ข้อดีและข้อเสียของสแตนเลส

การแนะนำ

สแตนเลส เข้าสู่ฉากอุตสาหกรรมในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 และได้รับชื่อเพราะดูเหมือนว่าจะต่อต้านสนิมอย่างแท้จริง.

ประกอบด้วยเหล็กเป็นหลัก, โครเมียม, นิกเกิล, และองค์ประกอบการติดตาม, สแตนเลสผสมผสานคุณสมบัติที่ไม่เหมือนใครซึ่งเหมาะกับทุกอย่างตั้งแต่ด้านหน้าตึกระฟ้าไปจนถึงผ่าตัดผ่าตัดผ่าตัด.

ยัง, แม้จะมีจุดแข็งมากมาย, สแตนเลสมาพร้อมกับการแลกเปลี่ยน.

ในบทความนี้, เราจะตรวจสอบข้อดีที่สำคัญและข้อเสียของสแตนเลส, หนุนโดยข้อมูล,

ดังนั้นคุณสามารถตัดสินใจอย่างชาญฉลาดเมื่อเลือกสแตนเลสสำหรับอุปกรณ์เสริมแผ่นโลหะหรือแอปพลิเคชันอื่น ๆ.

ข้อดีของสแตนเลส

ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า

คุณสมบัติ Hallmark ของสแตนเลสสตีลเกิดขึ้นจากขั้นต่ำ 10.5 % โครเมียม เนื้อหา, ซึ่งเป็นชั้นโครเมียม-ออกไซด์รักษาตัวเอง.

เพราะเหตุนี้, เกรดเช่น 304 แสดงอัตราการกัดกร่อนต่ำสุด 0.01 มม./ปี ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง, ในขณะที่ 316 (ด้วยการเติมโมลิบดีนัม) ต่อต้านหลุมในโซลูชั่นคลอไรด์ลงไป –0.2 ใน VS. SCE.

นอกจากนี้, ฟิล์มแบบพาสซีฟนี้จะสร้างใหม่ได้ทันทีหลังจากรอยขีดข่วนเล็กน้อย, สร้างความมั่นใจในความทนทานในระยะยาวในบรรยากาศที่รุนแรง.

เพราะเหตุนี้, เจ้าของบ้านเชื่อใจในอ่างล้างมือและเครื่องครัว, และพ่อครัวพึ่งพามันสำหรับเครื่องใช้ในครัวที่สัมผัสกับอาหารที่เป็นกรดโดยไม่ต้องเจาะหรือเกิดสนิม.

อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง

นอกจากความต้านทานการกัดกร่อน, เกรดสแตนเลสจำนวนมากส่งมอบความต้านทานแรงดึงตั้งแต่ 500 ถึง 1 200 MPa- การจับคู่หรือเกินกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนโครงสร้าง - ในขณะที่ชั่งน้ำหนักประมาณ 20 % น้อย.

ตัวอย่างเช่น, 17-4 พีเอช เอื้อมมือไป 1 000 MPa ในอารมณ์ H900, ทำให้เหมาะสำหรับเพลา, เกียร์, และส่วนประกอบโหลดสูงที่ได้รับประโยชน์จากน้ำหนักเบาโดยไม่ต้องเสียสละความแข็งแรง.

ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงที่โดดเด่น

นอกจากนี้, สแตนเลสสตีลรักษาความสมบูรณ์ทางกลและความต้านทานออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง.

310ส รักษามากกว่า 80 % ของความต้านทานแรงดึงอุณหภูมิห้องพักที่ 800 องศาเซลเซียส, และ 601 (เกรดทนความร้อน) ทำงานอย่างต่อเนื่องที่ 1 100 องศาเซลเซียส.

เพราะเหตุนี้, อุตสาหกรรมเช่นการผลิตพลังงานและปิโตรเคมีพึ่งพาสแตนเลสสำหรับส่วนประกอบเตาหลอม, ท่อความร้อน, และระบบไอเสีย.

คุณสมบัติสุขอนามัยที่ยอดเยี่ยม

การเปลี่ยนเป็นแอปพลิเคชันสุขาภิบาล, สแตนเลสเรียบ, พื้นผิวที่ไม่มีรูพรุนต่อต้านการยึดเกาะของแบคทีเรีย.

ในบริการอาหารและสภาพแวดล้อมทางการแพทย์, ผู้เชี่ยวชาญด้านการฆ่าเชื้ออุปกรณ์สแตนเลสด้วยน้ำยาทำความสะอาดกัดกร่อนหรือการนึ่ง, มั่นใจว่าโลหะซ่อนตัวอยู่ทั้งสองหรือสิ่งตกค้าง.

ในความเป็นจริง, การศึกษาพบว่ามีคูปอง 316L ขัดเงาอย่างเหมาะสม หน่วยการก่อตัวของอาณานิคมเป็นศูนย์ หลังจาก 24 ชั่วโมงในวัฒนธรรมน้ำซุป.

ความสวยงามและตัวเลือกการตกแต่ง

นอกเหนือจากประสิทธิภาพ, สแตนเลสทำให้ตาพอใจ. นักออกแบบบรรลุการขัดเงากระจก (รา < 0.1 ไมโครเมตร), พื้นผิวแปรง (ra ≈ 0.4 ไมโครเมตร), หรือการเคลือบสีขั้วบวกสำหรับแผงตกแต่งและประติมากรรม.

นอกจากนี้, เสร็จสิ้นเครื่องแบบสะท้อนแสงอย่างสม่ำเสมอ, ให้ยืมรูปลักษณ์ระดับพรีเมี่ยมไปยังด้านหน้า, เครื่องใช้ในครัว, และเครื่องประดับ.

ความสามารถในการรีไซเคิลและความยั่งยืน

ในแง่ของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม, สแตนเลสโดดเด่น: โลหะผสมที่ทันสมัยมักจะมี 60–80 % เนื้อหารีไซเคิล, และโลหะยังคงอยู่ 100 % รีไซเคิลได้ อย่างไม่มีกำหนด.

นอกจากนี้, ผลิตสแตนเลสจากเศษซาก 40 % พลังงานน้อยลง กว่าการผลิตขั้นต้น, สอดคล้องกับเครดิต LEED และเป้าหมาย ESG ขององค์กร.

ความต้านทานต่อการสึกหรอและผลกระทบ

มาร์เทนซิติกและเกรดสแตนเลสที่ทำให้เกิดการตกตะกอน-เช่นเดียวกับ 420 และ 630-บรรลุ

ค่าความแข็งของร็อคเวลล์ด้านบน เหล็กแผ่นรีดร้อน 40, เปิดใช้งานความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมในเพลาปั๊ม, ใบมีด, และที่นั่งวาล์ว.

นอกจากนี้, โลหะผสมเหล่านี้รักษาความเหนียว (charpy v-notch > 50 j ที่ -40 ° C) ภายใต้ผลกระทบซ้ำ ๆ, ยืดอายุการใช้งานในแอปพลิเคชันแบบไดนามิก.

การบำรุงรักษาต่ำและค่าวัฏจักร

ในที่สุด, การรวมกันของความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส, ความแข็งแกร่ง, และสุนทรียศาสตร์ลดรอบการบำรุงรักษา.

ตัวอย่างเช่น, ระบบหุ้มสถาปัตยกรรมที่ประดิษฐ์จาก 316 เกรดมักจะต้องมีการซักเป็นระยะเท่านั้น, เมื่อเทียบกับเหล็กทาสี, ซึ่งต้องการทาสีใหม่ทุกครั้ง 5–7 ปี.

ตลอดชีวิตการสร้าง 50 ปี, สแตนเลสสามารถส่งไฟล์ 30–50 % ต้นทุนการเป็นเจ้าของที่ต่ำลง แม้จะมีต้นทุนวัสดุล่วงหน้าสูงขึ้น.

ข้อเสียของสแตนเลส

ต้นทุนวัสดุที่สูงขึ้น

ก่อนอื่น, โลหะผสมสแตนเลสมีป้ายราคาพรีเมี่ยม.

ตัวอย่างเช่น, 304-ค่าใช้จ่ายสแตนเลสเกรดประมาณ 20–30 % เพิ่มเติมต่อกิโลกรัม กว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาตรฐาน, ในขณะที่เกรดดูเพล็กซ์หรือนิกเกิลที่อุดมไปด้วย (เช่น, 2205, 316ล) สามารถวิ่งได้ 50–80 % สูงกว่า.

เพราะเหตุนี้, โครงการที่มีงบประมาณ จำกัด มักจะจองสแตนเลสสำหรับส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดเท่านั้น.

การนำความร้อนต่ำลง

นอกจากนี้, การนำความร้อนของสแตนเลสอยู่รอบ ๆ 15 W/ม·เค- เกี่ยวกับ 8 % ของทองแดงและ 7 % ของอลูมิเนียม.

ส่งผลให้, แอปพลิเคชันที่ต้องการการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว (เช่นอ่างล้างมืออิเล็กทรอนิกส์หรือก้นเครื่องครัว) ทำงานได้ไม่ดีด้วยสแตนเลส, วิศวกรชั้นนำในการเลือกโลหะทางเลือกแทน.

การผลิตและการตัดเฉือนที่ท้าทาย

นอกจากนี้, ทำงานหนักอย่างรวดเร็ว. ในระหว่างการกัดหรือหมุน, โซนตัดสามารถแข็งตัวได้โดย 20–30 %, ซึ่งเร่งการสึกหรอของเครื่องมือ.

ในขณะที่คาร์ไบด์หรือเครื่องมือเซรามิกช่วยลดผลกระทบนี้, ร้านค้ายังคงพบ 30–40 % สั้นลง อายุการใช้งานของเครื่องมือเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าอ่อน ๆ.

นอกจากนี้, ความเหนียวของมันต้องการแรงตัดที่สูงขึ้น, เพิ่มการใช้พลังงาน.

ความยากลำบากในการเชื่อมและการบิดเบือน

ในทำนองเดียวกัน, การเชื่อมสแตนเลสต้องมีการควบคุมอย่างรอบคอบ. การขยายตัวทางความร้อนสูง (≈ 17 ×10⁻⁶K⁻⁻) สามารถกระตุ้นการบิดเบือน,

และความเสี่ยงต่อการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว-การตกตะกอนโครเมียมคาร์ไบด์ที่มีขอบเขต.

เพื่อตอบโต้ปัญหาเหล่านี้, ผู้ประดิษฐ์มักจะเปิดชิ้นส่วนและดำเนินการ anneals หลังโพสต์-weld, ซึ่งเพิ่มเวลาและค่าใช้จ่ายในการผลิต.

การทำเครื่องหมายพื้นผิวและการมองเห็นลายนิ้วมือ

นอกจากนี้, สแตนเลสแสดงลายนิ้วมืออย่างง่ายดาย, จุดน้ำ, และรอยขีดข่วนที่ดี.

แม้จะมีการตกแต่งระดับสูง (2B หรือ BA), การจัดการทุกวันใบที่อยู่เบื้องหลังรอยเปื้อนมันที่นักออกแบบต้องทำความสะอาดด้วยการขัดเงาเฉพาะทาง.

ในการติดตั้งที่มีการจราจรสูงเช่นการตกแต่งภายในของลิฟต์-ทีมการบำรุงรักษารายงานการใช้จ่าย 20–30 % มากกว่า ความพยายามรักษาสแตนเลสดูเก่าแก่เมื่อเทียบกับเหล็กเคลือบผง.

แม่เหล็กในเกรดเฟอร์ริติก

ในที่สุด, เกรดสแตนเลสเฟอร์ริติกจำนวนมาก (เช่น, 430) แสดงคุณสมบัติแม่เหล็ก, ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาในการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์หรือการแพทย์ที่ต้องการวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก.

แม้ว่าเกรดออสเทนนิติก (304, 316) ยังคงไม่เป็นแม่เหล็ก, พวกเขามีค่าใช้จ่ายมากขึ้นและให้ความแข็งแรงของผลผลิตที่ลดลง, การสร้างการแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพและราคา.

บทสรุป

การผสมผสานความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส, ความแข็งแกร่ง, และความสวยงามที่มีความสวยงามทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการใช้งานนับไม่ถ้วนตั้งแต่เครื่องครัวไปจนถึงพืชแปรรูปทางเคมี.

แต่ราคาที่สูงขึ้น, ความต้องการการเชื่อม/การขึ้นรูป, และความต้องการการบำรุงรักษาพื้นผิวนำเสนอความท้าทายที่แท้จริง.

โดยการชั่งน้ำหนักข้อดีและข้อเสียเหล่านี้กับข้อกำหนดของโครงการ, คุณสามารถตรวจสอบได้ว่าสแตนเลสยังคงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับอุปกรณ์เสริมแผ่นโลหะหรือส่วนประกอบอุตสาหกรรมครั้งต่อไปของคุณ.