อะไรทำให้สแตนเลสเป็นสแตนเลส?

ปริศนาของสแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมโลหะชนิดนี้ได้ชื่อมาจากคุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างหนึ่ง คือ ทนทานต่อการกัดกร่อน การหมอง และสนิมได้ดีมาก พื้นผิวที่เคลือบแล้วของโลหะชนิดนี้มีโอกาสน้อยที่จะเกิดคราบหรือคราบสนิมภายใต้สภาวะปกติ ซึ่งแตกต่างจากเหล็กธรรมดาที่เป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน ซึ่งไวต่อการเกิดสนิมเป็นพิเศษ

แผ่นสแตนเลส

องค์ประกอบสำคัญ: โครเมียม

เหตุผลที่เหล็กกล้าไร้สนิม "ไม่เป็นสนิม" คือมีส่วนประกอบของโครเมียม (Cr) ในปริมาณที่เพียงพอ มาตรฐานสากลกำหนดว่าสัดส่วนมวลของโครเมียมต้องไม่น้อยกว่า 10.5% เหล็กกล้าจะมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างเสถียรก็ต่อเมื่อปริมาณโครเมียมถึงหรือเกินค่าวิกฤตนี้

โครเมียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างฟิล์มป้องกัน

เมื่อพื้นผิวของโลหะผสมที่มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบหลักสัมผัสกับออกซิเจน อะตอมของโครเมียมจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนก่อน ทำให้เกิดฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่บาง หนาแน่น และยึดเกาะแน่นกับพื้นผิว ซึ่งเรียกว่า "ฟิล์มพาสซิเวชัน" ฟิล์มนี้มีโครงสร้างอสัณฐาน ไม่มีรูพรุน และมีความเสถียรทางเคมีสูง เปรียบเสมือนกำแพงที่มองไม่เห็นและต่อเนื่อง ช่วยป้องกันการสัมผัสระหว่างสารกัดกร่อน เช่น ออกซิเจน โมเลกุลของน้ำ และไอออนคลอไรด์จากภายนอกกับพื้นผิวเหล็กภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองของเหล็กกล้าไร้สนิม

คุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของฟิล์มพาสซิเวชันคือคุณสมบัติการซ่อมแซมตัวเองแบบไดนามิก หากชั้นฟิล์มเกิดความเสียหายเฉพาะจุดเนื่องจากรอยขีดข่วนทางกล การสึกหรอ หรือการทำความสะอาด ตราบใดที่มีออกซิเจนในปริมาณเล็กน้อยในสภาพแวดล้อม โครเมียมใหม่ที่สัมผัสกับอากาศจะรวมตัวกับออกซิเจนทันที ซ่อมแซมบริเวณที่เสียหายโดยอัตโนมัติ และสร้างชั้นป้องกันขึ้นใหม่ ทำให้สแตนเลสสามารถทนต่อการสึกหรอและรอยขีดข่วนในชีวิตประจำวันได้

เหล็กกล้าไร้สนิม

ผลเสริมฤทธิ์ของโลหะผสมหลายชนิด

เหล็กกล้าไร้สนิมสมัยใหม่ โดยการเติมธาตุอื่นๆ เข้าไป ได้ปรับปรุงคุณสมบัติต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาความต้านทานการกัดกร่อนไว้ จึงก่อให้เกิดเป็น "กลุ่ม" ต่างๆ ขึ้น

 

ธาตุโลหะผสม

หน้าที่หลัก ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป

Ni

ช่วยให้โครงสร้างออสเทนไนต์มีเสถียรภาพมากขึ้น ส่งผลให้ความเหนียว ความยืดหยุ่น ความสามารถในการเชื่อม และความต้านทานการกัดกร่อนในกรดรีดิวซ์ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เหล็กกล้าไร้สนิม 304 (18% Cr-8% Ni) เครื่องครัว และของตกแต่งทางสถาปัตยกรรม

Mo

ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมและรอยแตกที่เกิดจากคลอไรด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ และทำให้ฟิล์มพาสซิเวชันมีความเสถียรมากขึ้น เหล็กกล้าไร้สนิม 316 (มีโมลิบเดนัม 2-3%) ใช้ในอาคารชายฝั่ง อุปกรณ์เคมี และชิ้นส่วนเรือ

N

ช่วยเพิ่มเสถียรภาพของออสเทนไนต์ (สามารถใช้แทนนิกเกลได้บางส่วน) เพิ่มความแข็งแรง และเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม โดยทั่วไปมักใช้ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกซีรีส์ 200 หรือเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกความแข็งแรงสูง

C

เพิ่มความแข็งแรง แต่หากสูงเกินไป จะทำให้เกิดการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ ก่อให้เกิด "บริเวณที่มีโครเมียมต่ำ" และลดความต้านทานการกัดกร่อน จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวด เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เช่น 304L ถูกนำมาใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการเชื่อม

เหล็กสแตนเลสสามารถเป็นสนิมได้หรือไม่?

เหล็กกล้าไร้สนิมไม่ได้หมายความว่าจะไม่เป็นสนิมเลย แต่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงมาก ภายใต้สภาวะที่รุนแรงและเฉพาะเจาะจง ฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนอาจหายไปได้

การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ถูกต้อง

การกัดกร่อนแบบเป็นหลุม:ในสภาพแวดล้อมที่มีไอออนคลอไรด์สูง (เช่น น้ำทะเลและเกลือละลายน้ำแข็ง) ชั้นฟิล์มเฉพาะที่จะถูกเจาะเป็นรู ทำให้เกิดหลุมกัดกร่อนขนาดเล็กและลึก โมลิบเดนัมเป็นธาตุสำคัญในการต้านทานการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม

การกัดกร่อนตามรอยแตก:ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในช่องแคบๆ ที่การไหลเวียนของออกซิเจนถูกจำกัด เช่น บริเวณจุดเชื่อมต่อของสลักเกลียวและใต้ปะเก็น เนื่องจากความยากลำบากในการรักษาฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนเฉพาะที่

การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ถูกต้อง

การเลือกใช้วัสดุอย่างมีเหตุผล:เลือกเกรดที่เหมาะสมตามสภาพแวดล้อม (การกัดกร่อน อุณหภูมิ และสภาวะแรง) (ตัวอย่างเช่น เกรด 316 สำหรับพื้นที่ชายฝั่ง และเกรด 304 สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร)

รักษาความสะอาด:กำจัดคราบสกปรก เกลือ และสารเคมีตกค้างบนพื้นผิวอย่างทันท่วงที เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มเคลือบผิว

การตกแต่งด้วยสแตนเลส

บทสรุป

คุณสมบัติที่เป็นสนิมของเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีของโครเมียม ซึ่งเปลี่ยนโครเมียมให้กลายเป็นฟิล์มออกไซด์ของโครเมียมที่มีความเสถียร หนาแน่น และสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ นี่ไม่ใช่ฟิล์มป้องกันแบบคงที่ แต่เป็นระบบป้องกันแบบไดนามิก คุณลักษณะนี้ เมื่อรวมกับการควบคุมการผสมโลหะหลายชนิดอย่างแม่นยำ ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถนำไปใช้ได้หลากหลาย ตั้งแต่ในครัวไปจนถึงใต้ทะเลลึก จากอุปกรณ์ทางการแพทย์ไปจนถึงตึกระฟ้า และกลายเป็นวัสดุหลักของอารยธรรมอุตสาหกรรมสมัยใหม่


วันที่เผยแพร่: 26 ธันวาคม 2025

โปรดกรอกข้อมูลคู่ค้า