ขาย SUS316,ขาย SUS316L,ขาย SUS420, ขาย SUS420J2,ขาย SUS310,ขาย SUS310S,ขาย SUS304,ขาย SUS630,ขาย SUS 17-4 PH, ขาย SS 17-4 PH,ขาย SUS440,ขาย SUS431,ขาย SUS2205,ขาย SUS410,ขาย SUS630.ขาย SUS409,ขาย SUS3cr12,ขาย SUS430,จำหน่าย ขาย แผ่น เพลา สแตนเลส Round Bar

เหล็กกล้า ไร้สนิม ASTM A276 304มีการขึ้นรูปที่ยอดเยี่ยมรวมถึงลักษณะการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม อันที่จริงแล้ว304 SS Hollow Bar สามารถเชื่อมได้ด้วยเทคนิคการหลอมมาตรฐานทั้งหมด ทั้งแบบมีและไม่มีการใช้โลหะอุด แม้ว่า ส่วนเชื่อมที่มีน้ำหนักมากในSs 304 Flat Barอาจต้องมีการอบอ่อนหลังการเชื่อมเพื่อให้ต้านทานการกัดกร่อนได้สูงสุด
สามารถสังเกตได้ว่า 304 SS Flat Barมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมบรรยากาศที่หลากหลายรวมถึงตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากมาย บาร์ที่ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 ถือว่า ทนทานต่อน้ำดื่มที่มีคลอไรด์ประมาณ 200 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิแวดล้อม การดำเนินการป้องกันการกัดกร่อนของ304 SS Round Bar ลดลงเหลือประมาณ 150 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิสูงขึ้นเล็กน้อยที่ 60°C

เหล็กกล้าไร้สนิม 304 Round Barมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ดีในการให้บริการเป็นระยะๆ ที่ช่วงอุณหภูมิ 870 °C และในการให้บริการต่อเนื่องจนถึงอุณหภูมิ 925 °C ไม่แนะนำให้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 อย่างต่อเนื่องระหว่างช่วงอุณหภูมิ 425°C - 860°C หากความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำที่ตามมาเป็นสิ่งสำคัญ SS 304 Square Bar รุ่นที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำเป็นที่ทราบกันดีว่า มีความทนทานต่อการตกตะกอนของคาร์ไบด์มากกว่า และสามารถใช้ในการใช้งานที่บาร์สามารถให้ความร้อนจนถึงช่วงอุณหภูมิด้านหน้าที่กล่าวถึงได้

เนื่องจากเกรด 304H มีความแข็งแรงสูงกว่าที่อุณหภูมิสูง ดังนั้น304 SS Barจึงมักใช้กับงานที่มีแรงดันเช่นเดียวกับงานโครงสร้างที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 °C ถึงประมาณ 800 °C เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304H จะไวต่ออุณหภูมิระหว่างช่วงอุณหภูมิ 425 °C - 860 °C แม้ว่า เหตุผลนี้จะไม่เป็นปัญหาสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง แต่อาจส่งผลให้ความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำลดลง

เหล็กกล้าไร้สนิมหรือที่เรียกว่าinoxหรือ Corrosion Resistant (Stainless) Steel (CRES) เป็นโลหะผสมของเหล็กที่ทนทานต่อ การ เกิดสนิมและการกัดกร่อน ประกอบด้วยโครเมียม อย่างน้อย 10.5% โดยปกติจะเป็นนิกเกิลและอาจมีองค์ประกอบอื่นๆ เช่นคาร์บอนเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้ สนิม เป็นผลมาจากโครเมียม ซึ่งเป็นฟิล์มแบบพาสซีฟที่สามารถปกป้องวัสดุและสมานตัวได้เองเมื่อมีออกซิเจน [1] : 3 

ก๊อกและอ่างล้างจานสแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมใช้สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมเมื่อสิ่งสำคัญคืออุปกรณ์มีอายุการใช้งานและสามารถรักษาความสะอาดได้
คุณสมบัติของโลหะผสม เช่น ความมันวาวและความต้านทานต่อการกัดกร่อน มีประโยชน์ในการใช้งานหลายประเภท เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถรีดเป็นแผ่นแผ่น แท่ง ลวด และท่อ สามารถใช้ในเครื่องครัว ช้อนส้อมเครื่องมือผ่าตัด เครื่องใช้หลัก ยาน พาหนะ วัสดุก่อสร้างใน อาคารขนาดใหญ่ อุปกรณ์อุตสาหกรรม (เช่น ในโรงงานกระดาษโรงงานเคมีการบำบัดน้ำ) และถังเก็บสารเคมีและผลิตภัณฑ์อาหาร

ความสามารถใน การทำความสะอาดทางชีวภาพของเหล็กกล้าไร้สนิมเหนือกว่าทั้งอะลูมิเนียมและทองแดง และเทียบได้กับแก้ว [2]ความสามารถในการทำความสะอาด ความแข็งแรง และความทนทานต่อการกัดกร่อนทำให้มีการใช้เหล็กกล้าไร้สนิมในโรงงานแปรรูปยาและอาหาร [3]

เหล็กกล้าไร้สนิมประเภทต่างๆ จะมี หมายเลข AISIสามหลัก กำกับไว้ [4]มาตรฐาน ISO 15510 แสดงรายการองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิมตามข้อกำหนดในมาตรฐาน ISO, ASTM , EN , JISและGBที่มีอยู่ในตารางการแลกเปลี่ยนที่เป็นประโยชน์ [5]

การนำไฟฟ้า
แก้ไข
เช่นเดียวกับเหล็กกล้า เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ โดยมีค่าการนำไฟฟ้า ต่ำกว่า ทองแดง อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานการสัมผัสแบบไม่สัมผัสทางไฟฟ้า (ECR) ของเหล็กกล้าไร้สนิมเกิดขึ้นจากชั้นออกไซด์ป้องกันที่หนาแน่นและจำกัดฟังก์ชันการใช้งานในการใช้งานเป็นตัวเชื่อมต่อไฟฟ้า [6]โลหะผสมทองแดงและขั้วต่อเคลือบนิกเกิลมักจะแสดงค่า ECR ที่ต่ำกว่า และเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับการใช้งานดังกล่าว อย่างไรก็ตาม คอนเนคเตอร์เหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ที่ ECR มีเกณฑ์การออกแบบที่ต่ำกว่าและต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น ในอุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ [7]

จุดหลอมเหลว
แก้ไข
เช่นเดียวกับโลหะผสมส่วนใหญ่จุดหลอมเหลวของเหล็กกล้าไร้สนิมจะแสดงในรูปแบบของช่วงอุณหภูมิ ไม่ใช่อุณหภูมิเดียว [8]ช่วงอุณหภูมินี้มีตั้ง แต่ 1,400 ถึง 1,530 °C (2,550 ถึง 2,790 °F; 1,670 ถึง 1,800 K; 3,010 ถึง 3,250 °R) [9]ขึ้นอยู่กับความสอดคล้องเฉพาะของโลหะผสมที่เป็นปัญหา

ความแข็ง
แก้ไข
เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะที่มีความทนทานสูง ซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านความแข็งที่น่าประทับใจ คุณภาพนี้มีสาเหตุหลักมาจากการมีส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่ โครเมียมและนิกเกิล โครเมียมสร้างชั้นออกไซด์บนผิวโลหะ ปกป้องจากการกัดกร่อนและการสึกหรอ ในขณะเดียวกัน นิกเกิลก็มีส่วนช่วยให้โลหะมีความแข็งแรงและความเหนียว ช่วยเพิ่มความแข็งโดยรวม เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถชุบแข็งได้ด้วยกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน เช่น การหลอมหรือการชุบแข็ง เพื่อปรับปรุงความแข็งให้ดียิ่งขึ้น [10]

การนำความร้อน
แก้ไข
การนำความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและโครงสร้างของมัน โดยทั่วไป เหล็กกล้าไร้สนิมมีค่าการนำความร้อนตั้ง แต่ 15 ถึง 20 W/mK (วัตต์ต่อเมตรเคลวิน) ด้วยเหตุนี้จึงเก็บพลังงานได้มากขึ้น ซึ่งทำให้อุณหภูมิโดยรอบคงที่ [11]

อำนาจแม่เหล็ก
แก้ไข
เหล็กกล้า ไร้สนิม มาร์เทนซิติก ดูเพล็กซ์และ เฟอริติก เป็นแม่เหล็กในขณะที่เหล็กกล้า ไร้สนิมออส เทนนิติกมักไม่เป็นแม่เหล็ก [12]เหล็กกล้าเฟอริติกมีโครงสร้างผลึกทรงลูกบาศก์เป็นศูนย์กลางของแม่เหล็ก ซึ่งอะตอมของธาตุเหล็กถูกจัดเรียงเป็นลูกบาศก์ (โดยมีอะตอมของธาตุเหล็กอยู่ที่มุม แต่ละมุม) และอะตอมของธาตุเหล็กอีกอันที่อยู่ตรงกลาง อะตอมของเหล็กกลางนี้มีหน้าที่รับผิดชอบคุณสมบัติทางแม่เหล็กของเหล็กเฟอริติก การจัดเรียงนี้ยังจำกัดปริมาณคาร์บอนที่เหล็กสามารถดูดซับได้ประมาณ 0.025% [13] เกรดที่มีสนามบังคับต่ำได้รับการพัฒนาสำหรับวาล์วไฟฟ้าที่ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและระบบหัวฉีดในเครื่องยนต์สันดาปภายใน การใช้งานบาง อย่างต้องการวัสดุที่ไม่เป็นแม่เหล็ก เช่นการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก [ ต้องการอ้างอิง ] เหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติก ซึ่ง ปกติ ไม่เป็นแม่เหล็กสามารถทำให้เป็นแม่เหล็กได้เล็กน้อยผ่านการชุบแข็ง บางครั้ง ถ้าเหล็กออสเทนนิติกงอหรือตัด แม่เหล็กจะเกิดขึ้นตามขอบของเหล็กกล้าไร้สนิม เนื่องจากโครงสร้างผลึกจัดเรียงตัวเองใหม่ [14]

ความสามารถในการซึมผ่านแม่เหล็กของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกบางเกรดหลังจากการหลอม 2 ชั่วโมงที่ 1,050 °C [15]
เกรด EN 1.4307 1.4301 1.4404 1.4435
การซึมผ่านของแม่เหล็ก μ 1.056 1.011 1.100 1,000
การกัดกร่อน
แก้ไข
การเติมไนโตรเจนยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล [16]ดังนั้นจึงมีเหล็กกล้าไร้สนิมหลายเกรดที่มีโครเมียมและโมลิบดีนัมแตกต่างกันไปเพื่อให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่โลหะผสมต้องทน [17]ความต้านทานการกัดกร่อนสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกด้วยวิธีต่อไปนี้:

เพิ่มปริมาณโครเมียมมากกว่า 11% [16]
เติมนิกเกิลอย่างน้อย 8% [16]
การเติมโมลิบดีนัม (ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน) [16]
สวมใส่
แก้ไข
การเสียดสี (Galling) หรือที่บางครั้งเรียกว่าการเชื่อมแบบเย็น เป็นรูปแบบหนึ่งของการสึกหรอจากการยึดติดที่รุนแรง ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เมื่อพื้นผิวโลหะสองชิ้นมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ ซึ่งกันและกันและอยู่ภายใต้แรงกดดันอย่างหนัก ตัวยึดสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อการเสียดสีของเกลียว แม้ว่า โลหะผสมอื่นๆ ที่สร้างฟิล์มป้องกันผิวออกไซด์ขึ้นเอง เช่น อะลูมิเนียมและไททาเนียม ก็อ่อนไหวเช่นกัน ภายใต้การเลื่อนที่มีแรงสัมผัสสูง ออกไซด์นี้สามารถเปลี่ยนรูปร่าง หัก และถอดออกจากชิ้นส่วนของส่วนประกอบได้ เผยให้เห็นโลหะที่ทำปฏิกิริยาเปล่าๆ เมื่อพื้นผิวทั้งสองเป็นวัสดุชนิดเดียวกัน พื้นผิวที่สัมผัสเหล่านี้สามารถหลอมรวมกันได้ง่าย การแยกพื้นผิวทั้งสองออกจากกันอาจส่งผลให้เกิดการฉีกขาดของพื้นผิวและแม้กระทั่งการยึดชิ้นส่วนโลหะหรือตัวยึดทั้งหมด [18] [19]การเกิดตะกรันสามารถบรรเทาได้ด้วยการใช้วัสดุที่ต่างกัน (บรอนซ์กับสเตนเลส) หรือใช้สเตนเลสที่แตกต่างกัน (มาร์เทนซิติกกับออสเทนนิติก) นอกจากนี้ ข้อต่อแบบเกลียวอาจได้รับการหล่อลื่นเพื่อให้ฟิล์มระหว่างสองส่วนและป้องกันการเกิดสนิม Nitronic 60 ซึ่งทำขึ้นโดยการคัดเลือกโลหะผสมแมงกานีส ซิลิกอน และไนโตรเจน ได้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ลดลงในการเกิดดี [19]

ความหนาแน่น
แก้ไข
ความหนาแน่นของเหล็กกล้าไร้สนิมอาจอยู่ระหว่าง 7,500 กก./ม. 3ถึง 8,000 กก./ม. 3ขึ้นอยู่กับโลหะผสม [20]

ออสเทนนิติก
แก้ไข
ดูบทความหลักที่: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติก[45] [46]เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมตระกูลใหญ่ที่สุด โดยมีสัดส่วนประมาณสองในสามของการผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมด [47]พวกมันมีโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติก ซึ่งเป็นโครงสร้างลูกบาศก์คริสตัลที่มีใบหน้าอยู่ตรงกลาง [48] ​​โครงสร้างจุลภาคนี้ทำได้โดยการผสมเหล็กกับนิกเกิลและ/หรือแมงกานีสและไนโตรเจนอย่างเพียงพอเพื่อรักษาโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกที่ทุกอุณหภูมิ ตั้ง แต่บริเวณไครโอเจนิกไปจนถึงจุดหลอมเหลว [48] ​​ดังนั้น เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกจึงไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน เนื่องจากมีโครงสร้างจุลภาคเหมือนกันในทุกอุณหภูมิ [48]

กลุ่มย่อยเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก 200 ซีรีส์และ 300 ซีรีส์:

ซีรีส์ 200 [49]เป็นโลหะผสมโครเมียม-แมงกานีส-นิกเกิลที่ใช้แมงกานีสและไนโตรเจนให้เกิดประโยชน์สูงสุดเพื่อลดการใช้นิกเกิลให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากการเติมไนโตรเจนทำให้มีความแข็งแรงในการให้ผลผลิตสูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 ประมาณ 50%
Type 201 สามารถชุบแข็งได้ผ่านการทำงานเย็น [50]
Type 202 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้งานทั่วไป การลดปริมาณนิกเกิลและเพิ่มแมงกานีสทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง
ซีรีส์ 300 เป็นโลหะผสมโครเมียม-นิกเกิลที่บรรลุโครงสร้างจุลภาคแบบออสเทนนิติกเกือบเฉพาะจากการผสมนิกเกิล เกรดที่มีโลหะผสมสูงบางเกรดมีไนโตรเจนบางส่วนเพื่อลดความต้องการนิกเกิล 300 ซีรีส์เป็นกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลาย
ประเภท304 : เกรดที่รู้จักกันดีที่สุดคือประเภท 304 หรือที่เรียกว่า 18/8 และ 18/10 โดยมีส่วนประกอบของโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% หรือ 10% ตามลำดับ
ประเภท316 : เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่พบมากเป็นอันดับสองคือประเภท 316 การเติมโมลิบดีนัม 2% ทำให้ทนทานต่อกรดและการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ไอออนได้ดีขึ้น รุ่นคาร์บอนต่ำ เช่น316Lหรือ 304L มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.03% และใช้เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการกัดกร่อนที่เกิดจากการเชื่อม [51]
เฟอริติก
แก้ไข
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) [52]
การใช้งานด้านสถาปัตยกรรมและโครงสร้าง (ประเภท 430 ซึ่งมี Cr 17%) [53]
ส่วนประกอบของอาคาร เช่น ตะขอชนวน หลังคา และปล่องไฟ
แผ่นพลังงานในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็งทำงานที่อุณหภูมิประมาณ 700 °C (1,300 °F) (เฟอร์ริติกโครเมียมสูงที่มี Cr 22%) [54]
มาร์เทนซิติก
แก้ไข
ดูบทความหลักที่: เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีโครงสร้างคริสตัลทรงลูกบาศก์ตรงกลางตัวเรือน และมีคุณสมบัติที่หลากหลายและใช้เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมวิศวกรรม เหล็กกล้าเครื่องมือสเตนเลส และเหล็กกล้าต้านทานการคืบ พวกมันเป็นแม่เหล็กและไม่ทนต่อการกัดกร่อนเท่าเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกและออสเทนนิติกเนื่องจากมีปริมาณโครเมียมต่ำ แบ่งออกเป็นสี่ประเภท (มีบางส่วนทับซ้อนกัน): [55]

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[56]เนื่องจากมีคุณสมบัติการหล่อที่ดี เชื่อมได้ดี และต้านทานการกัดกร่อน ของ โพรงอากาศ ได้ดี
เกรดการชุบแข็งแบบตกตะกอน เกรด EN 1.4542 (หรือที่เรียกว่า 17-4 PH) ซึ่งเป็น เกรดที่รู้จักกันดีที่สุด ผสมผสานการชุบแข็งแบบมาร์เทนซิติกและการชุบแข็งแบบตกตะกอน มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวดี และใช้ในอวกาศและการใช้งานอื่นๆ
เกรดต้านทานการคืบคลาน การเติมไนโอเบียมวาเนเดียมโบรอนและโคบอลต์ เล็กน้อย จะเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการคืบได้สูงถึงประมาณ 650 °C (1,200 °F)
เหล็กกล้าไร้สนิม Martensitic สามารถผ่านความร้อนเพื่อให้มีสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้น การรักษาความร้อนโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: [57]

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 [58] [59] [60] [61] [62]

ดูเพล็กซ์
แก้ไข
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
แก้ไข
เหล็กกล้า ไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมีความต้านทานการกัดกร่อนเทียบได้กับพันธุ์ออสเทนนิติก แต่สามารถชุบแข็งแบบตกตะกอนให้มีความแข็งแกร่งสูงกว่าเกรดมาร์เทนซิติกอื่นๆ เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมีสามประเภท: [63]

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 [64] (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
แก้ไข
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
แก้ไข

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 [65] [66]

ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของฟิล์มนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ที่ปริมาณโครเมียม เป็นเรื่องปกติที่จะแยกความแตกต่างระหว่างการกัดกร่อนสี่รูปแบบ: สม่ำเสมอ, เฉพาะที่ (รูพรุน), กัลวานิก และ SCC (การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด) การกัดกร่อนทุกรูปแบบเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเกรดของสแตนเลสไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อมการทำงาน

การกำหนด "CRES" หมายถึงเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน (สแตนเลส)

ชุดยูนิฟอร์ม
แก้ไข
การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมาก โดยทั่วไปแล้วจะมีการผลิตสารเคมีหรือใช้อย่างหนัก เช่น ในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษ พื้นผิวทั้งหมดของเหล็กถูกโจมตี และการกัดกร่อนจะแสดงเป็นอัตราการกัดกร่อนในหน่วย มม./ปี (โดยปกติจะน้อยกว่า 0.1 มม./ปี ในกรณีดังกล่าว) ตารางการกัดกร่อนเป็นแนวทาง [67]

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 [68] [69]กรดซัลฟิวริกเข้มข้นมีลักษณะการออกซิไดซ์เช่นกรดไนตริก ดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีซิลิกอนจึงมีประโยชน์เช่นกัน [ ต้องการอ้างอิง ] กรดไฮโดรคลอริกทำลายเหล็กกล้าไร้สนิมทุกชนิด และควรหลีกเลี่ยง [1] : 118  [70]เหล็กกล้าไร้สนิมทุกประเภทต้านทานการโจมตีจากกรดฟอสฟอริกและกรดไนตริกที่อุณหภูมิห้อง ที่ความเข้มข้นสูงและอุณหภูมิสูง การโจมตีจะเกิดขึ้น และต้องใช้เหล็กกล้าไร้สนิมผสมสูง [71][72]โดยทั่วไปกรดอินทรีย์มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่ากรดแร่ เช่น กรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริก เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของกรดอินทรีย์เพิ่มขึ้น การกัดกร่อนของกรดก็จะเพิ่มขึ้น กรดฟอร์มิกมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่สุด ดังนั้นจึงเป็นกรดอ่อน ประเภท 304 สามารถใช้กับกรดฟอร์มิกได้แม้ว่า จะมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนสีของสารละลาย ประเภท 316 มักใช้สำหรับจัดเก็บและจัดการกรดอะซิติก ซึ่งเป็นกรดอินทรีย์ที่มีความสำคัญทางการค้า [73]

เหล็กกล้าไร้สนิมประเภท 304 และประเภท 316 ไม่ได้รับผลกระทบจากเบสที่อ่อนแอ เช่นแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์แม้ในความเข้มข้นสูงและที่อุณหภูมิสูง เกรดเดียวกันที่สัมผัสกับเบสที่แรงกว่า เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้นสูงและอุณหภูมิสูง มีแนวโน้มที่จะเกิดการสึกกร่อนและการแตกร้าว [74]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 สำหรับการประมวลผลยูเรีย [1] [ ต้องการหน้า ]

เป็นภาษาท้องถิ่น
แก้ไข
การกัดกร่อนเฉพาะจุดสามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี เช่นการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนแบบรอยแยก การโจมตีเฉพาะที่เหล่านี้พบ ได้บ่อยที่สุดเมื่อมีคลอไรด์ไอออน ระดับคลอไรด์ที่สูงขึ้นต้องใช้เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีอัลลอยด์สูง

การกัดกร่อนเฉพาะที่อาจคาดเดาได้ยากเนื่องจากขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง ได้แก่:

ความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออน แม้จะทราบความเข้มข้นของสารละลายคลอไรด์แล้ว ก็ยังมีความเป็นไปได้ที่การกัดกร่อนเฉพาะที่จะเกิดขึ้นโดยไม่คาดคิด คลอไรด์ไอออนสามารถเข้มข้นไม่เท่ากันในบางพื้นที่ เช่น ในรอยแยก (เช่น ใต้ปะเก็น) หรือบนพื้นผิวในช่องไอเนื่องจากการระเหยและการควบแน่น
อุณหภูมิ: อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความไว
ความเป็นกรด: ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความไว
ความเมื่อยล้า: สภาวะที่หยุดนิ่งจะเพิ่มความอ่อนแอ
สปีชีส์ออกซิไดซ์: การปรากฏตัวของสปีชีส์ออกซิไดซ์ เช่น เฟอริกและคิวริกไอออน จะเพิ่มความไว
การกัดกร่อนแบบรูพรุนถือเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดของการกัดกร่อนเฉพาะจุด ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมจนถึงการกัดกร่อนแบบรูพรุนมักแสดงโดยPREN ซึ่งได้จากสูตร:

ค่า PREN ยิ่งสูง ความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนยิ่งสูง ดังนั้น การเพิ่มปริมาณโครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจนทำให้ต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้ดีขึ้น

แม้ว่า ตามทฤษฎีแล้ว ค่า PREN ของเหล็กบางชนิดอาจเพียงพอที่จะต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้ แต่การกัดกร่อนแบบรอยแยกยังสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อการออกแบบที่ไม่ดีทำให้เกิดพื้นที่จำกัด (แผ่นทับซ้อนกัน ส่วนต่อประสานกับแผ่นวงแหวน ฯลฯ) หรือเมื่อเกิดคราบสกปรกบนวัสดุ ในพื้นที่ที่เลือกเหล่านี้ ค่า PREN อาจไม่สูงพอสำหรับเงื่อนไขการบริการ การออกแบบที่ดี เทคนิคการผลิต การเลือกโลหะผสม สภาพการใช้งานที่เหมาะสมตามความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ที่มีอยู่ในสารละลายที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน ค่า pH ฯลฯ สามารถป้องกันการกัดกร่อนดังกล่าวได้ [75]

ความเครียด
แก้ไข
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (SCC) เป็นการแตกร้าวอย่างฉับพลันและความล้มเหลวของส่วนประกอบโดยไม่มีการเสียรูป อาจเกิดขึ้นเมื่อตรงตามเงื่อนไขสามประการ:

ชิ้นส่วนถูกทำให้เครียด (โดยโหลดที่ใช้หรือโดยความเครียดตกค้าง)
สภาพแวดล้อมมีความก้าวร้าว (ระดับคลอไรด์สูง อุณหภูมิสูงกว่า 50 °C (120 °F) การมี H 2 S)
เหล็กกล้าไร้สนิมไม่ทนต่อ SCC เพียงพอ
กลไก SCC เป็นผลมาจากลำดับเหตุการณ์ต่อไปนี้:

เกิดรูพรุน
รอยแตกเริ่มต้นจากไซต์เริ่มต้นของหลุม
จากนั้นรอยแตกจะแพร่กระจายผ่านโลหะในโหมดตามขวางหรือตามขอบเกรน
ความล้มเหลวเกิดขึ้น
ในขณะที่การเกิดรูมักจะนำไปสู่พื้นผิวที่ไม่น่ามอง และที่แย่ที่สุดคือการทะลุของแผ่นสเตนเลส ความล้มเหลวของ SCC อาจส่งผลร้ายแรงได้ ดังนั้นจึงถือเป็นรูปแบบพิเศษของการกัดกร่อน

เนื่องจาก SCC กำหนดให้ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขหลายประการ จึงสามารถแก้ไขได้ด้วยมาตรการที่ค่อนข้างง่าย ได้แก่:

การลดระดับความเครียด (ข้อมูลจำเพาะของน้ำมันและก๊าซมีข้อกำหนดสำหรับระดับความเครียดสูงสุดในสภาพแวดล้อมที่มี H 2 S)
ประเมินความก้าวร้าวของสิ่งแวดล้อม (ปริมาณคลอไรด์สูง อุณหภูมิสูงกว่า 50 °C (120 °F) เป็นต้น)
การเลือกประเภทสเตนเลสที่เหมาะสม: ซุปเปอร์ออสเทนนิติก เช่น เกรด 904L หรือซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ (สเตนเลสเฟอร์ริติก