สเตนเลส 304 คืออะไร?

สเตนเลส 304 คืออะไร?

“สเตนเลส 304 ” หรือชื่ออย่างเป็นทางการ คือ “เหล็กกล้าไร้สนิม” เป็น ศัพท์ทั่วไปที่ใช้เรียกเหล็กใน กลุ่มที่มีความต้าน ทานการกัดกร่อนสูง สเตนเลสเป็นโลหะผสมระหว่างเหล็กและคาร์บอน ซึ่งส่วนประกอบจะมีปริมาณคาร์บอนต่ำ มีโครเมียม เป็นส่วนผสมหลัก ประมาณ 10.5 % หรือมากกว่าทำให้เกิดการสร้างฟิล์มโครเมียมออกไซด์ (chromium oxide film : CrO2 หรือเรียกว่า passive film) ที่มองไม่เห็นเกาะติด แน่นอยู่ที่ผิวหน้าทำให้เหล็กกล้า มีความต้านทานการกัดกร่อน ฟิลม์ปกป้อง นี้จะมีความบางเทียบเท่ากับวางกระดาษ 1 แผ่นบนตึกสูง 20 ชั้น ถ้าฟิล์มที่ผิวหน้านั้น ถูกทำลายไม่ว่าจากแรงกล สารเคมี หรือออกซิเจนที่มีอยู่ในบรรยากาศ แม้จำนวนน้อยนิดจะเข้าทำปฏิกิริยากับโครเมียม สร้างฟิล์มโครเมียมออกไซด์ทดแทน ขึ้น ใหม่ด้วยตัวมันเอง

ด้วยคุณสมบัติที่ไม่เหมือนใคร เช่น ยากต่อการขึ้นสนิมเมื่อเทียบกับโลหะหรือวัสดุชนิดอื่นๆ ค่าบำรุงรักษาต่ำ ง่ายต่อการเชื่อมและการขึ้นรูป ระยะเวลาการใช้งานคุ้มค่ากับราคา และสามารถนำกลับมาใช้ได้ฝหม่ทั้งหมด จึงทำให้สเตนเลส เป็นโลหะที่ทรงคุณค่า คุณสมบัติและประโยชน์ใช้สอยที่ไร้ขีด จำกัด

สเตนเลส ไม่เป็นสนิมจริงหรือไม่ ?      

สเตนเลสมีพื้นผิวที่ต้านทานการกัดกร่อนที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ โดยอาศัยโครงสร้างภายในของสเตนเลสนั่นเอง ชั้นฟิล์มต้าน (Passive layer) มี ลักษณะใสบางอยู่ที่ผิว หากผิวสเตนเลสถูกรอยขีดข่วนหรือถูกทำลาย ชั้นฟิล์มต้านหนา ประมาณสองสามอะตอมจะถูกสร้างขึ้นใหม่จากการรวมตัวกับ ออกซิเจนที่ได้จากใน อากาศ หรือในน้ำ สิ่งนี้จะช่วยอธิบายได้ว่าทำไมโลหะสเตนเลส จึงป้องกันการกัดกร่อน ได้ดี ถึงแม้สเตนเลสจะมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม แต่ในโลกนี้ สเตนเลสมีมากมายหลายชนิด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในแต่ละ ประเภทไม่เท่ากัน ดังนั้น การเลือกใช้ชนิดสเตนเลสให้เหมาะแก่การใช้งานในแต่ละ สภาพแวดล้อมจึงเป็น ปัจจัยหลักเบื้องต้น และในขณะการใช้งานสเตนเลสจำเป็นต้อง คอยดูแลทำความสะอาดเฉกเช่นโลหะอื่นๆ เพียงแต่ความถี่ในการทำความสะอาดเพียง ทำน้อยกว่า แต่เมื่อไรก็ตาม สเตนเลสที่เราใช้งานอยู่หากเกิดการสูญเสียฟิล์มต้านและ ไม่สามารถสร้างฟิล์ม ขึ้นมาใหม่ได้ นั่นย่อมหมายถึง สเตนเลสเหล่านั้นกำลังจะมี โอกาสถูกกัดกร่อนด้วยสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งอย่างแน่นอน

 

สเตนเลส มีประเภทใดบ้าง ?

เมื่อ ทราบถึงคุณสมบัติของสเตนเลสแล้ว การจะตัดสินใจเลือกใช้สเตนเลสควรจะทราบว่าสเตนเลสมีประเภท และแต่ละชนิดแตกต่างกันอย่างไร ซึ่งโดยทั่วไปสเตนเลสแบ่งออกเป็น 5 กลุ่มใหญ่ตามโครงสร้างคือ ออสเทนนิติค เฟอร์ริติค ดูเพล็กซ์ มาร์เทนซิติค และเหล็กกล้าชุบแข็งแบบตกผลึก

• ตระกูลออสเทนนิติค (Austenitic) หรือที่รู้จักกันใน “ซีรี่ส 300” ซึ่งประมาณได้ว่า 70เปอร์เซนต์ของการผลิตสเตนเลสในโลกนี้เป็นสเตนเลสตระกูลออสเทนนิติค ที่ประกอบด้วยคาร์บอนอย่างน้อย 0.15 เปอร์เซนต์ มีส่วนผสมของโครเมียมอย่างน้อย 16 เปอร์เซนต์ และ นิกเกิล หรือซึ่งช่วยปรับปรุง คุณสมบัติในการขึ้นรูปประกอบและเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน บางเกรดจะมีแมงกานีสผสมอยู่ด้วย  โดยทั่วไปจะมีโครเมียน 18 เปอร์เซนต์ นิกเกิ้ล 10 เปอร์เซนตื และมักเรียกกันว่า 18/10 ซึ่งคล้ายกับ 18/0 และ 18/8

• ตระกูลเฟอร์ริติค (Ferritic) มีสมบัติดูดแม่เหล็ก มีโครเมียมเป็นธาตุผสมหลักระหว่าง 10.5-27 เปอร์เซนต์ บางเกรดผสมนิกเกิ้ลลงไปเล็กน้อย บางเกรดผสมโมลิบดินัม หรืออลูมิเนียม ไททาเนียม

• ตระกูลมาร์เทนซิติค (Martensitic) เป็น ตระกูลที่มีความต้านทานการกัดกร่อนน้อยกว่าออสเทนนิติค และเฟอร์ริติค แต่มีความทนทานและแข็งแรงมากกว่า มีคุณสมบัติดูดแม่เหล็ก โดยทั่วไปจะมีส่วนผสมของโครเมียม 12 -14 เปอร์เซนต์ โมลิบดินัม 0.2-1 เปอร์เซนต์  มีนิกเกิ้ล 0-2 เปอร์เซนต์และมีคาร์บอนผสม อยู่ประมาณ 0.1-1 เปอร์เซนต์ ซึ่งสามารถชุบแข็งได้โดยการให้ความร้อนแล้วทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วและอบ คืนตัว โดยทั่วไปจะรู้จักกันใน “ซีรี่ส -00”

• ตระกูลดูเพล็กซ์ (Duplex) เนื่องจากมีโครงสร้างผสมระหว่าง โครงสร้างเฟอร์ไรต์และออสตไนต์ จึงทำให้มีความแข็งแรงมากกว่าออสเทนนิติคและมีความทนทานต่อการกัดกร่อนชนิด รูเข็ม ซอกอับ มีโครเมียมเป็นธาตุผสมอยู่ระหว่าง 19 ถึง 28 เปอร์เซนต์ โมลิบดินัมสูงกว่า 5 เปอร์เซนต์ และมีนิกเกิลน้อยกว่าตระกูลออสเทนนิติคใช้งานมากในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ สูง

 

• ตระกูลเพิ่มความแข็งโดยการตกผลึก  มีความต้านทานการกัดกร่อนเทียบเคียงกับตระกูลออสเทนนิติค มีความแข็งแรงมากกว่าตระกูลมาร์เทนซิติค เกรด 17-4H ที่รู้จักกันทั่วไป มีโครเมียมผสมอยู่ 17 เปอร์เซนต์และมีนิกเกิล 4 เปอร์เซนต์ ทองแดง และไนโอเบียม ผสมอยู่ด้วย เนื่องจาก สเตนเลสชนิดนี้สามารถชุบแข็งได้ในคราวเดียว จึงเหมาะสำหรับทำแกน ปั๊มหัววาล์ว และส่วนประกอบของ อากาศยาน

เพิ่มเติม

• ซีรีส 200 – ตระกูลออสเทนนิติคที่มีส่วนผสมของแมงกานีสสูง
• ซีรีส 300- ตระกูลออสเทนนิติค

304- เป็นเกรดในตระกูลออสเทนนิติคที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย บางครั้งเรียก18/8
316- เป็นเกรดในตระกูลออสเทนนิติคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายรองลงมา ใช้สำหรับเครื่องมือผ่าตัด อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมยา บางครั้งเรียก “เกรดใต้น้ำ”เพราะ ทนทานการกัดกร่อนแบบคลอไรด์ได้ดี

• ซีรีส 400- ตระกูลเฟอร์ริติค
• ซีรีส 500- โลหะที่มีส่วนผสมของโครเมียมและทนความร้อนได้สูง
• ซีร๊ส 600- ตระกูลมาร์เทนซิติคที่เพิ่มความแข็งโดยการตกผลึก

630- รู้จักกันดีใน 17-4 หรือหมายถึงมีส่วนผสมโครเมียม 17 เปอร์เซนต์ นิกเกิ้ล 4 เปอร์เซ็นต์

ตารางแสดงการเปรียบเทียบชนิดและส่วนผสมของสเตนเลส

เกรดสเตนเลส	โครเมี่ยม	นิเกิล	แมงกานีส	คาร์บอน	โมลิบดีนั่ม	ไนโตรเจน
201	16.0-18.0	3.5-5.5	5.5-7.5	0.15	–	0.25
202	17.0-19.0	4.0-6.0	7.5-10.0	0.15	–	0.25
205	16.5-18.0	1.0-1.75	14.0-15.5	0.12-0.25	–	0.32-0.40
302	17.0-19.0	8.0-10.0	2.0	0.15	–	–
304	18.0-20.0	8.0-10.5	2.0	0.08	–	–
305	17.0-19.0	10.5-13.0	2.0	0.12	–	–
316	16.0-18.0	10.0-14.0	2.0	0.08	2.0-3.0	–

 

สเตนเลส ที่เหมาะสมกับการนำมาใช้งาน

 

เพื่อที่จะสามารถใช้งานได้ยาวนาน โอกาสเกิดการกัดกร่อน หรือสนิมน้อย ดังนั้นควรจะเป็นสเตนเลสที่มีส่วนผสมของธาตุโลหะต่างๆ ดังนี้

1. ปริมาณ คาร์บอน น้อยกว่า 0.15 % เพื่อป้องกันการเกิดสนิมและการกัดกร่อน

2. ปริมาณ โครเมี่ยม มากกว่า 18 % เพื่อให้เกิดชั้นฟิลม์ในการป้องกันการกัดกร่อน

3. ปริมาณ นิเกิล มากกว่า 8 % เพื่อเสริมความแข็งแรงและเกิดกระบวนการซ่อมแซมตัวเองของชั้นฟิลม์ เมื่อเกิดการกัดกร่อน

 

เอกสารอ้างอิง

• สมาคมพัฒนาสเตนเลสไทย http://www.tssda.org 
• สเตนเลสเพื่อคนไทย http://www.siamstainless.com
• บริษัท ไทย-เยอรมัน โปรดักส์ จำกัด (มหาชน) http://www.tgpro.co.th
• http://en.wikipedia.org/wiki/SAE_steel_grades

# สเตนเลส 304 #มาตราฐาน BP.