ความรู้เรื่องซุปเปอร์สเตนเลส

สแตนเลสของชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีเป็นหนึ่งในวัสดุเหล็กที่พบมากที่สุดในงานเครื่องมือ การทำความเข้าใจความรู้เกี่ยวกับเหล็กกล้าไร้สนิมจะช่วยให้ผู้ควบคุมเครื่องมือสามารถเลือกและใช้งานเครื่องมือได้ดีขึ้น
Stainless Steel เป็นตัวย่อของสแตนเลสและเหล็กทนกรด เหล็กที่ทนทานต่อสารกัดกร่อนที่อ่อนแอ เช่น อากาศ ไอน้ำ และน้ำ หรือมีคุณสมบัติเป็นสเตนเลสเรียกว่าสเตนเลส เหล็กที่ทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี (กรด ด่าง เกลือ และการกัดด้วยสารเคมีอื่นๆ) เรียกว่าเหล็กทนกรด
เหล็กกล้าไร้สนิมหมายถึงเหล็กที่ทนทานต่อสารกัดกร่อนที่ไม่รุนแรง เช่น อากาศ ไอน้ำ และน้ำ และสารกัดกร่อนด้วยสารเคมี เช่น กรด ด่าง และเกลือ หรือที่เรียกว่าเหล็กสเตนเลสทนกรด ในการใช้งานจริง เหล็กที่ทนทานต่อสารกัดกร่อนระดับอ่อนมักเรียกว่าเหล็กสเตนเลส ในขณะที่เหล็กที่ทนทานต่อสารเคมีเรียกว่าเหล็กทนกรด เนื่องจากความแตกต่างในองค์ประกอบทางเคมีระหว่างทั้งสอง สารชนิดแรกไม่จำเป็นต้องทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีตัวกลาง ในขณะที่ชนิดหลังมักเป็นสเตนเลส ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสมที่มีอยู่ในเหล็ก

การจำแนกประเภททั่วไป
โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น:
โดยทั่วไปตามโครงสร้างทางโลหะวิทยา เหล็กกล้าไร้สนิมธรรมดาแบ่งออกเป็นสามประเภท: สเตนเลสออสเทนนิติก สเตนเลสเฟอร์ริติก และสเตนเลสมาร์เทนซิติก บนพื้นฐานของโครงสร้างโลหะวิทยาพื้นฐานทั้งสามนี้ เหล็กเฟสคู่ เหล็กสเตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน และเหล็กโลหะผสมสูงที่มีปริมาณเหล็กน้อยกว่า 50% ได้มาจากความต้องการและวัตถุประสงค์เฉพาะ
1. สแตนเลสออสเทนนิติก
เมทริกซ์ส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างออสเทนนิติก (เฟส CY) โดยมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้า ซึ่งไม่เป็นแม่เหล็ก และส่วนใหญ่จะมีความแข็งแกร่งขึ้น (และอาจนำไปสู่การเกิดแม่เหล็กบางอย่าง) โดยการทำงานแบบเย็น American Iron and Steel Institute ระบุด้วยหมายเลขชุด 200 และ 300 เช่น 304
2. สแตนเลสเฟอริติก
เมทริกซ์ส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างเฟอร์ไรต์ (เฟส a) โดยมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวเครื่อง ซึ่งเป็นแม่เหล็ก และโดยทั่วไปไม่สามารถแข็งตัวได้ด้วยการบำบัดความร้อน แต่สามารถเสริมความแข็งแกร่งได้เล็กน้อยด้วยการทำงานเย็น สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าอเมริกันมีเครื่องหมาย 430 และ 446
3. สแตนเลสมาร์เทนซิติก
เมทริกซ์เป็นโครงสร้างมาร์เทนซิติก (ลูกบาศก์หรือลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางตัวถัง) เป็นแม่เหล็ก และคุณสมบัติทางกลสามารถปรับได้ผ่านการบำบัดความร้อน American Iron and Steel Institute ระบุด้วยตัวเลข 410, 420 และ 440 มาร์เทนไซต์มีโครงสร้างออสเทนนิติกที่อุณหภูมิสูง เมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิห้องในอัตราที่เหมาะสม โครงสร้างออสเทนนิติกสามารถเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ได้ (เช่น ชุบแข็ง)
4. สแตนเลสออสเทนนิติกเฟอร์ริติก (ดูเพล็กซ์)
เมทริกซ์มีทั้งโครงสร้างออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์สองเฟส และโดยทั่วไปเนื้อหาของเมทริกซ์เฟสน้อยกว่าจะมากกว่า 15% ซึ่งเป็นแม่เหล็กและสามารถเสริมกำลังได้ด้วยการทำงานเย็น 329 เป็นสแตนเลสดูเพล็กซ์ทั่วไป เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสออสเทนนิติก เหล็กสองเฟสมีความแข็งแรงสูงกว่า และความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน การกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ และการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ
5. สแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน
เหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งมีเมทริกซ์เป็นออสเทนนิติกหรือมาร์เทนซิติก และสามารถชุบแข็งได้โดยการตกตะกอนชุบแข็ง American Iron and Steel Institute มีหมายเลขชุด 600 ชุด เช่น 630 เช่น 17-4PH
โดยทั่วไปแล้ว สเตนเลสออสเทนนิติกมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ยกเว้นโลหะผสม เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอริติกสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนต่ำ ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย สามารถใช้สเตนเลสมาร์เทนซิติกและสเตนเลสสตีลชุบแข็งแบบตกตะกอนได้ หากจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความแข็งแรงหรือความแข็งสูง

ลักษณะและวัตถุประสงค์

เทคโนโลยีพื้นผิว

การแยกความหนา
1. เนื่องจากในกระบวนการรีดของเครื่องจักรโรงงานเหล็ก ม้วนจะมีรูปร่างผิดปกติเล็กน้อยเนื่องจากความร้อน ส่งผลให้ความหนาของแผ่นรีดมีความเบี่ยงเบน โดยทั่วไปความหนาตรงกลางจะบางทั้งสองด้าน เมื่อวัดความหนาของแผ่นจะต้องวัดส่วนกลางของหัวแผ่นตามข้อบังคับของประเทศ
2. โดยทั่วไปความอดทนจะแบ่งออกเป็นความอดทนสูงและความอดทนเล็กน้อยตามความต้องการของตลาดและลูกค้า:

ตัวอย่างเช่น

เกรดสแตนเลสและคุณสมบัติของเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไป
1. สแตนเลส 304 เป็นหนึ่งในสเตนเลสออสเทนนิติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีการใช้งานจำนวนมาก เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนขึ้นรูปขึ้นรูปลึก ท่อส่งกรด ภาชนะ ชิ้นส่วนโครงสร้าง ตัวเครื่องมือต่างๆ ฯลฯ รวมถึงอุปกรณ์และส่วนประกอบที่ไม่ใช่แม่เหล็กและอุณหภูมิต่ำ
2. สแตนเลส 304L เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษที่พัฒนาขึ้นเพื่อแก้ปัญหาแนวโน้มการกัดกร่อนตามขอบเกรนอย่างรุนแรงของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ที่เกิดจากการตกตะกอนของ Cr23C6 ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่ไวต่อแสงนั้นดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 อย่างมีนัยสำคัญ ยกเว้นความแข็งแรงที่ต่ำกว่า คุณสมบัติอื่นๆ ก็เหมือนกับสแตนเลส 321 ส่วนใหญ่จะใช้กับอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งต้องมีการเชื่อมแต่ไม่สามารถผ่านการบำบัดได้ และสามารถใช้ในการผลิตตัวเครื่องต่างๆ ได้
3. สแตนเลส 304H สำหรับสาขาภายในของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 เศษส่วนมวลคาร์บอนคือ 0.04% – 0.10% และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงนั้นเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304
4. สแตนเลส 316 การเติมโมลิบดีนัมบนพื้นฐานของเหล็ก 10Cr18Ni12 ทำให้เหล็กมีความต้านทานที่ดีต่อการลดการกัดกร่อนปานกลางและการกัดกร่อนแบบรูพรุน ในน้ำทะเลและสื่ออื่น ๆ ความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าสแตนเลส 304 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน
5. สแตนเลส 316L เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำพิเศษที่มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่ไวต่อแสงได้ดี เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนและอุปกรณ์การเชื่อมขนาดหนา เช่น วัสดุป้องกันการกัดกร่อนในอุปกรณ์ปิโตรเคมี
6. สแตนเลส 316H สำหรับสาขาภายในของเหล็กกล้าไร้สนิม 316 เศษส่วนมวลคาร์บอนคือ 0.04% – 0.10% และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงนั้นเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316
7. สแตนเลส 317 ความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการคืบคลานนั้นเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ทนกรดอินทรีย์และปิโตรเคมี
8. สแตนเลส 321 สเตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่มีความเสถียรของไทเทเนียมสามารถถูกแทนที่ด้วยสเตนเลสออสเทนนิติกที่มีคาร์บอนต่ำพิเศษได้ เนื่องจากมีการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนและคุณสมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิสูงที่ดี ยกเว้นโอกาสพิเศษ เช่น อุณหภูมิสูงหรือความต้านทานการกัดกร่อนของไฮโดรเจน โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้
9. สแตนเลส 347 ไนโอเบียมทำให้สเตนเลสออสเทนนิติกเสถียร การเติมไนโอเบียมจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน ความต้านทานการกัดกร่อนในกรด ด่าง เกลือ และสารกัดกร่อนอื่นๆ นั้นเหมือนกับเหล็กกล้าไร้สนิม 321 ด้วยประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี สามารถใช้เป็นวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนและเหล็กทนความร้อนได้ ส่วนใหญ่จะใช้ในสาขาพลังงานความร้อนและปิโตรเคมี เช่น การทำภาชนะ ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพลา ท่อเตาเผาในเตาเผาอุตสาหกรรม และเครื่องวัดอุณหภูมิแบบท่อเตาเผา
10. สแตนเลส 904L สเตนเลสออสเทนนิติกชนิดสมบูรณ์เป็นพิเศษคือเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกชนิดพิเศษที่คิดค้นโดยบริษัท OUTOKUMPU แห่งประเทศฟินแลนด์ เศษส่วนมวลนิกเกิลคือ 24% - 26% และเศษส่วนมวลคาร์บอนน้อยกว่า 0.02% มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ เช่น กรดซัลฟิวริก กรดอะซิติก กรดฟอร์มิก และกรดฟอสฟอริก รวมถึงความต้านทานที่ดีต่อการกัดกร่อนตามรอยแยกและการกัดกร่อนจากความเค้น ใช้ได้กับกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นต่างๆ ต่ำกว่า 70 ℃ และมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีต่อกรดอะซิติกที่มีความเข้มข้นและอุณหภูมิใดๆ ภายใต้ความดันปกติ และกรดผสมของกรดฟอร์มิกและกรดอะซิติก มาตรฐานเดิม ASMESB-625 จัดเป็นโลหะผสมฐานนิกเกิล และมาตรฐานใหม่จัดเป็นสแตนเลส ในประเทศจีนมีเพียงเหล็ก 015Cr19Ni26Mo5Cu2 ยี่ห้อที่คล้ายกันเท่านั้น ผู้ผลิตเครื่องดนตรีในยุโรปบางรายใช้สเตนเลส 904L เป็นวัสดุหลัก ตัวอย่างเช่น ท่อวัดของมิเตอร์มวล E+H ใช้สเตนเลสสตีล 904L และตัวเรือนของนาฬิกา Rolex ก็ใช้สเตนเลสสตีล 904L เช่นกัน
11. สแตนเลส 440C ความแข็งของสเตนเลสมาร์เทนซิติก สเตนเลสชุบแข็ง และสเตนเลสมีค่าสูงสุด และมีความแข็งอยู่ที่ HRC57 ส่วนใหญ่จะใช้ในการทำหัวฉีด, แบริ่ง, แกนวาล์ว, บ่าวาล์ว, ปลอก, ก้านวาล์ว ฯลฯ
12. สแตนเลส 17-4PH เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมาร์เทนซิติก มีความแข็ง HRC44 มีความแข็งแรง ความแข็ง และทนต่อการกัดกร่อนสูง และไม่สามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ℃ มีความต้านทานการกัดกร่อนต่อบรรยากาศได้ดีและมีกรดหรือเกลือเจือจาง ความต้านทานการกัดกร่อนของมันเหมือนกับสแตนเลส 304 และสแตนเลส 430 มันถูกใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี, ใบพัดกังหัน, แกนวาล์ว, บ่าวาล์ว, ปลอก, ก้านวาล์ว ฯลฯ
ในวิชาชีพด้านเครื่องมือ เมื่อรวมกับปัญหาด้านความเป็นสากลและต้นทุน ลำดับการเลือกทั่วไปของสเตนเลสออสเทนนิติกคือ 304-304L-316-316L-317-321-347-904L ซึ่งสเตนเลส 317 ถูกใช้น้อยกว่า 321 ไม่ได้ใช้ แนะนำให้ใช้ 347 สำหรับการต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง 904L เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับส่วนประกอบบางส่วนของผู้ผลิตแต่ละราย และ 904L ไม่ได้ถูกเลือกในการออกแบบอย่างจริงจัง
ในการออกแบบและการเลือกเครื่องมือ มักจะมีบางครั้งที่วัสดุเครื่องมือแตกต่างจากวัสดุท่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษว่าการเลือกวัสดุเครื่องมือนั้นตรงกับอุณหภูมิการออกแบบและความดันการออกแบบของ อุปกรณ์กระบวนการหรือท่อ ตัวอย่างเช่นท่อเป็นเหล็กโครเมียมโมลิบดีนัมอุณหภูมิสูงในขณะที่เครื่องมือเป็นสแตนเลส ในกรณีนี้อาจเกิดปัญหาขึ้นได้ และคุณต้องปรึกษาอุณหภูมิและเกจวัดความดันของวัสดุที่เกี่ยวข้อง
ในกระบวนการออกแบบเครื่องมือและการเลือกประเภท เรามักจะพบกับเหล็กกล้าไร้สนิมของระบบ ซีรีส์ และยี่ห้อต่างๆ เมื่อเลือกประเภท เราควรพิจารณาปัญหาจากหลายมุมมอง เช่น ตัวกลางกระบวนการเฉพาะ อุณหภูมิ ความดัน ชิ้นส่วนที่ได้รับความเค้น การกัดกร่อน และต้นทุน