เหล็กกล้าไร้สนิม 316 (UNS S31600) – องค์ประกอบ คุณสมบัติ และการใช้งาน
เหล็กกล้าไร้สนิมหรือที่เรียกว่าinox หรือ Corrosion Resistant (Stainless) Steel (CRES) เป็นโลหะผสมของเหล็กที่ทนทานต่อการเกิดสนิมและการกัดกร่อน ประกอบด้วยโครเมียม อย่างน้อย 10.5% โดยปกติจะเป็นนิกเกิลและอาจมีองค์ประกอบอื่นๆ เช่นคาร์บอนเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้ สนิม เป็นผลมาจากโครเมียม ซึ่งเป็นฟิล์มแบบพาสซีฟที่สามารถปกป้องวัสดุและสมานตัวได้เองเมื่อมีออกซิเจน [1] : 3
เหล็กกล้าไร้สนิมใช้สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมเมื่อสิ่งสำคัญคืออุปกรณ์มีอายุการใช้งานและสามารถรักษาความสะอาดได้
คุณสมบัติของโลหะผสม เช่น ความมันวาวและความต้านทานต่อการกัดกร่อน มีประโยชน์ในการใช้งานหลายประเภท เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถรีดเป็นแผ่นแผ่น แท่ง ลวด และท่อ สิ่งเหล่านี้สามารถใช้ในเครื่องครัว ช้อนส้อมเครื่องมือผ่าตัดเครื่องใช้หลัก ยานพาหนะ วัสดุก่อสร้างในอาคารขนาดใหญ่ อุปกรณ์อุตสาหกรรม (เช่น ในโรงงานกระดาษโรงงานเคมีการบำบัดน้ำ) และถังเก็บสารเคมีและผลิตภัณฑ์อาหาร
ความสามารถใน การทำความสะอาดทางชีวภาพของเหล็กกล้าไร้สนิมเหนือกว่าทั้งอะลูมิเนียมและทองแดง และเทียบได้กับกระจก [2]ความสามารถในการทำความสะอาด ความแข็งแรง และความทนทานต่อการกัดกร่อนทำให้มีการใช้เหล็กกล้าไร้สนิมในโรงงานแปรรูปยาและอาหาร [3]
เหล็กกล้าไร้สนิมประเภทต่างๆ จะมี หมายเลข AISIสามหลัก กำกับไว้ [4]มาตรฐาน ISO 15510 แสดงรายการองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิมตามข้อกำหนดในมาตรฐาน ISO, ASTM , EN , JISและGBที่มีอยู่ในตารางการแลกเปลี่ยนที่มีประโยชน์ [5]
สแตนเลสเกรด 316 คืออะไร?
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 เป็นวัสดุที่มีความอเนกประสงค์สูง มีการผสมผสานระหว่างคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และทางกลที่ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานหลายประเภท ในโพสต์นี้ เราจะพูดถึงการใช้งาน สมบัติทางเคมีและกายภาพ สมบัติทางกล ความทนทานต่อการกัดกร่อน ความต้านทานความร้อน ขั้นตอนการอบชุบด้วยความร้อน เทคนิคการเชื่อม
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม 316
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 ประกอบด้วยโครเมียม 16-18% และปริมาณนิเกิล 11-14% ซึ่งให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 ทั่วไป นอกจากนี้ยังมีปริมาณโมลิบดีนัม ซึ่งทำให้มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดออสเทนนิติก นอกจากนี้ยังมีแมงกานีสในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งช่วยปรับปรุงการขึ้นรูปและการเชื่อม
คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลส 316
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 มีจุดหลอมเหลวสูงที่ 1425°C (2597°F) ทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีความเสถียรทางความร้อนมากที่สุดในตลาดปัจจุบัน นอกจากนี้ยังมีการนำไฟฟ้าที่ดี ซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือส่วนประกอบที่ต้องการให้กระแสไหลผ่านวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ก่อให้เกิดการสูญเสียหรือความเสียหายใดๆ เนื่องจากความร้อนหรือประกายไฟมากเกินไป วัสดุนี้ยังมีความเหนียวที่ดีเยี่ยมช่วยให้สามารถขึ้นรูปได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนอย่างเหมาะสมในระหว่างกระบวนการผลิต เช่น การปั๊มหรือการวาด นอกจากคุณสมบัติเหล่านี้แล้ว
คุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิม 316
เหล็กกล้าไร้สนิม 316 เป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการใช้งานเหล่านี้ เนื่องจากความแข็งแรง ความทนทาน และความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรง มีการยืดตัวสูงที่จุดแตกหัก 50-60% ความต้านทานแรงดึงที่ดีสูงถึง 75,000 PSI และความแข็งแรงของผลผลิตสูงถึง 32,000 PSI และสามารถชุบแข็งด้วยเทคนิคการชุบแข็งงานหรือเทคนิคการชุบแข็งตามอายุ นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อแรงกระแทกและความเมื่อยล้าแม้ในอุณหภูมิต่ำมากถึง -450 องศาฟาเรนไฮต์
การใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 316
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 มักใช้ในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงและมีมาตรฐานด้านสุขอนามัยที่เหนือกว่า นอกจากนี้ยังเป็นที่นิยมใช้ในงานทางการแพทย์และงานเดินเรือที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อน เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่น การก่อสร้าง การผลิตกระดาษ การสำรวจน้ำมันและก๊าซ วิศวกรรมการบินและอวกาศ เป็นต้น
ความต้านทานการกัดกร่อน
ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมบรรยากาศต่างๆ และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลายชนิด โดยทั่วไปมีความทนทานมากกว่า 304 ขึ้นอยู่กับการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่อบอุ่น 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 และต่อเนื่องถึง 925 °C ไม่แนะนำให้ใช้ 316 อย่างต่อเนื่องในช่วง 425-860 °C หากความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำที่ตามมามีความสำคัญ เกรด 316L ทนทานต่อการตกตะกอนของคาร์ไบด์ได้ดีกว่า และสามารถใช้ได้ในช่วงอุณหภูมิข้างต้น เกรด 316H มีความแข็งแรงสูงกว่าที่อุณหภูมิสูง และบางครั้งใช้สำหรับงานโครงสร้างและความดันที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 °C
รักษาความร้อน
การบำบัดสารละลาย (การหลอม) – ให้ความร้อนถึง 1,010-1120 °C และทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เกรดเหล่านี้ไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน
ประเภทสแตนเลสสำเร็จรูป
สแตนเลสเส้น (Stainless Bar)
สแตนเลสเส้นกลม (Stainless Round Bar)
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)
การนำไฟฟ้า
เช่นเดียวกับเหล็กกล้า เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ โดยมีค่าการนำไฟฟ้า ต่ำกว่า ทองแดง อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานการสัมผัสแบบไม่สัมผัสทางไฟฟ้า (ECR) ของเหล็กกล้าไร้สนิมเกิดขึ้นจากชั้นออกไซด์ที่ป้องกันอย่างหนาแน่น และจำกัดฟังก์ชันการใช้งานในการใช้งานเป็นตัวเชื่อมต่อไฟฟ้า [6]โลหะผสมทองแดงและขั้วต่อเคลือบนิกเกิลมักจะแสดงค่า ECR ที่ต่ำกว่า และเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับการใช้งานดังกล่าว อย่างไรก็ตาม คอนเนคเตอร์เหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ที่ ECR มีเกณฑ์การ
จุดหลอมเหลว
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
เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะที่มีความทนทานสูง ซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านความแข็งที่น่าประทับใจ คุณภาพนี้มีสาเหตุหลักมาจากการมีส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่ โครเมียมและนิกเกิล โครเมียมสร้างชั้นออกไซด์บนผิวโลหะ ปกป้องจากการกัดกร่อนและการสึกหรอ ในขณะเดียวกัน นิกเกิลก็มีส่วนช่วยให้โลหะมีความแข็งแรงและความเหนียว ช่วยเพิ่มความแข็งโดยรวม เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถชุบแข็งได้ด้วยกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน เช่น การหลอมหรือการชุบแข็ง เพื่อปรับปรุงความแข็งให้ดียิ่งขึ้น [10]
การนำความร้อน
การนำความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและโครงสร้างของมัน โดยทั่วไป เหล็กกล้าไร้สนิมมีค่าการนำความร้อนตั้ง แต่ 15 ถึง 20 W/mK (วัตต์ต่อเมตรเคลวิน) ด้วยเหตุนี้จึงเก็บพลังงานได้มากขึ้น ซึ่งทำให้อุณหภูมิโดยรอบคงที่ [11]
อำนาจแม่เหล็ก
แก้ไข
เหล็กกล้า ไร้สนิมมาร์เท นซิติก ดูเพล็กซ์และ เฟอริติก เป็นแม่เหล็กในขณะที่เหล็กกล้า ไร้สนิม ออสเทนนิติกมักไม่เป็นแม่เหล็ก [12]เหล็กกล้าเฟอริติกมีโครงสร้างผลึกทรงลูกบาศก์เป็นศูนย์กลางของแม่เหล็ก ซึ่งอะตอมของธาตุเหล็กถูกจัดเรียงเป็นลูกบาศก์ (โดยมีอะตอมของธาตุเหล็กอยู่ที่มุม แต่ละมุม) และอะตอมของธาตุเหล็กอีกอันที่อยู่ตรงกลาง อะตอมของเหล็กกลางนี้มีหน้าที่รับผิดชอบคุณสมบัติทางแม่เหล็กของเหล็กเฟอริติก การจัดเรียงนี้ยังจำกัดปริมาณคาร์บอนที่เหล็กสามารถดูดซับได้ประมาณ 0.025% [13] เกรดที่มีสนามบังคับต่ำได้รับการพัฒนาสำหรับวาล์วไฟฟ้าที่ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและระบบหัวฉีดในเครื่องยนต์สันดาปภายใน การใช้งานบาง อย่างต้องการวัสดุที่ไม่เป็นแม่เหล็ก เช่นการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก [ ต้องการอ้างอิง ] เหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนนิติก ซึ่ง ปกติ ไม่เป็นแม่เหล็กสามารถทำให้เป็นแม่เหล็กได้เล็กน้อยผ่านการชุบแข็ง บางครั้ง หากเหล็กออสเทนนิติกงอหรือตัด แม่เหล็กจะเกิดขึ้นตามขอบของเหล็กกล้าไร้สนิมเนื่องจากโครงสร้างผลึกจัดเรียงตัวเองใหม่ [14]
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
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
บทสรุป:
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 เป็นวัสดุอเนกประสงค์อย่างเหลือเชื่อที่ให้คุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมพร้อมกับความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กประเภทอื่นที่มีจำหน่ายในท้องตลาดปัจจุบัน การใช้งานที่หลากหลายครอบคลุมตั้ง แต่อุปกรณ์ทางการแพทย์ไปจนถึงโครงการก่อสร้าง ซึ่งความทนทานและอายุการใช้งานเป็นข้อกำหนดที่จำเป็นจากจุดยืนของโครงสร้าง เนื่องจากลักษณะการขึ้นรูปและความสามารถในการเชื่อมที่ดี รวมกับคุณสมบัติด้านความแข็งแรง/ความเหนียว/ความแข็งที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เกรด 316 SS เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายที่ต้องการวัสดุที่เชื่อถือได้ ซึ่งสามารถอยู่รอดได้ภายใต้อุณหภูมิที่รุนแรง แรงกดดัน แรงสั่นสะเทือน ผลกระทบ ฯลฯ