เหล็กกล้าไร้สนิม / สแตนเลสทนความร้อน,แผ่นสแตนเลสทนร้อนสูง
สแตนเลสเกรด 253MA (UNS S30815) Stainless 253Ma / UNS30815 / 1.4835
Stainless Steel 253MA,WNR 1.4835,UNS S30815,AISI 253MA, Grade 253MA 1.4835
(Alloy 253 MA), S30815,310s,310,sus310,sus310s,AISI310S
253MA เป็นเกรดที่รวมคุณสมบัติการบริการที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงเข้ากับการผลิตที่ง่าย ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงถึง 1,150°C และสามารถให้บริการที่เหนือกว่าเกรด 310 ในบรรยากาศที่มีคาร์บอน ไนโตรเจน และกำมะถัน
253Ma / UNS30815 / 1.4835 สแตนเลส
253MA / S30815 /1.4835 สแตนเลสเป็นโลหะผสมความร้อนออสเทนนิติกแบบลีนที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่โดดเด่น 253 MA รักษาคุณสมบัติทนความร้อนโดยการควบคุมขั้นสูงของการเติมโลหะผสมขนาดเล็ก การใช้โลหะหายากของโลกร่วมกับซิลิกอนให้ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่เหนือกว่าถึง 2000 ° F
ไนโตรเจนคาร์บอนและการกระจายตัวของธาตุหายากและออกไซด์โลหะอัลคาไลรวมกันเพื่อให้มีความแข็งแรงในการแตกคืบคลานเทียบเท่ากับโลหะผสมนิกเกิลฐาน ส่วนประกอบที่หลากหลายที่ต้องการความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงเช่นตัวแลกเปลี่ยนความร้อน, เตาเผา, แดมเปอร์สแต็คและส่วนประกอบของเตาอบเป็นแอพพลิเคชั่นทั่วไปสำหรับ 253 MA
สแตนเลส 253 MA ถูกประดิษฐ์ขึ้นอย่างง่ายดายตามขั้นตอนการค้ามาตรฐาน เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนสแตนเลสจะแกร่งขึ้นและมีแนวโน้มแข็งตัวเร็วขึ้น อย่างไรก็ตามด้วยฟีดที่เป็นบวกและความเร็วที่ช้ารวมกับน้ำมันตัดที่อุดมสมบูรณ์ทำให้โลหะผสมนี้มีแนวโน้มที่จะทำงานหนักขึ้นได้
253MA มีปริมาณนิกเกิลค่อนข้างต่ำ ซึ่งทำให้ได้เปรียบในการลดบรรยากาศของซัลไฟด์เมื่อเทียบกับโลหะผสมนิกเกิลสูงและเกรด 310 การรวมเนื้อหาของซิลิกอนไนโตรเจนและซีเรียมสูงทำให้เหล็กออกไซด์มีความเสถียรสูงอุณหภูมิสูงและยอดเยี่ยม ความต้านทานต่อการตกตะกอนซิกซิก
การกำหนดกรรมสิทธิ์อื่นที่ครอบคลุมเกรดนี้คือ 2111HTR
253MA มีปริมาณนิกเกิลค่อนข้างต่ำ ซึ่งให้ประโยชน์บางประการในการลดบรรยากาศของซัลไฟด์เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมนิกเกิลสูงและเกรด 310 การรวมปริมาณซิลิคอน ไนโตรเจน และซีเรียมสูงทำให้เหล็กมีความเสถียรออกไซด์ที่ดี ความแข็งแรงของอุณหภูมิที่สูงขึ้น และความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อการตกตะกอนในเฟสซิกมา
คุณสมบัติที่สำคัญ
คุณสมบัติเหล่านี้ระบุไว้สำหรับผลิตภัณฑ์แผ่นรีดเรียบ (แผ่น แผ่น และม้วน) เป็นเกรด S30815 ใน ASTM A240/A240M มีการระบุคุณสมบัติที่คล้ายกัน แต่ไม่จำเป็นต้องเหมือนกันสำหรับผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น ท่อและบาร์ในข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์นั้นๆ
ความต้านทานการกัดกร่อน
วิเคราะห์โลหะของคุณ | ขอใบเสนอราคา
แม้ว่า จะไม่ได้ออกแบบมาสำหรับต้านทานการกัดกร่อนของน้ำ แต่ปริมาณโครเมียมและไนโตรเจนสูงทำให้เกรดมีความต้านทานต่อรูพรุนประมาณ 316 อย่างไรก็ตาม 253MA มีปริมาณคาร์บอนสูง ดังนั้นจึงไวต่อการแพ้จากการเชื่อมหรือการบริการ
ทนความร้อน
ออกซิเดชัน - ต้านทานอากาศได้ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงถึง 1150°C ที่อุณหภูมิสูง เหล็กจะก่อตัวเป็นออกไซด์ที่บาง ยึดติดสูง และยืดหยุ่นได้อย่างรวดเร็ว ออกไซด์นี้ให้การปกป้องที่ดีแม้ในสภาวะที่เป็นวงจร
กระบวนการคาร์บูไรเซชัน - ภายใต้สภาวะออกซิไดซ์ เกรดนี้สามารถทำงานได้ดี แต่ควรใช้โลหะผสมที่มีปริมาณนิกเกิลสูงกว่าหากบรรยากาศลดลง
Sulphidation - ต้านทานก๊าซซัลเฟอร์ที่มีกำมะถันได้ดีในบรรยากาศออกซิไดซ์ แม้ว่า จะมีออกซิเจนเพียงเล็กน้อยก็ตาม การลดก๊าซทำให้ไม่เกิดออกไซด์ป้องกัน
253MA มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง จึงมักใช้กับงานโครงสร้างและงานที่มีแรงดันที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 500°C และสูงถึงประมาณ 900°C ความแข็งแรงที่อุณหภูมิเหล่านี้สูงกว่าทางเลือกอื่นเช่นเกรด 310
253MA จะไวขึ้นในช่วงอุณหภูมิ 425-860°C; นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง แต่จะส่งผลให้ความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำลดลง
รักษาความร้อน
การบำบัดด้วยสารละลาย (การหลอม) - ให้ความร้อนถึง 1,050-1150°C และทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ขอแนะนำให้วัสดุได้รับการบำบัดหลังจากทำงานเย็น 10-20% เพื่อให้ได้ความแข็งแรงของการคืบสูงสุดในการให้บริการ
เกรดนี้ไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน
การเชื่อม
ความสามารถในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมด้วยวิธีการฟิวชั่นมาตรฐานทั้งหมด โดยใช้โลหะตัวเติมที่เข้าชุดกัน AS 1554.6 มีคุณสมบัติในการเชื่อมล่วงหน้าของ 253MA ด้วยแท่งหรืออิเล็กโทรดเกรด 22.12HT สามารถใช้ฟิลเลอร์เกรด 309 ได้หากสามารถทนต่อแรงคืบที่ต่ำกว่าได้ ควรใช้ก๊าซป้องกันอาร์กอนบริสุทธิ์
เครื่องจักรกล
สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกอื่นๆ การตัดเฉือนต้องใช้เครื่องมือที่มีความคม ความเร็วต่ำ และการป้อนงานหนัก เกรดนี้มีปริมาณกำมะถันต่ำ
แอพพลิเคชั่น
แอปพลิเคชันทั่วไป ได้แก่ :
ส่วนประกอบของเตารวมถึงหัวเผา, เตาย้อนกลับ, สายพานลำเลียง, พัดลม, จิ๊กและตะกร้า, ลูกกลิ้ง, คานเดิน, หลอดกระจายแสง, องค์ประกอบเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า, พุกทนไฟ, ฮูด, ปล่องไฟ, ตะแกรง, เครื่องเป่าลมขยายตัวที่แขวนท่อปิโตรเคมีและโรงกลั่น
ท่อสแตนเลส 253MA
ตลอดจนฟิตติ้ง หน้าแปลน บาร์ จาน วาล์ว
Applied Alloys Internationalเป็นแหล่งผลิตเหล็กกล้าไร้สนิม 253MA / UNS S30815 ชั้นนำของออสเตรเลีย
253MA เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก โครเมียม-นิกเกิล ทนความร้อนและมีความแข็งแรงสูง เหล็กกล้าไร้สนิม 253MA ผสมกับไนโตรเจนและองค์ประกอบปฏิกิริยาที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงหลากหลายประเภท การใช้โลหะหายากร่วมกับซิลิกอนช่วยให้ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่เหนือกว่าได้ถึง 1150°C
มาตรฐาน
253 MA – UNS S30815 – W. Nr./EN: 1.4835
ASTM: A240, A240M, A276, A312, A358, A409, A473, A479, A813, A814
ASME II A: SA-240, SA-182, SA-213, SA-249, SA-312, SA-479 หม้อไอน้ำและภาชนะรับความดันได้รับการอนุมัติ ลวดเชื่อม: UNS S30815 โลหะพื้นฐาน/ลวดตัน, W30816 อิเล็กโทรด W. Nr./EN: 1.4835
1.4835 (UNS S30815 – 253MA®* – SS2368)
เมื่อใช้ 1.4835 (UNS S30815 – 253MA®* – SS2368) คุณจะได้เหล็กกล้าไร้สนิมอุณหภูมิสูงที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานที่อุณหภูมิมากกว่า 550°C มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดีและเหมาะที่จะใช้เป็นรายละเอียดในเตาอบ งานก่อสร้าง และอาคารต่างๆ
เหล็กกล้าเกรด 1.4835 (เรียกอีกอย่างว่า UNS S30815, 253MA®* และ SS2368) เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมอุณหภูมิสูงที่มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดี เหล็กได้รับการออกแบบให้ใช้งานที่อุณหภูมิมากกว่า 550°C ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดคือ 850-1100°C เหล็กกล้าเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนตามอุณหภูมิได้ดีและมีความแข็งแรงค่อนข้างสูงที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติการคืบที่ดี 1.4835 ไม่ใช่แม่เหล็ก แต่สามารถเป็นแม่เหล็กได้เล็กน้อยหลังจากการทำงานเย็นหรือการเชื่อม
พื้นที่ใช้งานทั่วไปสำหรับ 1.4835:
เตาอบ
การก่อสร้าง
อาคาร
เป็นรายละเอียดที่อุณหภูมิสูง
ความสามารถในการขึ้นรูปและความสามารถในการเชื่อมที่ดี
1.4835 มีความสามารถในการเชื่อมที่ดีและสามารถเชื่อมได้ด้วยการเชื่อมอาร์คโลหะที่มีฉนวน การเชื่อมอาร์คด้วยแก๊สทังสเตน การเชื่อมอาร์คพลาสม่า และการเชื่อมอาร์คใต้น้ำ คุณต้องใช้อินพุตความร้อนต่ำและใช้โลหะตัวเติมประเภท EN 1.4835 เมื่อคุณเชื่อม เหล็กสามารถขึ้นรูปได้ทั้งแบบเย็นและแบบร้อน แต่สามารถชุบแข็งได้เมื่อใช้งานแบบเย็นเท่านั้น เหล็กกล้ามีความแข็งสูง และในการตัดเฉือน คุณต้องปฏิบัติตามคำแนะนำในการตัด
อสเทนนิติก SS 253MA
เกรด 253MA เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีคุณสมบัติการให้บริการที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงขึ้นและง่ายต่อการผลิต เหล็กกล้าไร้สนิม 253 MA มีปริมาณนิกเกิลค่อนข้างต่ำ แต่มีปริมาณโครเมียม ซิลิกอน ไนโตรเจน และซีเรียมสูงกว่าเนื่องจากได้รับคุณสมบัติที่ต้องการ
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 253 MA ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงถึง 1150°C และสามารถให้บริการที่เหนือกว่าเกรด 310 ในบรรยากาศที่มีปริมาณคาร์บอน ไนโตรเจน และกำมะถัน เกรด 253MA ที่มีปริมาณนิกเกิลค่อนข้างต่ำทำให้มีประโยชน์ในชั้นบรรยากาศด้วยการลดซัลไฟด์เมื่อเทียบกับโลหะผสมนิกเกิลสูงและเกรด 310
อีกปัจจัยหนึ่งขององค์ประกอบทางเคมี 253 MA มีปริมาณโครเมียมและนิกเกิลค่อนข้างต่ำ SS 253 MA มีคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงเช่นเดียวกับโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลักในการใช้งานหลายประเภท การเติมไนโอเบียมและซิลิกอนรวมกันทำให้วัสดุมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ไม่ธรรมดาที่อุณหภูมิสูงถึง 1,093 °C
ในเกรด 253MA หรือ UNS S30185 การเติมไนโตรเจน คาร์บอน และไนโอเบียมรวมกันทำให้มีความแข็งแรงสำหรับการคืบคลานสูงถึงเกรด 310 และ 309 ที่อุณหภูมิ 871 °C 253 MA มีความต้านทานต่อออกซิเดชันที่เหมาะสมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1,093 °C และหลังจากอุณหภูมินี้ ความต้านทานต่อออกซิเดชันของมันจะเริ่มลดลง
เหล็กกล้าไร้สนิม 253MA เทียบกับ 316
เกรด 253MA หรือ UNS S30185 มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำน้อยที่สุด แต่คุณทราบหรือไม่ว่า เมื่อเราเปรียบเทียบเหล็กกล้าไร้สนิม 253MA กับ 316 ปริมาณโครเมียมและไนโตรเจนสูงในเกรด 253 MA ทำให้มีความต้านทานรูพรุนสูงเมื่อเปรียบเทียบกับเกรด 316 อย่างไรก็ตาม 253MA มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า ดังนั้นจึงไวต่อการแพ้ ซึ่งช่วยลดความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบริการหรือการผลิตที่อุณหภูมิสูง
ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน
องค์ประกอบโลหะของธาตุซิลิกอนและธาตุหายากในเกรด 253MA เป็นสาเหตุของการต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีเยี่ยม ธาตุหายากจะเพิ่มอัตราการแพร่ของซิลิกอน และสร้างชั้นออกไซด์ของซิลิก้า SiO2 อย่างต่อเนื่อง ซึ่งลดการเกิดออกซิเดชัน
โลหะที่เป็นธาตุหายากยังเป็นสาเหตุของการยึดเกาะและความยืดหยุ่นของชั้นออกไซด์ และยังสามารถทำงานได้ดีภายใต้สภาพแวดล้อมที่เป็นวงจร แลนทานัมในธาตุแรร์เอิร์ธที่โดดเด่น ซึ่งช่วยเพิ่มตำแหน่งนิวเคลียสของออกไซด์เพื่อสร้างชั้นเนื้อเยื่อโครเมียและซิลิกาขั้นสูง
แอพพลิเคชั่น
เหล็กกล้าไร้สนิม 253MA มีการใช้งานที่หลากหลายกับวัสดุเช่นท่อเหล็กกล้าไร้สนิม 253MA แผ่น แผ่น และอื่น ๆ อีกมากมาย...
แต่นี่คือแอปพลิเคชั่นทั่วไปบางส่วน:
หัวเตา หัวฉีดบอยเลอร์ที่แขวนท่อปิโตรเคมีและโรงกลั่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขยายเสียงร้องแดมเปอร์สแต็กร้องขยายหลอดปฏิกรณ์สไตรีนองค์ประกอบเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า
253ma เป็นเหล็กกล้าอัลลอยด์ทนความร้อนเกรดออสเทนนิติก เพลต 253ma ได้รับการออกแบบด้วยองค์ประกอบทางเคมีของคาร์บอน ซิลิกอน แมงกานีส ฟอสฟอรัส กำมะถัน ไนโตรเจน โครเมียม และนิเกิล เนื้อหาที่เหนือกว่าที่ฝังอยู่ในส่วนประกอบของเหล็กกล้าไร้สนิม 253ma ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนและตัวลดออกซิเดชันที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน แผ่นเหล็ก 253ma ที่แข็งแรงทนทานมีกำลังการแตกคืบที่สูงกว่าและต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้สูงถึง 2,000 องศาฟาเรนไฮต์ เกรดอเนกประสงค์ Uns S30815 มีความหนาแน่น 7.8 g/cm3 และมีจุดหลอมเหลวระหว่าง 1,371 ถึง 1,432 องศาเซลเซียส มีโมดูลัสของความยืดหยุ่นที่ 200 gpa
วัสดุ 253ma มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 600mpa พร้อมความแข็งแรงครากขั้นต่ำ 310mpa Avesta 253 Ma Plate สามารถยืดออกได้ 40% ในระบบ แผ่นเหล่านี้มีความแข็งบริเนล 217 สูงสุด HB เกรดเทียบเท่าวัสดุ 253ma คือ SS 2368, DIN 1.4835, EN x9crnisince21-11-2, UNS S30815, DIN x9crnisince21-11-2 เป็นต้น ซัพพลายเออร์เพลต 253ma จัดหาเพลตเหล่านี้ในขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกันเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของลูกค้าทั้งหมด มีผู้ขายและผู้ขายหลายรายในตลาด แต่ซื้อ 253 Ma Plate จากเรา เรานำเสนอจานที่ดีที่สุดของเกรดนี้ในราคาที่สมเหตุสมผลที่สุด
เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็น 5 ตระกูลหลักที่มีความแตกต่างหลักตามโครงสร้างผลึก :
ออสเทนนิติก
เฟอริติก
มาร์เทนซิติก
เพล็กซ์
การแข็งตัวของฝน
ออสเทนนิติก
ดูบทความหลักที่: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติก[45] [46]เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมตระกูลใหญ่ที่สุด โดยมีสัดส่วนประมาณสองในสามของการผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมด [47]พวกมันมีโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติก ซึ่งเป็นโครงสร้างลูกบาศก์คริสตัลที่มีใบหน้าอยู่ตรงกลาง [48] โครงสร้างจุลภาคนี้ทำได้โดยการผสมเหล็กกับนิกเกิลและ/หรือแมงกานีสและไนโตรเจนอย่างเพียงพอเพื่อรักษาโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกที่ทุกอุณหภูมิ ตั้ง แต่บริเวณไครโอเจนิกไปจนถึงจุดหลอมเหลว [48] ดังนั้น เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกจึงไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน เนื่องจากมีโครงสร้างจุลภาคเหมือนกันในทุกอุณหภูมิ [48]
อย่างไรก็ตาม "อุณหภูมิในการขึ้นรูปเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่แพร่กระจายได้ (M-ASS) เพื่อรองรับโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพเชิงกลสำหรับการแช่แข็ง ... เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่แพร่กระจายได้ (M-ASS) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตภาชนะรับความดันสำหรับการแช่แข็ง (CPV) เนื่องจากมีความเหนียวสูงเมื่อแช่เย็น ความเหนียว ความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน และความประหยัด" [49]
การขึ้นรูปเย็นด้วยความเย็นของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกเป็นส่วนขยายของวงจรการอบร้อน - ดับ - อบเย็น ซึ่งอุณหภูมิสุดท้ายของวัสดุก่อนการใช้งานเต็มพิกัดจะถูกลดระดับลงจนถึงช่วงอุณหภูมิเย็นจัด สิ่งนี้สามารถขจัดสิ่งตกค้างและเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ [50]
กลุ่มย่อยเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก 200 ซีรีส์และ 300 ซีรีส์:
ซีรีส์ 200 [51]เป็นโลหะผสมโครเมียม-แมงกานีส-นิกเกิลที่ใช้แมงกานีสและไนโตรเจนให้เกิดประโยชน์สูงสุดเพื่อลดการใช้นิกเกิลให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากการเติมไนโตรเจนทำให้มีความแข็งแรงในการให้ผลผลิตสูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 ประมาณ 50%
Type 201 สามารถชุบแข็งได้ผ่านการทำงานเย็น [52]
Type 202 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้งานทั่วไป การลดปริมาณนิกเกิลและเพิ่มแมงกานีสทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง
ซีรีส์ 300 เป็นโลหะผสมโครเมียม-นิกเกิลที่บรรลุโครงสร้างจุลภาคแบบออสเทนนิติกเกือบเฉพาะจากการผสมนิกเกิล เกรดที่มีโลหะผสมสูงบางเกรดมีไนโตรเจนบางส่วนเพื่อลดความต้องการนิกเกิล 300 ซีรีส์เป็นกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลาย
Type 304 : เกรดที่โด่งดังที่สุด[ อ้างอิงจากใคร? ]คือประเภท 304 หรือที่เรียกว่า 18/8 และ 18/10 โดยมีโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% หรือ 10% ตามลำดับ [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
ประเภท316 : เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่พบมากเป็นอันดับสองคือประเภท 316 การเติมโมลิบดีนัม 2% ทำให้ทนทานต่อกรดและการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ไอออนได้ดีขึ้น รุ่นคาร์บอนต่ำ เช่น316Lหรือ 304L มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.03% และใช้เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการกัดกร่อนที่เกิดจากการเชื่อม [53]
เฟอริติก
ดูบทความหลักที่: เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติก
เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกมีโครงสร้างจุลภาคเฟอร์ไรต์เหมือนกับเหล็กกล้าคาร์บอน ซึ่งเป็น โครงสร้างคริสตัล ทรงลูกบาศก์ที่ศูนย์กลางของร่างกายและมีโครเมียมอยู่ระหว่าง 10.5% ถึง 27% โดยมีนิกเกิลน้อยมากหรือไม่มีเลย โครงสร้างจุลภาคนี้มีอยู่ในทุกอุณหภูมิเนื่องจากการเติมโครเมียม ดังนั้นจึงไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยงานเย็นได้ในระดับเดียวกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก พวกมันเป็นแม่เหล็ก การเติมไนโอเบียม (Nb) ไททาเนียม (Ti) และเซอร์โคเนียม (Zr) ลงในประเภท 430 ช่วยให้สามารถเชื่อมได้ดี เนื่องจากแทบไม่มีนิกเกิล จึงมีราคาถูกกว่าเหล็กกล้าออสเทนนิติกและมีอยู่ในผลิตภัณฑ์มากมาย ซึ่งรวมถึง:
ท่อไอเสียรถยนต์ (ชนิด 409 และ 409 Cb [b]ใช้ในอเมริกาเหนือ ส่วนเกรดเสถียรชนิด 439 และ 441 ใช้ในยุโรป) [54]
การใช้งานด้านสถาปัตยกรรมและโครงสร้าง (ประเภท 430 ซึ่งมี Cr 17%) [55]
ส่วนประกอบของอาคาร เช่น ตะขอชนวน หลังคา และปล่องไฟ
แผ่นพลังงานในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็งทำงานที่อุณหภูมิประมาณ 700 °C (1,300 °F) (เฟอร์ริติกโครเมียมสูงที่มี Cr 22%) [56]
มาร์เทนซิติก
ดูบทความหลักที่: เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีโครงสร้างคริสตัลทรงลูกบาศก์ตรงกลางตัวเรือน และมีคุณสมบัติที่หลากหลายและใช้เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมวิศวกรรม เหล็กกล้าเครื่องมือสเตนเลส และเหล็กกล้าต้านทานการคืบ พวกมันเป็นแม่เหล็กและไม่ทนต่อการกัดกร่อนเท่าเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกและออสเทนนิติกเนื่องจากมีปริมาณโครเมียมต่ำ แบ่งออกเป็นสี่ประเภท (มีบางส่วนทับซ้อนกัน): [57]
เกรด Fe-Cr-C เป็นเกรดแรกที่ใช้และยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมและการใช้งานที่ทนทานต่อการสึกหรอ
เกรด Fe-Cr-Ni-C คาร์บอนบางส่วนถูกแทนที่ด้วยนิกเกิล มีความเหนียวและทนทานต่อการกัดกร่อนสูงกว่า เกรด EN 1.4303 (เกรดการหล่อ CA6NM) ที่มี Cr 13% และ Ni 4% ใช้สำหรับกังหันPelton , Kaplanและ Francis ส่วนใหญ่ ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ[58]เนื่องจากมีคุณสมบัติการหล่อที่ดี เชื่อมได้ดี และต้านทานการกัดกร่อน ของ โพรงอากาศ ได้ดี
เกรดการชุบแข็งแบบตกตะกอน เกรด EN 1.4542 (หรือที่เรียกว่า 17-4 PH) ซึ่งเป็น เกรดที่รู้จักกันดีที่สุด ผสมผสานการชุบแข็งแบบมาร์เทนซิติกและการชุบแข็งแบบตกตะกอน มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวดี และใช้ในอวกาศและการใช้งานอื่นๆ
เกรดต้านทานการคืบคลาน การเติมไนโอเบียมวาเนเดียมโบรอนและโคบอลต์ เล็กน้อย จะเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการคืบได้ถึง 650 °C (1,200 °F)
เหล็กกล้าไร้สนิม Martensitic สามารถผ่านความร้อนเพื่อให้มีสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้น การรักษาความร้อนโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: [59]
Austenitizing ซึ่งเหล็กถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิในช่วง 980–1,050 °C (1,800–1,920 °F) ขึ้นอยู่กับเกรด ออสเทนไนต์ที่ได้จะมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ตรงกลางใบหน้า
ดับ _ ออสเทนไนต์ถูกเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ ซึ่งเป็นโครงสร้างผลึกทรงtetragonal ที่มีเนื้อแข็งอยู่ตรงกลาง มาร์เทนไซต์ที่ดับแล้วแข็งมากและเปราะเกินไปสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ อาจเหลือออสเทนไนต์บางส่วน
แบ่งเบา มาร์เทนไซต์ได้รับความร้อนประมาณ 500 °C (930 °F) เก็บไว้ที่อุณหภูมิ แล้วระบายความร้อนด้วยอากาศ อุณหภูมิการอบร้อนที่สูงขึ้นจะลดความแข็งแรงของครากและความต้านทานแรงดึงสูงสุด แต่เพิ่มการยืดตัวและความต้านทานแรงกระแทก
การแทนที่คาร์บอนในเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกด้วยไนโตรเจนเป็นการพัฒนาล่าสุด [ เมื่อไหร่? ]ความสามารถในการละลายที่จำกัดของไนโตรเจนจะเพิ่มขึ้นโดย กระบวนการ ปรับสภาพอิเล็กโทรแลกด้วยความดัน (PESR) ซึ่งการหลอมจะดำเนินการภายใต้ความดันไนโตรเจนสูง เหล็กกล้าที่มีไนโตรเจนสูงถึง 0.4% ทำให้มีความแข็งและความแข็งแรงสูงขึ้นและทนต่อการกัดกร่อนได้สูงขึ้น เนื่องจาก PESR มีราคาแพง ปริมาณไนโตรเจนที่ต่ำกว่า แต่มีนัยสำคัญจึงทำได้โดยใช้กระบวนการ AOD มาตรฐาน [60] [61] [62] [63] [64]
ดูเพล็กซ์
ดูบทความหลักที่: เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์
เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีโครงสร้างจุลภาคผสมระหว่างออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์ อัตราส่วนในอุดมคติคือการผสม 50:50 แม้ว่า โลหะผสมเชิงพาณิชย์อาจมีอัตราส่วน 40:60 มีลักษณะเป็นโครเมียมสูงกว่า (19–32%) และโมลิบดีนัม (สูงถึง 5%) และมีปริมาณนิกเกิลต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีความแข็งแรงคราก ประมาณสองเท่าของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก โครงสร้างจุลภาคแบบผสมช่วยให้ต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ได้ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกประเภท 304 และ 316 โดยปกติเกรดดูเพล็กซ์จะแบ่งออกเป็นสามกลุ่มย่อยตามความต้านทานการกัดกร่อน ได้แก่ ดูเพล็กซ์แบบลีน ดูเพล็กซ์มาตรฐาน และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ทำได้โดยมีปริมาณโลหะผสมโดยรวมต่ำกว่าเกรดซุปเปอร์ออสเทนนิติกที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน ทำให้ใช้งานได้คุ้มค่าสำหรับการใช้งานหลายประเภท อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์อย่างกว้างขวาง ปัจจุบัน อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเป็นผู้ใช้รายใหญ่ที่สุด และได้ผลักดันให้มีเกรดที่ทนทานต่อการกัดกร่อนมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาเกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์และไฮเปอร์ดูเพล็กซ์ เมื่อเร็ว ๆ นี้,อุตสาหกรรมน้ำ .
การแข็งตัวของฝน
เหล็กกล้า ไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมีความต้านทานการกัดกร่อนเทียบได้กับพันธุ์ออสเทนนิติก แต่สามารถชุบแข็งแบบตกตะกอนให้มีความแข็งแกร่งสูงกว่าเกรดมาร์เทนซิติกอื่นๆ เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมีสามประเภท: [65]
Martensitic 17-4 PH (AISI 630 EN 1.4542) ประกอบด้วย Cr 17% Ni 4% Cu 4% และ Nb 0.3%
การบำบัดสารละลายที่อุณหภูมิประมาณ 1,040 °C (1,900 °F) ตามด้วยการดับไฟในโครงสร้างมาร์เทนซิติกที่ค่อนข้างเหนียว การรักษาอายุที่ตามมาที่อุณหภูมิ 475 °C (887 °F) จะตกตะกอนเฟสที่อุดมด้วย Nb และ Cu ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงให้สูงกว่า 1,000 MPa ความแข็งแรงของผลผลิต ระดับความแข็งแกร่งที่โดดเด่นนี้ถูกนำไปใช้ในการใช้งานที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การบินและอวกาศ ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการของเหล็กนี้คือการทำให้อายุแก่ ซึ่งแตกต่างจากการอบคืนตัว จะดำเนินการที่อุณหภูมิที่สามารถใช้กับชิ้นส่วนสำเร็จรูป (เกือบ) โดยไม่มีการบิดเบี้ยวและการเปลี่ยนสี
กึ่งออสเทนนิติก 17-7 PH (AISI 631 EN 1.4568) ประกอบด้วย Cr 17% Ni 7.2% และ Al 1.2%
การบำบัดความร้อนโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการบำบัดสารละลายและการดับ ณ จุดนี้ โครงสร้างยังคงเป็นออสเทนนิติก จากนั้น การแปลงมาร์เทนซิติกเกิดขึ้นได้จากการบำบัดด้วยการแช่แข็งที่ −75 °C (−103 °F) หรือโดยการทำงานที่เย็นจัด (การเสียรูปมากกว่า 70% โดยปกติแล้วจะเป็นการรีดเย็นหรือการดึงลวด) การบ่มที่ 510 °C (950 °F) — ซึ่งตกตะกอนเฟส Ni 3 Al intermetallic — ดำเนินการตามข้างต้นกับชิ้นส่วนที่เกือบเสร็จแล้ว ถึงระดับความเครียดของผลผลิตที่สูงกว่า 1,400 MPa แล้ว
ออสเทนนิติก A286 [66] (ASTM 660 EN 1.4980) ประกอบด้วย Cr 15%, Ni 25%, Ti 2.1%, Mo 1.2%, V 1.3% และ B 0.005%
โครงสร้างยังคงเป็นออสเทนนิติกในทุกอุณหภูมิ
การบำบัดด้วยความร้อนโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการบำบัดสารละลายและการดับไฟ ตามด้วยการบ่มที่อุณหภูมิ 715 °C (1,319 °F) การแก่ตัวของ Ni 3 Ti จะตกตะกอนและเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตเป็นประมาณ 650 MPa (94 ksi) ที่อุณหภูมิห้อง คุณสมบัติทางกลและความต้านทานการคืบของเหล็กกล้านี้แตกต่างจากเกรดข้างต้น ซึ่งยังคงดีมากที่อุณหภูมิสูงถึง 700 °C (1,300 °F) ด้วยเหตุนี้ A286 จึงจัดอยู่ในประเภท ซูเปอร์อัลลอยที่มี Fe ซึ่งใช้ในเครื่องยนต์ไอพ่น กังหันก๊าซ และชิ้นส่วนเทอร์โบ
เกรด
ดูเพิ่มเติมที่: เกรดเหล็กกล้าและเกรดเหล็กกล้า SAE
รู้จักเหล็กกล้าไร้สนิมมากกว่า 150 เกรด โดย 15 เกรดเป็นเกรดที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด มีการใช้ระบบการจัดเกรดหลายระบบ รวมถึงเกรดเหล็กกล้า US SAE Unified Numbering System for Metals and Alloys (UNS) ได้รับ การพัฒนาโดยASTMในปี 1970 ชาวยุโรปได้นำEN 10088 มาใช้ [33]
ความต้านทานการกัดกร่อน
เหล็กกล้าไร้สนิม (แถวล่าง) ต้านทานการกัดกร่อนของน้ำเค็ม ได้ดีกว่าอะลูมิเนียม-บรอนซ์ (แถวบน) หรือโลหะผสม ทองแดง-นิกเกิล (แถวกลาง)
ซึ่งแตกต่างจากเหล็กกล้าคาร์บอนเหล็กกล้าไร้สนิมไม่เกิดการกัดกร่อน สม่ำเสมอ เมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น เหล็กกล้าคาร์บอนที่ไม่มีการป้องกันจะเกิดสนิมได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับอากาศและความชื้น ชั้นผิวของ เหล็กออกไซด์ที่ได้จะมีรูพรุนและเปราะบาง นอกจากนี้ เนื่องจากเหล็กออกไซด์มีปริมาตรมากกว่าเหล็กเดิม ชั้นนี้จึงขยายตัวและมีแนวโน้มที่จะหลุดร่อนและหลุดออกไป ทำให้เหล็กที่อยู่ด้านล่างถูกโจมตีเพิ่มเติม ในการเปรียบเทียบ เหล็กกล้าไร้สนิมมีโครเมียมเพียงพอที่จะผ่านกระบวนการทู่ได้โดยธรรมชาติสร้างฟิล์มผิวเฉื่อยบางระดับจุลภาคของโครเมียมออกไซด์โดยปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศและแม้ แต่ออกซิเจนที่ละลายในน้ำในปริมาณเล็กน้อย ฟิล์มแบบพาสซีฟนี้ป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติมโดยการปิดกั้นการแพร่ของออกซิเจนไปยังพื้นผิวเหล็ก และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันการกัดกร่อนไม่ให้แพร่กระจายเข้าไปในเนื้อโลหะจำนวนมาก [3]ฟิล์มนี้สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ แม้ว่า จะมีรอยขีดข่วนหรือถูกรบกวนชั่วคราวจากสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยในสภาพแวดล้อมที่เกินความต้านทานการกัดกร่อนตามธรรมชาติของเกรดนั้น [67] [68]
ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของฟิล์มนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ที่ปริมาณโครเมียม เป็นเรื่องปกติที่จะแยกความแตกต่างระหว่างการกัดกร่อนสี่รูปแบบ: สม่ำเสมอ, เฉพาะที่ (รูพรุน), กัลวานิก และ SCC (การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด) การกัดกร่อนทุกรูปแบบเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเกรดของสแตนเลสไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อมการทำงาน
การกำหนด "CRES" หมายถึงเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน (สแตนเลส)
ชุดยูนิฟอร์ม
การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมาก โดยทั่วไปแล้วจะมีการผลิตสารเคมีหรือใช้อย่างหนัก เช่น ในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษ พื้นผิวทั้งหมดของเหล็กถูกโจมตี และการกัดกร่อนจะแสดงเป็นอัตราการกัดกร่อนในหน่วย มม./ปี (โดยปกติจะน้อยกว่า 0.1 มม./ปี ในกรณีดังกล่าว) ตารางการกัดกร่อนเป็นแนวทาง [69]
โดยทั่วไปจะเป็นกรณีที่เหล็กกล้าไร้สนิมสัมผัสกับสารละลายที่เป็นกรดหรือเบส การกัดกร่อนเหล็กกล้าไร้สนิมขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของกรดหรือเบสและอุณหภูมิของสารละลาย การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอมักหลีกเลี่ยงได้ง่ายเนื่องจากข้อมูลการกัดกร่อนที่เผยแพร่อย่างกว้างขวางหรือการทดสอบการกัดกร่อนในห้องปฏิบัติการที่ทำได้ง่าย
เหล็กกล้าไร้สนิมไม่สามารถป้องกันการกัดกร่อนได้อย่างสมบูรณ์ตามที่แสดงในอุปกรณ์ กลั่นน้ำทะเล นี้
สารละลายที่เป็นกรดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภททั่วไป: กรดรีดิวซ์ เช่นกรดไฮโดรคลอริก และ กรดซัลฟิว ริก เจือจางและกรดออกซิไดซ์เช่นกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น การเพิ่มปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อกรดรีดิวซ์ ในขณะที่การเพิ่มปริมาณโครเมียมและซิลิกอนจะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อกรดออกซิไดซ์ กรดซัลฟิวริกเป็นหนึ่งในสารเคมีทางอุตสาหกรรมที่มีการผลิตมากที่สุด ที่อุณหภูมิห้อง เหล็กกล้าไร้สนิม ประเภท 304ทนทานต่อกรด 3% เท่านั้น ในขณะที่ประเภท 316ทนทานต่อกรด 3% ได้ถึง 50 °C (120 °F) และกรด 20% ที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นจึงไม่ค่อยใช้ประเภท 304 SS ในการสัมผัสกับกรดซัลฟิวริกประเภท 904Lและโลหะผสม 20มีความทนทานต่อกรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้นสูงกว่าอุณหภูมิห้อง [70] [71]กรดซัลฟิวริกเข้มข้นมีลักษณะการออกซิไดซ์เช่นกรดไนตริก ดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีซิลิกอนจึงมีประโยชน์เช่นกัน [ ต้องการอ้างอิง ] กรดไฮโดรคลอริกทำลายเหล็กกล้าไร้สนิมทุกชนิด และควรหลีกเลี่ยง [1] : 118 [72]เหล็กกล้าไร้สนิมทุกประเภทต้านทานการโจมตีจากกรดฟอสฟอริกและกรดไนตริกที่อุณหภูมิห้อง ที่ความเข้มข้นสูงและอุณหภูมิสูง การโจมตีจะเกิดขึ้น และต้องใช้เหล็กกล้าไร้สนิมผสมสูง [73][74]โดยทั่วไปกรดอินทรีย์มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่ากรดแร่ เช่น กรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริก เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของกรดอินทรีย์เพิ่มขึ้น การกัดกร่อนของกรดก็จะเพิ่มขึ้น กรดฟอร์มิกมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่สุด ดังนั้นจึงเป็นกรดอ่อน ประเภท 304 สามารถใช้กับกรดฟอร์มิกได้แม้ว่า จะมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนสีของสารละลาย ประเภท 316 มักใช้สำหรับจัดเก็บและจัดการกรดอะซิติก ซึ่งเป็นกรดอินทรีย์ที่มีความสำคัญทางการค้า [75]
เหล็กกล้าไร้สนิมประเภท 304 และประเภท 316 ไม่ได้รับผลกระทบจากเบสที่อ่อนแอ เช่นแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์แม้ในความเข้มข้นสูงและที่อุณหภูมิสูง เกรดเดียวกันที่สัมผัสกับเบสที่แรงกว่า เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้นสูงและอุณหภูมิสูง มีแนวโน้มที่จะเกิดการสึกกร่อนและการแตกร้าว [76]การเพิ่มปริมาณโครเมียมและนิเกิลช่วยเพิ่มความต้านทาน
เกรดทั้งหมดต้านทานความเสียหายจากอัลดีไฮด์และเอมีนแม้ว่า ในกรณีหลังประเภท 316 จะดีกว่าประเภท 304 เซลลูโลสอะซิเตตทำลายประเภท 304 เว้น แต่จะรักษาอุณหภูมิให้ต่ำ ไขมันและกรดไขมันมีผลกับชนิด 304 ที่อุณหภูมิสูงกว่า 150 °C (300 °F) และชนิด 316 SS ที่อุณหภูมิสูงกว่า 260 °C (500 °F) เท่านั้น ในขณะที่ชนิด 317 SS จะไม่ได้รับผลกระทบในทุกอุณหภูมิ จำเป็นต้องใช้ประเภท 316L
การผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมส่วนใหญ่ของโลกผลิตโดยกระบวนการต่อไปนี้:
เตาอาร์คไฟฟ้า (EAF): เศษเหล็กกล้าไร้สนิม เศษเหล็กอื่นๆ และโลหะผสมเหล็ก (Fe Cr, Fe Ni, Fe Mo, Fe Si) ถูกหลอมเข้าด้วยกัน จากนั้น
