Độ cứng là chỉ số chỉ khả năng chống lại việc bị lõm của vật liệu

2. Độ cứng của các loại inox phổ biến

Inox có rất nhiều loại khác nhau, mỗi loại lại có thành phần hóa học và cấu trúc riêng, dẫn đến sự khác biệt về độ cứng. Dưới đây là bảng so sánh độ cứng của một số loại inox phổ biến, được đo bằng các phương pháp Rockwell, Vickers và Brinell:

Sự khác biệt về độ cứng giữa các loại inox chủ yếu đến từ sự khác biệt về thành phần hóa học và cấu trúc của chúng.

• Inox 304 và 316: Đây là hai loại inox austenit phổ biến nhất. Chúng chứa khoảng 18% Crom (Cr) và 8-10% Niken (Ni). Niken giúp ổn định cấu trúc austenit, làm cho inox 304 và 316 có độ cứng tương đối thấp so với các loại inox khác. Inox 316 có thêm khoảng 2-3% Molypden (Mo), giúp tăng khả năng chống ăn mòn, nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng.
• Inox 201: Đây cũng là một loại inox austenit, nhưng Niken được thay thế bằng Mangan (Mn) và Nitơ (N) để giảm chi phí. Inox 201 có độ cứng cao hơn inox 304 và 316 do sự hiện diện của Mangan và Nitơ, làm tăng độ bền của vật liệu.
• Inox 430: Đây là loại inox ferritic chứa khoảng 16-18% Crom và không chứa Niken. Cấu trúc ferritic làm cho inox 430 có độ cứng cao hơn inox 304 và 316, nhưng lại có khả năng chống ăn mòn kém hơn.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí "Materials Science and Engineering A" đã chỉ ra rằng việc tăng hàm lượng Nitơ trong inox austenit có thể làm tăng đáng kể độ cứng và độ bền của vật liệu. Nghiên cứu này cũng cho thấy rằng việc xử lý nhiệt có thể được sử dụng để điều chỉnh độ cứng của inox.

Máy đo độ cứng của inox - Vickers

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng của inox

Độ cứng của inox có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Dưới đây là những yếu tố chính:

Thành phần hóa học:

• Cacbon (C): Cacbon là một nguyên tố tăng cứng quan trọng trong thép. Hàm lượng cacbon cao hơn thường dẫn đến độ cứng cao hơn, nhưng cũng làm giảm độ dẻo và khả năng hàn của inox.
• Crom (Cr): Crom là nguyên tố chính tạo nên khả năng chống ăn mòn của inox. Tuy nhiên, crom cũng có thể làm tăng độ cứng của inox, đặc biệt là khi kết hợp với các nguyên tố khác như molypden và vanadi.
• Niken (Ni): Niken là nguyên tố ổn định cấu trúc austenit trong inox. Niken thường làm giảm độ cứng của inox, nhưng lại cải thiện độ dẻo và khả năng hàn.
• Mangan (Mn) và Silic (Si): Mangan và silic được thêm vào inox để khử oxy và lưu huỳnh trong quá trình sản xuất. Mangan có thể làm tăng độ cứng của inox, trong khi silic có tác dụng ngược lại.

Xử lý nhiệt:

• Ủ: Ủ là quá trình nung nóng inox đến nhiệt độ cao, sau đó làm nguội chậm. Ủ giúp làm giảm độ cứng của inox, tăng độ dẻo và khả năng gia công.
• Ram: Ram là quá trình nung nóng inox đã tôi đến nhiệt độ thấp hơn, sau đó làm nguội. Ram giúp cải thiện độ dai và giảm ứng suất dư trong inox, nhưng có thể làm giảm độ cứng một chút.
• Tôi: Tôi là quá trình nung nóng inox đến nhiệt độ cao, sau đó làm nguội nhanh (thường là trong nước hoặc dầu). Tôi làm tăng đáng kể độ cứng của inox, nhưng cũng làm giảm độ dẻo và độ dai.

Phương pháp gia công:

• Cán nóng: Cán nóng là quá trình gia công inox ở nhiệt độ cao. Cán nóng thường làm giảm độ cứng của inox, nhưng lại cải thiện độ dẻo và khả năng tạo hình.
• Cán nguội: Cán nguội là quá trình gia công inox ở nhiệt độ thấp. Cán nguội làm tăng độ cứng và độ bền của inox, nhưng lại làm giảm độ dẻo và khả năng tạo hình.

Kích thước hạt và cấu trúc tế vi:

• Kích thước hạt: Inox có kích thước hạt nhỏ thường có độ cứng và độ bền cao hơn so với inox có kích thước hạt lớn.
• Cấu trúc tế vi: Cấu trúc tế vi của inox (ví dụ: austenit, ferritic, martensite) ảnh hưởng rất lớn đến độ cứng của vật liệu.

Cán nóng sẽ làm giảm độ cứng của inox

4. Ứng dụng của inox dựa trên độ cứng

Độ cứng là một yếu tố quan trọng quyết định khả năng ứng dụng của inox trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ điển hình:

Trong ngành cơ khí chế tạo:

• Dao cắt: Dao cắt cần có độ cứng cao để có thể cắt gọt các vật liệu khác một cách hiệu quả. Inox martensitic (ví dụ: 440C) thường được sử dụng để sản xuất dao cắt do có độ cứng rất cao sau khi tôi.
• Khuôn dập: Khuôn dập cần có độ cứng và độ bền cao để có thể chịu được áp lực lớn trong quá trình dập. Inox dụng cụ (ví dụ: A2, D2) thường được sử dụng để sản xuất khuôn dập do có độ cứng và khả năng chống mài mòn tốt.

Trong ngành xây dựng:

• Vật liệu chịu lực: Trong các công trình xây dựng, inox được sử dụng làm vật liệu chịu lực (ví dụ: cột, dầm, neo) cần có độ cứng và độ bền cao để đảm bảo an toàn cho công trình. Inox duplex (ví dụ: 2205) thường được sử dụng cho các ứng dụng này do có độ cứng và khả năng chống ăn mòn tốt.
• Lan can inox: Sử dụng inox 2205 cho lan can ngoài trời, chống ăn mòn từ môi trường.
• Vách ngăn: Vách ngăn inox cho không gian công cộng, bền bỉ và dễ bảo trì.

Trong ngành y tế:

• Dụng cụ phẫu thuật: Dụng cụ phẫu thuật cần có độ cứng cao để có thể thực hiện các thao tác chính xác và hiệu quả. Inox martensitic (ví dụ: 420) thường được sử dụng để sản xuất dụng cụ phẫu thuật do có độ cứng cao và khả năng chống ăn mòn tốt. Ngoài ra, chúng phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe về vệ sinh và khả năng khử trùng.
• Thiết bị chẩn đoán: Ống soi, máy siêu âm.

Trong ngành thực phẩm: 

• Thiết bị chế biến: Thiết bị chế biến thực phẩm cần có độ cứng và khả năng chống ăn mòn tốt để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và tuổi thọ của thiết bị. Inox austenit (ví dụ: 304, 316) thường được sử dụng để sản xuất thiết bị chế biến thực phẩm do có khả năng chống ăn mòn tốt và dễ dàng vệ sinh.
• Hệ thống ống dẫn: Ống dẫn thực phẩm làm từ inox sẽ đảm bảo không bị ăn mòn và dễ dàng bảo trì.

Inox được ứng dụng trong ngành thực phẩm 

5. Tiêu chuẩn và kiểm tra độ cứng của inox

Để đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất của inox, các nhà sản xuất và người sử dụng thường tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế về độ cứng. Dưới đây là một số tiêu chuẩn quốc tế để kiểm tra độ cứng của inox: 

• ASTM (American Society for Testing and Materials): ASTM là một tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế hàng đầu, phát triển và ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật cho vật liệu, sản phẩm, hệ thống và dịch vụ. Các tiêu chuẩn ASTM liên quan đến độ cứng của inox bao gồm:
• EN (European Norm): EN là các tiêu chuẩn châu Âu được phát triển bởi các tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc gia. Các tiêu chuẩn EN liên quan đến độ cứng của inox tương đương với các tiêu chuẩn ISO.
• ISO (International Organization for Standardization): ISO là một tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế, phát triển và ban hành các tiêu chuẩn cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Các tiêu chuẩn ISO liên quan đến độ cứng của inox bao gồm:
  • ISO 6508: Vật liệu kim loại - Thử nghiệm độ cứng Rockwell.
  • ISO 6507: Vật liệu kim loại - Thử nghiệm độ cứng Vickers.
  • ISO 6506: Vật liệu kim loại - Thử nghiệm độ cứng Brinell.

Quy trình kiểm tra độ cứng trong phòng thí nghiệm:

• Chuẩn bị mẫu: Mẫu inox cần được chuẩn bị bề mặt kỹ lưỡng (mài, đánh bóng) để đảm bảo kết quả đo chính xác.
• Lựa chọn phương pháp đo: Lựa chọn phương pháp đo độ cứng phù hợp (Rockwell, Vickers, Brinell) dựa trên loại inox, độ cứng dự kiến và yêu cầu về độ chính xác.
• Thực hiện đo: Thực hiện đo độ cứng theo đúng quy trình của phương pháp đã chọn.
• Đánh giá kết quả: So sánh kết quả đo với các tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá chất lượng của inox.

Các thiết bị đo độ cứng phổ biến hiện nay:

• Máy đo độ cứng Rockwell: Máy đo độ cứng Rockwell có nhiều loại khác nhau, từ máy cơ đến máy điện tử, với các thang đo khác nhau (HRA, HRB, HRC...).
• Máy đo độ cứng Vickers: Máy đo độ cứng Vickers thường là máy điện tử, có độ chính xác cao và khả năng đo độ cứng của các chi tiết nhỏ.
• Máy đo độ cứng Brinell: Máy đo độ cứng Brinell thường được sử dụng cho các vật liệu có cấu trúc thô và yêu cầu độ chính xác không cao.

Máy đo độ cứng Rockwell

6. Lựa chọn loại inox phù hợp dựa trên yêu cầu về độ cứng

Việc lựa chọn loại inox phù hợp cho một ứng dụng cụ thể đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng giữa nhiều yếu tố, trong đó độ cứng là một trong những yếu tố quan trọng nhất. 

• Xác định yêu cầu về độ cứng: Xác định độ cứng tối thiểu cần thiết cho ứng dụng của bạn. Điều này phụ thuộc vào tải trọng, áp lực, mài mòn và các yếu tố khác mà inox phải chịu đựng trong quá trình sử dụng.
• Xem xét khả năng chống ăn mòn: Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao, hãy chọn các loại inox austenit (ví dụ: 304, 316) hoặc duplex (ví dụ: 2205). Nếu khả năng chống ăn mòn không phải là yếu tố quan trọng, bạn có thể xem xét các loại inox ferrit (ví dụ: 430) hoặc martensitic (ví dụ: 420, 440C).
• Đánh giá khả năng hàn: Nếu bạn cần hàn inox, hãy chọn các loại inox austenit (ví dụ: 304, 316) hoặc duplex (ví dụ: 2205), vì chúng có khả năng hàn tốt hơn so với các loại inox ferrit hoặc martensitic.
• Cân nhắc giá thành: Giá thành của inox có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào loại, kích thước và nhà cung cấp. Hãy cân nhắc ngân sách của bạn và lựa chọn loại inox có giá thành phù hợp.
• Xem xét tính thẩm mỹ: Nếu tính thẩm mỹ là một yếu tố quan trọng, hãy chọn loại inox có bề mặt sáng bóng và không bị ố màu.

Ngoài ra cần cân nhắc các yếu tố khác:

• Khả năng chống ăn mòn: Như đã đề cập ở trên, khả năng chống ăn mòn là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn inox.
• Khả năng hàn: Nếu bạn cần hàn inox, hãy chọn loại inox có khả năng hàn tốt.
• Giá thành: Giá thành của inox có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào loại, kích thước và nhà cung cấp.
• Tính thẩm mỹ: Nếu tính thẩm mỹ là một yếu tố quan trọng, hãy chọn loại inox có bề mặt sáng bóng và không bị ố màu.

Dưới đây là bảng so sánh tổng hợp các thông số kỹ thuật quan trọng của các loại inox.

Loại Inox	Độ cứng (HRB)	Chống ăn mòn	Khả năng hàn	Giá thành
304	70-90	Tốt	Tốt	Trung bình
316	75-95	Rất tốt	Tốt	Cao
201	80-100	Khá	Trung bình	Thấp
430	80-90	Trung bình	Kém	Thấp
420	50-55 HRC (sau tôi)	Trung bình	Kém	Trung bình

Inox 304 có khả năng hàn tốt hơn các loại inox khác 

7. Đơn vị gia công inox theo yêu cầu uy tín, chất lượng

Bạn đang tìm kiếm một đối tác tin cậy để gia công inox theo yêu cầu, đảm bảo chất lượng, độ bền và tính thẩm mỹ? Hãy đến với Inox Trọng Tín! Inox Trọng Tín tự hào là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực gia công inox, với nhiều năm kinh nghiệm và đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề. Chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe nhất.

• Sản phẩm chất lượng, bền đẹp: Inox Trọng Tín sử dụng nguồn nguyên liệu inox chất lượng cao, được nhập khẩu từ các nhà cung cấp uy tín trên thế giới. Sản phẩm được gia công tỉ mỉ, sắc nét, đảm bảo tính thẩm mỹ cao.
• Dịch vụ chuyên nghiệp: Inox Trọng Tín cung cấp dịch vụ tư vấn, thiết kế và gia công inox theo yêu cầu của khách hàng. Đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm sẽ tư vấn cho bạn giải pháp tối ưu nhất, phù hợp với nhu cầu và ngân sách của bạn.
• Tiết kiệm chi phí dài hạn: Sản phẩm inox chất lượng cao của Inox Trọng Tín có độ bền vượt trội, giúp bạn tiết kiệm chi phí bảo trì và thay thế trong dài hạn. 
• An tâm sử dụng: Sản phẩm inox của Inox Trọng Tín được bảo hành dài hạn, giúp bạn an tâm sử dụng.

Đơn vị gia công inox uy tín - Inox Trọng Tín

Xem thêm: Inox Và Thép Cái Nào Cứng Hơn? So Sánh Thép Và Inox

Trong bài viết này, chúng ta đã cùng nhau khám phá những khía cạnh quan trọng nhất về độ cứng của inox, từ định nghĩa, các phương pháp đo, các yếu tố ảnh hưởng đến ứng dụng thực tế và các tiêu chuẩn liên quan. Độ cứng của inox bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm thành phần hóa học, xử lý nhiệt, phương pháp gia công và cấu trúc tế vi. Việc lựa chọn loại inox phù hợp dựa trên yêu cầu về độ cứng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ bền của sản phẩm. Đừng ngần ngại tham khảo ý kiến từ những chuyên gia trong ngành để đảm bảo rằng bạn chọn được loại inox phù hợp nhất với nhu cầu của mình.

ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ

Trụ sở chính : 104, Hàn Thuyên, Phường Ba Đình, Thành phố Thanh Hóa.

Khu công nghiệp : Lô A3-2, Khu công nghiệp Tây Bắc Ga, TP. Thanh Hóa.

Hotline : 0981.287.316

Email : van.inoxtrangtri@gmail.com

Fanpage: Công ty TNHH Sản Xuất Thương mại Trọng Tín