7 เรื่องน่ารู้ สแตนเลสคืออะไร ???

สเตนเลส หรือตามศัพท์บัญญัติเรียกว่า เหล็กกล้าไร้สนิม เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ(น้อยกว่า 2%)ของน้ำหนัก มีส่วนผสมของโครเมียม อย่างน้อย 10.5% ซึ่งจะทำหน้าที่สร้าง ฟิลม์บางๆ ขึ้นเพื่อทานการกัดกร่อน และจะสร้างฟิลม์ขึ้นใหม่ได้เอง หากผิวฟิล์มถูกขีดข่วน กำเนิดขึ้นในปี พ.ศ.1903 เมื่อนักวิทยาศาสตร์พบว่า การเติมนิเกิล โมบิดินัม ไททาเนียม ไนโอเนียม หรือโลหะอื่นแตกต่างกันไปตามชนิด ของคุณสมบัติเชิงกล และการใช้ลงในเหล็กกล้าธรรมดา ทำให้เหล็กกล้ามีความต้านทานการเกิดสนิมได้

1. ประเภทของสแตนเลส ?

•    ออสเทนนิติก (Austenitic) หรือกลุ่ม ซีรีย์ 300 เป็นสแตนเลสกลุ่มที่ผลิตเยอะที่สุดในโลก (ประมาณ 70% ของการผลิตแสตนเลสโลก) แม่เหล็กดูดไม่ติด โดยสแตนเลสกลุ่ม ออสเทนนิติค นี้ ประกอบด้วยคาร์บอน 0.15% ส่วนผสมของโครเมียม 18%แล้ว ยังมีส่วนผสมของนิกเกิล ซึ่งทำให้ขึ้นรูปประกอบได้ดีและช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนอีกด้วย ชนิดออสเทนนิติกเป็นที่นิยมใช้อย่างกว้างขวางมากที่สุด ในบรรดาสเตนเลสด้วยกัน ส่วนออสเทนนิติกที่มีโครเมียมผสมอยู่สูง 20% ถึง 25% และนิกเกิล 1%ถึง 20% จะสามารถทนการเกิดออกซิไดซ์ได้ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งใช้ในส่วนประกอบของเตาหลอม ท่อนำความร้อน และแผ่นกันความาร้อนในเครื่องยนต์ จะเรียกว่า เหล็กกล้าไร้สนิม ชนิดทนความร้อน (Heat Resisting Steel) ซึ่งทำให้ขึ้นรูปประกอบได้ดี

• เฟอร์ริติก (Ferritic) แม่เหล็กดูดติด มีส่วนผสมของคาร์บอนต่ำ และมีโครเมียมเป็นส่วนผสมหลักคือประมาณ 13% หรือ 17%
  มาร์เทนซิติก (Martensitic) แม่เหล็กดูดติด โดยทั่วไปจะมีโครเมียมผสมอยู่ 12%และมีส่วนผสมของคาร์บอนในระดับปานกลาง มักนำไปใช้ทำส้อม มีด เครื่องมือตัด และเครื่องมือวิศวกรอื่นๆ ซึ่งต้องการคุณสมบัติเด่นในด้าน การต้านทานการสึกกร่อน และ ความแข็งแรงทนทาน

• ดูเพล็กซ์ (Duplex) แม่เหล็กดูดติด มีโครงสร้างผสมระหว่างเฟอร์ไรต์และออสเตไนต์ มีโครเมียมผสมอยู่ประมาณ 18-28% และนิเกิล 4.5-8% เหล็กชนิดนี้มักถูกนำไปใช้งานที่มีคลอรีนสูงเพื่อป้องกันมิให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูเข็ม (Pitting corrosion) และช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ที่เป็นรอยร้าวอันเนื่องมาจากแรงกดดัน (Stress corrosion cracking resistance)

• เหล็กกล้าชุบแข็งแบบตกผลึก (Precipitation Hardening Steel) มีโครเมียมผสมอยู่ 17 % และมีนิเกิล ทองแดง และไนโอเบียมผสมอยู่ด้วย เนื่องจากเหล็กชนิดนี้สามารถชุบแข็งได้ในคราวเดียว จึงเหมาะสำหรับทำแกน ปั้ม หัววาล์ว และส่วนประกอบของอากาศยาน สเตนเลส สตีล ที่นิยมใช้ทั่วไปคือ ออสเตนิก และเฟอร์ริติก ซึ่งคิดเป็น 95%ของเหล็กกล้าไร้สนิม ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน

แบ่งย่อยก็จะได้มากกว่า 50 ชนิด
สแตนเลสสตีลไม่ใช่อัลลอยล์เพียงอย่างเดียว แต่ถูกจัดอยู่ในชนิดของเหล็ก อัลลอยล์จะมีส่วนประกอบเป็นโครเมี่ยมอย่างน้อย 10.5% ส่วนประกอบอื่นๆได้ถูกผสมเพิ่มขึ้นมาเพื่อเพิ่มการป้องกันการเกิดสนิมและการเกิดความร้อนได้ดีขึ้น เพิ่มคุณสมบัติทางกลไกและส่วนผสมใหม่ๆเข้าไป ดังนั้นสแตนเลสจึงมีมากกว่า 50 ชนิด โดยถูกกำหนดขึ้นโดยองค์กร the American Iron and Steel Institute(AISI) การแยกชนิดของสแตนเลสโดยทั่วไปแล้วมีอยู่ 3 ข้อคือ

1. ส่วนประกอบทางเทคนิคของโลหะ
2. ระบบเรียงลำดับของ AISI
3. การจัดกลุ่มเดียวกันของระบบเรียงลำดับ ได้ถูกพัฒนาโดยองค์กรของอเมริกาที่ทำหน้าที่ทดสอบแร่ธาตุ(ASTM)และองค์กรยานยนต์วิศวกรรม โดยจะกำหนดตัวเลขให้กับโลหะและอัลลอยล์ทุกชนิด

2. เกรดของสแตนเลส

เกรด 304 เป็นสแตนเลส ตระกูล ออสเทนนิติค Austenitic ที่ได้มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เป็นสแตนเลสสตีลพื้นฐานที่ใช้ในการตกแต่งเพื่อความสวยงาม ชนิดนี้ง่ายต่อการขึ้นรูปและป้องกันการเกิดสนิมได้เป็นอย่างดี

เกรด 304L เป็นสแตนเลสสตีลเกรด 304 ที่ลดปริมาณส่วนผสม ธาตุคาร์บอน ทำให้ทนการกัดกร่อนรอบขอบเกรนได้ดียิ่งขึ้นใช้ในงานการเชื่อมอย่างกว้างขวาง เครื่องจักร เครื่องมือในโรงงานเคมี เชื้อเพลิงและโรงงานปิโตรเคมีที่ต้องทนการกัดกร่อนรอบขอบเกรน ชิ้นส่วนโครงสร้าง ชิ้นส่วนรับความร้อน เหมาะกับการใช้งานเชื่อมที่ดีกว่า ข้อดีคือไม่เป็นสนิม เหมาะกับการใช้งานจำพวกแทงค์น้ำต่างๆ

เกรด 316 ถูกออกแบบให้มาป้องกันการเกิดสนิมได้เป็นอย่างดี ใช้กับงานทนกรด ทนเคมี หรือเป็นเกรดที่ปฏิกิริยากับกรดน้อย หรือกลุ่ม SUS316 ทนความผุกร่อนได้สูง สามารถทนความร้อนได้สูง ตัวสแตนเลส สามารถถูกใช้งานได้ในพื้นที่ภาวะกัดกร่อนสูง มีเวิร์คฮาดเดนนิงน้อย แม่เหล็กดูดไม่ติก จึงเหมาะกับการทำ เครื่องมือทดสอบน้ำทะเล โรงงานเคมี โรงงานทำสีย้อม โรงงานทำกระดาษ กรดสมุนไพร เครื่องจักรกลเกษตร เครื่องถ่ายภาพ โรงงานผลิตอาหาร เครื่องใช้ชายฝั่งทะเล

เกรด 316L เป็นสแตนเลสสตีลเกรด 316 ที่มีส่วนประกอบของคาร์บอนน้อยลงมาใช้กับงานทนกรดที่เข้มข้นกว่ามาก ทนเคมีมากกว่า หรือเป็นเกรดที่ปฏิกิริยากับกรดน้อยมาก (มีความทนต่อกรดมากกว่า)

เกรด 430 เป็นสแตนเลสสตีลที่ใช้โครเมี่ยมเป็นส่วนประกอบ 100% และมีโอกาสเกิดสนิมน้อยกว่าเบอร์300 พวกนี้นิยมใช้ตกแต่งภายใน

เกรดที่เหมาะกับการใช้งาน

3. คุณสมบัติของ สแตนเลส

สเตนเลสต่างชนิดกันที่มีโครงสร้างต่างกัน จะมีลักษณะค่าความแข็งแรงที่แตกต่างกัน แบ่งออกเป็น 4 ชนิด

1. เกรดมาร์เทนซิติก มีค่าความจำนนความแข็งแรง (Yield Strength : YS) และค่าความแข็งแรงสูงสุด (Ultimate Tensile Strenght : UTS) สูงมากในสภาพที่ผ่านกระบวนการอบชุบ แต่จะมีค่าการยืดตัว (Elongation : EL %) ต่ำ
2. เกรดเฟอร์ริติก มีค่าความจำนนความแข็งแรง และค่าความแข็งแรงสูงสุดปานกลาง เมื่อรวมกับค่าความยืดตัวสูง จึงทำให้สามารถขึ้นรูปได้ดี
3. เกรดออสเทนนิติก มีค่าความจำนนความแข็งแรงใกล้เคียงกับชนิดเฟอร์ริติก แต่มีค่าความแข็งแรงสูงสุดและความยืดตัวสูง จึงสามารถขึ้นรูปได้ดีมาก
4. เกรดดูเพล็กซ์ (ออสเตไนท์ – เฟอร์ไรต์) มีค่าความจำนนความแข็งแรง และค่าความยืดตัวสูงจึงเรียกได้ว่า เหล็กชนิดนี้มีทั้งความแข็งแรง และความเหนียว (Ductility) ที่สูงเป็นเลิศ

4. ความต้านทานการกัดกร่อน

เหตุใด? สเตนเลสจึงทนต่อการกัดกร่อนได้ โลหะทุกชนิดทั่วไปจะทำปฎิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ เกิดเป็นฟิล์มออกไซต์บนผิวโลหะ หรือออกไซต์ ที่เกิดบนผิวเหล็กทั่วไป จะทำปฎิกิริยาออกซิไดซ์ และทำให้เกิดสภาพพื้นผิวเหล็กผุกร่อน ที่เราเรียกว่า เป็นสนิม แต่สแตนเลสมีโครเมียมผสมอยู่ 10.5% ขึ้นไป ทำให้คุณสมบัติของฟิล์มออกไซต์บนพื้นผิวเปลี่ยนแปลงไป กลายเป็นฟิล์มปกป้อง หรือพลาสซิฟเลเยอร์ (Passive Layer) ที่เหมือนเกราะป้องกัน การกัดกร่อน ซึ่งปรากฎการณ์นี้เรียกว่า พาสซิวิตี้ (Passivity) ฟิล์มปกป้องนี้จะมีขนาดบางมาก (สำหรับแผ่นสแตนเลสบางขนาด 1 มม. ฟิล์มหรือพาสซีฟ เลเยอร์นี้ จะมีความบางเทียบเท่ากับวางกระดาษ 1 แผ่น บนตึกสูง 20 ชั้น) และมองตาเปล่าไม่เห็นฟิล์มนี้จะเกาะติดแน่น และทำหน้าที่ปกป้องสแตนเลส จากการกัดกร่อนทั้งมวล หากนำไปผลิตแปรรูปหรือใช้งานในสภาพเหมาะสม เมื่อเกิดมีการขีดข่วน ฟิล์มปกป้องนี้จะสร้างขึ้นใหม่ได้เองตลอดเวลา

ความคงทนของพาสซีสเลเยอร์ เป็นปัจจัยหลักของความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส นอกจากนี้ ยังขึ้นอยู่กับสภาพการกัดกร่อนอันได้แก่ ความรุนแรง ของปฏิกิริยาออกซิไดซ์ ความเป็นกรดปริมาณสารละลายคลอไรต์ และอุณหภูมิ โดยทั่วไปแล้วการเพิ่มปริมาณ โครเมียมจะช่วยเพิ่มความ ต้านทาน การกัดกร่อนของสแตนเลส การเติมนิเกิลจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไป ให้ทนสภาวะกัดกร่อนรุนแรงได้ ส่วนโมลิบดินัมจะช่วยเพิ่ม ความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะที่ เช่น การกัดกร่อนแบบรูเข็ม (Pitting Corrosion)

ในทางปฏิบัติ สแตนเลสชนิดเฟอร์ริติก มีการใช้งานจำกัดในสภาพการกัดกร่อนปานกลาง ทั้งชนิดเฟอร์ริติกและออสเตนิติก สามารถใช้ทำ อุปกรณ์เครื่องใช้ในครัวเรือนได้แต่เนื่องจากชนิดออสเตนิติกสามารถทนการกัดกร่อนได้ดี และทำความสะอาดง่าย จึงนิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร และเครื่องดื่ม นอกจากนี้ชนิดออสเตนิติกยังทนการกัดกร่อนจากสารเคมีหลายประเภทได้แก่ กรด, อัลคาลายด์ เป็นต้น ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลาย ในอุตสาหกรรมเคมี และกระบวนการผลิตต่าง ๆ

5. วิธีทำความสะอาด ?

ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด

วิธีทำความสะอาดสำหรับคราบสกปรกทั่วๆ ไป

ความรู้และเทคนิค

6. การทำพาสซิเวชั่น ในสแตนเลส (Passivation of Stainless Steel)

สแตนเลส คือวัสดุที่มีความทนทานการกัดกร่อนสูง ทนทานการเกิดสนิมมากกว่าวัสดุทั่วไป แต่ไม่ใช่ว่าจะไม่เกิดสนิมเลย ตราบใดที่ผิวของสแตนเลส (Passive Film) ยังไม่ถูกทำลายไป โดยปกติแล้วพื้นผิวของสแตนเลส จะมี Passive Film เกิดขึ้นเองอยู่ที่พื้นผิวของโลหะ เมื่อมาขึ้นรูปเป็นชิ้นงาน Passive Film นี้จะถูกทำลายจากความร้อนสูงในกระบวนการ “ตัด-ต่อ-เชื่อม” ทำให้ผิวของสแตนเลส (Passive Film) ถูกทำลายไป รวมถึงการใช้งานที่เกิดจากการผลิต และมีการสัมผัสกับวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตที่มีฤทธิ์ในการกัดกร่อนอยู่เป็นเวลานานทำให้ผิวของสแตนเลสเกิดการถูกทำลายไปเรื่อยๆ

เพื่อเป็นการคืนพื้นผิวของสแตนเลสให้กลับมาเป็นปกติที่มีสภาพทนทานการกัดกร่อนสูง ทนทานการเกิดสนิม มากกว่าวัสดุทั่วไป จำเป็นต้องมีการทำพาสซิเวชั่น (Passivation) โดยมีการขัดพื้นผิวที่มีปัญหา (ที่เป็นสนิม) หรือการใช้สารเคมีกรดกัดสนิม(Pickling) ออกจากชิ้นงาน แล้วจึงใช้สารเคมีกรดเข้าไปช่วยทำลายเศษเหล็กที่หลงเหลืออยู่(Passivation) เพื่อทำให้โครเมียมที่ผิวเกิดการรวมตัวกับอ๊อกซิเจนในอากาศกลายเป็น Chromium(III)oxide หรือ Passive Film ได้อย่างรวดเร็ว ช่วยป้องกันให้พื้นผิวสแตนเลสเกิดความทนทานต่อการกัดกร่อนอีกครั้งหนึ่ง

ดังนั้นก่อนใช้งานสแตนเลสทุกครั้ง จึงจำเป็นต้องมีการทำการทำพาสซิเวชั่น (Passivation) เพื่อให้เกิด Passive Film เพื่อให้ชิ้นงานสแตนเลสมีประสิทธิภาพในการทนทานการกัดกร่อนสูง ตรงตามวัตถุประสงค์ของการเลือกใช้งานวัสดุสแตนเลส

7. ผิวสแตนเลสมีอะไรบ้าง ?

บทสรุป

สแตนเลส คือเหล็กกล้าไรสนิม ทนทานการกัดกร่อนสูง ไม่เป็นสนิม มีหลายเกรด นำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมที่หลายหลาย แต่ละเกรดก็มีลักษณะการใช้งานเฉพาะออกไป ถ้าลูกค้าท่านใด อยากได้งานตามที่ต้องการแต่ไม่รู้ ควรใช้เกรด, ผิว หรือ ความหนาแบบไหนถึงจะเหมาะ เรามีวิศวกรชำนาญการที่พร้อมจะค่อยช่วยให้ตอบคำถามและไขข้อสงสัยของท่านให้ตรงกับงาน ตอบโจทย์แน่นอน โปรดอย่างลังเลที่จะติดต่อเรา ปรึกษาฟรี !!! (คลิกเลย)