สแตนเลส (Stainless Steel) เป็นตัวย่อของสแตนเลสทนกรด เกรดเหล็กกล้าที่ทนทานต่อสารกัดกร่อนที่อ่อนแอ เช่น อากาศ ไอน้ำ และน้ำ หรือมีคุณสมบัติสเตนเลสเรียกว่าสเตนเลส Corrosion) เหล็กที่สึกกร่อนเรียกว่าเหล็กทนกรด
เหล็กกล้าไร้สนิมหมายถึงเหล็กกล้าที่ทนทานต่อสารกัดกร่อนที่อ่อนแอ เช่น อากาศ ไอน้ำ น้ำ และสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทางเคมี เช่น กรด ด่าง และเกลือ เรียกอีกอย่างว่าเหล็กกล้าไร้สนิมทนกรด ในการใช้งานจริง เหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อนปานกลางมักเรียกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม และเหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อนปานกลางของสารเคมีเรียกว่าเหล็กกล้าทนกรด เนื่องจากความแตกต่างขององค์ประกอบทางเคมีระหว่างทั้งสอง ชนิดแรกไม่จำเป็นต้องทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ในขณะที่ชนิดหลังโดยทั่วไปจะเป็นสเตนเลส ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของโลหะผสมที่มีอยู่ในเหล็กกล้า
โดยทั่วไป เหล็กกล้าไร้สนิมธรรมดาแบ่งออกเป็นสามประเภทตามโครงสร้างโลหะ: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติก และเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก จากโครงสร้างทางโลหะพื้นฐานทั้งสามประเภทนี้ เหล็กกล้าสองเฟส เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอน และเหล็กกล้าอัลลอยด์สูงที่มีปริมาณเหล็กน้อยกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ มาจากความต้องการและวัตถุประสงค์เฉพาะ
ตามองค์กรโลหะวิทยาแบ่งออกเป็น:
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก
เมทริกซ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโครงสร้างออสเทนไนท์ (เฟส CY) ที่มีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ตรงกลางใบหน้า ไม่เป็นแม่เหล็ก และส่วนใหญ่จะเสริมความแข็งแกร่งด้วยการทำงานเย็น (และอาจนำไปสู่คุณสมบัติแม่เหล็กบางอย่าง) เหล็กกล้าไร้สนิม American Iron and Steel Institute กำกับด้วยตัวเลขในชุด 200 และ 300 เช่น 304
เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติก
เมทริกซ์ส่วนใหญ่เป็นเฟอร์ไรต์ (เฟส) ที่มีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์เป็นศูนย์กลาง เป็นแม่เหล็กและโดยทั่วไปไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน แต่การทำงานในที่เย็นสามารถทำให้แข็งขึ้นได้เล็กน้อย American Iron and Steel Institute มีเครื่องหมาย 430 และ 446
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก
เมทริกซ์เป็นแบบมาร์เทนซิติก (ลูกบาศก์หรือลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางของร่างกาย) แม่เหล็ก และคุณสมบัติเชิงกลของมันสามารถปรับได้โดยการอบชุบด้วยความร้อน American Iron and Steel Institute กำกับด้วยตัวเลข 410, 420 และ 440 มาร์เทนไซต์มีโครงสร้างออสเทนไนต์ที่อุณหภูมิสูง และเมื่อเย็นลงที่อุณหภูมิห้องในอัตราที่เหมาะสม โครงสร้างออสเทนไนต์สามารถเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ (นั่นคือ แข็งตัว)
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก-เฟอริติก (ดูเพล็กซ์)
เมทริกซ์มีทั้งโครงสร้างแบบสองเฟสของออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์ และเนื้อหาของเมทริกซ์ที่มีเฟสน้อยกว่าโดยทั่วไปจะมากกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ เป็นแม่เหล็กและสามารถเสริมกำลังได้ด้วยการทำงานแบบเย็น 329 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ทั่วไป เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เหล็กดูเพล็กซ์จะมีความแข็งแรงสูง ความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน ความต้านทานการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ และความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ
เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็ง
เมทริกซ์เป็นออสเทนไนต์หรือมาร์เทนไซต์และสามารถชุบแข็งได้โดยเหล็กกล้าไร้สนิมที่ตกตะกอน American Iron and Steel Institute มีหมายเลขชุด 600 เช่น 630 ซึ่งก็คือ 17-4PH
โดยทั่วไปแล้ว ยกเว้นโลหะผสม ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกนั้นค่อนข้างดีเยี่ยม ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนน้อย สามารถใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกได้ ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนน้อย ถ้าต้องการให้วัสดุมีความแข็งแรงสูงหรือมีความแข็งสูง สามารถใช้เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกและเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนได้
ความแตกต่างของความหนา
1. เนื่องจากเครื่องจักรโรงถลุงเหล็กอยู่ในกระบวนการรีด ม้วนจะเสียรูปเล็กน้อยจากความร้อน ส่งผลให้ความหนาของแผ่นรีดเบี่ยงเบน ซึ่งโดยทั่วไปจะหนากว่าตรงกลางและบางกว่าทั้งสองด้าน เมื่อวัดความหนาของกระดานรัฐกำหนดให้วัดส่วนตรงกลางของหัวกระดาน
2. เหตุผลสำหรับความอดทนคือตามตลาดและความต้องการของลูกค้า โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นความอดทนขนาดใหญ่และความอดทนขนาดเล็ก: ตัวอย่างเช่น
รูปภาพ
สแตนเลสแบบไหนไม่เป็นสนิมง่าย?
มีสามปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม:
1. เนื้อหาขององค์ประกอบการผสม
โดยทั่วไปแล้วเหล็กที่มีปริมาณโครเมียม 10.5 เปอร์เซ็นต์นั้นไม่เกิดสนิมได้ง่าย ยิ่งมีปริมาณโครเมียมและนิเกิลสูงเท่าใด ความต้านทานการกัดกร่อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ปริมาณนิกเกิลในวัสดุ 304 ควรอยู่ที่ 8-10 เปอร์เซ็นต์ และเนื้อหาของโครเมียมควรสูงถึง 18-20 เปอร์เซ็นต์ สแตนเลสดังกล่าวจะไม่เกิดสนิมภายใต้สถานการณ์ปกติ
2. กระบวนการหลอมขององค์กรการผลิตจะส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม
โรงงานเหล็กกล้าไร้สนิมขนาดใหญ่ที่มีเทคโนโลยีการถลุงที่ดี อุปกรณ์ขั้นสูงและเทคโนโลยีขั้นสูงสามารถรับประกันการควบคุมองค์ประกอบของโลหะผสม การกำจัดสิ่งเจือปน และการควบคุมอุณหภูมิการหล่อเย็นของเหล็กแท่ง ดังนั้นคุณภาพของผลิตภัณฑ์จึงมีเสถียรภาพและเชื่อถือได้โดยมีคุณภาพภายในที่ดีและไม่เป็นสนิมง่าย ในทางตรงกันข้าม โรงถลุงเหล็กขนาดเล็กบางแห่งมีอุปกรณ์และเทคโนโลยีที่ล้าหลัง ในระหว่างกระบวนการถลุง สิ่งสกปรกไม่สามารถขจัดออกได้ และผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นย่อมเกิดสนิม
3. สภาพแวดล้อมภายนอกสภาพแวดล้อมที่แห้งและมีอากาศถ่ายเทสะดวกไม่เกิดสนิมง่าย
ความชื้นในอากาศสูง ฝนตกต่อเนื่อง หรือสภาพแวดล้อมที่มีค่า pH ในอากาศสูง จะเกิดสนิมได้ง่าย เหล็กกล้าไร้สนิม 304 หากสภาพแวดล้อมโดยรอบไม่ดีเกินไป จะเกิดสนิม
วิธีจัดการกับคราบสนิมบนสแตนเลส
1. วิธีทางเคมี
ใช้ครีมดองหรือสเปรย์เพื่อช่วยในการเคลือบชิ้นส่วนที่เป็นสนิมอีกครั้งเพื่อสร้างฟิล์มโครเมียมออกไซด์เพื่อคืนค่าความต้านทานการกัดกร่อน หลังจากการดอง เพื่อขจัดมลพิษและกรดที่ตกค้าง สิ่งสำคัญคือต้องล้างด้วยน้ำสะอาดอย่างเหมาะสม หลังการรักษาทั้งหมด ให้ขัดซ้ำด้วยอุปกรณ์ขัดเงาและซีลด้วยแว็กซ์ขัดเงา สำหรับผู้ที่มีจุดสนิมเล็กน้อย คุณสามารถใช้ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและน้ำมันเครื่องในอัตราส่วน 1:1 เช็ดคราบสนิมออกด้วยผ้าสะอาด
2. วิธีการทางกล
การพ่นทราย การพ่นด้วยอนุภาคแก้วหรือเซรามิก การลบล้าง การแปรงและการขัดเงา สามารถขจัดสิ่งปนเปื้อนทางกลไกจากวัสดุที่ขจัดออกก่อนหน้านี้ วัสดุขัดเงา หรือวัสดุขจัดออกได้ การปนเปื้อนทุกชนิด โดยเฉพาะอนุภาคเหล็กแปลกปลอม อาจเป็นสาเหตุของการสึกกร่อนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ชื้น ดังนั้น พื้นผิวที่ทำความสะอาดทางกลควรได้รับการทำความสะอาดอย่างเหมาะสมภายใต้สภาวะแห้ง การใช้วิธีการเชิงกลสามารถทำความสะอาดพื้นผิวได้เท่านั้น และไม่สามารถเปลี่ยนความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุได้ ดังนั้น แนะนำให้ขัดซ้ำด้วยอุปกรณ์ขัดเงาหลังจากทำความสะอาดเชิงกลและซีลด้วยแว็กซ์ขัดเงา
เกรดและคุณสมบัติของสแตนเลสที่ใช้กันทั่วไป
1. สแตนเลส 304 เป็นหนึ่งในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนดึงลึกและท่อส่งกรด ภาชนะบรรจุ ชิ้นส่วนโครงสร้าง และตัวเครื่องต่างๆ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ไม่ใช่แม่เหล็ก อุณหภูมิต่ำ
2. สแตนเลส 304L เพื่อแก้ปัญหาแนวโน้มการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่รุนแรงของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ภายใต้เงื่อนไขบางประการเนื่องจากการตกตะกอนของ Cr23C6 จึงมีการพัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่มีคาร์บอนต่ำเป็นพิเศษ และความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนในสภาวะที่ไวต่อความรู้สึกนั้นดีกว่าของ สแตนเลส 304 ยกเว้นความแข็งแรงที่ลดลงเล็กน้อย คุณสมบัติอื่น ๆ จะเหมือนกับเหล็กกล้าไร้สนิม 321 ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งไม่สามารถผ่านกระบวนการที่เป็นของแข็งได้หลังจากการเชื่อม สามารถใช้ในการผลิตตัวเครื่องมือต่าง ๆ ฯลฯ
3. เหล็กกล้าไร้สนิม 304H ส่วนย่อยภายในของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 มีเศษส่วนมวลคาร์บอนอยู่ที่ 0.04 เปอร์เซ็นต์ -0.10 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงนั้นดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304
4. สแตนเลส 316 การเพิ่มโมลิบดีนัมบนพื้นฐานของเหล็กกล้า 10Cr18Ni12 ทำให้เหล็กกล้ามีความต้านทานที่ดีในการลดความต้านทานการกัดกร่อนปานกลางและแบบรูพรุน ในน้ำทะเลและสื่ออื่น ๆ ความต้านทานการกัดกร่อนดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน
5. สแตนเลส 316L เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำพิเศษซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่ไวต่อแสงได้ดี เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนและอุปกรณ์เชื่อมที่มีขนาดหน้าตัดหนา เช่น วัสดุป้องกันการกัดกร่อนในอุปกรณ์ปิโตรเคมี
6. สแตนเลส 316H กิ่งก้านภายในของเหล็กกล้าไร้สนิม 316 มีเศษส่วนมวลคาร์บอนอยู่ที่ 0.04 เปอร์เซ็นต์ -0.10 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงนั้นดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316
7. สแตนเลส 317 ความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมและการต้านทานการคืบนั้นดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ซึ่งใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อนของปิโตรเคมีและกรดอินทรีย์
8. สแตนเลส 321 เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่เสถียรด้วยไททาเนียม เพิ่มไททาเนียมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน และมีสมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิสูงที่ดี สามารถแทนที่ด้วยเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษ ยกเว้นสำหรับโอกาสพิเศษ เช่น อุณหภูมิสูงหรือทนต่อการกัดกร่อนของไฮโดรเจน ไม่แนะนำให้ใช้ทั่วไป
9. สแตนเลส 347 เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่เสถียรด้วยไนโอเบียม การเติมไนโอเบียมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน ความต้านทานการกัดกร่อนในกรด ด่าง เกลือ และสารกัดกร่อนอื่นๆ เหมือนกับเหล็กกล้าไร้สนิม 321 ประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี สามารถใช้เป็นวัสดุป้องกันการกัดกร่อนและเหล็กกล้าร้อน ส่วนใหญ่จะใช้ในสาขาพลังงานความร้อนและปิโตรเคมี เช่น การทำภาชนะ ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพลา ท่อเตาในเตาเผาอุตสาหกรรม และเทอร์โมมิเตอร์แบบท่อเตา
10. สแตนเลส 904L. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่สมบูรณ์เป็นพิเศษเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกขั้นสูงที่คิดค้นโดยบริษัท Outokumpu ของประเทศฟินแลนด์ เศษส่วนมวลของนิกเกิลอยู่ที่ 24 เปอร์เซ็นต์ -26 เปอร์เซ็นต์ เศษส่วนมวลคาร์บอนน้อยกว่า 0.02 เปอร์เซ็นต์ และมีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม , มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ เช่น กรดซัลฟิวริก, กรดอะซิติก, กรดฟอร์มิก, กรดฟอสฟอริก และมีความต้านทานการกัดกร่อนตามซอกและการกัดกร่อนจากความเครียดได้ดี เหมาะสำหรับกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นต่างๆ ต่ำกว่า 70 องศา และมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในกรดอะซิติกที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิใดๆ ภายใต้ความดันปกติ และกรดผสมของกรดฟอร์มิกและกรดอะซิติก ASMESB มาตรฐานเดิม-625 จัดว่าเป็นโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลัก และมาตรฐานใหม่จัดว่าเป็นเหล็กกล้าไร้สนิม ประเทศจีนมีเหล็กเกรด 015Cr19Ni26Mo5Cu2 ที่ใกล้เคียงกันเท่านั้น และผู้ผลิตเครื่องดนตรีในยุโรปบางรายใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 904L เป็นวัสดุหลัก ตัวอย่างเช่น ท่อวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลของ E บวก H ทำจากสเตนเลสสตีล 904L และตัวเรือนของนาฬิกา Rolex ทำจากสเตนเลสสตีล 904L เช่นกัน
11. เหล็กกล้าไร้สนิม 440C เหล็กกล้าไร้สนิม Martensitic มีความแข็งสูงสุดในบรรดาเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งและเหล็กกล้าไร้สนิม โดยมีความแข็ง HRC57 ส่วนใหญ่ใช้ทำหัวฉีด ตลับลูกปืน แกนวาล์ว บ่าวาล์ว ปลอก ก้านวาล์ว ฯลฯ
12. 17-4เหล็กกล้าไร้สนิม PH เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็ง Martensitic ที่มีความแข็ง HRC44 มีความแข็งแรง ความแข็ง และทนต่อการกัดกร่อนสูง และไม่สามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 องศา มีความทนทานต่อการกัดกร่อนต่อบรรยากาศและกรดหรือเกลือเจือจางได้ดี ความต้านทานการกัดกร่อนจะเหมือนกับเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และเหล็กกล้าไร้สนิม 430 ใช้ในการผลิตแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง ใบกังหัน แกนวาล์ว บ่าวาล์ว ปลอกและก้านวาล์ว รอ.
13. 300 ซีรีส์ - เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกโครเมียม - นิกเกิล
301—มีความเหนียวดี ใช้สำหรับขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ยังสามารถชุบแข็งได้อย่างรวดเร็วด้วยการตัดเฉือน และมีการเชื่อมที่ดี ความต้านทานการสึกหรอและความเมื่อยล้าดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 เหล็กกล้าไร้สนิม 301 แสดงปรากฏการณ์การชุบแข็งที่เห็นได้ชัดระหว่างการเสียรูป และใช้ในโอกาสต่างๆ ที่ต้องการความแข็งแรงสูง
302—โดยพื้นฐานแล้วเป็นเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ที่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า ซึ่งสามารถรีดเย็นเพื่อให้ได้ความแข็งแรงที่สูงขึ้น
302B—เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีปริมาณซิลิกอนสูง ซึ่งมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงสูง
303 และ 303Se—เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ตัดฟรีซึ่งมีกำมะถันและซีลีเนียมตามลำดับ และใช้ในโอกาสที่ต้องการการตัดที่ง่ายและมีความเงาสูงเป็นส่วนใหญ่ เหล็กกล้าไร้สนิม 303Se ยังใช้ทำชิ้นส่วนที่ต้องการหัวร้อน เนื่องจากภายใต้สภาวะดังกล่าว เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้สามารถผ่านความร้อนได้ดี
304N—เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีไนโตรเจนและไนโตรเจนถูกเติมเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กกล้า
305 และ 384—เหล็กกล้าไร้สนิมมีนิกเกิลสูงและมีอัตราการชุบแข็งต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับโอกาสต่างๆ ที่ต้องการการขึ้นรูปเย็นสูง
308—ใช้ทำลวดเชื่อม
ปริมาณนิกเกิลและโครเมียมในเหล็กกล้าไร้สนิม 309, 310, 314 และ 330 ค่อนข้างสูง เพื่อปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความแข็งแรงของการคืบของเหล็กที่อุณหภูมิสูง 30S5 และ 310S แตกต่างจากเหล็กกล้าไร้สนิม 309 และ 310 แต่ความแตกต่างคือปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า เพื่อลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์ใกล้รอยเชื่อม เหล็กกล้าไร้สนิม 330 มีความทนทานต่อการเกิดคาร์บูไรเซชั่นและทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนสูงเป็นพิเศษ
