สแตนเลส 304 วัสดุอเนกประสงค์ที่ปฏิวัติอุตสาหกรรมต่างๆ

สแตนเลส 304 วัสดุอเนกประสงค์ที่ปฏิวัติอุตสาหกรรมต่างๆ เป็นหนึ่งในเกรดสแตนเลสออสเทนิติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดทั่วโลก ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นในด้านความต้านทานการกัดกร่อน ความทนทาน ความสามารถในการขึ้นรูป และความสวยงาม ทำให้ กลายเป็นวัสดุสำคัญในหลากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่เครื่องครัวและอุปกรณ์ทางการแพทย์ ไปจนถึงงานสถาปัตยกรรมและยานยนต์ บทความนี้จะเจาะลึกถึงคุณสมบัติ การใช้งาน ข้อดีข้อเสีย และเกรดอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องของ เพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจถึงความสำคัญและศักยภาพของวัสดุชนิดนี้อย่างครอบคลุม องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพ

 

สแตนเลส 304 มีองค์ประกอบทางเคมีหลักดังนี้

เหล็ก (Fe): ประมาณ 70-75%
โครเมียม (Cr): 18-20% ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่สร้างชั้นฟิล์มโครเมียมออกไซด์ (Cr₂O₃) ที่มองไม่เห็นบนพื้นผิว ช่วยป้องกันการกัดกร่อน
นิกเกิล (Ni): 8-10.5% ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อสารเคมีบางชนิด และปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูป
คาร์บอน (C): ไม่เกิน 0.08% ซึ่งช่วยรักษาความแข็งแรงและป้องกันการเกิดสนิมตามขอบเกรน (intergranular corrosion) ภายหลังการเชื่อม
นอกจากองค์ประกอบทางเคมีแล้ว   ยังมีคุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด่น เช่น:

ความหนาแน่น: ประมาณ 7.93 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
จุดหลอมเหลว: ประมาณ 1400-1450 องศาเซลเซียส
ความแข็งแรงดึง: ประมาณ 515 เมกะปาสคาล (MPa)
ความแข็งแรงคราก: ประมาณ 205 เมกะปาสคาล (MPa)
การยืดตัว: มากกว่า 40% ซึ่งแสดงถึงความสามารถในการขึ้นรูปที่ดี
ความเป็นแม่เหล็ก: โดยทั่วไปจะไม่มีความเป็นแม่เหล็กในสภาพอบอ่อน (annealed condition) แต่สามารถแสดงความเป็นแม่เหล็กเล็กน้อยได้เมื่อผ่านกระบวนการขึ้นรูปเย็น (cold working)

คุณสมบัติที่โดดเด่นของสแตนเลส 304

คุณสมบัติที่ทำให้ ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย ได้แก่: ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม: ชั้นฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนพื้นผิวช่วยป้องกันการเกิดสนิมและการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมทั่วไป ความชื้น และสารเคมีอ่อนๆ
ความทนทานและความแข็งแรงสูง:  มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดี ทำให้สามารถทนทานต่อแรงกระแทกและการใช้งานหนักได้ ความสามารถในการขึ้นรูปและการเชื่อมที่ดี: สามารถนำไปขึ้นรูปด้วยกระบวนการต่างๆ เช่น การดัด การพับ การปั๊ม และการเชื่อมได้อย่างดีเยี่ยม ความสวยงามและง่ายต่อการบำรุงรักษา: พื้นผิวที่เงางามและเรียบเนียนทำให้ ดูทันสมัยและทำความสะอาดง่ายสุขอนามัยและความปลอดภัย: เนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับอาหารและง่ายต่อการทำความสะอาด   จึงเป็นวัสดุที่ปลอดภัยสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับอาหารและยาความสามารถในการรีไซเคิล:   สามารถนำกลับมารีไซเคิลได้ 100% ทำให้เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้งานที่หลากหลายของสแตนเลส 304

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น ถูกนำไปใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรม ได้แก่:เครื่องครัวและเครื่องใช้ในบ้าน: หม้อ กระทะ อ่างล้างจาน ก๊อกน้ำ มีด ช้อน ส้อม เครื่องซักผ้า ตู้เย็นอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม: อุปกรณ์แปรรูปอาหาร ถังเก็บ ท่อลำเลียง เครื่องจักรผลิตเบียร์และไวน์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องมือผ่าตัด ถาดใส่เครื่องมือ เตียงผู้ป่วย อุปกรณ์ทันตกรรม งานสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง ราวบันได ประตู หน้าต่าง ผนังภายนอก หลังคา งานตกแต่งภายใน อุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมี ถังเก็บสารเคมี ท่อลำเลียง อุปกรณ์ในโรงงาน อุตสาหกรรมยานยนต์และการขนส่ง ชิ้นส่วนรถยนต์ รถไฟ เครื่องบิน เรือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้า กล่องหุ้ม
อื่นๆ: เครื่องประดับ เฟอร์นิเจอร์ งานศิลปะ

ข้อดีและข้อเสียของสแตนเลส 304

ข้อดี

ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย
ความแข็งแรงและความทนทานสูง
ความสามารถในการขึ้นรูปและการเชื่อมที่ดี
พื้นผิวที่สวยงามและทำความสะอาดง่าย
ถูกสุขอนามัยและปลอดภัยสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับอาหารและยา
สามารถนำกลับมารีไซเคิลได้

ข้อเสีย

ราคาค่อนข้างสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน
อาจเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุน (pitting corrosion) หรือการกัดกร่อนตามซอก (crevice corrosion) ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง
ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมากอย่างต่อเนื่อง
พื้นผิวอาจเกิดรอยขีดข่วนได้ง่าย

เกรดสแตนเลสอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกับ 304

นอกจาก แล้ว ยังมีเกรดสแตนเลสอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันและอาจถูกนำมาใช้ทดแทนในบางกรณี ได้แก่

เป็นเกรดที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 304 ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนภายหลังการเชื่อมได้ดีกว่า เหมาะสำหรับงานเชื่อมที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูง
สแตนเลส 316: มีส่วนผสมของโมลิบดีนัม (Mo) เพิ่มเติม ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่า 304 โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อสารคลอไรด์และการกัดกร่อนแบบรูพรุน เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนรุนแรง เช่น ใกล้ทะเล หรือในอุตสาหกรรมเคมี
สแตนเลส 316L: เป็นเกรดที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำของ 316 ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้ดีกว่า 316 เหมาะสำหรับงานเชื่อมในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนรุนแรง
สแตนเลส 201: เป็นเกรดที่มีปริมาณนิกเกิลต่ำกว่า 304 โดยมีการเพิ่มแมงกานีส (Mn) และไนโตรเจน (N) เพื่อทดแทนบางส่วนของนิกเกิล ทำให้มีราคาถูกกว่า แต่มีความต้านทานการกัดกร่อนน้อยกว่า 304
สแตนเลส 430: เป็นสแตนเลสเฟอร์ริติก มีปริมาณโครเมียมสูง แต่มีปริมาณนิกเกิลต่ำ ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนน้อยกว่า 304 แต่มีความแข็งแรงสูงกว่าและมีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก  สแตนเลส 304

 

 

กระบวนการผลิตสแตนเลส 304

กระบวนการผลิต โดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนหลักๆ ดังนี้:

การหลอม: วัตถุดิบ เช่น เศษเหล็ก โครเมียม นิกเกิล และอื่นๆ จะถูกนำมาหลอมรวมกันในเตาหลอมไฟฟ้า (Electric Arc Furnace – EAF)
การปรับปรุงคุณภาพน้ำเหล็ก: น้ำเหล็กที่หลอมได้จะถูกนำไปปรับปรุงคุณภาพในเตาอาร์กอนออกซิเจนดีคาร์บอไนเซชัน (Argon Oxygen Decarburization – AOD) เพื่อควบคุมปริมาณคาร์บอนและองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ ให้ได้ตามมาตรฐาน
การหล่อ: น้ำเหล็กที่ปรับปรุงคุณภาพแล้วจะถูกนำไปหล่อเป็นแท่ง (ingot) หรือแผ่น (slab) ผ่านกระบวนการหล่อแบบต่อเนื่อง (Continuous Casting – CC)
การรีดร้อน: แท่งหรือแผ่นเหล็กจะถูกนำไปรีดร้อน (Hot Rolling – HR) เพื่อลดขนาดความหนาและขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป เช่น แผ่น เหล็กเส้น หรือท่อ
การอบอ่อน: ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปจะถูกนำไปอบอ่อน (Annealing) เพื่อปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค ลดความเค้นภายใน และเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูป
การรีดเย็น (อาจมี): ในกรณีที่ต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดแม่นยำและพื้นผิวเรียบ จะมีการนำไปรีดเย็น (Cold Rolling – CR) เพิ่มเติม
การตกแต่งผิว: ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกนำไปตกแต่งผิว (Finishing) เช่น การขัดเงา การพ่นทราย หรือการกัดกรด เพื่อให้ได้พื้นผิวตามที่ต้องการ
การตัดและบรรจุภัณฑ์: ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกตัดตามขนาดที่ต้องการและบรรจุภัณฑ์เพื่อจัดจำหน่าย https://mrezakreativnihljudi.com

มาตรฐานและข้อกำหนด

มีมาตรฐานและข้อกำหนดที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล เช่น:

ASTM A240/A240M: Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications
EN 10088: Stainless steels – Part 1: List of stainless steels
JIS G4303: Stainless steel bars
มาตรฐานเหล่านี้กำหนดองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และข้อกำหนดอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความสม่ำเสมอของวัสดุ

เป็นวัสดุที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในหลากหลายอุตสาหกรรม ด้วยคุณสมบัติที่สมดุลระหว่างความต้านทานการกัดกร่อน ความแข็งแรง ความสามารถในการขึ้นรูป และความสวยงาม ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานและสุขอนามัย อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ ควรพิจารณาถึงสภาพแวดล้อมการใช้งานและข้อจำกัดของวัสดุ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความคุ้มค่าสูงสุด การทำความเข้าใจคุณสมบัติ การใช้งาน ข้อดีข้อเสีย และเกรดอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องของ จะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถเลือกวัสดุที่เหมาะสมกับความต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ