การจำแนกประเภทและคุณลักษณะของสแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมมักถูกแบ่งประเภทตามสถานะขององค์กร ได้แก่ เหล็กกล้ามาร์เทนซิติก เหล็กกล้าเฟอร์ไรต์ เหล็กกล้าออสเทนนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก-เฟอร์ไรต์ (ดูเพล็กซ์) และเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอน นอกจากนี้ ยังสามารถแบ่งตามองค์ประกอบได้เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม-นิกเกิล และเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม-แมงกานีส-ไนโตรเจน

1. เฟอร์ไรต์สแตนเลส

โดยทั่วไปประกอบด้วยโครเมียม 15% ถึง 30% ความต้านทานการกัดกร่อน ความเหนียว และความสามารถในการเชื่อม เมื่อปริมาณโครเมียมเพิ่มขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์จะดีกว่าสเตนเลสประเภทอื่น ซึ่งอยู่ในหมวดหมู่นี้ ได้แก่ Crl7 Cr17Mo2Ti, Cr25 Cr25Mo3Ti, Cr28 เป็นต้น สเตนเลสเฟอร์ริติกเนื่องจากมีปริมาณโครเมียมสูง ความต้านทานการกัดกร่อน และความต้านทานการเกิดออกซิเดชันค่อนข้างดี แต่คุณสมบัติเชิงกลและประสิทธิภาพกระบวนการไม่ดี ส่วนใหญ่ใช้สำหรับแรงไม่มาก โครงสร้างทนกรดและเหล็กทนออกซิเดชัน เหล็กประเภทนี้สามารถต้านทานการกัดกร่อนของบรรยากาศ กรดไนตริก และสารละลายน้ำเกลือ และมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดี สัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ ฯลฯ ใช้ในกรดไนตริกและอุปกรณ์โรงงานอาหาร นอกจากนี้ยังสามารถทำชิ้นส่วนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง เช่น ชิ้นส่วนกังหันก๊าซ

2. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

โดยทั่วไปประกอบด้วยโครเมียมมากกว่า 18% นอกจากนี้ยังมีนิกเกิลประมาณ 8% และโมลิบดีนัม ไททาเนียม ไนโตรเจน และธาตุอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย ประสิทธิภาพโดยรวมดี สามารถทนต่อการกัดกร่อนของสื่อต่างๆ ได้ เกรดสเตนเลสออสเทนนิติกที่ใช้กันทั่วไปคือ 1Cr18Ni9 Cr19Ni9 เป็นต้น เหล็กประเภทนี้ประกอบด้วยนิกเกิลและโครเมียมจำนวนมาก ทำให้เหล็กเป็นออสเทนนิติกที่อุณหภูมิห้อง เหล็กประเภทนี้มีความเหนียว เชื่อมง่าย ทนต่อการกัดกร่อน และไม่เป็นแม่เหล็กหรือมีแม่เหล็กอ่อน ทนต่อการกัดกร่อนในสื่อออกซิไดซ์และรีดิวซ์ได้ดีกว่า ใช้ทำอุปกรณ์ที่ทนกรด เช่น ภาชนะและซับในอุปกรณ์ที่ทนการกัดกร่อน ท่อส่ง ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ทนกรดไนตริก เป็นต้น และยังใช้เป็นวัสดุตัวเรือนนาฬิกาและเครื่องประดับสแตนเลสอีกด้วย โดยทั่วไปสแตนเลสออสเทนนิติกจะได้รับการปรับสภาพด้วยสารละลายของแข็ง นั่นคือ เหล็กจะถูกให้ความร้อนถึง 1,050 ~ 1,150 องศา แล้วจึงทำการระบายความร้อนด้วยน้ำหรืออากาศ เพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนนิติกแบบเฟสเดียว

3. สเตนเลสดูเพล็กซ์ออสเทนนิติก-เฟอร์ริติก

ข้อดีของสเตนเลสทั้งออสเทนนิติกและเฟอร์ริติกคือมีความเหนียวพิเศษ สเตนเลสออสเทนนิติกและเฟอร์ริติกมีสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของสเตนเลสทั้งหมด ในกรณีของปริมาณคาร์บอนต่ำ โครเมียมมีปริมาณ 18% ถึง 28% และนิกเกิลมีปริมาณ 3% ถึง 10% บางชนิดเหล็กยังประกอบด้วย Mo, Cu, Si, Nb, Ti, N และธาตุโลหะผสมอื่นๆ เหล็กประเภทนี้มีทั้งสเตนเลสออสเทนนิติกและเฟอร์ริติก เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสเฟอร์ริติกแล้ว ความแข็ง ความเหนียวจะสูงกว่า ไม่มีความเปราะที่อุณหภูมิห้อง ความต้านทานการกัดกร่อนระหว่างเม็ด และประสิทธิภาพการเชื่อมจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ในขณะที่ยังคงความเปราะของสเตนเลสเฟอร์ริติกที่ 475 องศา ตลอดจนการนำความร้อนสูง ความเหนียวพิเศษ และลักษณะอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสออสเทนนิติก ความแข็งแรงสูงและความต้านทานต่อการกัดกร่อนระหว่างเม็ด และการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ สแตนเลสดูเพล็กซ์มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของรูพรุนได้ดีเยี่ยม นอกจากนี้ยังเป็นสแตนเลสที่ประหยัดนิกเกิลอีกด้วย

4. การชุบแข็งสแตนเลสแบบตกตะกอน

เมทริกซ์เป็นโครงสร้างออสเทนนิติกหรือมาร์เทนซิติก เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมักใช้เกรดเช่น 04Cr13Ni8Mo2Al สามารถผ่านกระบวนการชุบแข็งแบบตกตะกอน (เรียกอีกอย่างว่าการชุบแข็งตามอายุ) เพื่อให้สเตนเลสชุบแข็งได้

5. สแตนเลสมาร์เทนซิติก

ความแข็งแรงสูง แต่ความสามารถในการขึ้นรูปและการเชื่อมไม่ดี เกรดสแตนเลสแบบมาร์เทนซิติกที่ใช้กันทั่วไปคือ 1Cr13, 3Cr13 เป็นต้น เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูง จึงมีความแข็งแรง ความแข็ง และทนต่อการเสียดสีสูง แต่ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเล็กน้อย ใช้สำหรับคุณสมบัติเชิงกลที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงสำหรับชิ้นส่วนทั่วไปบางชิ้น เช่น สปริง ใบพัดกังหัน วาล์วไฮดรอลิก เป็นต้น เหล็กเหล่านี้ใช้หลังจากการชุบแข็งและการอบอ่อน และต้องผ่านการอบอ่อนหลังจากการตีขึ้นรูปและการปั๊ม