Khi hàn inox austenit với thép cacbon, thép cacbon pha loãng crôm và niken trong kim loại mối hàn. Vật liệu hàn 308 không chịu nổi phần pha loãng đó, kim loại mối hàn dễ tạo martensit giòn và nứt. Vật liệu hàn họ 309, crôm và niken cao hơn, là loại thường dùng cho mối nối khác chủng.
Kết luận trên đúng khi áp cho mối nối inox austenit với thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp, theo Hobart Brothers và Kobelco. Hobart viết "309(L)", còn Kobelco viết "E309" hay "loại 309", nên những gì nguồn nói về họ 309 bài không gán riêng cho 309L. Hàn inox với inox cùng loại nằm ngoài phạm vi so sánh này.
Bảng đối chiếu vật liệu hàn 308 và 309 cho mối nối khác chủng
| Tiêu chí | Vật liệu hàn 308 (308L) | Vật liệu hàn 309 (309L) |
|---|---|---|
| Nối inox austenit với thép cacbon, thép hợp kim thấp | Hobart: không bao giờ dùng; đôi khi vẫn được, nhưng nếu pha loãng làm thành phần mối hàn thấp hơn khoảng 17Cr/7Ni thì có thể nứt [1] | Kobelco: loại 309 có Cr, Ni cao hơn thường được dùng [3]; Hobart: 309(L) được dùng rộng rãi [1] |
| Vi cấu trúc sau pha loãng, ví dụ inox 304 hàn với thép mềm của Kobelco [2] | E308: kim loại mối hàn pha loãng tạo martensit giòn, có thể nứt vì vật liệu hàn không chịu được pha loãng từ cả hai kim loại cơ bản | E309: ước lượng trên giản đồ Schaeffler cho khoảng 4 % ferit, không có martensit trong nền austenit, chống nứt được |
| Nhiệt độ làm việc | Nguồn đã kiểm không nêu | Kobelco: E309 dùng cho ứng dụng dưới 800 °F (427 °C) nói chung [2]; Hobart: 309(L) dùng nhiều, nhất là nơi nhiệt độ làm việc vượt 800 °F [1]. Hai nguồn ghi khác nhau |
| Chống nứt so với 312 | Nguồn đã kiểm không nêu | Hobart: ferit thấp hơn, có thể 7–12 FN, nên không chống nứt bằng 312 [1] |
| Quá trình pha loãng lớn như hàn dưới lớp thuốc | Nguồn đã kiểm không nêu | Hobart: ưu tiên 312 hơn 309(L) [1]; Kobelco: không khuyên quá trình có tỉ lệ pha loãng lớn như hàn dưới lớp thuốc cho mối nối khác chủng [3] |
| Kỹ thuật lớp đệm chuyển tiếp | Hobart: có trường hợp nối được bằng 308 nếu phía thép đã được đắp lớp chuyển tiếp, vì pha loãng ở phía đó không còn là vấn đề lớn [1] | Dùng làm lớp chuyển tiếp 309(L), cùng 310 hoặc 312, đắp lên phía thép cacbon trước [1] |
| Thép martensit không gia nhiệt trước, sau được | Nguồn đã kiểm không nêu | Hobart: 309(L) hoặc 312 ít nguy cơ nứt hơn [1] |
Nguồn [1]–[4] ghi ở khối "Nguồn và giới hạn", tra ngày 10/09/2026. Con số 4 % ferit là ví dụ ước lượng của Kobelco cho đúng ca 304 hàn với thép mềm, không phải trị số chung.
Pha loãng: vì sao vật liệu hàn "cũng là inox" vẫn nứt
Kim loại mối hàn không phải chỉ là vật liệu hàn: đó là hỗn hợp của vật liệu hàn với phần kim loại cơ bản bị nóng chảy ở hai bên. Khi một bên là thép cacbon gần như không có crôm, niken, phần thép chảy vào mối hàn kéo hàm lượng crôm, niken của hỗn hợp xuống. Kobelco ghi với vật liệu hàn loại 308, crôm và niken bị thép cacbon pha loãng nên kim loại mối hàn có thể tạo tổ chức martensit giòn [3]; trong ví dụ hàn inox 304 với thép mềm, hãng ghi vật liệu E308 không chịu được pha loãng từ cả hai kim loại cơ bản và mối hàn có thể nứt [2]. Hobart cho ngưỡng cụ thể hơn: pha loãng làm thành phần mối hàn thấp hơn khoảng 17Cr/7Ni thì có thể nứt [1].
Vật liệu hàn họ 309 chứa crôm, niken cao hơn [3], nên sau khi bị pha loãng vẫn còn đủ để giữ nền austenit. Kobelco ước lượng tổ chức bằng giản đồ Schaeffler: kim loại mối hàn E309 bị pha loãng trong ví dụ trên chứa khoảng 4 % ferit và không có martensit, nên chống nứt được [2]. Hobart ghi phần lớn trường hợp mong muốn có một ít ferit để chống nứt, và khi có thể thì đo ferit trực tiếp tốt hơn ước lượng trên giản đồ [4].
Giữ pha loãng nhỏ: quá trình hàn và độ ngấu
Pha loãng tăng theo lượng thép cacbon bị chảy vào mối hàn, tức theo độ ngấu. Kobelco ghi với mối nối khác chủng, quá trình có tỉ lệ pha loãng lớn như hàn dưới lớp thuốc không được khuyên dùng, và khi hàn MIG hay TIG thì độ ngấu vào thép cacbon phải giữ nhỏ nhất có thể [3]. Hobart nói cùng cơ chế từ phía vật liệu hàn: hàn dưới lớp thuốc cho độ ngấu tương đối cao, do đó pha loãng lớn hơn, nên với quá trình này 312 được ưu tiên hơn 309(L) [1].
Khi mối nối chịu ứng suất lớn, Hobart ghi kỹ thuật lớp đệm — đắp một lớp chuyển tiếp 309(L), 310 hoặc 312 lên phía thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp trước khi hàn với phía inox — đã thành công ở những chỗ các quy trình khác thất bại, và có trường hợp khi đó thậm chí nối được bằng 308, vì pha loãng ở phía đã đắp lớp đệm không còn là vấn đề lớn [1]. Đổi màu mặt sau mối hàn inox và khí bảo vệ gốc xem ở hàn inox mặt sau đổi màu.
Nhiệt độ làm việc: hai hãng ghi khác nhau
Ở chỗ này nguồn không thống nhất, và bài giữ nguyên cả hai. Kobelco ghi trong ví dụ 304 với thép mềm, vật liệu hàn thích hợp là E309 cho ứng dụng dưới 800 °F (427 °C) nói chung [2]. Hobart ghi 309(L) được dùng rộng rãi, nhất là nơi nhiệt độ làm việc vượt 800 °F [1], và ở trang về ferit ghi cho làm việc nhiệt độ cao thì 309L với FN tương đối thấp được ưu tiên [4]. Mối nối làm việc quanh hoặc trên 800 °F [1][2] vì vậy phải theo quy trình hàn đã đánh giá và khuyến cáo của hãng vật liệu hàn, không suy từ một câu chung.
Hai mẹo sai khi hàn inox với thép cacbon
Mẹo sai 1: "308L cũng là inox, hàn inox với thép đen thoải mái." Hobart ghi không bao giờ dùng 308 để nối inox austenit với thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp [1]; Kobelco ghi crôm, niken của vật liệu 308 bị thép cacbon pha loãng và mối hàn có thể tạo martensit giòn [3].
Mẹo sai 2: "Hàn khác chủng thì cho ngấu thật sâu vào thép cacbon cho chắc." Kobelco ghi độ ngấu vào thép cacbon phải giữ nhỏ nhất có thể [3]; Hobart ghi độ ngấu cao đồng nghĩa pha loãng lớn hơn [1].
Bảng quyết định: mối nối nào dùng gì
| Thấy hoặc cần tại xưởng | Chọn hoặc làm | Căn cứ |
|---|---|---|
| Nối inox austenit với thép cacbon bằng TIG hoặc MIG | Vật liệu hàn họ 309; giữ ngấu vào thép cacbon nhỏ | [1][3] |
| Kho chỉ có vật liệu hàn 308 cho mối nối khác chủng | Không dùng trực tiếp | [1][2] |
| Mối nối chịu ứng suất lớn, các cách khác đã hỏng | Đắp lớp chuyển tiếp 309(L), 310 hoặc 312 lên phía thép trước | [1] |
| Định dùng hàn dưới lớp thuốc cho mối nối khác chủng | Tránh quá trình pha loãng lớn; nếu vẫn dùng, Hobart ưu tiên 312 | [1][3] |
| Cần biết mối hàn có đủ ferit chống nứt | Đo ferit trực tiếp thay vì chỉ ước lượng trên giản đồ | [4] |
| Mối nối làm việc quanh hoặc trên 800 °F (427 °C) | Theo quy trình hàn đã đánh giá và khuyến cáo hãng; hai nguồn ghi khác nhau | [1][2][4] |
| Mối hàn inox – thép cacbon bằng vật liệu 308 bị nứt | Nghi martensit do pha loãng; đổi sang vật liệu hàn họ 309 | [2][3] |
Nguồn và giới hạn
Tra ngày 10/09/2026. Các câu dẫn đã được đối chiếu trên văn bản tải trực tiếp từ trang của hãng.
- [1] Hobart Brothers, Dissimilar Metal Welding — A Few Guidelines (Stainless Steel Technical Guide): https://www.hobartbrothers.com/resources/technical-guides/stainless-steel-technical-guide/dissimilar-metal-welding-a-few-guidelines/ — không dùng 308 cho mối nối với thép cacbon; ngưỡng 17Cr/7Ni; 309(L), 312 và nhiệt độ làm việc; hàn dưới lớp thuốc; lớp đệm chuyển tiếp; thép martensit.
- [2] Kobelco, The ABC's of Arc Welding (trang ABC_1999-02): https://www.kobelco-welding.jp/education-center/abc/ABC_1999-02.html — ví dụ 304 hàn với thép mềm; E308 tạo martensit; E309 dưới 800 °F; ước lượng giản đồ Schaeffler.
- [3] Kobelco, Welding of Stainless Steel: https://www.kobelco-welding.jp/education-center/stainless/stainless02.html — vật liệu loại 309 cho thép cacbon với inox austenit; pha loãng và martensit với loại 308; không dùng quá trình pha loãng lớn; giữ ngấu vào thép cacbon nhỏ.
- [4] Hobart Brothers, Ferrite In Austenitic Stainless Steel Weld Metal: https://www.hobartbrothers.com/resources/technical-guides/stainless-steel-technical-guide/ferrite-in-austenitic-stainless-steel-weld-metal/ — ferit và chống nứt; 309L cho nhiệt độ cao; đo ferit trực tiếp.
- Tiêu chuẩn, chỉ dẫn tên và số hiệu: AWS A5.9/A5.9M:2022 Specification for Bare Stainless Steel Welding Electrodes and Rods; AWS A5.4/A5.4M:2012 (R2022) (trang pubs.aws.org ghi tiêu đề Specification for Stainless Steel Electrodes for Shielded Arc Welding; tên đầy đủ trên bìa chưa kiểm); ISO 14343:2025 Welding consumables — Wire electrodes, strip electrodes, wires and rods for arc welding of stainless and heat resisting steels — Classification (tên đối chiếu trên standards.iteh.ai). Tài liệu trả phí; bài không trích trị số thành phần.
Bảng này không dùng cho:
- Hàm lượng crôm, niken danh nghĩa của 308L, 309L: là trị số của tiêu chuẩn trả phí, bài không trích.
- Hàn inox duplex, inox martensit với nhau, hay chống ăn mòn của mối nối: chưa đối chiếu.
- Gia nhiệt trước, nhiệt luyện sau hàn cho phía thép cacbon: chưa đối chiếu.
- Gán riêng cho 309L những gì nguồn viết cho họ 309.
Không xác định được từ bài này: tỉ lệ pha loãng thực của mối hàn của bạn — phụ thuộc quá trình, thông số và kiểu vát mép; phải ước lượng theo quy trình hoặc đo ferit trên mối hàn thật.
Cần chính xác hơn: tính hàn của các loại thép ở tính hàn của các loại thép; nhận biết nứt mối hàn ở khuyết tật mối hàn.
Câu hỏi thường gặp
Que hàn inox 309L dùng để làm gì? Họ vật liệu hàn 309 có crôm, niken cao hơn, thường dùng để hàn inox austenit với thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp, và làm lớp đệm chuyển tiếp đắp lên phía thép. Kobelco và Hobart đều ghi họ 309 cho mối nối khác chủng này.
Dây hàn 308L có hàn inox với sắt được không? Không nên. Hobart ghi không bao giờ dùng 308 để nối inox austenit với thép cacbon; đôi khi vẫn được, nhưng nếu pha loãng làm thành phần mối hàn thấp hơn khoảng 17Cr/7Ni thì có thể nứt.
Vì sao hàn inox với thép đen dễ nứt? Vì thép cacbon bị chảy vào mối hàn kéo crôm, niken của kim loại mối hàn xuống. Với vật liệu hàn không đủ hợp kim như 308, Kobelco ghi mối hàn có thể tạo martensit, một tổ chức giòn, và nứt.
Hàn inox với thép cacbon bằng TIG cần lưu ý gì? Kobelco ghi khi hàn MIG hoặc TIG mối nối khác chủng, độ ngấu vào thép cacbon phải giữ nhỏ nhất có thể để hạn chế pha loãng. Vật liệu hàn nên thuộc họ 309, và mối nối chịu ứng suất lớn có thể dùng lớp đệm chuyển tiếp.
309L và 312 khác nhau ở đâu? Hobart ghi 309(L) có ferit thấp hơn, có thể 7–12 FN, nên không chống nứt bằng 312; với hàn dưới lớp thuốc, nơi pha loãng lớn, 312 được ưu tiên hơn 309(L). Ngược lại, cho làm việc nhiệt độ cao, Hobart ghi 309L với FN tương đối thấp được ưu tiên.
Có đo được ferit trong mối hàn inox không? Có. Hobart ghi khi có thể, đo ferit trực tiếp tốt hơn ước lượng bằng giản đồ, và phần lớn trường hợp mong muốn có một ít ferit để chống nứt.