สแตนเลสสตีล: คำจำกัดความ คุณสมบัติ การจำแนกประเภท และการใช้งาน

ประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิม

สแตนเลสสตีลเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกันได้ ซึ่งก็คือการจัดเรียงตัวของอะตอมและผลึกภายในโลหะ

โครงสร้างจุลภาคของสแตนเลสจะกำหนดคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแกร่ง ความแข็ง ความเหนียว ความเหนียว ฯลฯ เช่นเดียวกับความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานความร้อน คุณสมบัติทางแม่เหล็ก ฯลฯ

เมื่อพิจารณาจากโครงสร้างจุลภาค เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถจำแนกได้เป็น 4 ประเภทหลักๆ คือ ออสเทนนิติก เฟอร์ริติก มาร์เทนซิติก และชุบแข็งแบบตกตะกอน

1. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทที่พบมากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลาย คิดเป็นประมาณ 70% ของการผลิตทั่วโลก เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกประกอบด้วยโครเมียมและนิกเกิลในระดับสูง จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีกรดและคลอไรด์ นอกจากนี้ยังมีความเหนียวสูง ซึ่งหมายความว่าเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้ขึ้นรูปและเชื่อมได้ง่าย

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ที่มีหน้าเป็นศูนย์กลาง (FCC) ส่งผลให้มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงทั้งในอุณหภูมิต่ำและสูง เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กในสถานะอบอ่อน แต่จะเปลี่ยนคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กเล็กน้อยเมื่อผ่านการขึ้นรูปเย็น

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกใช้ในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภคที่หลากหลาย เช่น เครื่องครัว อุปกรณ์ทำอาหาร เครื่องใช้ในครัว อ่างล้างจาน ก๊อกน้ำ ภาชนะ อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องมือผ่าตัด รากฟันเทียม และอุปกรณ์ทันตกรรม

ตามสถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกา (AISI) และองค์กรระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) เกรดและมาตรฐานของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกคือ 304, 316, 321, 347, 904L และอื่นๆ

2. เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก

เหล็กกล้าไร้สนิมประเภทมาร์เทนซิติกเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทที่พบมากที่สุดเป็นอันดับสอง คิดเป็นประมาณ 15% ของการผลิตทั่วโลก เหล็กกล้าไร้สนิมประเภทมาร์เทนซิติกเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทที่พบมากที่สุดเป็นอันดับสอง คิดเป็นประมาณ 15% ของการผลิตทั่วโลก เนื่องจากมีโครงสร้างผลึกแบบเตตระโกนัล จึงมีความแข็งแรงและความแข็งสูง รวมถึงทนทานต่อการสึกหรอและการฉีกขาดได้ดี

เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกสามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน เช่น การชุบแข็งและการอบชุบแข็ง ซึ่งจะทำให้คุณสมบัติเชิงกลของเหล็กกล้าไร้สนิมดีขึ้น เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและมีความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

เหล็กสเตนเลสมาร์เทนซิติกถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภคที่หลากหลาย เช่น กังหัน เครื่องมือตัด เครื่องมืออเนกประสงค์ ฯลฯ

เกรดและมาตรฐานของเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกคือ 410, 420, 440 เป็นต้น ตามมาตรฐาน AISI และ ISO

3. เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก

สเตนเลสเฟอร์ริติกเป็นสเตนเลสประเภทที่พบมากเป็นอันดับสาม คิดเป็นประมาณ 10% ของการผลิตทั่วโลก สเตนเลสเฟอร์ริติกมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ศูนย์กลางตัว (BCC) ซึ่งทำให้มีความต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนสูง ซึ่งเป็นประเภทของความล้มเหลวที่เกิดขึ้นเมื่อโลหะอยู่ภายใต้แรงดึงและสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน

เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกยังมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและไฟสูง รวมถึงการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่าสามารถรักษาขนาดและความเสถียรภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและมีความเหนียวและเชื่อมได้ต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

สแตนเลสเฟอร์ริติกใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ และสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ ปิโตรเลียมและสารเคมี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เตาเผา เป็นต้น

ตัวอย่างเกรดและมาตรฐานสแตนเลสเฟอร์ริติก ได้แก่ 409, 430, 439, 441, 444 เป็นต้น ตามมาตรฐาน AISI และ ISO

4. สแตนเลสดูเพล็กซ์

เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทที่พบมากที่สุดเป็นอันดับสี่ คิดเป็นประมาณ 5% ของการผลิตทั่วโลก เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีโครงสร้างผลึกผสมซึ่งประกอบด้วยออสเทไนต์และเฟอร์ไรต์ในปริมาณที่เท่ากัน ซึ่งทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีคุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทไนต์และเฟอร์ริติกรวมกัน เช่น มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนสูง มีความเหนียวสูง และเชื่อมได้ดี

สแตนเลสดูเพล็กซ์ยังเป็นแม่เหล็กและมีการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่าสามารถรักษาขนาดและเสถียรภาพได้ภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

สแตนเลสดูเพล็กซ์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ และสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น ท่อส่ง ถังรับแรงดัน โรงงานผลิตน้ำจืด ฯลฯ

ตัวอย่างเกรดและมาตรฐานเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ ได้แก่ 2205, 2507, 2304 เป็นต้น ตามมาตรฐาน AISI และ ISO

5. สแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน

เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอนเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทที่พบได้น้อยที่สุด โดยคิดเป็นประมาณ 1% ของการผลิตทั่วโลก เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอนมีโครงสร้างผลึกผสม ซึ่งอาจเป็นออสเทนนิติก เฟอร์ริติก หรือมาร์เทนซิติก ขึ้นอยู่กับการอบชุบด้วยความร้อนและองค์ประกอบทางเคมีของโลหะ

เหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอนสามารถเสริมความแข็งแกร่งได้โดยกระบวนการที่เรียกว่าการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนและการทำให้เย็นโลหะเพื่อสร้างอนุภาคละเอียดของเฟสแข็งภายในเมทริกซ์ของโลหะ เหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอนมีความแข็งแรงและความแข็งสูง รวมถึงทนต่อการกัดกร่อนและความเหนียวสูง

เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอนใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ และสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น อวกาศ นิวเคลียร์ พลังงาน ฯลฯ

ตัวอย่างเกรดและมาตรฐานเหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับการชุบแข็งโดยการตกตะกอน ได้แก่ 17-4 PH, 17-7 PH, 15-5 PH เป็นต้น ตามมาตรฐาน AISI และ ISO