1. Giới thiệu:

Thép không gỉ, hay còn gọi là inox (từ gốc tiếng Pháp: inoxydable) là một loại thép hợp kim có chứa Cr (với hàm lượng Cr tối thiếu là 10.5% khối lượng). Nếu các loại thép thông thường khi tiếp xúc với các tác nhân oxy hóa (như không khí, độ ẩm …) sẽ tạo thành gỉ sắt và ăn mòn vào lớp vật liệu bên trong, thì trong thép không gỉ, khi hàm lượng Cr đủ cao, trên bề mặt nó sẽ hình thành một lớp màng thụ động là oxit crom có tác dụng ngăn cản quá trình tạo gỉ và ăn mòn vào lớp vật liệu bên trong khiến cho bề mặt nó luôn tạo cảm giác sáng bóng.

Nhờ những đặc tính nổi bật, ngày nay, thép không gỉ được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, y tế, đời sống … Tuy nhiên, vì cái tên “không gỉ”, đây cũng làm loại vật liệu hay được lạm dụng vì nhiều mục đích khác nhau, nhất là đối với các ứng dụng trong đời sống. Nhưng thực tế, khả năng chịu ăn mòn của loại thép này tùy thuộc theo các thành phần hợp kim của nó và môi trường sử dụng, trong nhiều trường hợp, nó còn nhạy cảm với ăn mòn hơn cả thép thường (nhất là trong dung dịch muối clo, VD: muối ăn NaCl …)

3. Đặc điểm thép không gỉ:

Thép không gỉ là một họ hợp kim trên cơ sở Fe có tính chất chủ yếu là chống ăn mòn trong các môi trường khác nhau. Tuy nhiên, cần hiểu tính chất “không gỉ” ở đây là tương đối so với thép thông thường. Còn thực chất, mỗi loại thép không gỉ chỉ có tính chống ăn mòn cao trong một số môi trường nhất định, và ngay cả trong môi trường đó, nó vẫn bị ăn mòn nhưng với tốc độ không đáng kể nên được coi là không gỉ.

Trong số khoảng 16 ~ 18 nguyên tố hợp kim được sử dụng trong thép không gỉ, các nguyên tố C, Ni, Cr, Mo, Mn, Si, Nb là các nguyên tố có ảnh hưởng chính, quyết định đến cấu trúc và tính chất của thép. Trong đó, Cr là nguyên tố hợp kim quyết định cho tính không gỉ của thép. Giải thích về điều này có thể theo 2 cách như sau:

* Với hàm lượng từ 12% Cr trở lên, thép trở nên không gỉ trong môi trường oxy hóa do bề mặt được bảo vệ bởi lớp màng thụ động Cr2O3..

* Khi ferrite chứa không ít hơn 12.5% Cr, điện thế điện cực của nó tăng lên tương đương điện thế của pha xementit (carbit nói chung) –> nâng cao khả năng chống ăn mòn điện hóa –> thép trở nên không gỉ.

Khả năng chống lại sự oxy hoá từ không khí xung quanh ở nhiệt độ thông thường của thép không gỉ có được nhờ vào tỷ lệ crôm có trong hợp kim (nhỏ nhất là 13% và có thể lên đến 26% trong trường hợp làm việc trong môi trường làm việc khắc nghiệt). Trạng thái bị oxy hoá của crôm thường là crôm ôxit(III). Khi crôm trong hợp kim thép tiếp xúc với không khí thì một lớp chrom III oxit rất mỏng xuất hiện trên bề mặt vật liệu; lớp này mỏng đến mức không thể thấy bằng mắt thường, có nghĩa là bề mặt kim loại vẫn sáng bóng. Tuy nhiên, chúng lại hoàn toàn không tác dụng với nước và không khí nên bảo vệ được lớp thép bên dưới. Hiện tượng này gọi là sự oxi hoá chống gỉ bằng kỹ thuật vật liệu. Có thể thấy hiện tượng này đối với một số kim loại khác như ở nhôm và kẽm.

Khi những vật thể làm bằng inox được liên kết lại với nhau với lực tác dụng như bu lông và đinh tán thì lớp ôxit của chúng có thể bị bay mất ngay tại các vị trí mà chúng liên kết với nhau. Khi tháo rời chúng ra thì có thể thấy các vị trí đó bị ăn mòn.

Niken cũng như mô-lip-đen và vanađi cũng có tính năng oxy hoá chống gỉ tương tự nhưng không được sử dụng rộng rãi.
Bên cạnh crôm, niken cũng như mô-lip-đen và ni tơ cũng có tính năng oxi hoá chống gỉ tương tự.
Niken (Ni) là thành phần thông dụng để tăng cường độ dẻo, dễ uốn, tính tạo hình của thép không gỉ.
Mô-lip-đen (Mo) làm cho thép không gỉ có khả năng chịu ăn mòn cao trong môi trường axit. Ni tơ (N) tạo ra sự ổn định cho thép không gỉ ở nhiệt độ âm (môi trường lạnh).

Sự tham gia khác nhau của các thành phần crôm, niken, mô-lip-đen, ni tơ dẫn đến các cấu trúc tinh thể khác nhau tạo ra tính chất cơ lý khác nhau của thép không gỉ.

4. Bảo quản

Như đã trình bày về khả năng chống ăn mòn của các loại thép không gỉ ở trên, có thể nhận thấy điểm chung nhất là chúng hầu như không bị ăn mòn trong điều kiện khí quyển bình thường. Vì vậy, nhất là với các loại đồ dùng inox để chứa, chế biến thực phẩm, cách bảo quản tốt nhất là sau khi sử dụng, rửa sạch, phơi khô và để nơi thoáng gió.