เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless Steel)

คือ เหล็กกล้าประสมพิเศษ (Special Alloy Steel) ถูกพัฒนาให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อน โดยมีการเพิ่มธาตุโครเมี่ยม (Chromium) ขั้นต่ำ 11%

ข้อแตกแต่ระหว่าง "เหล็กกล้าไร้สนิม" (Stainless Steel) กับ "เหล็ก" (Steel)
ถ้า เปลียนจากการเพิ่มธาตุโครเมี่ยม (Chromium) เป็น นิกเกิ้ล (Nickel), โมบิลินั่ม (Molybdenum), ไทเทเนียม(Titanium) และ ไนโอเบี่ยม (Niobium) จะทำให้คุณสมบัติทางกล และคุณสมบัติกายภาพ เปลี่ยนเป็น เหล็ก

เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless Steel) แบ่งออกเป็น 5 ประเภท

1. Ferritic Stainless Steel (รู้จักกันในนาม Plain Chromium Steel) มีการเพิ่มธาตุโครเมี่ยม (Chromium) ประมาณ 12-18% และมีปริมาณคาร์บอนต่ำมาก (Very Low Carbon) ที่นิยมใช้ทั่วไป คือ

• เกรด 430 - ราคาถูกที่สุด
• เกรด 409 - ใช้ทำ ท่อไอเสียรถยนต์ เนื่องจาก ราคาถูก ทนต่อการกัดกร่อน และสามารถขึ้นรูปได้ง่าย (Excellent Formability)

ลักษณะเด่นของ Ferritic Stainless Steelนิยมใช้ทั่วไป คือ

• เกรด 430 - ราคาถูกที่สุด
• แม่เหล็กดูดติดได้ (Magnetic)
• ไม่สามารถทำHeat Treatment เพิ่มได้
• ทำได้เพียงการอบอ่อน (Annealing)
• เชื่อมได้ไม่ดี (Poor Weldability)
• ทนต่อการกัดกร่อนปานกลาง (Moderate Corrosion Resistance)

2. Austenitic Stainless Steel (รู้จักกันในนาม "18/8" มาจากส่วนผสม Chromium 18% และ Nickel 8%) มีการเพิ่มธาตุนิกเกิ้ล (Nickel) ทำให้เปลี่ยนโครงสร้างทางจุลภาค (Micro-structure) เรียกว่า "Austenite" ซึ่งจากปริมาณเหล็กกล้าที่ใช้ทั่วไปประมาณ 70% คือ Austenite ที่นิยมใช้ทั่วไป คือ

• เกรด 304 นิยมใช้มากที่สุด มีชื่อเสียงในด้าน "Marine Grade"
• เกรด 316 ใช้กับงานกลึงเหล็กท่อน (Machining Bar Grade)
• เกรด 303 สำหรับงานท่วไป

*หมายเหตุ: 304 (1.4301) คือเกรดที่นิยมใช้มาที่สุด และมีการใช้ 50% จากปริมาณการใช้ทั่วโลก ทำให้เมื่อพูดถึง Austenitic Stainless Steel ที่มีส่วนผสมที่ต่างออกไป ก็ยังจะนึกถึง 304 เป็นอันดับแรก

ลักษณะเด่นของ Austenitic Stainless Steel

• เชื่อมได้ดีเยี่ยม
• สามารถดัดและขึ้นรูปได้
• ไม่สามารถทำ Heat Treatment เพิ่มได้
• การขึ้นรูปเย็น (Cold Work) จะทำให้เหล็กแข็งขึ้น
• มีสมรรถนะ "ดีเยี่ยม" ที่อุณหภูมิต่ำ (Low Temperature)
• มีสมรรถนะ "ดี" (Good) ที่อุณหภูมิสูง (High Temperature)
• ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม (Excellent Corrosion Resistance)
• แม่เหล็กดูดไม่ติด (Non-Magnetic) หลังการอบอ่อน (Annealing)
• สามารถทำความสะอาดได้ดี (Excellent Cleanability) ถูกตามสุขลักษณะ (Hygienic)
  
  

3. Martensitic Stainless Steel (มีปริมาณคาร์บอนสูง (High Carbon) ประมาณ 0.1-1.2% คล้ายกับ Ferritic Stainless Steel หรือ Plain Chromium Steel ตรงที่มีส่วนผสมของโครเมี่ยม (Chromium) ประมาณ12-18%) เป็นเหล็กสแตนเลสชนิดแรก ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้ใช้ในงานทั่วไป เช่น อุปกรณ์ตัด เกรดที่นิยมใช้ทั่วไป คือ

• เกรด 420 นิยมใช้ในงานวิศวกรรมต่างๆ
• เกรด 440C มีความแข็งที่สุด ทนทานต่อการเสียดสีได้ดี

ลักษณะเด่นของ Martensitic Stainless Steel

• แม่เหล็กดูดติดได้ (Magnetic)
• สามารถทำ Heat Treatment เพิ่มได้
• ไม่สามารถ (Inability) ขึ้นรูปเย็น (Cold Work)
• เชื่อมได้ไม่ดี (Poor Weldability)
• ทนต่อการกัดกร่อนปานกลาง (Moderate Corrosion Resistance)
  
  

4. Duplex Stainless Steel (มีโครงสร้างทางจุลภาคคล้ายทั้ง Ferritic และ Austenitic Stainless Steel ที่มีปริมาณโครเมี่ยมสูง (High Chromium) ระหว่าง 18-28%, นิกเกิ้ล (Nickel) มีปริมาณปานกลางที่ 4.5-8% ซึ่งปริมาณนิกเกิ้ล (Nickel) ที่ต่ำนี้ ไม่สามารถเปลี่ยนโครงสร้างเป็น Austenitic อย่างเต็มรูปแบบ แต่พิเศษกว่าตรงที่มีการใส่โมบิลินั่ม (Molybdenum) ประมาณ 2.5-4% เกรดที่นิยมใช้ทั่วไป คือ

• เกรด 2205 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม
• เหมาะสำหรับใช้ทำ ตัวคลายอุณหภูมิ (Heat Exchangers), ถังบรรจุสารเคมี (Chemical Tanks), โรงกลั่นต่างๆ (Refinery)

ลักษณะเด่นของ Duplex Stainless Steel

• เชื่อมได้ดี
• สามารถขึ้นรูปได้ดี
• ทนทานต่อกรด Chloride เป็นพิเศษ
• ทนทานได้ดีต่อความเครียสจากการถูกกัดกร่อน
• มีความแข็งกว่าทั้ง Ferritic และ Austenitic Stainless Steel
• ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม (Excellent Corrosion Resistance)
  
  

5. Precipitation (Hardening Grade) Stainless Steel มีค่าความแข็งแปรผัน (Precipitation Hardening) คล้ายกับ Martensitic, Semi-Austenitic หรือ Austenitic Stainless Steels ที่นำจุดเด่นของทั้ง Austenitic คือความทนทานต่อการกัดกร่อน และ Martensitic คือความสามารถในการทำ Heat Treatment เพิ่มได้มารวมไว้ด้วยกัน เกรดที่นิยมใช้ทั่วไป คือ

• เกรด 17-4 PH (รู้จักกันในนาม 630) ผ่านการอบอ่อน (Annealing/Solution Treated) มาแล้ว สามารถขึ้นรูป ก่อนนำไปชุบแข็ง (Hardening) ได้เพียงครั้งเดียว ที่อุณหภูมิต่ำอย่างช้าๆ (Low Temperature Ageing)

ลักษณะเด่นของ Precipitation Stainless Steel

• แม่เหล็กดูดติดได้ (Magnetic)
• เชื่อมได้ดี (Good Weldability)
• มีความแข็งสูงมาก (Very High Strength)
• ทนต่อการกัดกร่อนปานกลาง (Moderate Corrosion Resistance)

คุณสมบัติทางกายภาพ (Physical Properties)

• ความแข็งแรง (High Strength)
• อายุการใช้งาน (Long Life Cycle)
• ความสวยงาม (Aesthetic Appeal)
• ความสะดวกในการขึ้นรูป (Ease of Fabrication)
• ค่าความเป็นแม่เหล็ก (Low Magnetic Permeability)
• ความสะอาดตามสุขลักษณะ (Hygiene and Ease of Cleaning)
• ความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ (Recyclable~50-80%)
• ความทนทานต่อการกัดกร่อนดี (Corrosion Resistance)

1. Low Alloy ทนทานต่อการกัดกร่อนปรกติ

2. High Alloy ทนทานต่อการกัดกร่อนของ กรดทั่วไป (Acids), กรดอัลคาไลด์ (Alkaline Solutions) และกรดคลอไรด์ (Chloride)

• ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง/ต่ำ (Extreme Temperature Resistance)