เหล็กกล้าไร้สนิม 316l (UNS S31603) – องค์ประกอบ คุณสมบัติ และการใช้งาน
คุณสมบัติสำคัญของสเตนเลส
ASTMSS316,S41000,SS316L,SUS316,SUS316L,AISI316เหล็กกล้าไร้สนิม
เกรด 316L - คุณสมบัติ/ การแปรรูป/ และการใช้งาน/ (UNS S31603)
เกรด 316 เป็นเกรดที่มีโมลิบดีนัมมาตรฐาน ซึ่งมีความสำคัญเป็นอันดับสองรองจาก 304 ในบรรดาเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก โมลิบดีนัมให้คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนโดยรวมที่ดีกว่าเกรด 304 ถึง 316 ประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานที่สูงขึ้นต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ ซึ่งเป็นรุ่นคาร์บอนต่ำของ 316 และมีภูมิคุ้มกันจากการแพ้ (การตกตะกอนของคาร์ไบด์ขอบเกรน) ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนเชื่อมเกจหนัก (มากกว่า 6 มม.) โดยทั่วไปไม่มีความแตกต่างด้านราคาระหว่างเหล็กกล้าไร้สนิม 316 และ 316L
โครงสร้างออสเทนนิติกยังช่วยให้เกรดเหล่านี้มีความเหนียวดีเยี่ยม แม้อุณหภูมิต่ำถึงอุณหภูมิเย็นจัด
เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกโครเมียม-นิกเกิล เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ให้การคืบตัวที่สูงกว่า ความเค้นต่อการแตกร้าว และความต้านทานแรงดึงที่อุณหภูมิสูง
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L /คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L /คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลส 316L /คุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L /เทียบเท่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316l การใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 316L
1.คงทนต่อการกัดกล่อน หรือเป็นสนิม เนื่องจากเนื้อสเตนเลสจะสร้างฟิล์มบางๆ เรียกว่า PASSIVE FILM มาเคลือบผิวหน้าตลอดเวลาเมื่อผิวนั้นทำปฏิกิริยากับอ๊อกซิเจน (H2O) ที่มีอยู่ในบรรยากาศทั่วไป
2.ทำความสะอาดและดูแลรักษาง่าย เนื่องจากสเตนเลสไม่เกิดสนิมจึงสามารถทำความสะอาดได้ง่าย
3.แข็งแกร่ง เนื้อสเตนเลสมีความแข็งแกร่ง และมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าเหล็กมาก ส่งผลให้ชิ้นงานที่ทำจากสเตนเลสมีความแข็งแรงทนทานมาก แต่การทำชิ้นงานจากสเตนเลสก็ทำได้ยากเช่นกัน อุปกรณ์สำหรับงานแปรรูป ตัด เจาะ หรือเชื่อม ต้องเป็นเฉพาะที่ใช้กับงานสเตนเลส
จุดด้อยของสเตนเลส
4.มีความเปราะกว่าเหล็ก จึงไม่เหมาะสำหรับทำวัสดุที่ต้องดัดงอมากๆ และบ่อยๆ เช่น ลวดสลิงสำหรับงานรอก
5.เคลือบสีไม่ติด เนื่องจากสเตนเลสมีการสร้างฟิล์มด้วยตัวเองทำให้สีที่เคลือบไม่สามารถเกาะติดบนผิวสเตนเลสได้
6.เป็นสนิมได้ หากใช้งานในสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีอ๊อกซิเจนปกคลุมผิวสเตนเลส
7.ผุ กร่อนได้ หากผิวสเตนเลสสัมผัสกับกรดเข้มข้น หรือคลอไรด์ (Cl) เพราะสเตนเลสไม่สามารถคงทนต่อกรดเข้มข้นหรือคลอไรด์ จึงจำเป็นต้องเพิ่มนิเกิ้ล (Ni) เข้าไปในส่วนผสมให้มากขึ้น เพื่อเพิ่มความคงทนต่อการกัดกร่อน
ประเภทสแตนเลสสำเร็จรูป
สแตนเลสเส้น (Stainless Bar)
สแตนเลสเส้นกลม (Stainless Round Bar) SS316L,SUS316,SUS316L
สแตนเลสเส้นสี่เหลี่ยม (Stainless Square Bar)
สแตนเลสเส้นหกเหลี่ยม (Stainless Hexagon Bar)
สแตนเลสเส้นฉาก (Stainless Angle)
เส้นแบน (Stainless Flat Bar)
แผ่น (Stainless Sheet) No. 304, 316L, 430
สแตนเลสแผ่นเรียบ (Stainless steal sheet)
สแตนเลสแผ่นลายกันลื่น Checker plate stainless steel
สแตนเลสแผ่นเจาะรู
แป๊ปสแตนเลส (Stainless Pipe) No. 304, 316L, 420
แป๊ปสแตนเลสเงา (Stainless steal solid pipe)
แป๊ปสแตนเลสด้าน (Stainless steel pipe ASTM)
แป๊ปสแตนเลสด้านมีตะเข็บ
แป๊ปสแตนเลสด้านไม่มีตะเข็บ (Seamless stainless pipe)
แป๊ปสแตนเลสกลม (Round stainless pipe)
แป๊ปสแตนเลสสี่เหลี่ยม (Square stainless steal pipe)
แผ่นสแตนเลส สแตนเลสแผ่น (Stainless Sheet) - No. 304, 316L, 430
แผ่นสแตนเลสตัดขายตามต้องการ แผ่นสแตนเลสตัดขายตามขนาด แบ่งขาย
- สแตนเลสแผ่นเรียบ (Stainless Steel Sheet) แบ่งขาย
- สแตนเลสแผ่นลายกันลื่น (Checker Plate Stainless Steel)
- สแตนเลสแผ่นเจาะรู (Stainless Steel Sheet with hole)
- ชิมสแตนเลส (Spring Stainless Sheet)
สแตนเลสเส้น (Stainless Bar)
- สแตนเลสเส้นกลม (Stainless Round Bar)
- สแตนเลสเส้นสี่เหลี่ยม (Stainless Square Bar)
- สแตนเลสเส้นหกเหลี่ยม (Stainless Hexagon Bar)
ความต้านทานการกัดกร่อน
ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมบรรยากาศต่างๆ และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลายชนิด โดยทั่วไปมีความทนทานมากกว่า 304 ขึ้นอยู่กับการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่อบอุ่น และความเครียดจากการกัดกร่อนที่แตกร้าวที่อุณหภูมิสูงกว่า 60 °C ถือว่า ทนทานต่อน้ำดื่มที่มีคลอไรด์สูงถึงประมาณ 1,000 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิแวดล้อม ลดลงเหลือประมาณ 500 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิ 60°C
316 มักถูกมองว่า เป็นมาตรฐาน "สแตนเลสเกรดมารีน" แต่ไม่สามารถทนต่อน้ำทะเลอุ่นได้ ในสภาพแวดล้อมทางทะเลหลายแห่ง 316 แสดงการกัดกร่อนของพื้นผิว ซึ่งมักจะมองเห็นเป็นคราบสีน้ำตาล สิ่งนี้เกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับรอยแยกและพื้นผิวที่หยาบกร้าน
ทนความร้อน
ต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีในการให้บริการเป็นช่วงๆ ถึง 870 °C และในการให้บริการต่อเนื่องถึง 925 °C ไม่แนะนำให้ใช้ 316 อย่างต่อเนื่องในช่วง 425-860 °C หากความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำที่ตามมามีความสำคัญ เกรด 316L ทนทานต่อการตกตะกอนของคาร์ไบด์ได้ดีกว่า และสามารถใช้ได้ในช่วงอุณหภูมิข้างต้น เกรด 316H มีความแข็งแรงสูงกว่าที่อุณหภูมิสูง และบางครั้งใช้สำหรับงานโครงสร้างและความดันที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 °C
รักษาความร้อน
การบำบัดด้วยสารละลาย (การหลอม) - ให้ความร้อนถึง 1,010-1120 °C และเย็นลงอย่างรวดเร็ว เกรดเหล่านี้ไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน
การเชื่อม
สามารถเชื่อมได้ดีเยี่ยมด้วยวิธีการฟิวชั่นและความต้านทานมาตรฐานทั้งหมด ทั้งแบบมีและไม่มีฟิลเลอร์โลหะ ส่วนเชื่อมหนักในเกรด 316 ต้องมีการหลอมหลังการเชื่อมเพื่อต้านทานการกัดกร่อนสูงสุด สิ่งนี้ไม่จำเป็นสำหรับ 316L
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L โดยทั่วไปไม่สามารถเชื่อมได้โดยใช้วิธีการเชื่อมแบบออกซีอะเซทิลีน
เครื่องจักรกล
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวหากตัดเฉือนเร็วเกินไป ด้วยเหตุนี้จึงแนะนำให้ใช้ความเร็วต่ำและอัตราป้อนคงที่
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L นั้นง่ายต่อการตัดเฉือนเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม 316 เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า
การทำงานแบบร้อนและเย็น
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L สามารถทำงานร้อนได้โดยใช้เทคนิคการทำงานร้อนทั่วไป อุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมที่สุดควรอยู่ในช่วง 1150-1260 °C และไม่ควรต่ำกว่า 930 °C ควรทำการอบอ่อนภายหลังการทำงานเพื่อทำให้เกิดความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุด
การทำงานเย็นทั่วไปส่วนใหญ่ เช่น การตัด การวาด และการตอกสามารถทำได้บนเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ควรทำการหลอมภายหลังการทำงานเพื่อขจัดความเครียดภายใน
การชุบแข็งและการชุบแข็งงาน
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ไม่แข็งตัวเมื่อผ่านกรรมวิธีทางความร้อน สามารถชุบแข็งได้ด้วยการทำงานเย็น ซึ่งอาจส่งผลให้มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นด้วย
ประเภทของสแตนเลส
คนโดยทั่วไปจะไม่ทราบว่า สเตนเลสมีกี่ประเภท และมักจะมีการเข้าใจผิดว่า สเตนเลสแท้ต้องแม่เหล็กดูดไม่ติด แต่จริงๆ แล้วการที่แม่เหล็กจะดูดติดหรือไม่ติดนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของสเตนเลส สเตนเลสแบ่งออกเป็นกลุ่มพื้นฐาน ได้ 5 กลุ่มคือ ออสเทนนิติค, เฟอริติค, ดูเพล็กซ์, มาร์เทนซิติค และ กลุ่มเพิ่มความแข็งโดยวิธีการตกผลึก
กลุ่มออสเทนนิติค (Austenitic) หรือสเตนเลสตระกูล 300 เป็นเกรดที่ใช้งานแพร่หลายมากที่สุดถึง 70%
มีคุณสมบัติที่แม่เหล็กดูดไม่ติด (non – magnetic) มีส่วนผสมของโครเมียม 16% คาร์บอนอย่างมากที่สุด 0.15% มีส่วนผสมของธาตุนิกเกิล 8% เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติในการทำการประกอบ(Fabrication)และเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน เกรดที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายและนิยมเรียก 18/10 คือการที่มีส่วนผสมของโครเมียม 18% และนิกเกิล 10%
กลุ่มเฟอริติค (Ferritic) แม่เหล็กดูดติด(magnetic) มีธาตุคาร์บอนผสมปริมาณที่ต่ำ และมีโครเมียมเป็นธาตุผสมหลักที่สำคัญอาจอยู่ระหว่าง 10.5%-27% และมีนิกเกิ้ลเป็นส่วนผสมอยู่น้อยมากหรือไม่มีเลย
กลุ่มมาร์เทนซิติค (Martensitic) แม่เหล็กดูดติด(magnetic) มีส่วนผสมของโครเมียม 12-14% และมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ปานกลาง มีโมลิบดีนัมเป็นส่วนผสมอยู่ประมาณ 0.2-1% ไม่มีนิกเกิล
สเตนเลสตระกูลนี้สามารถปรับความแข็งได้โดยการให้ความร้อนแล้วทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว (Quenching)และอบคืนตัว (Tempering) สามารถลดความแข็งได้ คล้ายกับเหล็กกล้าคาร์บอน และพบการใช้งานที่สำคัญในการผลิตเครื่องตัด, อุตสาหกรรมเครื่องบินและงานวิศวกรรมทั่วไป
กลุ่มเพิ่มความแข็งโดยการตกผลึก (Precipitation hardening)เกรดที่เป็นที่รู้จักในตระกูลนี้ คือ 17-4H ซึ่งมีส่วนผสมของโครเมียม 17% และนิกเกิล 4% สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้โดยกลไกเพิ่มความแข็งจากการตกผลึก (Precipitation hardening mechanism) โดยสามารถเพิ่มความแข็งแรงสูงมาก มีค่าความเค้นพิสูจน์ (Proof stress) อยู่ระหว่าง 1,000 ถึง 1,500 เมกาปาสคาล (MPa) ขึ้นอยู่กับชนิดและกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติด้วยความร้อน (Heat treatment)
กลุ่มดูเพล็กซ์ (Duplex) มีโครงสร้างผสมระหว่าง โครงสร้างเฟอริติค และออสเทนนิติค มีโครเมียมเป็นธาตุผสมอยู่ระหว่าง 19-28% และโมลิบดินัมสูงกว่า 5% และมีนิกเกิลน้อยกว่าตระกูลออสเทนนิติค พบว่า มีการใช้งานมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศแวดล้อมของคลอไรด์
สเตนเลสแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มหลัก (อีกนิยามหนึ่ง)
MARTENSITIC เป็นกลุ่มที่มีส่วนผสมของโครเมี่ยม (Cr) ระหว่าง 12 - 18% โดยมีเกรด 403, 410, 414,416, 420, 431, 416, 440A/B/C, 501 และ 502 คุณสมบัติหลักคือ สามารถชุบแข็งได้ ซึ่งส่งผลให้เนื้อสเตนเลสมีความแข็งแกร่งมากและทนต่อการเสียดสีได้ดี จึงเหมาะกับงานทำชิ้นส่วนเครื่องมือ เครื่องจักร แต่แม่เหล็กสามารถดูดติดได้
FERRITIC เป็นกลุ่มที่มีโครเมี่ยม (Cr) อยู่ระหว่าง 12 - 18% และมีคาร์บอน (C) น้อยกว่า 0.2% สเตนเลสในกลุ่มนี้มีราคาถูกที่สุด ไม่สามารถรีดให้แข็งขึ้นได้ แม่เหล็กดูดติด และไม่สามารถชุบแข็งได้ มีโอกาสเป็นสนิมได้ง่ายกว่ากลุ่มอื่น หากใช้งานในสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม จึงนิยมนำมาใช้งาน บางชนิดที่ไม่สัมผัสกับกรดโดยตรง เช่น ฝอยขัดหม้อ ลวดรัดสายไฟฟ้า โครงโต๊ะวางเตาแก๊ส เกรดในกลุ่มนี้มี 405, 430, 442 และ 446
AUSTENITIC เป็นกลุ่มที่นิยมใช้กันมากที่สุด โดยมีโครเมียม (Cr) 10.5 -24% เมื่อเพิ่มนิเกิ้ล (Ni) จะทำให้สเตนเลสมีคุณสมบัติทนต่อสนิมและการกัดกร่อนได้ดี สามารถเพิ่มความแข็งด้วยการรีดเย็นได้ แม่เหล็กดูดไม่ติด แต่ไม่สามารถชุบแข็งได้ เกรดในกลุ่มนี้มี 201, 202, 301, 302, 303, 304, 305, 308, 309, 310, 314, 316, 347 และ 348
DUPLEX เป็นกลุ่มที่ผสมกันระหว่า AUSTENITIC และ FERRITIC ซึ่งนำข้อดีของทั้งสองกลุ่มมารวมกันเพื่อวัตถุประสงค์ของการใช้งานเฉพาะเจาะจงบางประเภท ซึ่งไม่ค่อยมีการผลิตมากนัก
ผิวของสเตนเลส
No.1- รีดร้อนหรือรีดเย็น / อบอ่อน หรือปรับปรุงด้วยความร้อน คราบออกไซด์ไม่ได้ขจัดออก / ใช้งานในสภาพที่รีดออกมาโดยทั่วไปจะใช้งานที่ทนความร้อน
2D- สภาพผิว 2D หลังจากการรีดเย็นโดยลดความหนาลง ผ่านการอบอ่อนและการกัดผิวโดยกรดลักษณะผิวสีเทาเงินเรียบ
2B- ผิว 2D ที่ผ่านลูกรีดขนาดใหญ่กดทับปรับความเรียบ เพิ่มความเงาผิวเงาสะท้อนปานกลาง ผลิตโดยวิธีการรีดเย็น ตามด้วยการอบนำอ่อนขจัดคราบออกไซด์ และนำไปรีดเบาๆ ผ่านไปยังลูกกลิ้งขัด ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปของการรีดเย็น ผิวที่ได้ส่วนมากจะอยู่ในระดับ 2B
BA-ผ่านกระบวนการรีดเย็นโดยความหนาลดลงทีละน้อยๆ ผ่านการอบอ่อนด้วยก๊าซไฮโดรเจน เพื่อป้องกันกันการออกซิเดชั่นกับออกซิเจนในอากาศ ผิวมันเงา สะท้อนความเงาได้ดี ผิวผลิตภัณฑ์สเตนเลสจะกระทำด้วยวิธีนี้ ซึ่งจะมีเครื่องหมาย BA หรือ No.2BA, A ซึ่งผิวอบอ่อนเงา จะมีลักษณะเงากระจก ซึ่งเริ่มต้นจากการรีดเย็น อบอ่อนในเตาควบคุมบรรยากาศ ผิวเงาที่เห็นจะเป็นการขัดผิวด้วยลูกกลิ้งขัดผิว หรือเจียรนัยผิวตามเกรดที่ต้องการ ผิวอบอ่อนเงาส่วนมากจะใช้กับงานสถาปัตยกรรม ที่ต้องการผิวสะท้อน ผิวอบอ่อนสีน้ำนมจะไม่สะท้อนแสงเหมือนกับ No.8 จะใช้กับงานที่เป็นขอบ ชิ้นส่วนทางสถาปัตยกรรม ภาชนะในครัว อุปกรณ์ในกระบวนการผลิตอาหาร
No.4, Hair Line- สภาพผิว 2B ที่ผ่านการจัดถูด้วยกระดาษทรายเบอร์ 120-220 โดยค่าความหยาบขึ้นอยู่กับแรงกด, ขนาดของอนุภาคเม็ดทราย และระยะเวลาการใช้งานของกระดาษทราย ผิว No.4 เป็นสภาพผิวที่สนองต่อการนำไปใช้งานทั่วไป เช่นร้านอาหาร อุปกรณ์เครื่องใช้ในครัว อุปกรณ์รีดนม
No.8- สภาพผิว 2B, BA ขัดด้วยผ้าขัดอย่างละเอียดมากขั้นตามลำดับ เช่น #1000, ผ้าขนสัตว์ โดยมีผงขัดอะลูมิเนียมและโครเมียมออกไซด์ ผิว No.8 ส่วนมากจะเป็นผิวเงาสะท้อนคล้ายกระจกเงา ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะเป็นสเตนเลสชนิดแผ่นโดยผิวจะถูกขัดด้วยเครื่องขัดละเอียด นำไปใช้กับงานตก แต่งทางด้านสถาปัตยกรรม และงานที่เน้นความสวยงาม
คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L
เหล็กกล้าไร้สนิม 316l เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนต่ำเป็นพิเศษ
วัสดุนี้ใช้ในอุตสาหกรรมและการเดินเรือจำนวนมากที่ต้องการความทนทานต่อการเกิดรูพรุนจากสารละลายคลอไรด์เป็นที่รู้จักกันว่า เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดทะเลเนื่องจากความต้านทานต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมประเภท 304
วัสดุนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มรวมถึงในอุตสาหกรรมแปรรูปเคมี
ประโยชน์บางประการของการใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 316l ได้แก่ ความทนทานต่อการเกิดสนิมสูง ความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูง และค่าบำรุงรักษาต่ำ
คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลส 316L
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L มีคุณสมบัติทางกายภาพที่น่าประทับใจมากมาย ซึ่งทำให้เป็นวัสดุที่จำเป็นในอุตสาหกรรมต่างๆ ทนทานต่อการกัดกร่อนอย่างไม่น่าเชื่อทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือเมื่อสัมผัสกับสารเคมีรุนแรง แผ่น Inconel ยังมีความทนทานอย่างไม่น่าเชื่อและสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงเกินไปได้โดยไม่สูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้าง นอกจากนี้ เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ยังสามารถรักษาความแข็งแรงไว้ได้ทั้งในอุณหภูมิร้อนและเย็น ทำให้มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องสัมผัสกับความผันผวนของอุณหภูมิที่รุนแรง โดยรวมแล้ว ความยืดหยุ่นของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ช่วยให้มั่นใจได้ว่า ไม่ว่า จะใช้งานในสภาพแวดล้อมใด เหล็กกล้าไร้สนิมจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในขณะที่ตอบสนองความต้องการของการใช้งานต่างๆ
คุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L มีโครเมียมเข้มข้นสูงเพื่อต้านทานการกัดกร่อนและการซึมผ่านของแม่เหล็กที่ต่ำมาก ทำให้สามารถป้องกันสนิมที่เหนือกว่าและเสถียรภาพทางความร้อนที่เหมาะสมในสภาพแวดล้อมต่างๆ นอกจากนี้ เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ยังสามารถเชื่อมได้ง่ายด้วยวิธีการทั่วไปส่วนใหญ่ ในขณะเดียวกันก็สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนได้ โดยทั่วไปจะใช้ในอุปกรณ์กระบวนการทางอุตสาหกรรมเนื่องจากความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่รุนแรง
การใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 316L
การใช้งานทั่วไปของสแตนเลส 316L ส่วนใหญ่จะอยู่ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น เครื่องมือผ่าตัดและเครื่องครัว เช่น หม้อและกระทะ เนื่องจากไม่ผุกร่อนจากการสัมผัสกับอาหารหรือของเหลว นอกจากนี้ยังใช้ในงานเดินเรือเนื่องจากความทนทานต่อการกัดกร่อนในระดับสูงหมายความว่า จะไม่ได้รับผลกระทบจากน้ำเค็มหรือสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอื่นๆ เหล็กชนิดนี้มักพบในตัวเรือนนาฬิกา ส่วนประกอบเครื่องยนต์ไอพ่น ระบบไอเสียของยานพาหนะ และอุปกรณ์แปรรูปทางเคมี เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำ ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนตามขอบเกรนเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง
วัสดุนี้เป็นที่นิยมใช้ในการทำเครื่องประดับเนื่องจากความแข็งแรงที่เหนือกว่าทำให้สามารถคงรูปร่างไว้ได้โดยไม่หักงอหรือเสียหายง่ายในขณะที่ยังมีน้ำหนักเบาเพียงพอสำหรับการสวมใส่ที่สบาย นอกจากนี้ คุณสมบัติที่ไม่กัดกร่อนทำให้เครื่องประดับที่ทำจากสแตนเลสมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเครื่องประดับที่ทำจากโลหะอื่นๆ เช่น ทองหรือเงิน
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L มักใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์เนื่องจากความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนจากของเหลวในร่างกายและสารเคมี
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ยังใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้างเนื่องจากความทนทานและความต้านทานต่อการกัดกร่อน
เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ยังสามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางประเภท เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี
ประการสุดท้าย เหล็กกล้าไร้สนิม 316L บางครั้งใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องประดับเนื่องจากทนทานต่อการหมอง
ประโยชน์ของการใช้งานสแตนเลส
•ใช้ในสิ่งแวดล้อมที่กัดกร่อน (Corrosive Environment)
•งานอุณหภูมิเย็นจัด ป้องกันการแตกเปราะ
•ใช้งานอุณหภูมิสูง (High temperature)ป้องกันการเกิดคราบออกไซด์ (scale) และยังคงความแข็งแรง
•มีความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับมวล (High strength vs. mass)
•งานที่ต้องการสุขอนามัย(Hygienic condition) ต้องการความสะอาดสูง
•งานด้านสถาปัตยกรรม (Aesthetic appearance) ไม่เป็นสนิม ไม่ต้องทาสี
•ไม่ปนเปื้อน (No contamiation) ป้องกันการทำ ปฏิกิริยากับสารเร่งปฏิกิริยา
•ต้านทานการขัดถูแบบเปียก (Wet abrasion resistance)
การเลือกใช้หรือซื้อสแตนเลส
ผู้ซื้อหรือผู้ใช้ควรมีความรู้พื้นฐานสักเล็กน้อยในเรื่องดังต่อไปนี้
•ความรู้เกี่ยวกับวัสดุ - ความรู้จะช่วยการตัดสินใจไม่เกิดปัญหาผิดพลาดและประหยัดราคา
•ความรู้เรื่องเกรดของวัสดุ- เลือกใช้เกรดวัสดุ ถูกต้อง ลดความเสี่ยง ช่วยลดหรือประหยัดจากการใช้วัสดุราคาแพงได้
•ความรู้ในการออกแบบ- การออกแบบที่ดีจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการประกอบ
•ความรู้ในการตก แต่งผิว- การตก แต่งผิวทำให้ดู สวยงามและมีราคาเพิ่มขึ้น
•การประยุกต์ใช้ในงานตก แต่งหรืองานเครื่องใช้ภายในบ้าน- ใช้เป็นอุปกรณ์เครื่องใช้ในบ้านจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงหรือแก้ไข
•การใช้การวางแผนการผลิต - การวางแผนการผลิตจะช่วย ประหยัดค่าใช้จ่ายและเพิ่มคุณภาพผลิตภัณฑ์
คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลส
คุณสมบัติทางกายภาพของ สแตนเลส เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุประเภทอื่น ค่าที่แสดงในตารางที่1 เป็นเพียงค่าประมาณ เนื่องจากการเปรียบเทียบทำได้ยาก ค่าความหนาแน่นสูงของสแตนเลสแตกต่างจากวัสดุ
ที่ใช้ในการก่อสร้างอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด ในส่วนของคุณสมบัติเกี่ยวกับความร้อนความสามารถ ทนความร้อนของสแตนเลส มีข้อสังเกต 3 ประการคือ
การที่มีจุดหลอมเหลวสูง ทำให้มีอัตราความคืบดี เมื่อเทียบกับเซรามิก ที่อุณหภูมิ ต่ำกว่า 1000 องศา C
การที่มีค่านำความร้อนระดับปานกลาง ทำให้สแตนเลสเหมาะที่จะใช้ในงานที่ต้องทนความร้อน (คอนเทนเนอร์) หรือต้องการคุณสมบัตินำความร้อนได้ดี (เครื่องถ่ายความร้อน)
การมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระดับปานกลาง จึงสามารถใช้ความยาวมากๆ ได้ โดยใช้ตัวเชื่อมน้อย (เช่น ในการทำหลังคา)
คุณสมบัติเชิงกลของสแตนเลส
สแตนเลสโดยทั่วไปจะ มีส่วนผสมของเหล็กประมาณ 70-80% จึงทำให้มีคุณสมบัติของเหล็กที่สำคัญ 2 ประการคือ ความแข็งและความแกร่ง ในตารางที่ 2นี้ เป็นการเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกลกับวัสดุชนิดอื่น จะเห็นได้ว่า พลาสติก ซึ่งเป็นวัสดุที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวาง
มีความแข็งแรง และโมดูลัส ความยืดหยุ่นต่ำ ส่วนเซรามิกมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง แต่มีความแกร่ง
หรือความสามารถรับ แรงกระแทกโดยไม่แตกหักต่ำ สแตนเลสให้ค่า ที่เป็นกลางของทั้งความแข็ง ความแกร่ง และความเหนียว เรนื่องจากมีส่วนผสมของธาตุเหล็กอยุ่มาก และจะมีเพิ่มขึ้นอีกในชนิดออสเตนิติก และตารางที่ 3 จะแสดงให้เห็นค่าความแข็งแรงสูงสุด (Ultimate Tensile Strength) ของสแตนเลสไม่ว่า จะชนิดที่อ่อนตัวง่าย ซึ่งสามารถทำให้ขึ้นรูปเย็นได้ดี เช่น การขึ้นรูปลึก (Deep Drawing) จนถึงชนิดความแข็งแรงสูงสุด ซึ่งได้จากการขึ้นรูปเย็นหรือการทำให้เย็นตัวโดยเร็ว (Quenching) หรือชนิดชุบแข็ง แบบตกผลึก (Preciptation Hardening) ซึ่งเหมาะใช้ทำสปริง
• ค่าการนำความร้อน (Thermal conductivity)
สเตนเลสทุกชนิดจะมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาก สเตนเลสเกรดที่มีส่วนผสมโครเมียมอย่างเดียว (plain chromium steel) มีค่าการนำความร้อน +_1/3 และเกรดออสเทนนิติกมีค่าการนำความร้อน +_1/4 ของเหล็กกล้าคาร์บอน ทำให้มีผลต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่นมีผลต่อการควบคุมปริมาณความร้อนเข้าระหว่างการเชื่อม, ต้องให้ความร้อนเป็นระยะเวลานานขึ้น เมื่อต้องทำงานขึ้นรูปร้อน
• สัมประสิทธิ์การขยายตัว(Expansion coefficient)
สเตนเลสเกรดที่มีส่วนผสมโครเมียมอย่างเดียวมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวคล้ายกับเหล็กกล้าคาร์บอน แต่เกรดออสเทนนิติกจะมีสัมประสิทธ์การขยายตัวสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน 1½ เท่า การที่สเตนเลสมีการขยายตัวสูง แต่มีค่าการนำความร้อนต่ำทำให้ต้องหามาตรการป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงผลเสียหายที่ตามมาเช่น ใช้ปริมาณความร้อนในการเชื่อมต่ำ, กระจายความร้อนออกโดยใช้แท่งทองแดงรองหลัง, การจับยึดป้องกันการบิดงอ ปัจจัยเหล่านี้ต้องพิจารณาการใช้งานร่วมกันของวัสดุ เช่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ระหว่างเปลือกโครงสร้างเหล็กกล้าคาร์บอน และท่อออสเทนนิติคเป็นต้น
• ฟิล์มป้องกันและการสร้างฟิล์ม (Passive film)
สเตนเลสจะมีฟิล์มบางๆ ต้านทานการกัดกร่อน จำเป็นต้องรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มป้องกัน ดังนี้
• หลีกเลี่ยงความเสียหายหรือการสัมผัสรุนแรงทางกล
• ซ่อมปรับปรุงพื้นที่ที่มีผลต่อการเสียหายเช่น บริเวณที่เกิดสะเก็ดหรือคราบออกไซด์เนื่องจากอุณหภูมิสูงใกล้ๆ แนวเชื่อม, บริเวณที่เกิดความเสียหายทางกลหรือมีการเจียระไน, มีการปนเปื้อนโดยวิธีการสร้างฟิล์มป้องกัน (passivation) อย่างเดียวหรือใช้ทั้งวิธีการแช่กรดเพื่อกำจัดคราบจากออกไซด์ (pickling) หรือ การแช่กรดหรือทาน้ำยาสร้างฟิล์มออกไซด์ (passivation) ที่ผิวเหล็กกล้าสเตนเลส
• แน่ใจว่า มีออกซิเจนเพียงพอและสม่ำเสมอที่สร้างออกไซด์ที่ผิวของ เหล็กกล้าสเตนเลสได้
• การเสียหายที่ผิวเนื่องจากการเสียดสีที่ผิวโลหะกับโลหะอย่างรุนแรง (Galling /pick up / seizing)
ผิวหน้าสเตนเลสมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียหายเนื่องจากการเสียดสีอย่างรุนแรง ต้องหลีกเลี่ยงและระมัดระมัดระวัง ความเสียหายที่จะเกิดขึ้นดังกล่าวโดยสำหรับผิวหน้าที่มีการเสียดสีกันตลอดเวลา ควรใช้ Load หรือแรงเสียดสีต่ำสุด และต้องแน่ใจว่า การเสียดสีไม่สร้างความร้อนเกิดขึ้น ควรรักษาผิวสัมผัสไม่ให้มีการบดกับผงฝุ่น เม็ด ทรายฯลฯ และใช้น้ำมันหล่อลื่นหรือเคลือบผิว
