ประเภทของสแตนเลส: คู่มือที่ครอบคลุม

การแนะนำ

สแตนเลส เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านคุณสมบัติพิเศษเช่นความทนทาน, ความแข็งแกร่ง, และทนทานต่อการกัดกร่อน.

มันถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ, ตั้งแต่การก่อสร้างและยานยนต์ไปจนถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์และเครื่องใช้ในครัว.

การเลือกประเภทสเตนเลสสตีลที่เหมาะสมทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยาวนานในการใช้งานที่แตกต่างกัน. คู่มือนี้ให้ภาพรวมเชิงลึกเกี่ยวกับสเตนเลสประเภทต่างๆ, ลักษณะของพวกเขา, และการใช้งานที่เหมาะสม.

1. สแตนเลสคืออะไร?

สแตนเลสเป็นโลหะผสมที่ทำจากเหล็กเป็นหลักและอย่างน้อยที่สุด 10.5% โครเมียม, ทำให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่โดดเด่น. การเติมโครเมียมทำให้เกิดความบาง, ชั้นป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวเหล็ก, ป้องกันสนิมและออกซิเดชั่น.

องค์ประกอบอื่นๆ เช่น นิกเกิล, โมลิบดีนัม, และอาจเติมแมงกานีสเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเฉพาะเช่นความแข็งแรง, ความเหนียว, และทนต่อความร้อนและสารเคมี.

คุณสมบัติทั่วไปของเหล็กกล้าไร้สนิม:

• ‌ความต้านทานการกัดกร่อน‌: องค์ประกอบโครเมียมในสแตนเลสทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างชั้นโซเดียมโครเมตที่มีความหนาแน่นสูง, ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้สแตนเลสมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี.
• ‌ทนความร้อน‌: สแตนเลสสามารถรักษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง, มีความต้านทานความร้อนได้ดี, และสามารถรักษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่างกันได้.
• ‌มีความแข็งแรงสูง‌: สแตนเลสมีความแข็งแรงสูงและสามารถทนต่อแรงกดและแรงดึงได้มากขึ้น.
• ‌ความปลอดภัยและสุขอนามัย‌: สแตนเลสไม่มีสารกัมมันตภาพรังสีและจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายมนุษย์. เหมาะสำหรับอุปกรณ์การผลิตอาหารหรือสายการผลิตและอุปกรณ์อื่นๆ.
• ‌พื้นผิวที่สวยงาม‌: พื้นผิวของสแตนเลสมีความสดใส, ทำความสะอาดง่าย, และมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำ1.
• ‌สามารถแปรรูปได้ดี‌: สแตนเลสสามารถขึ้นรูปและแปรรูปได้หลายวิธี, เช่นการเชื่อม, การประมวลผลเย็น, การประมวลผลที่แม่นยำ, ฯลฯ.
• ‌ความสามารถในการรีไซเคิล: วัสดุสแตนเลสสามารถรีไซเคิลได้และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย.
• ‌ความยืดหยุ่นและความเป็นพลาสติกที่ดี: วัสดุสแตนเลสมีความยืดหยุ่นและพลาสติกที่ดีและไม่แตกหักง่าย.

ลักษณะเหล่านี้ทำให้สแตนเลสถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ, เช่นเครื่องจักร, การบิน, อุตสาหกรรมการทหาร, อุตสาหกรรมเคมี, ฯลฯ.

2. ประเภทของสแตนเลส

สแตนเลสแบ่งออกเป็นห้าตระกูลหลัก, แต่ละอันมีโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งให้คุณสมบัติที่แตกต่างกัน. การทำความเข้าใจการจำแนกประเภทเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานต่างๆ, ตั้งแต่เครื่องใช้ในครัวไปจนถึงส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศ. ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับแต่ละประเภท:

1. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

โครงสร้าง:
สเตนเลสสตีลออสเทนนิติกมีลูกบาศก์ตรงกลางหน้า (เอฟซีซี) โครงสร้างคริสตัล, ซึ่งมีความเสถียรที่อุณหภูมิห้อง. โครงสร้างนี้ทำให้ไม่มีแม่เหล็กและมีความเหนียวสูง.

องค์ประกอบ:
โดยทั่วไปเหล็กเหล่านี้ประกอบด้วย 16-26% โครเมียมและ 6-22% นิกเกิล, โดยบางเกรดยังมีโมลิบดีนัมหรือไนโตรเจนเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน. ปริมาณคาร์บอนต่ำ (มักจะน้อยกว่า 0.1%) ป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์, ซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้.

คุณสมบัติ:
สเตนเลสออสเทนนิติกขึ้นชื่อในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและคลอไรด์. มีความสามารถในการขึ้นรูปและเชื่อมได้ดี, ทำให้เหมาะกับรูปทรงที่ซับซ้อนและโครงสร้างขนาดใหญ่. อย่างไรก็ตาม, ไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้ด้วยการบำบัดความร้อน; แทน, พวกเขามักจะทำงานด้วยความเย็นเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง.

เกรดทั่วไป:

• 304: หรือเรียกอีกอย่างว่า 18/8 สแตนเลส, เป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากมีความสามารถรอบด้านและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม.
• 316: ประกอบด้วยโมลิบดีนัม, ซึ่งให้ความต้านทานที่เหนือกว่าต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมทางทะเลและทางเคมี.
• 310: เหล็กทนอุณหภูมิสูงใช้ในชิ้นส่วนเตาหลอมและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน.

การใช้งาน:
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกพบได้ในผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภท, รวมทั้งอ่างล้างจานด้วย, อุปกรณ์แปรรูปอาหาร, ถังเคมี, และส่วนหน้าทางสถาปัตยกรรม.

2. สเตนเลสเฟอร์ริติก

โครงสร้าง:
สเตนเลสเฟอร์ริติกมีลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวเครื่อง (สำเนาลับถึง) โครงสร้าง, คล้ายกับเหล็กกล้าคาร์บอน, ซึ่งทำให้เป็นแม่เหล็กและมีความเหนียวน้อยกว่าเกรดออสเทนนิติก.

องค์ประกอบ:
โดยทั่วไปประกอบด้วย 10.5-30% โครเมียมและคาร์บอนต่ำมาก (น้อยกว่า 0.1%), เหล็กเหล่านี้มีนิกเกิลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย, ทำให้มีความคุ้มค่ามากกว่าพันธุ์ออสเทนนิติก.

คุณสมบัติ:
เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและทนต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น. มีค่าการนำความร้อนได้ดีกว่าเกรดออสเทนนิติก แต่เหมาะสำหรับการเชื่อมและการขึ้นรูปน้อยกว่า.

เกรดทั่วไป:

• 430: นิยมใช้ในขอบตกแต่งรถยนต์และแผงอุปกรณ์เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนและขึ้นรูปได้ดี.
• 409: มีปริมาณโครเมียมต่ำกว่า, ให้ความต้านทานการกัดกร่อนปานกลาง, มักใช้ในระบบไอเสียรถยนต์.

การใช้งาน:
เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกมักใช้ในงานด้านยานยนต์, อุปกรณ์อุตสาหกรรม, และของตกแต่ง.

3. เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก

โครงสร้าง:
สเตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกมีรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวเครื่อง (ก่อนคริสต์ศักราช) โครงสร้าง. เป็นแม่เหล็กและสามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความแข็งสูง.

องค์ประกอบ:
เหล็กเหล่านี้ประกอบด้วย 12-18% โครเมียม, 0.1-1.2% คาร์บอน, และนิกเกิลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย. ปริมาณคาร์บอนสูงช่วยให้สามารถชุบแข็งและอบคืนตัวได้.

คุณสมบัติ:
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีความแข็งแรงสูง, ความแข็ง, และทนต่อการกัดกร่อนปานกลาง. สามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลที่หลากหลาย แต่จะเปราะและทนทานต่อการกัดกร่อนน้อยกว่าตระกูลสเตนเลสอื่นๆ.

เกรดทั่วไป:

• 410: เกรดสำหรับงานทั่วไปที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีและมีความแข็งแรงเชิงกลสูง.
• 420: มักใช้สำหรับช้อนส้อมเนื่องจากสามารถขัดเงาให้เงางามและรักษาขอบให้คมได้.
• 440ค: ปริมาณคาร์บอนสูงทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีการสึกหรอสูง.

การใช้งาน:
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกถูกนำมาใช้ในใบมีด, เครื่องมือผ่าตัด, เพลา, และวาล์ว.

4. ดูเพล็กซ์สแตนเลส

โครงสร้าง:
ดูเพล็กซ์สแตนเลสมีโครงสร้างจุลภาคผสมของออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์, โดยทั่วไปใน 50:50 อัตราส่วน. โครงสร้างแบบสองเฟสนี้ให้คุณสมบัติพิเศษ.

องค์ประกอบ:
เหล็กดูเพล็กซ์มักประกอบด้วย 18-28% โครเมียม, 4.5-8% นิกเกิล, และขึ้นไป 5% โมลิบดีนัม, ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ. องค์ประกอบที่สมดุลจะช่วยลดความไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด และเพิ่มความแข็งแรงทางกล.

คุณสมบัติ:
เหล็กกล้าเหล่านี้ผสมผสานคุณสมบัติที่ดีที่สุดของเกรดออสเทนนิติกและเฟอร์ริติกเข้าด้วยกัน, ให้ความแข็งแรงสูง, ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม, และเชื่อมได้ดี. พวกเขาทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง, เช่นผู้ที่สัมผัสกับคลอไรด์และกรดซัลฟิวริก.

เกรดทั่วไป:

• 2205: เกรดดูเพล็กซ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด, เป็นที่รู้จักในด้านความแข็งแกร่งและความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น.
• 2507: เกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์มีความแข็งแกร่งและทนทานต่อการกัดกร่อนมากยิ่งขึ้น.

การใช้งาน:
เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ใช้ในการแปรรูปทางเคมี, อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, การใช้งานทางทะเล, และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน.

5. การตกตะกอน-แข็งตัว (พีเอช) สแตนเลส

โครงสร้าง:
เหล็กกล้าไร้สนิม PH มีโครงสร้างจุลภาคที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งช่วยให้ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความเหนียวสูง. พวกมันเริ่มต้นเป็นออสเทนนิติกหรือมาร์เทนซิติก และผ่านการตกตะกอนจนแข็งตัวเพื่อสร้างอนุภาคละเอียดที่เพิ่มความแข็งแรง.

องค์ประกอบ:
เหล็กเหล่านี้ผสมกับองค์ประกอบต่างๆ เช่น อะลูมิเนียม, ทองแดง, และไทเทเนียม, ซึ่งก่อตัวเป็นสารประกอบระหว่างโลหะที่ตกตะกอนระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน.

คุณสมบัติ:
เหล็กกล้าไร้สนิม PH มีความแข็งแรงสูงผสมผสานกัน, ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี, และคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม. สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้หลายระดับความแรง, ทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลายสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง.

เกรดทั่วไป:

• 17-4 พีเอช: เกรด PH ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย, ผสมผสานความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนปานกลาง.
• 15-5 พีเอช: เสนอความเหนียวที่ดีขึ้นมากกว่า 17-4 PH และมักใช้ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศ.

การใช้งาน:
เหล็กกล้าไร้สนิม PH ใช้ในส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศ, วาล์วประสิทธิภาพสูง, เกียร์, และชิ้นส่วนวิศวกรรมความแม่นยำอื่นๆ.