Inox 304 là gì? Vì sao là mác thép không gỉ phổ biến nhất?

Inox 304 (thép không gỉ 18/8) là mác austenitic tiêu chuẩn được dùng rộng rãi nhất trong công nghiệp và dân dụng. Bài viết này phân tích đầy đủ Inox 304 là gì, tính chất, tiêu chuẩn, ưu/nhược điểm, các biến thể 304L/304H, ứng dụng điển hình, cách gia công – hàn và lý do khiến nó trở thành mác thép không gỉ phổ biến nhất thế giới. Đây cũng là mảnh ghép quan trọng trong bức tranh tổng thể về các mác inox phổ biến mà kỹ sư, nhà thầu và chủ xưởng cần nắm chắc.

Inox 304 là gì? Ký hiệu và tiêu chuẩn tương đương

– Tên gọi: Inox 304, AISI 304, SUS 304 (JIS), X5CrNi18-10 (DIN), 1.4301 (EN).
– UNS: S30400 (304); S30403 (304L); S30409 (304H).
– Tiêu chuẩn sản phẩm phổ biến:
– Tấm/cuộn: ASTM A240 / EN 10088
– Ống hàn công nghiệp: ASTM A312 (sch), ống trang trí: ASTM A554
– Ống/ống trao đổi nhiệt: ASTM A269, A249
– Thanh tròn/dẹt: ASTM A276
– Dây: ASTM A493

Thành phần hóa học danh nghĩa (304 thường / EN 1.4301):
– C ≤ 0.07–0.08%; Si ≤ 1.0%; Mn ≤ 2.0%; P ≤ 0.045%; S ≤ 0.03% (EN ≤ 0.015%)
– Cr 17.5–19.5%; Ni 8.0–10.5%; N ≤ 0.10–0.11%
Ghi chú: 304L (C ≤ 0.03%) tối ưu cho hàn; 304H (C 0.04–0.10%) dùng nhiệt độ cao.

Tại sao Inox 304 phổ biến nhất?

– Cân bằng tối ưu giữa chống ăn mòn – cơ tính – khả năng gia công – giá thành.
– Dễ cán, dập, kéo sâu, uốn; hàn tốt với đa số quy trình; ít yêu cầu xử lý nhiệt phức tạp.
– Chuỗi cung ứng toàn cầu phong phú, đủ mọi dạng sản phẩm và bề mặt (No.1, 2B, BA, HL, No.4, gương).
– Tính thẩm mỹ cao, dễ làm sạch, phù hợp môi trường vệ sinh (thực phẩm, y tế) khi chọn đúng bề mặt và quy trình vệ sinh.
– Khả năng tái chế >60%, ổn định nguồn cung niken/chrom so với các mác đặc biệt.
– Phù hợp phần lớn môi trường đô thị, công nghiệp nhẹ và nội thất không chứa clorua cao.

Các biến thể 304, 304L, 304H: chọn loại nào?

– 304 (S30400, 1.4301): dùng chung, cơ tính cao hơn 304L; có nguy cơ nhạy cảm hóa (sensitization) khi hàn dày.
– 304L (S30403, 1.4307): hàm lượng C thấp, chống kết tủa carbide Cr23C6 khi hàn; lựa chọn mặc định cho kết cấu hàn, bồn/ống.
– 304H (S30409): C cao để tăng độ bền rão ở nhiệt độ cao; dùng cho thiết bị lò, trao đổi nhiệt nhiệt độ cao, không ưu tiên cho ăn mòn nước.

Tính chất cơ lý quan trọng

– Trạng thái ủ (annealed), 304 điển hình theo ASTM A240:
– Độ bền kéo tối thiểu: 515 MPa (304L: 485 MPa)
– Giới hạn chảy 0,2%: 205 MPa (304L: ~170 MPa)
– Độ giãn dài: ≥40%
– Độ cứng: ≤ RB 92 (≈ HB 201)
– Tỷ trọng: ~8.0 g/cm³; Mô đun đàn hồi: ~193 GPa
– Hệ số giãn nở nhiệt (20–100°C): ~17.2 µm/m·K
– Nhiệt dẫn: ~16 W/m·K (100°C)
– Phi từ tính ở trạng thái ủ; có thể nhiễm từ nhẹ sau cán nguội/uốn dập do mactenxit biến dạng.
– Không tôi cứng bằng nhiệt luyện; chỉ tăng bền bằng biến dạng nguội.

Chống ăn mòn: mạnh ở đa số môi trường, giới hạn ở clorua

– Kháng ăn mòn tổng quát rất tốt trong khí quyển, nước ngọt, đa số dung dịch hữu cơ yếu và axit hữu cơ loãng.
– Nhạy cảm rỗ (pitting)/khe (crevice) trong môi trường nhiều ion Cl− (nước biển, hơi muối, hóa chất clo, bể bơi). PREN 304 ~ 18–19 (không Mo), thấp hơn 316 (PREN ~ 23–24).
– Nứt do ứng suất trong clorua (Cl-SCC) có thể xảy ra, đặc biệt >60°C.
– Nhạy cảm hóa khi giữ ở 450–850°C; 304L hạn chế rủi ro này khi hàn.
– Khả năng chịu oxy hóa khô tốt tới ~870°C (gián đoạn); không khuyến nghị cho ăn mòn nước ở nhiệt độ cao kéo dài nếu không dùng 304L/ổn định hóa.
Khuyến nghị thực tế:
– Nước máy/điều hòa: 304 thường an toàn nếu Cl− thấp; tránh đọng nước + khe hở.
– Vùng ven biển/outdoor phun muối: ưu tiên 316 hoặc hoàn thiện bề mặt mịn + bảo trì chặt chẽ nếu vẫn buộc dùng 304.
– Tiếp xúc hóa chất chứa Cl−/Br−: cân nhắc 316/2205.

Bề mặt hoàn thiện và tác động đến ăn mòn

– 2B: đa dụng, bề mặt mịn, dễ vệ sinh; phổ biến cho bồn, vỏ máy.
– BA (Bright Annealed): bóng, kín hơn, vệ sinh tốt cho thực phẩm/dược.
– No.4/HL: vân xước; cần vệ sinh định kỳ để tránh bám muối/bụi công nghiệp.
– 8K (gương): rất bóng; dùng nội thất/kiến trúc cao cấp.
Bề mặt càng mịn/đóng kín, càng chống rỗ bề mặt tốt hơn trong cùng môi trường.

Gia công, hàn và xử lý bề mặt

Gia công tạo hình

– Khả năng kéo sâu và dập tốt (chậu rửa, nồi, vỏ bọc). Chọn loại DDQ (Deep Drawing Quality) khi cần kéo sâu.
– Tốc độ hóa bền biến dạng cao; dùng bước ủ trung gian khi tạo hình nhiều công đoạn.
– Bán kính uốn khuyến nghị ≥ 1–1.5 lần chiều dày để hạn chế nứt mép.

Hàn

– Phương pháp: GTAW/TIG, GMAW/MIG, SMAW que. Kiểm soát nhiệt đầu vào và nhiệt độ lớp hàn để tránh nhạy cảm hóa.
– Vật liệu hàn: 308/308L (ER308L dây; E308L que) là lựa chọn tiêu chuẩn cho 304/304L.
– Sau hàn: tẩy mối hàn (pickling) và thụ động hóa (passivation) bằng dung dịch phù hợp để phục hồi lớp Cr2O3.
– Tránh nhiễm sắt tự do từ đồ gá thép carbon; dùng bàn chải inox riêng, phủ bảo vệ bề mặt.

Xử lý – bảo trì

– Vệ sinh định kỳ bằng dung dịch trung tính hoặc nhẹ; tránh chất tẩy chứa clorua mạnh (Javel—NaClO) hoặc rửa sạch triệt để sau khi dùng.
– Thiết kế thoát nước tốt, hạn chế khe hẹp và điểm đọng muối.

Ứng dụng điển hình (tại Việt Nam và quốc tế)

– Chế biến thực phẩm, đồ uống: bồn, đường ống, băng tải, bàn thao tác, nồi nấu.
– Dân dụng/kiến trúc: lan can, tay vịn, ốp trang trí, cửa, trần, thang.
– Bồn nước gia dụng/ công nghiệp, bình chứa, thùng xe bồn cho môi trường không clorua cao.
– Cơ khí chính xác: vỏ máy, tủ điện, tủ sấy, bu-lông/ốc vít không gỉ cấp thông dụng.
– Y tế – dược: bàn mổ, tủ, thiết bị rửa, giá kệ (ưu tiên bề mặt BA).
– Ô tô – tàu xe: ốp trang trí, ống xả nhẹ (tùy ứng dụng; nhiều OEM dùng 409/439 cho ống xả).

So sánh nhanh: 304 vs 201 vs 316 vs 430

– 304 (18Cr-8Ni): chuẩn cân bằng, đa dụng, phi từ tính (ủ).
– 201 (Mn cao, Ni thấp): rẻ hơn, chống ăn mòn kém hơn 304; dễ rỗ ở môi trường clorua; có thể dùng nội thất khô.
– 316 (thêm 2–3% Mo): chống rỗ/khe vượt trội trong clorua; giá cao hơn; khuyến nghị ven biển, hóa chất nhẹ chứa Cl−.
– 430 (ferritic 16–18% Cr, không Ni): từ tính, chống ăn mòn thấp hơn; phù hợp nội thất khô, ốp trong nhà, chi tiết trang trí nội thất.

Làm sao nhận biết và kiểm tra đúng mác?

– Dấu hiệu/đóng mác trên cuộn/tấm/ống theo tiêu chuẩn (A240, A312…).
– Thử nam châm: 304 nguyên bản thường không hút; vật liệu cán nguội/uốn có thể hút nhẹ → không phải là tiêu chí tuyệt đối.
– Phân tích nhanh bằng XRF/spectro là phương pháp tin cậy để phân biệt 304 với 201/316.
– Kiểm tra chứng chỉ Mill Test Certificate (MTC) theo heat/lot.

Dải kích thước – dạng hàng phổ biến

– Tấm/cuộn: 0.3–6.0 mm (thường 0.5/0.8/1.0/1.2/1.5/2.0/3.0 mm); khổ 1219, 1500 mm; bề mặt 2B/BA/No.4/HL.
– Ống hàn trang trí (A554): phi 9.5–168 mm; hộp 10×10 đến 100×100 mm; độ dày 0.6–3.0 mm.
– Ống công nghiệp (A312): các cỡ Schedule; yêu cầu NDT/hydrotest.
– Thanh tròn/dẹt, dây lò xo/dệt lưới sẵn có theo tiêu chuẩn.

Giới hạn và lưu ý khi chọn 304

– Không lý tưởng cho: tiếp xúc nước biển trực tiếp, nước muối/Br−, axit halogen mạnh, môi trường clorua nóng; hãy chọn 316/2205.
– Kết cấu hàn dày/thời gian lưu nhiệt dài: ưu tiên 304L.
– Ứng dụng nhiệt độ cao liên tục: xem xét 304H hoặc mác chịu nhiệt chuyên dụng.
– Yêu cầu phi từ tính tuyệt đối: dùng 304 ủ kỹ/không biến dạng nguội hoặc cân nhắc 316L ủ.

Câu hỏi thường gặp

– Inox 304 có “an toàn thực phẩm” không? 304 thường đáp ứng yêu cầu vệ sinh nếu chọn bề mặt thích hợp (2B/BA), hàn – làm sạch – thụ động đúng quy trình. Luôn tuân thủ quy chuẩn ngành (ví dụ 3-A, EU) khi áp dụng cho sản xuất thực phẩm.
– Vì sao bồn nước 304 tốt hơn 201? 304 có Ni cao hơn → lớp thụ động ổn định hơn → chống rỗ tốt hơn trong nước máy nhiều vùng; tuổi thọ cao hơn.
– 304 có bị gỉ không? Lớp gỉ nâu có thể xuất hiện khi nhiễm sắt, đọng muối, khe hẹp hoặc bảo trì kém. Làm sạch, tẩy – thụ động sẽ phục hồi bề mặt.

Kết luận

Inox 304 là mác thép không gỉ austenitic “chuẩn mực” nhờ sự cân bằng hiếm có giữa chống ăn mòn, cơ tính, khả năng gia công – hàn và chi phí. Với hệ tiêu chuẩn toàn cầu, nguồn cung phong phú và hiệu năng đủ cho phần lớn môi trường không chứa clorua cao, 304 (và 304L) trở thành lựa chọn mặc định của nhiều ngành từ thực phẩm, cơ khí, kiến trúc đến thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, nhận diện đúng giới hạn (môi trường clorua, nhiệt độ cao kéo dài) và chọn biến thể/bề mặt phù hợp (304L, 316, xử lý thụ động) là chìa khóa để tối ưu tuổi thọ và chi phí vòng đời. Nếu bạn cần một vật liệu inox “đa năng” đáng tin cậy, Inox 304 chính là điểm khởi đầu tốt nhất – và thường là đáp án cuối cùng cho đa số ứng dụng phổ thông.