Tiêu chuẩn ASTM cho thép không gỉ: mã ký hiệu, yêu cầu, ứng dụng

Trong hệ thống tiêu chuẩn và chứng nhận chất lượng inox, ASTM của Mỹ là bộ khung kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất toàn cầu. Bài viết này giới thiệu đầy đủ về tiêu chuẩn ASTM cho thép không gỉ: các mã quan trọng, yêu cầu hóa học – cơ tính, cách đọc ký hiệu, so sánh với JIS/EN, kiểm tra CO/CQ – MTC và gợi ý lựa chọn theo ứng dụng tại Việt Nam.

ASTM là gì và vì sao quan trọng với inox?

ASTM International (trước đây là American Society for Testing and Materials) là tổ chức xây dựng tiêu chuẩn tự nguyện, bao phủ vật liệu, sản phẩm, hệ thống và phương pháp thử. Với inox, ASTM quy định:
– Dải thành phần hóa học và cơ tính tối thiểu theo từng mác.
– Yêu cầu sản xuất, xử lý nhiệt, trạng thái bề mặt, sai lệch kích thước.
– Phương pháp thử nghiệm cơ lý, ăn mòn, nhận dạng, ghi nhãn – truy xuất nguồn gốc.
– Cách trình bày chứng chỉ vật liệu (MTC) để người dùng kiểm tra tuân thủ.

Mã tiêu chuẩn thường có dạng “ASTM Axxx/AxxxM”, trong đó hậu tố M là phiên bản hệ SI. Ví dụ: A240/A240M (tấm – dải – cuộn), A312/A312M (ống áp lực).

Những tiêu chuẩn ASTM cốt lõi cho thép không gỉ

Tấm, dải, cuộn

– ASTM A240/A240M: Tấm, dải và cuộn inox cho bình chịu áp và ứng dụng chung (Cr, Cr-Ni). Áp dụng cho 304/304L, 316/316L, 321, 347, 904L, duplex 2205…
– ASTM A480/A480M: Yêu cầu chung cho sản phẩm dẹt (độ dày, dung sai, hoàn thiện bề mặt No.1, 2B, BA, HL, No.4…); đi kèm A240.

Thanh tròn, thanh hình

– ASTM A276: Thanh tròn, vuông, lục giác, thanh dẹt bằng inox cho mục đích chung (không dùng trong nồi hơi).
– ASTM A479/A479M: Thanh, thanh hình inox dùng cho nồi hơi và thiết bị chịu áp.

Ống và ống trao đổi nhiệt

– ASTM A312/A312M: Ống inox liền mạch hoặc hàn cho môi trường ăn mòn và nhiệt độ cao (TP304/L, TP316/L, TP321, TP347…).
– ASTM A358: Ống hàn hồ quang cho dịch vụ nhiệt độ cao và ăn mòn.
– ASTM A269: Ống inox liền mạch/hàn cho mục đích chung (dung sai chặt hơn so với A312 ở một số kích thước).
– ASTM A213/A213M: Ống liền mạch cho nồi hơi/trao đổi nhiệt (austenitic, ferritic).
– ASTM A249/A249M: Ống hàn cho nồi hơi/trao đổi nhiệt, có xử lý nhiệt.
– ASTM A270: Ống vệ sinh cho ngành sữa – thực phẩm – dược (yêu cầu vệ sinh bề mặt nghiêm ngặt).
– ASTM A554: Ống inox hàn cho mục đích cơ khí – trang trí (lan can, nội ngoại thất), không dùng cho áp lực.

Mặt bích, phụ kiện

– ASTM A182/A182M: Rèn (forgings) inox cho mặt bích, chi tiết dạng rèn.
– ASTM A403/A403M: Phụ kiện hàn inox (elbow, tee, reducer) cho đường ống áp lực.

Thử nghiệm cơ lý – ăn mòn – nhận dạng

– ASTM A370: Phương pháp thử cơ tính kim loại (kéo, uốn, va đập).
– ASTM E112: Cỡ hạt kim loại bằng phương pháp so sánh/định lượng.
– ASTM A262: Thử ăn mòn liên kết hạt cho thép austenitic.
– ASTM A923: Thử cho thép duplex (xác định pha sigma/ăn mòn).
– ASTM G48: Thử ăn mòn rỗ/ăn mòn kẽ hở bằng dung dịch FeCl3.
– ASTM E1476/E415: Phân tích hóa học bằng quang phổ/PPM (tham chiếu; nhà sản xuất có thể dùng các phương pháp tương đương).

Lưu ý: tiêu chuẩn cụ thể áp cho từng sản phẩm; cùng một mác (ví dụ 304) nhưng yêu cầu có thể khác giữa tấm (A240) và ống áp lực (A312).

Thành phần hóa học và cơ tính điển hình theo ASTM

Giá trị dưới đây mang tính tham khảo phổ biến; xem phiên bản tiêu chuẩn mới nhất để áp dụng cụ thể theo chiều dày/kích thước.

– 304 (UNS S30400, A240/A312):
+ Hóa học: C ≤ 0.08%; Cr 18.0–20.0%; Ni 8.0–10.5%.
+ Cơ tính tối thiểu (tấm/ống): σb ≥ 515 MPa; σ0.2 ≥ 205 MPa; δ ≥ 40%.
– 304L (UNS S30403):
+ C ≤ 0.03%; Cr 18.0–20.0%; Ni 8.0–12.0%.
+ Cơ tính tối thiểu: σb ≥ 485 MPa; σ0.2 ≥ 170 MPa; δ ≥ 40%.
– 316 (UNS S31600):
+ C ≤ 0.08%; Cr 16.0–18.0%; Ni 10.0–14.0%; Mo 2.0–3.0%.
+ Cơ tính: σb ≥ 515 MPa; σ0.2 ≥ 205 MPa; δ ≥ 40%.
– 316L (UNS S31603):
+ C ≤ 0.03%; Cr 16.0–18.0%; Ni 10.0–14.0%; Mo 2.0–3.0%.
+ Cơ tính: σb ≥ 485 MPa; σ0.2 ≥ 170 MPa; δ ≥ 40%.
– 201 (UNS S20100, thường trong A240/A554):
+ C ≤ 0.15%; Mn 5.5–7.5%; Cr 16.0–18.0%; Ni 3.5–5.5%; N ≤ 0.25%.
+ Cơ tính: σb khoảng ≥ 520 MPa; σ0.2 ≥ 275 MPa (tùy sản phẩm).
– 430 (UNS S43000, ferritic, A240/A554):
+ C ≤ 0.12%; Cr 16.0–18.0%; Ni ≈ 0%.
+ Cơ tính: σb ≥ 450 MPa; σ0.2 ≥ 205 MPa.
– Duplex 2205 (UNS S32205/S31803, A240/A790/A928):
+ C ≤ 0.03%; Cr 22.0–23.0%; Ni 4.5–6.5%; Mo 3.0–3.5%; N 0.14–0.20%.
+ Cơ tính: σb ≥ 620 MPa; σ0.2 ≥ 450 MPa; δ ≥ 25%.

Giải thích nhanh:
– “L” là low carbon, giảm nhạy cảm ăn mòn liên kết hạt sau hàn.
– Duplex có giới hạn chảy cao hơn, kháng rỗ/kẽ hở tốt hơn môi trường clorua so với 304/316.

Cách đọc ký hiệu vật liệu theo ASTM

– Tấm/coil: ASTM A240 Type 304L, 2B, 1.5 mm × 1219 mm × Coil, theo A480. Trong đó:
+ A240: tiêu chuẩn sản phẩm.
+ Type 304L: mác.
+ 2B/BA/No.1/HL: hoàn thiện bề mặt theo A480.
+ Kích thước và dung sai theo A480.
– Ống áp lực: ASTM A312 TP316L, Seamless (SMLS), 1” × SCH 40S, ASME B36.19.
+ A312: ống inox cho ăn mòn/nhiệt cao.
+ TP316L: mác 316L cho ống.
+ Seamless/Welded: phương thức sản xuất.
+ Schedule 40S: độ dày danh nghĩa theo B36.19M.
– Ống trang trí: ASTM A554 Grade 201, Welded, OD 38.1 × t 1.2 mm, Finish 600 grit.
+ A554: ống cơ khí/trang trí, không dùng cho áp lực.

Mẹo: luôn yêu cầu ghi rõ tiêu chuẩn, mác/UNS, phương thức sản xuất (SMLS/Welded), bề mặt, kích thước, dung sai và phiên bản tiêu chuẩn (năm).

Đối chiếu nhanh ASTM – JIS – EN (tham khảo)

– 304 ≈ JIS SUS304 ≈ EN 1.4301 (X5CrNi18-10).
– 304L ≈ SUS304L ≈ EN 1.4307 (X2CrNi18-9).
– 316 ≈ SUS316 ≈ EN 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2).
– 316L ≈ SUS316L ≈ EN 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2).
– 430 ≈ SUS430 ≈ EN 1.4016 (X6Cr17).
– 201 ≈ SUS201 ≈ EN 1.4372.
– Duplex 2205 ≈ SUS329J3L ≈ EN 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3).

Lưu ý: đối chiếu chỉ tương đương gần đúng; yêu cầu cụ thể (tolerances, thử nghiệm) khác nhau giữa tiêu chuẩn.

Chọn tiêu chuẩn đúng theo ứng dụng

– Đường ống áp lực, hóa chất, hơi nước: A312 (ống), A403 (phụ kiện), A182 (mặt bích), mác 316L hoặc 304L tùy môi trường; xem thêm A270 cho hệ CIP/SIP thực phẩm.
– Trao đổi nhiệt/nồi hơi: A213 (seamless), A249 (welded), vật liệu 304/316/duplex phụ thuộc clorua và nhiệt độ.
– Kết cấu cơ khí, trục, gá kẹp: A276/A479 cho thanh; chọn 304/316 hoặc 410/420 nếu cần tôi bề mặt.
– Lan can – nội ngoại thất: A554 (ống trang trí), mác 201/304/316; vùng biển nên ưu tiên 316/duplex để giảm rỗ.
– Tấm chế tạo bồn bể: A240 + A480, chọn 304L/316L; với nước biển/Cl- cao cân nhắc 2205.
– Yêu cầu vệ sinh cao (F&B, dược): A270 (sanitary), bề mặt BA/đánh bóng, kiểm soát Ra; quy trình hàn – passivation.

Kiểm tra CO/CQ và MTC theo ASTM

– CO (Certificate of Origin): chứng nhận xuất xứ.
– CQ/MTC (Mill Test Certificate): chứng nhận chất lượng của nhà máy theo tiêu chuẩn đặt hàng (ASTM A240, A312…). Nội dung MTC cần có:
+ Tên tiêu chuẩn và phiên bản (ví dụ ASTM A240/A240M-23).
+ Mác/UNS (ví dụ Type 316L, UNS S31603).
+ Số mẻ nấu (Heat No.), số cuộn/ống, lô hàng.
+ Thành phần hóa học đo được (C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo, N…).
+ Tính chất cơ học (tensile, yield, elongation), độ cứng nếu áp dụng.
+ Kết quả thử bổ sung (A262, G48, PMI) nếu yêu cầu.
+ Kích thước, trạng thái bề mặt, xử lý nhiệt, kết quả NDT (EDW/RT/UT) cho ống nếu có.
+ Chữ ký, dấu xác nhận của nhà sản xuất; truy vết theo Heat No.

Cách xác minh nhanh:
– Đối chiếu mác và chỉ tiêu trên MTC với phạm vi trong tiêu chuẩn ASTM tương ứng.
– Kiểm tra Heat No. có in/khắc trên vật liệu trùng MTC.
– Kiểm tra nhanh PMI (quang phổ cầm tay) thành phần Cr/Ni/Mo, đo chiều dày, thử magnet (chỉ tham khảo với austenitic).
– Với ống áp lực, xác nhận “ASTM A312 TPxxx” chứ không phải A554.

Lỗi thường gặp tại thị trường Việt Nam và cách tránh

– Nhầm AISI với ASTM: AISI là hệ tên gọi mác (304, 316…), ASTM là tiêu chuẩn sản phẩm/yêu cầu. Luôn yêu cầu “ASTM Axxx Type yyy”.
– Bán 201 giả 304: dùng PMI và kiểm tra Ni (201 ~ 3.5–5.5% Ni, 304 ~ 8–10.5% Ni).
– Gọi “304 công nghiệp/304 Trung Quốc/304 Nhật” không có ý nghĩa kỹ thuật. Chỉ tiêu phải gắn với ASTM A240, A312… và MTC.
– Dùng A554 (ống trang trí) cho đường ống áp lực: không phù hợp; phải dùng A312/A269/A270.
– Sai dung sai độ dày/bề mặt: đối chiếu A480 cho tấm; A269/A270 cho ống.
– Không nêu phiên bản tiêu chuẩn: phiên bản mới có thể thay đổi giới hạn thành phần/thuật ngữ.

FAQ ngắn

– ASTM và ASME khác gì? ASTM quy định vật liệu/phương pháp thử; ASME dùng lại vật liệu (ký hiệu SA-xxx) trong các code thiết kế bình chịu áp, đường ống.
– TP304 khác 304? “TP” là tiền tố cho ống (Tube/Pipe) trong A312; về cơ bản là 304 theo yêu cầu cho ống.
– 304L có yếu hơn 304? Giới hạn chảy thấp hơn chút (thường) nhưng ưu thế hàn – chống ăn mòn liên kết hạt tốt hơn.
– Bề mặt 2B, BA, No.1 là gì? Ký hiệu hoàn thiện theo A480: No.1 (cán nóng tẩy), 2B (cán nguội tẩy – cán da), BA (ủ sáng gương), HL/No.4 (hairline/đánh xước trang trí).

Nguồn tham khảo

– ASTM A240/A240M – Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip: https://www.astm.org/a0240_a0240m-23.html
– ASTM A480/A480M – General Requirements for Flat-Rolled SS: https://www.astm.org/a0480_a0480m-23.html
– ASTM A276 – Stainless Steel Bars and Shapes: https://www.astm.org/a0276-17.html
– ASTM A479/A479M – SS Bars for Pressure Vessels: https://www.astm.org/a0479_a0479m-20.html
– ASTM A312/A312M – Austenitic SS Pipe: https://www.astm.org/a0312_a0312m-22.html
– ASTM A269 – SS Tubing for General Service: https://www.astm.org/a0269-20.html
– ASTM A270 – Sanitary Tubing: https://www.astm.org/a0270-21.html
– ASTM A249 – Welded Boiler/Heat-Exchanger Tubes: https://www.astm.org/a0249-16.html
– ASTM A554 – Mechanical/Ornamental Tubing: https://www.astm.org/a0554-21.html
– ASTM A182 – Forged/Fittings Flanges: https://www.astm.org/a0182_a0182m-20.html
– ASTM A403 – WP Stainless Steel Fittings: https://www.astm.org/a0403_a0403m-21.html
– ASTM A262 – Intergranular Corrosion Testing: https://www.astm.org/a0262-15.html
– ASTM A923 – Tests for Duplex Stainless Steels: https://www.astm.org/a0923-14r22.html
– ASTM G48 – Pitting/Crevice Corrosion Test: https://www.astm.org/g0048-11r20.html

Kết luận

Tiêu chuẩn ASTM là chuẩn mực kỹ thuật then chốt để mua, kiểm tra và sử dụng inox đúng mục đích. Nắm vững các mã trọng yếu (A240/A480 cho tấm; A276/A479 cho thanh; A312/A269/A270/A554 cho ống), hiểu thành phần – cơ tính điển hình của 304/316/201/430/duplex, đọc đúng ký hiệu TP304/316L, cùng việc kiểm tra CQ/MTC theo Heat No. sẽ giúp anh em kỹ sư, nhà thầu, xưởng cơ khí tránh rủi ro vật liệu và tối ưu chi phí. Khi cần quy đổi với JIS/EN, hãy coi đó là tương đương tham khảo, luôn bám yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng cho sản phẩm thực tế.

Cần tư vấn tiêu chuẩn, chọn mác và báo giá inox theo ASTM cho dự án? Liên hệ Inox Cường Thịnh để được hỗ trợ kỹ thuật và giá tốt.
Hotline: 0343.417.281
Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com