เหล็กกล้าไร้สนิม

เหล็กกล้าไร้สนิม หรือ สเตนเลสสตีล หรือที่มักนิยมเรียกสั้นๆ ว่า สเตนเลส  () นั้น ในทางโลหกรรมถือว่าเป็นโลหะผสมเหล็ก ที่มีโครเมียมอย่างน้อยที่สุด 10.5% ชื่อในภาษาไทย แปลจากภาษาอังกฤษว่า stainless steel เนื่องจากโลหะผสมดังกล่าวไม่เป็นสนิมที่มีสาเหตุจากการทำปฏิกิริยากันระหว่าง ออกซิเจนในอากาศกับโครเมียมในเนื้อเหล็กกล้าไร้สนิม เกิดเป็นฟิล์มบางๆ เคลือบผิวไว้ ทำหน้าที่ปกป้องการเกิดความเสียหายให้กับตัวเนื้อเหล็กกล้าไร้สนิมได้เป็นอย่างดี ปกป้องการกัดกร่อน และไม่ชำรุดหรือสึกกร่อนง่ายอย่างโลหะทั่วไป สำหรับในสหรัฐอเมริกาและในหลายประเทศ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการบิน นิยมเรียกโลหะนี้ว่า corrosion resistant steel เมื่อไม่ได้ระบุชัดว่าเป็นโลหะผสมชนิดใด และคุณภาพระดับใด แต่ในท้องตลาดเราสามารถพบเห็น เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 18-8 มากที่สุด ซึ่งเป็นการระบุถึง ธาตุที่เจือลงในในเนื้อเหล็กคือ โครเมียมและนิเกิล ตามลำดับ สเตนเลสประเภทนี้จัดเป็น Commercial Grade คือมีใช้ทั่วไปหาซื้อได้ง่าย มักใช้ทำเครื่องใช้ทั่วไป ซึ่งเราสามารถจำแนกประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิมได้จากเลขรหัสที่กำหนดขึ้นตามมาตรฐาน AISI เช่น 304 304L 316 316L เป็นต้น ซึ่งส่วนผสมจะเป็นตัวกำหนดเกรดของเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งมีความต้องการในการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป เหล็กกล้าไร้สนิมกับการเกิดสนิม ปกติ Stainless steel จะไม่เป็นสนิมเพราะที่ผิวของมันจะมีฟิล์มโครเมียมออกไซด์ บางๆเคลือบผิวอยู่อันเนื่องมาจากการทำปฏิกิริยากันระหว่าง Cr ใน Stainless steel กับ ออกซิเจนในอากาศ การทำให้ Stainless steel เป็นสนิมคือการถูกทำลายฟิล์มโครเมียมออกไซด์ ที่เคลือบผิวออกไปในสภาวะที่ Stainless steel สามารถเกิดสนิมได้ ก่อนที่ฟิล์มโครเมียมออกไซด์จะก่อตัวขึ้นมาอีกครั้งเช่น ถ้าเหล็กกล้าไร้สนิมถูกทำให้เกิดรอยขีดข่วน แล้วบริเวณรอยนั้นมีความชื้น ซึ่งสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยากับธาตุเหล็กก่อนที่ฟิล์มโครเมียมออกไซด์จะก่อตัวขึ้นมา ก็จะเป็นสาเหตุให้เกิดสนิมขึ้นได้

 ประวัติ 

ประวัติเรื่องราวการคิดค้นผลิตเหล็กกล้าไร้สนิม (History of Stainless Steel)

โลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักโลหะวิทยาชาวฝรั่งเศส ปิแอร์ เบอร์แทร์ (Pierre Berthier) ในปี ค.ศ. 1821 เขาพบว่าเมื่อโลหะผสมกับโครเมียมจะมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนจากกรดบางชนิด อย่างไรก็ตาม โลหะผสมโครเมียมในยุคนั้นยังมีความเปราะสูง แม้ต่อมาในปี 1875 บรัสท์สเลอิน (Brustlein) ชาวฝรั่งเศส จะได้ค้นพบว่า จุดสำคัญของเหล็กกล้าโครเมียมต้องควบคุมปริมาณคาร์บอนให้ต่ำมากมากที่ประมาณ 0.15 % ก็ตาม แต่ยังไรก็ตามด้วยเทคโนโลยียุคนั้นก็ยังไม่สามารถผลิตโลหะที่มีคาร์บอนต่ำได้

ปี 1872 หลังการค้นพบของ ปิแอร์ เบอร์แทร์ (Pierre Berthier) กว่า 50 ปี มีชาวอังกฤษสองคนคือ วูดส์และคลาร์ค (Woods and Clark) ได้จดสิทธิบัตรโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนจากสภาพอากาศและกรดเป็นครั้งแรก โดยประกอบด้วย โครเมียม 30-35 % และทังสเตน 1.5-2.0 %

โลหะทนต่อการกัดกร่อนมีการพัฒนาอย่างมากในยุคหลังศตวรรษที่ 19 เมื่อ ฮันส์ โกลชมิดท์ (Hans Goldschmidt) ชาวเยอรมัน ได้พัฒนากระบวนการผลิตที่สามารถผลิตโลหะที่มีคาร์บอนต่ำได้ ในปี 1895 และหลังจากนั้นเพียง 10 ปี ก็มีนักวิทยาศาสตร์ขาวฝรั่งเศส ลีอ็อน กิวล์เลด (Leon Guillet) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยโลหะผสม ซึ่งปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันว่าคือเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอร์ริติกบางชนิด และออสเทนนิติกกลุ่ม 300

การผลิตโลหะทนต่อการกัดกร่อนในเชิงอุตสาหกรรมเริ่มต้นจริงๆ ในปี 1908 เมื่อบริษัท ครุปป์ไอออนเวิร์ค (Krupp Iron Works) ของเยอรมนีได้นำเหล็กกล้าผสมโครเมียม-นิกเกิลมาผลิตเป็นตัวเรือเดินสมุทร นอกจากนั้น บรัษัทยังได้พัฒนาเหล็กกล้าออสเทนนิติกด้วยส่วนผสม คาร์บอน < 1% นิกเกิล < 20% และ โครเมียม 15-40 % ระหว่างปี ค.ศ. 1912-1914

ในระหว่างปี 1904-1908 มีการศึกษาและเสนอผลงานวิจัยคิดค้นมากมาย ทั้งในประเทศอังกฤษ ฝรั่งเศส และเยอมนี โดยผลงานที่โดดเด่นได้แก่การตีพิมพ์ผลงานรายละเอียดของเหล็กกล้าผสมโครเมียม – นิกเกิลของ จิเซน (Giesen) ชาวอังกฤษ ผลงานการพัฒนาเหล็กกล้าผสมโครเมียมของปอร์ตแว็ง (Portevin) ชาวฝรั่งเศส และที่สำคัญที่สุดก็คือ ผลงานของชาวเยอรมันสองท่าน พี มอนนาร์ท และ ดับบิว บอร์เชอร์ส (P. Monnartz and W. Borchers) ที่ได้ค้นพบว่าเหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อนต้องมีโครเมียมผสมอย่างน้อย 1.5 %

อุตสาหกรรมการผลิตเหล็กกล้าทนการกัดกร่อน เพื่อการค้าและผลิตภัณฑ์ที่มีความรุ่งเรื่องอย่างมากในยุคเริ่มต้นอยู่ระหว่าง ปี 1911-1913 เริ่มที่ปี 1911 เอลวูด เฮย์เนส (Elwood Haynes) ชาวอเมริการได้คิดค้นและผลิตมีดโกนหนวดไร้สนิมเป็นผลสำเร็จ โดยมีส่วนผสมของโครเมียม 14-16 % และ คาร์บอน 0.07-0.15 % ในขณะที่ แฮร์รีย์ เบรียรเลย์ (Harry Brearley) ชาวอังกฤษได้คิดค้นและผลิตลำกล้องปืนที่ทนต่อการกัดกร่อนเป็นผลสำเร็จด้วยส่วนผสมโครเมียม 6-15% คาร์บอน ประมาณ 0.2 % นอกจากนี้ แฮร์รีย์ เบรียรเลย์ ยังได้นำโลหะที่ค้นพบนี้ไปผลิตเป็น มีด กรรไกร และเครื่องครัวอีกด้วย ด้วยเหตุนี้เขาได้ตั้งชื่อเหล็กกล้าที่ทนต่อากรกัดกร่อนนี้ว่า “Rustless steel” ก่อนที่จะมาเปลี่ยนชื่อเป็น คำว่า “stainless steel” ด้วยคำแนะนำของเออร์เนส์ท สะทูอาร์ท (Ernest Stuart) เจ้าของโรงงานผลิตพวกเครื่องใช้คัดเตอร์รีที่คิดว่ามีความไพเราะกว่าในปี 1912 ต่อมาในปี 1913 ในงานแสดงนิทรรศการที่กรุงเวียนนา แม็คซ์ เมียวร์แมนน์ (Max Mauermann) ชาวโปแลนได้นำเสนอผลงานว่าเขาได้ผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมสำเร็จเป็นครั้งแรกในปี 1912

 ประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิม 
คนโดยทั่วไปจะไม่ทราบว่าเหล็กกล้าไร้สนิมมีกี่ประเภท และมักจะมีการเข้าใจผิดว่าเหล็กกล้าไร้สนิมแท้ต้องแม่เหล็กดูดไม่ติด แต่จริงๆแล้วการที่แม่เหล็กจะดูดติดหรือไม่ติดนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็นกลุ่มพื้นฐาน ได้ 5 กลุ่มคือ ออสเทนนิติค, เฟอริติค, ดูเพล็กซ์, มาร์เทนซิติก และ กลุ่มเพิ่มความแข็งโดยวิธีการตกผลึก

 กลุ่มออสเทนนิติก (Austenitic) หรือเหล็กกล้าไร้สนิมตระกูล 300 เป็นเกรดที่ใช้งานแพร่หลายมากที่สุดถึง 70%
มีคุณสมบัติที่แม่เหล็กดูดไม่ติด (non – magnetic) มีส่วนผสมของโครเมียม 16% คาร์บอนอย่างมากที่สุด 0.15% มีส่วนผสมของธาตุนิกเกิล 8% เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติในการทำการประกอบ(Fabrication)และเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน
เกรดที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายและนิยมเรียก 18/8 คือการที่มีส่วนผสมของโครเมียม 18% และนิกเกิล 8%

 กลุ่มเฟอริติก (Ferritic) แม่เหล็กดูดติด(magnetic) มีธาตุคาร์บอนผสมปริมาณที่ต่ำ และมีโครเมียมเป็นธาตุผสมหลักที่สำคัญอาจอยู่ระหว่าง 10.5%-27% และมีนิกเกิ้ลเป็นส่วนผสมอยู่น้อยมากหรือไม่มีเลย

 กลุ่มมาร์เทนซิติก (Martensitic) แม่เหล็กดูดติด(magnetic) มีส่วนผสมของโครเมียม 12-14% และมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ปานกลาง มีโมลิบดีนัมเป็นส่วนผสมอยู่ประมาณ 0.2-1% ไม่มีนิกเกิล
เหล็กกล้าไร้สนิมตระกูลนี้สามารถปรับความแข็งได้โดยการให้ความร้อนแล้วทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว (Quenching)และอบคืนตัว (Tempering) สามารถลดความแข็งได้ คล้ายกับเหล็กกล้าคาร์บอน และพบการใช้งานที่สำคัญในการผลิตเครื่องตัด, อุตสาหกรรมเครื่องบินและงานวิศวกรรมทั่วไป

 กลุ่มเพิ่มความแข็งโดยการตกผลึก (Precipitation hardening)เกรดที่เป็นที่รู้จักในตระกูลนี้ คือ 17-4H ซึ่งมีส่วนผสมของโครเมียม 17% และนิกเกิล 4% สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้โดยกลไกเพิ่มความแข็งจากการตกผลึก (Precipitation hardening mechanism) โดยสามารถเพิ่มความแข็งแรงสูงมาก มีค่าความเค้นพิสูจน์ (Proof stress) อยู่ระหว่าง 1,000 ถึง 1,500 เมกาปาสคาล (MPa) ขึ้นอยู่กับชนิดและกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติด้วยความร้อน (Heat treatment) 

 กลุ่มดูเพล็กซ์ (Duplex) มีโครงสร้างผสมระหว่าง โครงสร้างเฟอริติค และออสเทนนิติค มีโครเมียมเป็นธาตุผสมอยู่ระหว่าง 19-28% และโมลิบดินัมสูงกว่า 5% และมีนิกเกิลน้อยกว่าตระกูลออสเทนนิติค พบว่ามีการใช้งานมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศแวดล้อมของคลอไรด์

 ประโยชน์ของการใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิม 
 ใช้ในสิ่งแวดล้อมที่กัดกร่อน (Corrosive Environment) 

 งานอุณหภูมิเย็นจัด ป้องกันการแตกเปราะ

 ใช้งานอุณหภูมิสูง (High temperature) ป้องกันการเกิดคราบออกไซด์ (scale) และยังคงความแข็งแรง 

 มีความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับมวล (High strength vs. mass) 

 งานที่ต้องการสุขอนามัย(Hygienic condition) ต้องการความสะอาดสูง 

 งานด้านสถาปัตยกรรม (Aesthetic appearance) ไม่เป็นสนิม ไม่ต้องทาสี

 ไม่ปนเปื้อน (No contamiation) ป้องกันการทำ ปฏิกิริยากับสารเร่งปฏิกิริยา

 ต้านทานการขัดถูแบบเปียก (Wet abrasion resistance)

 ผิวของเหล็กกล้าไร้สนิม 

No.1- รีดร้อนหรือรีดเย็น / อบอ่อน หรือปรับปรุงด้วยความร้อน	คราบออกไซด์ไม่ได้ขจัดออก / ใช้งานในสภาพที่รีดออกมาโดยทั่วไปจะใช้งานที่ทนความร้อน 

2D- สภาพผิว 2D หลังจากการรีดเย็นโดยลดความหนาลง ผ่านการอบอ่อนและการกัดผิวโดยกรดลักษณะผิวสีเทาเงินเรียบ

2B- ผิว 2D ที่ผ่านลูกรีดขนาดใหญ่กดทับปรับความเรียบ เพิ่มความเงาผิวเงาสะท้อนปานกลาง ผลิตโดยวิธีการรีดเย็น ตามด้วยการอบนำอ่อนขจัดคราบออกไซด์ และนำไปรีดเบาๆ ผ่านไปยังลูกกลิ้งขัด ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปของการรีดเย็น ผิวที่ได้ส่วนมากจะอยู่ในระดับ 2B

BA-ผ่านกระบวนการรีดเย็นโดยความหนาลดลงทีละน้อยๆ ผ่านการอบอ่อนด้วยก๊าซไฮโดรเจน เพื่อป้องกันกันการออกซิเดชั่นกับออกซิเจนในอากาศ ผิวมันเงา สะท้อนความเงาได้ดี ผิวผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าไร้สนิมจะกระทำด้วยวิธีนี้ ซึ่งจะมีเครื่องหมาย BA หรือ No.2BA, A ซึ่งผิวอบอ่อนเงา จะมีลักษณะเงากระจก ซึ่งเริ่มต้นจากการรีดเย็น อบอ่อนในเตาควบคุมบรรยากาศ ผิวเงาที่เห็นจะเป็นการขัดผิวด้วยลูกกลิ้งขัดผิว หรือเจียรนัยผิวตามเกรดที่ต้องการ ผิวอบอ่อนเงาส่วนมากจะใช้กับงานสถาปัตยกรรม ที่ต้องการผิวสะท้อน ผิวอบอ่อนสีน้ำนมจะไม่สะท้อนแสงเหมือนกับ No.8 จะใช้กับงานที่เป็นขอบ ชิ้นส่วนทางสถาปัตยกรรม ภาชนะในครัว อุปกรณ์ในกระบวนการผลิตอาหาร

No.4, Hair Line- สภาพผิว 2B ที่ผ่านการจัดถูด้วยกระดาษทรายเบอร์ 120-220 โดยค่าความหยาบขึ้นอยู่กับแรงกด, ขนาดของอนุภาคเม็ดทราย และระยะเวลาการใช้งานของกระดาษทราย ผิว No.4 เป็นสภาพผิวที่สนองต่อการนำไปใช้งานทั่วไป เช่นร้านอาหาร อุปกรณ์เครื่องใช้ในครัว อุปกรณ์รีดนม 

No.8-	สภาพผิว 2B, BA ขัดด้วยผ้าขัดอย่างละเอียดมากขั้นตามลำดับ เช่น #1000, ผ้าขนสัตว์ โดยมีผงขัดอะลูมิเนียมและโครเมียมออกไซด์ ผิว No.8 ส่วนมากจะเป็นผิวเงาสะท้อนคล้ายกระจกเงา ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดแผ่นโดยผิวจะถูกขัดด้วยเครื่องขัดละเอียด นำไปใช้กับงานตกแต่งทางด้านสถาปัตยกรรม และงานที่เน้นความสวยงาม

 การกัดกร่อน 
เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นวัสดุที่ทนและต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามมีเหล็กกล้าไร้สนิมหลายตระกูลที่สามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเลิศ ในประเด็นการใช้งานที่ต่างกัน ซึ่งต้องเลือกไปใช้ในงานผลิตหรืองานประกอบโครงสร้าง ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างระมัดระวัง 

 การกัดกร่อนทั่วไป (General corrosion)
เป็นการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นตลอดทั่วผิวหน้า (Uniform attack) การกัดกร่อนแบบนี้มีอันตรายน้อยเพราะว่าสามารถวัด และทำนายการกัดกร่อนที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้าได้ การกัดกร่อนแบบนี้จะเกิดขึ้นกับเหล็กกล้าไร้สนิมในสิ่งที่แวดล้อมที่มีผลต่อการกัดกร่อนในอัตราที่ต่ำมาก

 การกัดกร่อนเนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้า (Galvanic corrosion)
เป็นการกัดกร่อนที่เกิดจากโลหะ 2 ชนิดที่มีศักย์ทางไฟฟ้าแตกต่างกันมาอยู่ติดกัน จุ่มอยู่ในสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเดียวกัน เหล็กกล้าไร้สนิมจะเป็นโลหะที่มีศักย์สูงกว่า ดังนั้นอัตราการกัดกร่อนแบบกัลวานิคมักจะไม่ค่อยเพิ่มขึ้นในเหล็กกล้าไร้สนิม 

 การกัดกร่อนแบบสึกกร่อนเนื่องจากการไหลของสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง (Erosion corrosion)/การกัดกร่อนเนื่องจากการขัดถู (Abrasion corrosion)
การกัดกร่อนแบบ Erosion/abrasion เป็นปฏิกิริยาที่เกิดร่วมกันระหว่างการสึกหรอทางกลกับการกัดกร่อนจากสารละลาย , ผงหรือเศษที่หลุดมาจากการขัดถู จะแขวนลอยอยู่ในสารละลาย และไหลด้วยความเร็วสูงจะทำให้ผิวหน้าสัมผัสมีอัตราการกัดกร่อนสูง เหล็กกล้าไร้สนิมจะมีความต้านทานการกัดกร่อนแบบสึกกร่อนฯ หรือแบบขัดถูสูงเนื่องจากมีฟิล์มถาวรที่ยึดแน่น และสร้างทดแทนขึ้นที่ผิวหน้าสม่ำเสมอ

 การกัดกร่อนตามขอบเกรน (Intergranular corrosion)
การกัดกร่อนตามขอบเกรนเกิดขึ้นเนื่องจากเกิดการตกผลึกของโครเมียมคาร์ไบด์บริเวณขอบเกรน ที่อุณหภูมิสูงประมาณ 450 - 850C. ทำให้ขอบเกรนมีปริมาณโครเมียมลดลง มีความต้านทานการกัดกร่อนตามแนวขอบเกรนต่ำ แก้ไขโดยการเลือกใช้วัสดุเกรด “L” หรือ เกรดที่ช่วยให้โครงสร้างสถียร (Stabilized grade) และต้องระวังไม่ให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนระหว่างการเชื่อมประกอบโครงสร้าง

 การกัดกร่อนแบบสนิมขุม (Pitting corrosion)
การกัดแบบเป็นจุดหรือแบบสนิมขุมเป็นการกัดกร่อนเฉพาะที่เป็นอันตรายมาก ซึ่งมีผลทำให้เกิดการกัดกร่อนที่ผิวหน้าเป็นรูเล็กๆ หรือเป็นรูทะลุตลอดเนื้อวัสดุ แต่สามารถวัดการสูญเสียเนื้อวัสดุได้น้อย สิ่งแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนแบบสนิมขุม ส่วนมากจะเป็นสารละลายที่มีคลอไรด์ไออน (Chloride ion) จะเป็นตำแหน่งที่ฟิล์มถาวรจะถูกทำลายได้ง่ายที่สุดในสิ่งแวดล้อมเช่นนี้ ควรจะเลือกใช้วัสดุด้วยความระมัดระวัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสารละลายของกรดที่มีอุณหภูมิสูง ถ้าเงื่อนไขที่จะทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบสนิมขุมไม่สามารถแก้ไขได้ ให้แก้โดยการเลือกใช้โลหะผสมที่ต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดดูเพล็กซ์ และเกรดอื่นๆ ที่สามารถแก้ไขปัญหาได้

 การกัดกร่อนในพื้นที่อับหรือถูกปกปิด (Crevice corrosion)
การกัดแบบนี้เกิดขึ้นที่ผิวหน้าส่วนที่ถูกปิด หรือกดทับของเหล็กกล้าไร้สนิม มีผลทำให้ปิดกั้นออกซิเจนไม่สามารถเข้าไปทำปฏิกิริยาออกซิเดชั่นสร้างฟิล์มออกไซด์ได้ ทำให้ฟิล์มป้องกันมีแนวโน้มที่จะแตกหรือถูกทำลายลงในพื้นที่อับนี้ ดังนั้นในสภาวะการใช้งานต้องหลีกเลี่ยงการมีพื้นที่อับ 

 การกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีจุลชีพ (Microbiologically Induced Corrosion : MIC)
การกัดกร่อนที่เป็นผลมาจากจุลชีพ เกิดจากแบคทีเรียที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมเกาะติดที่ผิวหน้าของเหล็กกล้าไร้สนิมทำให้บริเวณนั้น ปิดกั้นออกซิเจน ดังนั้นเงื่อนไขในการกัดกร่อนจึงคล้ายกับแบบ Crevice แบคทีเรียจึงทำให้สถานการณ์ การกัดกร่อนเลวร้ายลง

 การแตกร้าวเนื่องจากการกัดกร่อนภายใต้แรงเค้น (Stress Corrosion Cracking : SCC)
SCC คือการแตกเปราะที่เริ่มต้นจากการกัดกร่อนในวัสดุที่มีความเหนียว เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดออสเทนนิติกจะมีแนวโน้มที่จะเกิด SCC สูงกว่าเกรดเฟอร์ริติก, เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดเฟอร์ริติกจึงสามารถต้านทานการกัดกร่อนแบบ SCC ได้สูงกว่าเกรดออสเทนนิติก

 เกร็ดความรู้ในการใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 

 ค่าการนำความร้อน (Thermal conductivity)
เหล็กกล้าไร้สนิมทุกชนิดจะมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาก เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดที่มีส่วนผสมโครเมียมอย่างเดียว (plain chromium steel) มีค่าการนำความร้อน +_1/3 และเกรดออสเทนนิติกมีค่าการนำความร้อน +_1/4 ของเหล็กกล้าคาร์บอน ทำให้มีผลต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่นมีผลต่อการควบคุมปริมาณความร้อนเข้าระหว่างการเชื่อม, ต้องให้ความร้อนเป็นระยะเวลานานขึ้น เมื่อต้องทำงานขึ้นรูปร้อน 

 สัมประสิทธิ์การขยายตัว(Expansion coefficient)
เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดที่มีส่วนผสมโครเมียมอย่างเดียวมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวคล้ายกับเหล็กกล้าคาร์บอน แต่เกรดออสเทนนิติกจะมีสัมประสิทธ์การขยายตัวสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน 1½ เท่า การที่เหล็กกล้าไร้สนิมมีการขยายตัวสูงแต่มีค่าการนำความร้อนต่ำทำให้ต้องหามาตรการป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงผลเสียหายที่ตามมาเช่น ใช้ปริมาณความร้อนในการเชื่อมต่ำ, กระจายความร้อนออกโดยใช้แท่งทองแดงรองหลัง, การจับยึดป้องกันการบิดงอ ปัจจัยเหล่านี้ต้องพิจารณาการใช้งานร่วมกันของวัสดุ เช่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ระหว่างเปลือกโครงสร้างเหล็กกล้าคาร์บอน และท่อออสเทนนิติคเป็นต้น

 ฟิล์มป้องกันและการสร้างฟิล์ม (Passive film)
เหล็กกล้าไร้สนิมจะมีฟิล์มบางๆ ต้านทานการกัดกร่อน จำเป็นต้องรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มป้องกัน ดังนี้
 หลีกเลี่ยงความเสียหายหรือการสัมผัสรุนแรงทางกล
 ซ่อมปรับปรุงพื้นที่ที่มีผลต่อการเสียหายเช่น บริเวณที่เกิดสะเก็ดหรือคราบออกไซด์เนื่องจากอุณหภูมิสูงใกล้ๆ แนวเชื่อม, บริเวณที่เกิดความเสียหายทางกลหรือมีการเจียระไน, มีการปนเปื้อนโดยวิธีการสร้างฟิล์มป้องกัน (passivation) อย่างเดียวหรือใช้ทั้งวิธีการแช่กรดเพื่อกำจัดคราบจากออกไซด์ (pickling) หรือ การแช่กรดหรือทาน้ำยาสร้างฟิล์มออกไซด์ (passivation) ที่ผิวเหล็กกล้าไร้สนิม
 แน่ใจว่ามีออกซิเจนเพียงพอและสม่ำเสมอที่สร้างออกไซด์ที่ผิวของ เหล็กกล้าไร้สนิมได้

 การเสียหายที่ผิวเนื่องจากการเสียดสีที่ผิวโลหะกับโลหะอย่างรุนแรง (Galling /pick up / seizing)
ผิวหน้าเหล็กกล้าไร้สนิมมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียหายเนื่องจากการเสียดสีอย่างรุนแรง ต้องหลีกเลี่ยงและระมัดระมัดระวัง ความเสียหายที่จะเกิดขึ้นดังกล่าวโดยสำหรับผิวหน้าที่มีการเสียดสีกันตลอดเวลา ควรใช้ Load หรือแรงเสียดสีต่ำสุด และต้องแน่ใจว่าการเสียดสีไม่สร้างความร้อนเกิดขึ้น
ควรรักษาผิวสัมผัสไม่ให้มีการบดกับผงฝุ่น เม็ด ทรายฯลฯ และใช้น้ำมันหล่อลื่นหรือเคลือบผิว

 อ้างอิง 
ความหมายของเหล็กกล้าไร้สนิม 

 แหล่งข้อมูลอื่น 


หมวดหมู่:โลหะเจือ