Trong ngành công nghiệp và xây dựng, thép không gỉ (inox) là một trong những vật liệu đa dụng và phổ biến nhất hiện nay như inox 304, 201, 316 và 430. Độ cứng là yếu tố quan trọng của vật liệu inox liên quan đến tính chất cơ hóa lý và phương pháp gia công phù hợp. Độ cứng của inox được đo bằng đơn vị HRC (Rockwell Hardness C), hãy cùng tìm hiểu độ cứng của từng loại inox trong bài viết dưới đây. 

Độ cứng của inox là gì?

Độ cứng của inox (hay bất kỳ vật liệu nào khác) là khả năng của vật liệu đó chống lại sự xâm nhập của các vật cứng. Độ cứng inox được đo bằng một số phương pháp đo lường khác nhau, bao gồm đo độ cứng Vickers (HV), đo độ cứng Brinell (HB), đo độ cứng Rockwell (HRC), đo độ cứng Mohs và đo độ cứng Knoop (HK).

Inox có độ cứng khác nhau tùy thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể của nó. Ví dụ, inox Austenitic (bao gồm 304 và 316) có độ cứng thấp hơn so với inox Martensitic (bao gồm 410 và 420), vì nó có cấu trúc tinh thể khác nhau và chứa các hợp chất khác nhau.

Độ cứng của inox thường được điều chỉnh thông qua quá trình xử lý nhiệt, thấm carbon hoặc quá trình gia công khác. Các quá trình này có thể tăng độ cứng của inox lên đến một mức độ nhất định để đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng cụ thể.

So sánh độ cứng của thép và inox

Thép và inox (thép không gỉ) là hai loại kim loại phổ biến được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và gia dụng. Độ cứng inox và thép có sự khác biệt dựa trên thành phần hóa học và quá trình sản xuất. Thép là hợp kim chủ yếu gồm sắt và carbon, trong khi inox chứa sắt, carbon, crom và nikel, cùng một số thành phần khác như môlypđen, titan, hoặc vanadi. Crom là thành phần quan trọng giúp inox có khả năng chống ăn mòn cao hơn.

Bên cạnh đó, cả thép và inox đều được sản xuất thông qua nhiều quá trình khác nhau, như rèn, cán nóng, cán nguội, và xử lý nhiệt. Độ cứng của inox và thép phụ thuộc vào quá trình sản xuất và xử lý nhiệt mà chúng đã trải qua.

Độ cứng của thép và inox có thể khác nhau tùy thuộc vào loại hợp kim và quá trình sản xuất. Thép cacbon thấp có độ cứng thấp hơn so với thép cacbon cao và inox. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, thép không gỉ có thể có độ cứng tương đương hoặc thậm chí cao hơn so với thép cacbon cao, đặc biệt khi đã được xử lý nhiệt hoặc hợp kim hóa.

Điều gì làm cho inox cứng hơn thép?

Các thành phần hợp kim trong inox như crom, nikel, môlypđen đặc biệt là crom, giúp tăng cường độ cứng của inox so với thép thông thường. Crom cũng giúp tạo ra một lớp màng bảo vệ bề mặt, giúp inox chống ăn mòn. 

Quá trình gia công cũng là yếu tố có thể tăng độ cứng của inox bằng cách thay đổi cấu trúc tinh thể của inox, từ đó làm tăng độ cứng của sắt và inox. Một số loại inox như inox cứng (martensitic stainless steel) và inox tuổi (precipitation-hardening stainless steel), có độ cứng cao hơn nhiều so với thép thông thường.

Độ cứng của inox có thể được điều chỉnh thông qua các quá trình xử lý nhiệt khác nhau, chẳng hạn như làm cứng nhiệt, làm mềm nhiệt và tuổi nhiệt. Những quá trình này giúp thay đổi cấu trúc tinh thể và cải thiện tính chất cơ học của inox.

Độ cứng biểu thị khả năng gì của inox?

Độ cứng của inox biểu thị khả năng chịu lực và chống mài mòn của vật liệu. Cụ thể hơn, độ cứng cho thấy mức độ kháng lại sự biến dạng khi áp lực được gây lên bề mặt của kim loại. Độ cứng của inox và sắt cao thường có khả năng chống mài mòn tốt hơn. Điều này giúp bảo vệ bề mặt kim loại khỏi sự mòn do ma sát hoặc tác động của các tác nhân bên ngoài.

Inox cứng có khả năng chịu lực cao hơn, giúp giảm nguy cơ hư hỏng hoặc biến dạng khi phải đối mặt với tác động hoặc áp lực trong các ứng dụng vào đời sống. Độ cứng cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng chịu nhiệt của inox. Inox có độ cứng cao thường có khả năng giữ nguyên đặc tính cơ học ở nhiệt độ cao hơn.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ cứng chỉ là một trong nhiều đặc tính của inox. Các đặc tính khác như độ bền, khả năng uốn, khả năng hàn, và khả năng chống ăn mòn cũng rất quan trọng. Trong một số trường hợp, inox có độ cứng cao có thể dễ gãy hoặc khó chịu nhiệt, do đó cần cân nhắc kỹ lưỡng khi lựa chọn loại inox phù hợp cho ứng dụng cụ thể.

Độ cứng của inox 304 bao nhiêu HRC?

Inox 304 là một loại thép không gỉ austenit phổ biến và được sử dụng rộng rãi. Độ cứng của inox 304 không được đo bằng đơn vị HRC (Rockwell C) mà thường được đo bằng đơn vị HRB (Rockwell B), bởi vì loại inox này có độ cứng thấp hơn so với các loại inox cứng hơn như inox martensite.

Độ cứng của inox 304 thường nằm trong khoảng 70-90 HRB, tùy thuộc vào quá trình xử lý nhiệt và cán. Thép 304 hay inox 304 không cứng bằng một số  loại thép không gỉ của nó như thép 440, nhưng vẫn giữ vững vị thế  là một loại thép đa năng cứng cáp. Đối với các ứng dụng yêu cầu độ cứng inox 304 cao hơn, người ta có thể sử dụng các loại inox khác như 316, 410, hoặc 440C.

Độ cứng của inox 201 bao nhiêu HRC?

Inox 201 là một loại thép không gỉ austenit, tương tự như inox 304, nhưng có thành phần hóa học khác một chút. Inox 201 có nồng độ niken thấp hơn và một lượng mangan cao hơn. Tương tự như inox 304, độ cứng của inox 201 không được đo bằng đơn vị HRC (Rockwell C) mà thường được đo bằng đơn vị HRB (Rockwell B).

Độ cứng của inox 201 thường nằm trong khoảng 75-95 HRB. Thông qua việc biến dạng cơ học, như uốn, kéo, hoặc cán, cấu trúc tinh thể của kim loại bị méo mó, tạo ra các lực nội bộ giữa các tinh thể, và ta có thể tăng độ cứng inox 201.

Độ cứng của inox 316 bao nhiêu HRC?

Độ cứng của inox 316 được đo bằng đơn vị HRB (Rockwell B). Inox 316 độ cứng của inox 201ó thể tăng độ cứng thông qua các phương pháp như xử lý nhiệt, mạ cứng hoặc nitrua hóa. Tuy nhiên, các phương pháp này không tăng đáng kể độ cứng inox 316 như trong trường hợp của các loại inox martensite.

Độ cứng của inox 316 thường nằm trong khoảng 75-95 HRB. Với độ cứng tương đối thấp, inox 316 thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao và độ bền mài mòn đủ tốt, như trong ngành hóa chất, dầu khí, sản xuất thiết bị y tế, và xây dựng.

Độ cứng của inox 430 bao nhiêu HRC?

Inox 430 là một loại thép không gỉ ferrite, có độ cứng cao hơn so với các loại inox austenit như 304, 201, và 316. Độ cứng của inox 430 thường được đo bằng đơn vị HRC (Rockwell C) hoặc HRB (Rockwell B), tùy thuộc vào mức độ cứng của vật liệu sau quá trình sản xuất và xử lý nhiệt.

Độ cứng inox 430 thường nằm trong khoảng 20-30 HRC hoặc 80-100 HRB. Với độ cứng này, inox 430 có khả năng chống mài mòn, chống trầy xước và chịu lực tốt hơn so với các loại inox austenit. Hiện nay, inox 430 đang ứng dụng trong các ngành có nhu cầu cao về độ cứng vật liệu như đồ gia dụng, xây dựng, công nghiệp ô tô.

Bảng tra độ cứng của inox các loại

Các kỹ sư yêu cầu chuyển đổi để xác định xem các đặc tính inox thu được có hoạt động tốt trong các ứng dụng của họ hay không. Hãy xem bảng tra độ cứng của các loại thép không gỉ inox tại đây:

Tại sao thép không gỉ khó gia công hơn?

Thép không gỉ có độ bền kéo cao hơn so với thép cacbon thông thường, điều này làm cho việc cắt, khoan và tiện trở nên khó khăn hơn. Bên cạnh đó, inox còn dễ bám dính vào dụng cụ khiến chúng ta tốn nhiều thời gian và chi phí xử lý.

Ngoài ra, khi vật liệu quá cứng, thì chính công cụ sẽ là thứ bị gia công, hay dễ hiểu hơn là nó sẽ bị inox làm mòn. Chúng ta cần nắm những nguyên nhân này để có biện pháp cải thiện và xử lý chính xác giúp tiết kiệm chi phí gia công sản xuất.

1. Cần lực cắt lớn và nhiệt độ cắt cao

Thép không gỉ có độ bền kéo cao hơn, yêu cầu lực cắt lớn hơn để cắt, khoan, hoặc tiện vật liệu. Điều này thuyết phục chúng ta cần xử lý nhiệt để giảm độ cứng của vật liệu.

Chưa kể, thép không gỉ sinh ra nhiều nhiệt hơn trong quá trình gia công và có khả năng truyền nhiệt kém hơn so với thép carbon. Kết quả là nhiệt độ tại điểm tiếp xúc giữa công cụ và vật liệu cao hơn, gây mài mòn nhanh hơn và giảm tuổi thọ của công cụ.

2. Sự hóa bền cơ học

Thép không gỉ khó gia công hơn chủ yếu do sự hóa bền cơ học của nó, bao gồm độ bền kéo, độ dẻo dai và độ cứng cao hơn so với thép cacbon thông thường.

Tính dẻo dai cao của thép không gỉ khiến vật liệu dễ bị kéo dài và trượt dọc theo công cụ gia công hơn là bị cắt. Điều này đòi hỏi lực cắt lớn hơn để đạt được kết quả mong muốn.

3. Dễ bám dính vào thiết bị, dụng cụ cắt gọt

Khi gia công thép không gỉ, nhiệt độ tại điểm tiếp xúc giữa công cụ và vật liệu thường rất cao do sinh nhiệt trong quá trình cắt và khả năng truyền nhiệt kém của thép không gỉ. Nhiệt độ cao này khiến các mảnh vụn kim loại từ quá trình gia công dễ dàng dính vào mặt công cụ, đặc biệt là khi chưa kịp làm mát.

Không chỉ có thế, tính dẻo dai của inox khiến vụn kim loại dễ bị kéo dài và trượt dọc theo công cụ khi cắt, tạo ra áp lực và ma sát giữa công cụ và vật liệu. Kết quả là mảnh vụn kim loại dễ bị “hàn” vào mặt công cụ do nhiệt độ cao và áp lực liên hệ. Vì vậy thép không gỉ khó gia công hơn các loại thép thông thường.

4. Công cụ bị mài mòn nhanh hơn

Thép không gỉ yêu cầu lực cắt lớn hơn khi gia công dẫn đến áp lực lớn hơn lên công cụ và tăng ma sát, gây ra mài mòn nhanh hơn. Công cụ cũng nhanh chóng bị hư trong quá trình xử lý nhiệt hoặc tạo ra ma sát lớn với vật liệu inox trong thời gian dài.

Một số loại thép không gỉ, đặc biệt là các loại austenit, dễ bị cứng hóa do biến dạng khi gia công. Khi điều này xảy ra, độ cứng của vật liệu tăng, gây khó khăn hơn trong quá trình gia công tiếp theo và làm tăng mài mòn công cụ.

Từ những điều trên ta có thể thấy gia công inox khó hơn các kim loại gia công CNC khác, cần chọn dụng cụ cắt chất lượng cao và giảm nhẹ tốc độ gia công, như vậy mới đảm bảo chất lượng gia công inox. Nếu bạn có RFQ hoặc muốn biết thêm về gia công CNC bằng thép không gỉ , vui lòng liên hệ với chúng tôi

Những câu hỏi liên quan về độ cứng

Có mấy loại đơn vị đo độ cứng

Có 2 đơn vị đo độ cứng của vật liệu phổ biến hiện nay. Đầu tiên là phương pháp Brinell (HB). Độ cứng được xác định bằng cách dùng một quả cầu thép hoặc vonfram carbide để ép vào vật liệu với lực nhất định, sau đó đo kích thước của vết lõm.

Thứ 2 là phương pháp Rockwell (HRC, HRB, …). Độ cứng được xác định bằng cách dùng một kim cương nén hình nón hoặc quả cầu thép để ép vào vật liệu với lực nhất định, sau đó đo độ sâu của vết lõm. 

Thang độ cứng Mohs

Thang độ cứng Mohs là một thang đo độ cứng dựa trên khả năng cào xước của các khoáng vật. Thang này được phát minh bởi Friedrich Mohs, một khoa học gia người Đức, vào năm 1812. Thang độ cứng Mohs dựa trên việc so sánh khoáng vật cùng cấp độ cứng; nếu một khoáng vật có thể cào xước được khoáng vật khác, nó được coi là cứng hơn.

Độ cứng HRC

Độ cứng HRC là một đơn vị đo độ cứng trong phương pháp Rockwell, thường được áp dụng cho các kim loại cứng như thép cường độ cao, thép hợp kim và thép không gỉ. HRC là viết tắt của “Hardness Rockwell C”, trong đó “C” là thang đo Rockwell được sử dụng.

Quy đổi độ cứng HV sang HRC

Quy đổi độ cứng HV (Vickers) sang HRC (Rockwell C) không phải là một quá trình chính xác tuyệt đối do sự khác biệt về phương pháp đo. Theo kinh nghiệm và tính toán thực tế, HV 900 ≈ HRC 67. Lưu ý rằng sự chuyển đổi này chỉ mang tính chất ước lượng và có thể không chính xác tuyệt đối.

Quy đổi độ cứng HB sang HRC

Độ cứng HB (Brinell hardness) và HRC (Rockwell hardness) là hai thang đo độ cứng khác nhau và không thể chuyển đổi trực tiếp với nhau. Tuy nhiên, có thể sử dụng các bảng chuyển đổi để ước lượng độ cứng tương đối giữa hai thang đo này. Công thức chuyển đổi độ cứng HB sang HRC thông qua bảng chuyển đổi: HRC = 0.8 x HB – 19

Các loại thép có độ cứng cao

Thép có độ cứng cao được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tính chịu mài mòn, chịu va đập và độ bền cao. Các loại thép có độ cứng cao bao gồm: Thép tốc độ cao, Thép công cụ, Thép ống đúc và Thép cán nguội. Để đạt được độ cứng cao, quá trình nhiệt luyện và xử lý nhiệt của thép cũng rất quan trọng.

Độ cứng của thép phụ thuộc vào thành phần hóa học, cấu trúc tinh thể và quá trình nhiệt luyện. Các loại thép có độ cứng cao thường chứa các thành phần hợp kim như wolfram, molybdenum, vanadium, cobalt, crom, manganes, silic giúp tăng độ cứng và độ bền của thép. 

Độ cứng kim cương

Độ cứng của kim cương được xếp vào mức độ cứng cao nhất trong thang đo độ cứng Mohs, là 10 trên thang đo này. Kim cương được đánh giá là một trong những vật liệu tự nhiên cứng nhất trên trái đất.

Độ cứng thép C45

Độ cứng của thép C45 phụ thuộc vào quá trình nhiệt luyện và xử lý nhiệt. Với quá trình nhiệt luyện phù hợp, độ cứng của thép C45 có thể đạt được khoảng 55-58 HRC trên thang đo độ cứng Rockwell. Đây là độ cứng cao trong phạm vi của các loại thép cacbon thông thường.

Kim loại có độ cứng cao nhất

Kim loại có độ cứng cao nhất là kim cương. Kim cương được đánh giá là một vật liệu rất cứng và có độ cứng Mohs là 10, cao nhất trong các vật liệu tự nhiên.

Độ cứng của kim loại được đo bằng thang đo độ cứng Mohs, bao gồm 10 bậc độ cứng khác nhau. Các kim loại như thép, titan, và đồng đều có độ cứng rất cao, nhưng vẫn thấp hơn so với kim cương.

Độ cứng 9H là gì

Độ cứng 9H là thuật ngữ được sử dụng để mô tả độ cứng của một lớp phủ bảo vệ bề mặt như kính cường lực, chịu được lực va đập và trầy xước. Độ cứng 9H được xếp vào mức độ cứng cao nhất, chỉ sau kim cương ở bậc độ cứng 10H.

Độ cứng 6H là gì

Độ cứng 6H tương đương với độ cứng của sợi thủy tinh (Glass Fiber) trên thang đo độ cứng Mohs, là khoảng 5,5 đến 6,5 trên thang đo độ cứng này. Tức là, bề mặt vật liệu được xem là có độ cứng trung bình và dễ bị trầy xước hơn so với vật liệu có độ cứng cao hơn như độ cứng 8H.

Độ cứng 8H là gì

Độ cứng 8H tương đương với độ cứng của thạch anh (quặng thạch anh) trên thang đo độ cứng Mohs, là khoảng 750 đến 1000 trên thang đo độ cứng này. Tức là, bề mặt vật liệu được xem là rất cứng và khó bị trầy xước.

Mua inox 304, 201, 316, 430 ở đâu giá rẻ?

Inox là vật liệu phổ biến và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Hiện nay, rất nhiều công ty, xí nghiệp, nhà máy quan tâm đến địa chỉ mua vật liệu inox 304, 201, 316, 430 chất lượng, chính hãng giá rẻ. Nếu khách hàng đang có nhu cầu, hãy đến với Inox Thịnh Phát – công ty chuyên sản xuất, phân phối vật liệu thép không gỉ chất lượng cho các dự án, công trình, nhà xưởng.

Tự hào là nhà cung cấp vật liệu inox với kinh nghiệm hơn 10 năm, Inox Thịnh Phát chắc chắn mang đến những lô hàng vật liệu chất lượng tốt và trải nghiệm dịch vụ chăm sóc tốt nhất, cam kết chất lượng và có chính sách chiết khấu cho đơn hàng số lượng lớn.