Thép không gỉ là gì?

Thép không gỉ hay còn gọi là inox, là loại hợp kim có thành phần chính là sắt và carbon, tỉ lệ sắt thường từ 62 - 75%, carbon 1% và hơn 10.5% Crom (ở thép thường là 99% sắt và khoảng 0.2 - 1% carbon). Ngoài ra thép không gỉ còn chứa các thành phần khác như Niken, Biobium,… giúp vật liệu bền và dễ xử lý hơn.

Thành phần hóa học của thép không gỉ tạo tạo ra lớp bảo vệ trên bề mặt vật liệu, ngăn oxy trong không khí và môi trường tiếp xúc với sắt trong thép, qua đó chặn phản ứng oxy hóa có hại. Thép thường han gỉ khi sắt phản ứng với oxy, hình thành oxit sắt. Dù gỉ sắt không gây hại cho con người, nó có thể ăn mòn sắt khiến vật liệu kém an toàn và xấu hơn.

Crom đóng vai trò chủ chốt giúp chống han gỉ ở thép không gỉ. Theo nhà khoa học vật liệu Tim Collins, Crom phản ứng với oxy trong môi trường, cả trong không khí và dưới nước, tạo ra lớp oxit crom (Cr2O3) thụ động trên bề mặt kim loại. Lớp này ngăn oxy tiếp xúc với sắt trong thép và tạo ra gỉ sắt.

Lớp thụ động trên thép không gỉ chỉ dày vài nanomet và không thể nhìn thấy. Lớp oxit crom cũng tự lành nếu bị phá hủy. Nó trơ, không phản ứng hóa học với hợp chất khác và không rò rỉ ra bên ngoài, do đó thép không gỉ rất phù hợp với sản xuất thực phẩm, phẫu thuật và nhiều ứng dụng khác.

Thép carbon là gì?

Thép carbon là hợp kim cũng có sắt và carbon là thành phần chính, tuy nhiên tỉ lệ carbon trong loại vật liệu này cao hơn thép không gỉ. Trong đó hàm lượng phần trăm khối lượng carbon khoảng 2% và các nguyên tố phụ trợ. Thành phần phụ trợ trong thép carbon là mangan (tối đa 1.65%), Silic (tối đa 0.6%) và đồng (tối đa 0.6%), ... Ngoài ra có thể có một lượng nhỏ các nguyên tố Cr, Ni, Cu,W, Mo, Ti.

Lượng carbon trong thép càng giảm thì độ dẻo của thép carbon càng cao. Hàm lượng carbon trong thép tăng lên cũng làm cho thép tăng độ cứng, tăng thêm độ bền nhưng cũng làm giảm tính dễ uốn và giảm tính hàn. Hàm lượng carbon trong thép tăng lên cũng kéo theo làm giảm nhiệt đột nóng chảy của thép.

So sánh tính chất của thép không gỉ và thép carbon

Tính chất hóa học của mỗi loại thép khá phức tạp, nhất là mỗi loại lại chia ra thành nhiều sản phẩm khác nhau. Như thép không gỉ thì có thép cán nóng, cán nguội, thép mạ, thép tấm, thép cuộn,… còn thép carbon thì có thép mềm, thép trung bình, thép carbon cao, thép carbon đặc biệt cao,… Trong mỗi loại thép này thì tỉ lệ các thành phần của nó đều khác nhau dẫn đến tính chất thép cũng khác nhau.

Nhìn chung tất cả các loại thép không gỉ đều có đặc điểm dễ tác động như uốn dẻo, kéo dài, cắt tấm, xẻ băng,… hơn thép carbon do thành phần của nó có hàm lượng Niken cao hơn thép carbon. Tuy nhiên điều này không phải là tuyệt đối vì thép không gỉ cũng có một số loại bị giòn, khó uốn như thép Martensitic chẳng hạn.

Nên chọn thép không gỉ hay thép carbon?

Thép không gỉ hiện nay chiếm khoảng 4% thép sử dụng trên khắp thế giới mỗi năm, gần 2 tỷ tấn. Nhưng sản xuất thép không gỉ rất phức tạp và tốn kém, gấp 3 - 5 lần chi phí sản xuất của thép thường và bao gồm thành phần kim loại đặc biệt trong hợp kim (như molybdenum để ứng dụng dưới nước) khiến nó càng đắt hơn.

Tùy mục đích sử dụng hay yêu cầu thẩm mỹ mà người mua lựa chọn thép carbon hoặc thép không gỉ. Nếu so sánh tính thẩm mỹ thì thép không gỉ có bề mặt sáng bóng, dù trầy xước thì nó vẫn giữ được độ sáng như ban đầu. Còn thép carbon thì bề mặt lúc mới có thể sáng bóng như thép không gỉ nhưng sau một thời gian dài sử dụng nó có thể bị trầy xước, gỉ xét khiến bề mặt bị đen, không còn sáng bóng như lúc đầu.