ทำความเข้าใจสแตนเลส 304: องค์ประกอบ การประมวลผล และการใช้งาน

1.0 สแตนเลส 304 คืออะไร

1.1 สแตนเลส 304 หมายถึงอะไรและย่อมาจากอะไร

สแตนเลส 304 จัดอยู่ในตระกูลสแตนเลสออสเทนนิติก และมีองค์ประกอบทั่วไปประกอบด้วยโครเมียมอย่างน้อย 18% และนิกเกิล 8% ซึ่งทำให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและมีโครงสร้างออสเทนนิติกที่ดี

1.2 สแตนเลส SUS 304 คืออะไร

1.3 18-8 เท่ากับสแตนเลส 304 ไหม

ใช่ — สแตนเลส 18-8 เป็นคำไม่เป็นทางการที่มักใช้แทนสแตนเลส 304 ตัวเลข 18-8 หมายถึงโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% ที่พบในประเภท 304 อย่างไรก็ตาม 18-8 เป็นหมวดหมู่ทั่วไป ในขณะที่ 304 เป็นเกรดเฉพาะภายในหมวดหมู่นั้น

1.4 หลักเกณฑ์การตั้งชื่อทั่วไปและตัวอย่างของสแตนเลส 304

ไม่ว่าจะชื่ออะไรก็ตาม เช่น SUS 304, AISI 304, 1.4301, 06Cr19Ni10 ล้วนชี้ไปที่วัสดุชนิดเดียวกัน โดยมีองค์ประกอบและคุณสมบัติที่แทบจะเหมือนกัน ความแตกต่างอยู่ที่ระบบการตั้งชื่อ ไม่ใช่ที่เนื้อหา

2.0 คุณสมบัติและองค์ประกอบของสแตนเลส 304

2.1 สแตนเลส 304 สามารถชุบแข็งหรืออบด้วยความร้อนได้หรือไม่

ในความเป็นจริง วัสดุ SS 304 มีสมบัติออสเทนนิติกตลอดช่วงอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับการอบอ่อน – อุณหภูมิห้องถึง 1,050 องศาเซลเซียส และกลับสู่อุณหภูมิห้องโดยการดับด้วยน้ำ

การดับ / การทำความเย็นอย่างรวดเร็วไม่ได้ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของมาร์เทนไซต์เช่นเดียวกับในเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าโลหะผสม แต่ทำขึ้นเพื่อยับยั้งการก่อตัวของโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเกรน ส่งผลให้โครเมียมลดลงจากเมทริกซ์โดยรอบ และส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนระหว่างเม็ด

อย่างไรก็ตาม สแตนเลส 304 สามารถชุบแข็งได้ด้วยการขึ้นรูปเย็น เช่น การดึงหรือกระบวนการขึ้นรูปโลหะอื่นๆ ที่คล้ายกัน เนื่องจากการชุบแข็งที่เกิดจากกระบวนการขึ้นรูปเย็นส่งผลเสียต่อวัสดุ จึงจำเป็นต้องอบให้ร้อนถึงประมาณ 1,050 – 1,100 องศาเซลเซียส แล้วจึงดับหรือทำให้เย็นตัวด้วยอากาศตามความจำเป็น

2.2 สแตนเลส 304 ขนาดมาตรฐานคือเท่าไร

2.3 สแตนเลส 304 เป็นเหล็กหรืออเหล็ก

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะที่มีธาตุเหล็ก เนื่องจากมีธาตุเหล็กผสมอยู่ เช่นเดียวกับโลหะที่มีธาตุเหล็กชนิดอื่นๆ (เหล็ก เหล็กหล่อ เหล็กดัด) โลหะที่ไม่มีธาตุเหล็ก เช่น ทองแดง อะลูมิเนียม หรือ นิกเกิล ไม่ได้มีธาตุเหล็กผสมอยู่มากนัก

2.4 การเปรียบเทียบความแข็งแรงระหว่างสแตนเลส 304 และ 316

เมื่อพูดถึงความแข็งแรงในการดึง สแตนเลส 304 และ 316 แทบจะเหมือนกัน ความแข็งแรงในการดึงของสแตนเลส 316 สูงกว่าเล็กน้อย แต่ความแตกต่างก็ค่อนข้างน้อย สำหรับการเปรียบเทียบโดยละเอียด โปรดดูบทความ “[การเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกลและทางกายภาพของสแตนเลส 304 กับ 316].”

3.0 สแตนเลส 304 มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กภายใต้สภาวะต่างๆ หรือไม่?

• เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 ทั้งหมด (ออสเทนนิติก) รวมถึงเกรดทั่วไป 303, 304 และ 316 ถือว่ามีแม่เหล็กอ่อนในสถานะอบอ่อน

• สแตนเลส 18-8 เป็นอีกชื่อหนึ่งของสแตนเลส 304 ซึ่งบ่งบอกถึงส่วนผสมของโครเมียม 18% และนิกเกิล 8%

• ที่น่าประหลาดใจคือ ปริมาณนิกเกิลจะลดคุณสมบัติแม่เหล็กของสแตนเลส 304 (ในทางตรงกันข้าม นิกเกิลมักจะเพิ่มคุณสมบัติแม่เหล็กในโลหะอื่นๆ)

• เหล็กกล้าไร้สนิมมีหลายตระกูลด้วยกัน ซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน พฤติกรรมทางแม่เหล็กของเหล็กกล้าไร้สนิมขึ้นอยู่กับธาตุโลหะผสมเป็นหลัก

โครงสร้างสแตนเลสพื้นฐานประกอบด้วย:

• เฟอร์ริติก: มีโครเมียม มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก
• มาร์เทนซิติก: ชุบแข็งโดยการเติมคาร์บอน มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก
• ออสเทนนิติก: มีโครเมียมและนิกเกิลในปริมาณสูง และตามทฤษฎีแล้วไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก

นิกเกิลทำให้โครงสร้างทางกายภาพของเหล็กเปลี่ยนแปลง ทำให้สเตนเลสออสเทนนิติก เช่น 304 มีคุณสมบัติไม่เป็นแม่เหล็กในทางทฤษฎี

4.0 สแตนเลส 304 ปลอดภัยสำหรับอาหารหรือไม่

4.1 สแตนเลส 304 ปลอดภัยต่ออาหารและปลอดสารพิษหรือไม่?

• เกรดสเตนเลสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการใช้งานกับอาหาร: เกรด 304 เป็นสเตนเลสออสเทนนิติกที่รู้จักกันดีในเรื่องปริมาณนิกเกิลสูงและความเหนียว
• เรียกอีกอย่างว่าสแตนเลส “18-8” เนื่องจากประกอบด้วยโครเมียม 18% และนิกเกิล 8%
• ประโยชน์หลัก
• ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม โดยเฉพาะกรดออกซิไดซ์ส่วนใหญ่
• ทนทานและง่ายต่อการฆ่าเชื้อ
• เชื่อมและขึ้นรูปได้ง่าย เหมาะสำหรับการผลิตเป็นอุปกรณ์แปรรูปอาหารและผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่หลากหลาย
• การใช้งานทั่วไป: ตู้เย็น อ่างล้างจาน เตา ถังหมัก เครื่องล้างจาน และถังเก็บที่ใช้ในการผลิตอาหาร

4.2 สแตนเลส 304 ปลอดภัยสำหรับการปรุงอาหารและการใช้ไมโครเวฟหรือไม่?

• ข้อกังวลด้านความปลอดภัยของไมโครเวฟ:สแตนเลสรวมถึงเกรด 304 โดยทั่วไปไม่ถือว่าปลอดภัยสำหรับไมโครเวฟ เนื่องจากโลหะสะท้อนคลื่นไมโครเวฟซึ่งอาจทำให้เกิดประกายไฟได้
• ข้อยกเว้น-ภาชนะสแตนเลส 304 จำนวนมากได้รับการออกแบบมุมและคุณลักษณะพิเศษเพื่อป้องกันประกายไฟ ทำให้ปลอดภัยต่อการใช้ในไมโครเวฟ
• หมายเหตุสำคัญ:ภาชนะสแตนเลสไม่ใช่ทั้งหมดที่จะสามารถใช้ในไมโครเวฟได้ ดังนั้น ควรตรวจสอบคำแนะนำของผู้ผลิตเสมอ ก่อนใช้งานในเตาไมโครเวฟ

5.0 สแตนเลส 304 ขึ้นสนิมไหม

5.1 ทำไมสแตนเลสถึงไม่เกิดสนิมง่าย และทำไมบางครั้งจึงยังคงเกิดสนิมอยู่?

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยเหล็ก โครเมียม นิกเกิล คาร์บอน แมงกานีส ซิลิกอน ไนโตรเจน และธาตุอื่นๆ

โครเมียม (โดยทั่วไปคือ 12–20%) เป็นองค์ประกอบหลักที่ทำให้สแตนเลสสตีลมีความทนทานต่อการกัดกร่อน

โครเมียมสร้างชั้นแอนตี้ออกซิแดนท์บางๆ ที่มองไม่เห็นบนพื้นผิว ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

อย่างไรก็ตามภายใต้เงื่อนไขบางประการ สแตนเลสก็ยังคงเกิดสนิมได้ เช่น:

• การสัมผัสกับสารเคมีที่รุนแรง
• การสัมผัสกับน้ำเค็มหรือสภาพแวดล้อมที่มีน้ำเค็ม
• การปนเปื้อนของจารบีหรือน้ำมัน
• การถูกความร้อนเป็นเวลานาน

สนิมเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยเหล็กทำปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจนจนเกิดออกไซด์เหล็กที่มีความชื้น ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าสนิม หากชั้นพาสซีฟเสียหาย เหล็กในสเตนเลสอาจเกิดออกซิเดชันได้

5.2 วิธีป้องกันสนิมบนสแตนเลส

วิธีป้องกันสนิมของสแตนเลสอย่างได้ผล:

• สารเคลือบป้องกัน: ใช้สารเคลือบชั้นบนโพลียูรีเทน สารเคลือบผิว หรือสารเคลือบอีพ็อกซี่ เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน
• การบำรุงรักษาตามปกติ: ใช้สเปรย์ป้องกันการกัดกร่อน ซึ่งหาซื้อได้ง่ายตามร้านฮาร์ดแวร์และร้านซ่อมรถยนต์ สำหรับการบำรุงรักษาตามปกติ
• รักษาพื้นผิวให้สะอาดและแห้ง: หลีกเลี่ยงการสะสมของความชื้นหรือการสัมผัสน้ำเป็นเวลานาน ขจัดคราบไขมัน เกลือ และสารตกค้างที่กัดกร่อนออกจากพื้นผิวทันที
• หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับสารกัดกร่อน: จำกัดการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีกรด ด่าง หรือเค็ม โดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรมหรือทางทะเล

6.0 สแตนเลส 304 เทียบกับ 316

304 และ 316 เป็นเกรดสแตนเลสสองเกรดที่พบมากที่สุด แม้จะมีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน แต่แตกต่างกันในด้านองค์ประกอบ ความทนทานต่อการกัดกร่อน และการใช้งาน การทราบถึงความแตกต่างเหล่านี้จะช่วยให้แน่ใจได้ว่าเลือกเกรดใดจึงจะเหมาะสมสำหรับใช้ในอาหาร สารเคมี หรือในน้ำทะเล

สำหรับการเปรียบเทียบโดยละเอียดโปรดดูบทความ “[สแตนเลส 304 เทียบกับ 316: การเปรียบเทียบคุณสมบัติหลัก].”

6.1 สแตนเลส 304 กับ 316 ต่างกันยังไง?

สแตนเลส 316 มีโมลิบดีนัม แต่ 304 ไม่มี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสแตนเลส 304 และ 316 ที่ทำให้แตกต่างกันคือการเติมโมลิบดีนัม ซึ่งเป็นโลหะผสมที่ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนอย่างมาก โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือหรือคลอไรด์มาก

6.2 อะไรดีกว่า: สแตนเลส 304 หรือ 316

เมื่อเปรียบเทียบกับสแตนเลส 316 และสแตนเลสอัลลอยด์สูงชนิดอื่นๆ สแตนเลส 304 มีความคุ้มทุนสูงกว่าเนื่องจากมีความอเนกประสงค์ดีและแปรรูปง่าย

6.3 วิธีบอกความแตกต่างระหว่างสแตนเลส 304 และ 316

จากสเตนเลสเกรดต่างๆ มากกว่า 60 เกรด สเตนเลสเกรดที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมไฟฟ้าคือ สเตนเลสเกรด 304 และ 316 ในด้านสุนทรียศาสตร์แล้ว ไม่มีความแตกต่างระหว่างสเตนเลสทั้งสองเกรดเลย ความจริงแล้ว วิธีเดียวที่จะแยกความแตกต่างระหว่างสเตนเลสทั้งสองเกรดได้คือการทดสอบทางเคมี ความแตกต่างหลักระหว่างสเตนเลสเกรด 304 และ 316 ก็คือ สเตนเลสเกรด 316 SS มีส่วนผสมของโมลิบดีนัม

7.0 การใช้งานและการทำงานของสแตนเลส 304

7.1 สแตนเลส 304 ใช้ทำอะไร

7.2 สแตนเลส 304 สามารถเชื่อมได้ไหม

ใช่ เหล็กกล้าไร้สนิม 304 ซึ่งเป็นโลหะผสมออสเทนนิติก “18/8” ที่มีโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% มีคุณสมบัติในการเชื่อมได้ดี และใช้กันอย่างแพร่หลายในงานเชื่อมและการดึงลึก

7.3 ข้อแนะนำการเชื่อมสแตนเลส 304

ใช้ 304L (คาร์บอนต่ำ) ในการเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนที่หนากว่า หรือเมื่อจำเป็นต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงในพื้นที่เชื่อม

• ทำความสะอาดพื้นผิวให้สะอาดก่อนทำการเชื่อม
• ใช้การป้องกันด้วยแก๊สอาร์กอนสำหรับ TIG/MIG เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
• หลีกเลี่ยงการปนเปื้อนด้วยเครื่องมือเหล็กกล้าคาร์บอน (เพื่อป้องกันจุดสนิมในภายหลัง)