สแตนเลส 304

สแตนเลส 304 เป็นเกรดของสแตนเลสที่ผลิตตามมาตรฐาน ASTM ของอเมริกา ในบรรดาวัสดุสแตนเลสทั้งหมด สแตนเลส 304 ถือเป็นเกรดที่พบมากที่สุด ความหนาแน่นของสแตนเลส 304 คือ 7.93 g/cm³ ชื่อมืออาชีพของสแตนเลส 304 เรียกอีกอย่างว่าสแตนเลส 18/8 เนื่องจากมีโครเมียมมากกว่า 18% และนิกเกิลมากกว่า 8% สแตนเลส 304 ทนต่ออุณหภูมิสูง (สูงถึง 800 ℃) และมีลักษณะของประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดีและความเหนียวสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมการตกแต่งเฟอร์นิเจอร์ และอุตสาหกรรมอาหารและการแพทย์ ในมาตรฐาน ASTM A351 CF8 เทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม 304

 

ชื่อจีน	304不锈钢/06Cr19Ni10 (GB/T 3280-2015)	องค์ประกอบโลหะผสมหลัก	นี, โม
ชื่อภาษาอังกฤษ	สแตนเลส AISI 304, AISI 304 SS	ประสิทธิภาพของแม่เหล็ก	แม่เหล็กอ่อน หลังจากทำงานเย็น เช่น การยืดหรือการตอก แม่เหล็กจะแรงขึ้น (สามารถดึงดูดด้วยแม่เหล็ก)
ชื่ออื่นๆ	เอสเอส 304 เอสเอส (JIS G4303) หรือ 18-8 เอสเอส	ลักษณะเฉพาะ	ทนต่อการกัดกร่อน (ไม่ทนต่อการกัดกร่อนอย่างสมบูรณ์), ทนต่ออุณหภูมิสูง, มีความเหนียวดี
โครงสร้างทางโลหะวิทยา	ออสเตไนต์

 

ควรสังเกตว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 สำหรับอาหารมีตัวบ่งชี้เนื้อหาที่เข้มงวดกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ทั่วไป ตัวอย่างเช่น: คำจำกัดความสากลของสแตนเลส 304 นั้นโดยทั่วไปมีโครเมียม 18% -20% และนิกเกิล 8% -10% แต่สแตนเลสเกรดอาหาร 304 คือโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% ซึ่งอนุญาตให้ มีความผันผวนอยู่ในช่วงหนึ่ง และจำกัดปริมาณโลหะหนักต่างๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สแตนเลส 304 ไม่จำเป็นต้องเป็นสแตนเลสเกรด 304 สำหรับอาหาร

วิธีการติดฉลากทั่วไปในตลาด ได้แก่ 06Cr19Ni10 และ SUS 304 ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว 06Cr19Ni10 หมายถึงการผลิตมาตรฐานระดับชาติ (GB/T 3280-2015) AISI 304 โดยทั่วไปหมายถึงการผลิตมาตรฐาน ASTM และ SUS 304 หมายถึงการผลิตมาตรฐานของญี่ปุ่น

304 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับงานทั่วไปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ต้องการคุณสมบัติที่ผสมผสานกันอย่างดี (ความต้านทานการกัดกร่อนและการขึ้นรูป) เพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติ จะต้องมีโครเมียมมากกว่า 18% และนิกเกิลมากกว่า 8%

American Iron and Steel Institute ใช้ตัวเลขสามหลักในการกำหนดเกรดมาตรฐานต่างๆ ของเหล็กกล้าไร้สนิมแบบอ่อนได้ ใน:
1. สเตนเลสออสเทนนิติกถูกกำหนดโดยตัวเลขในชุด 200 และ 300 ตัวอย่างเช่น สเตนเลสออสเทนนิติกทั่วไปบางชนิดถูกกำหนดให้เป็น 201, 304, 316 และ 310
2. สเตนเลสเฟอริติกและมาร์เทนซิติกแสดงด้วยหมายเลขซีรีส์ 400
3. สแตนเลสเฟอริติกแสดงด้วย 430 และ 446 สแตนเลสมาร์เทนซิติกแสดงด้วย 410, 420 และ 440C -
4. เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ (ออสเทนนิติก-เฟอริติก) เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอน และโลหะผสมสูงที่มีธาตุเหล็กน้อยกว่า 50% มักถูกกำหนดโดยชื่อที่เป็นกรรมสิทธิ์หรือเครื่องหมายการค้า

สำหรับสแตนเลส 304 องค์ประกอบ Ni ในองค์ประกอบมีความสำคัญมาก ซึ่งเป็นตัวกำหนดความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส 304 และมูลค่าโดยตรง องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดใน 304 คือ Ni และ Cr แต่ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงสององค์ประกอบนี้เท่านั้น ข้อกำหนดเฉพาะถูกกำหนดโดยมาตรฐานผลิตภัณฑ์ คำตัดสินทั่วไปในอุตสาหกรรมคือ ตราบใดที่ปริมาณ Ni มากกว่า 8% และปริมาณ Cr มากกว่า 18% ก็ถือเป็นสแตนเลส 304 ได้ นี่คือสาเหตุที่อุตสาหกรรมเรียกเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้ว่า เหล็กกล้าไร้สนิม 18/8 ในความเป็นจริง มาตรฐานผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องมีกฎระเบียบที่ชัดเจนสำหรับ 304 และมาตรฐานผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีความแตกต่างบางประการสำหรับรูปร่างที่แตกต่างกันของสแตนเลส ด้านล่างนี้คือมาตรฐานและการทดสอบผลิตภัณฑ์ทั่วไปบางส่วน ในการตรวจสอบว่าวัสดุเป็นสแตนเลส 304 หรือไม่นั้นจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของแต่ละองค์ประกอบในมาตรฐานผลิตภัณฑ์ ตราบใดที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดก็จะไม่สามารถเรียกว่าสแตนเลส 304 ได้

 

องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ตามมาตรฐาน ASTM A276
304 เอสเอส	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.08	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤1.00	18.0–20.0	8.0-11.0
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ตามมาตรฐาน ASTM A240
304 เอสเอส	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.07	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤0.75	17.5–19.5	8.0–10.5
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ตามมาตรฐาน JIS G4303
เอสเอส 304 เอสเอส	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.08	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤1.00	18.0–20.0	8.0-10.5

 

การใช้งานสแตนเลส 304

สแตนเลส 304 เป็นสแตนเลสโครเมียม-นิกเกิลที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากเป็นเหล็กที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย มีความต้านทานการกัดกร่อน ทนความร้อน อุณหภูมิต่ำ และคุณสมบัติทางกลได้ดี สามารถใช้การร้อนได้ดี เช่น การปั๊มและการดัดงอ ไม่มีการอบชุบ ปรากฏการณ์การแข็งตัว (ใช้อุณหภูมิ -196°C~800°C) ความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศ หากเป็นบรรยากาศอุตสาหกรรมหรือพื้นที่ที่มีมลพิษสูง จะต้องทำความสะอาดให้ทันเวลาเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน เหมาะสำหรับการแปรรูปอาหาร การเก็บรักษา และการขนส่ง มีความสามารถในการแปรรูปและเชื่อมได้ดี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น เครื่องสูบลม ผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน (ภาชนะบนโต๊ะอาหาร Class 1 และ 2 ตู้ ท่อภายในอาคาร เครื่องทำน้ำอุ่น หม้อต้มน้ำ อ่างอาบน้ำ) ชิ้นส่วนรถยนต์ (ที่ปัดน้ำฝน ท่อไอเสีย ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูป) เครื่องใช้ทางการแพทย์ วัสดุก่อสร้าง เคมีภัณฑ์ อุตสาหกรรมอาหาร การเกษตร ชิ้นส่วนเรือ ฯลฯ สแตนเลส 304 ที่มีเนื้อหาได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดสามารถเรียกว่าสแตนเลสเกรด 304 สำหรับอาหารได้

ข้อกำหนดการใช้งานส่วนใหญ่คือการคงรูปลักษณ์เดิมของอาคารไว้เป็นเวลานาน ในการพิจารณาประเภทของสแตนเลสที่จะเลือก ข้อพิจารณาหลักๆ คือมาตรฐานด้านความสวยงามที่ต้องการ การกัดกร่อนของบรรยากาศในท้องถิ่น และระบบทำความสะอาดที่จะใช้ อย่างไรก็ตาม การใช้งานอื่นๆ มักต้องการเพียงความสมบูรณ์ของโครงสร้างหรือความสามารถในการซึมผ่านของน้ำมากขึ้นเท่านั้น เช่น หลังคาและผนังด้านข้างของอาคารอุตสาหกรรม ในการใช้งานเหล่านี้ ต้นทุนการก่อสร้างของเจ้าของอาจมีความสำคัญมากกว่าความสวยงาม และพื้นผิวไม่สะอาดมากนัก สแตนเลส 304 ทำงานได้ดีพอสมควรในสภาพแวดล้อมในร่มที่แห้ง อย่างไรก็ตาม เพื่อรักษารูปลักษณ์ภายนอกในพื้นที่ชนบทและในเมือง จำเป็นต้องมีการทำความสะอาดบ่อยครั้ง ในพื้นที่อุตสาหกรรมและชายฝั่งทะเลที่มีมลพิษสูง พื้นผิวอาจสกปรกมากและอาจเป็นสนิมได้

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ความสวยงามในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง จำเป็นต้องใช้สแตนเลสที่มีส่วนผสมของนิกเกิล ดังนั้น สแตนเลส 304 จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในผนังม่าน ผนังด้านข้าง หลังคา และวัตถุประสงค์ในการก่อสร้างอื่นๆ แต่ในบรรยากาศทางอุตสาหกรรมหรือทางทะเลที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง แนะนำให้ใช้สแตนเลส 316 ประตูบานเลื่อนสแตนเลส ผู้คนตระหนักดีถึงข้อดีของการใช้สแตนเลสในงานโครงสร้างอย่างเต็มที่ สแตนเลส 304 และ 316 รวมอยู่ในแนวทางการออกแบบหลายประการ เนื่องจากสเตนเลสสตีล "ดูเพล็กซ์" 2205 ผสมผสานความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศที่ดีเข้ากับแรงดึงและความยืดหยุ่นสูง เหล็กชนิดนี้จึงรวมอยู่ในหลักเกณฑ์ของยุโรปด้วย รูปร่างผลิตภัณฑ์ จริงๆ แล้วเหล็กกล้าไร้สนิมผลิตขึ้นในรูปทรงและขนาดโลหะมาตรฐานทุกรูปแบบ และยังมีรูปทรงพิเศษอีกมากมายให้เลือกอีกด้วย ผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันมากที่สุดทำจากแผ่นและแถบ นอกจากนี้ยังมีผลิตภัณฑ์พิเศษที่ผลิตจากแผ่นขนาดกลางและหนา เช่น ในการผลิตเหล็กโครงสร้างรีดร้อนและเหล็กโครงสร้างอัดรีด นอกจากนี้ยังมีท่อเชื่อมหรือไร้ตะเข็บแบบกลม วงรี สี่เหลี่ยม สี่เหลี่ยม และหกเหลี่ยม และรูปแบบอื่นๆ รวมถึงโปรไฟล์ แท่ง ลวด และการหล่อ

 

คุณสมบัติทางกายภาพของสแตนเลส 304		คุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิม 304
ความหนาแน่น (20°C,g/cm³)	7.93	แรงดึง σb (MPa)	≥515-1,035
อุณหภูมิหลอมละลาย (℃)	1398 - 1454	ผลผลิต Strentgh σ0.2 (MPa)	≥205
ความจุความร้อนจำเพาะ (0~100℃,KJ·kg-1K-1)	0.5	การยืดตัว δ5 (%)	≥40
การนำความร้อน (W·m-1·K-1)	(100°C)16.3, (500°C)21.5	อัตราการลดลงของพื้นที่ ψ (%)	40 - 60
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น (10-6·K-1)	(0-100°C)17.2, (0-500°C)18.4	ความแข็ง	≤201HBW;≤92HRB;≤210HV
ความต้านทาน (20°C,10-6Ω·m2/m)	0.73
โมดูลัสยืดหยุ่นตามยาว (20 ℃, KN / mm2)	193

 

สาเหตุของการเกิดสนิมของสแตนเลส 304

ปรากฏการณ์สนิมของวัสดุสแตนเลส 304 อาจมีสาเหตุดังต่อไปนี้:

1. คลอไรด์
คลอไรด์ไอออนมีอยู่ทั่วไป เช่น เกลือ/เหงื่อ/น้ำทะเล/ลมทะเล/ดิน และอื่นๆ เมื่อมีคลอไรด์ไอออน เหล็กสแตนเลสจะกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว ยิ่งกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำธรรมดาเสียอีก ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดสำหรับสภาพแวดล้อมการใช้งานของสแตนเลส และจำเป็นต้องเช็ดบ่อยๆ เพื่อขจัดฝุ่น และรักษาความสะอาดและแห้ง มีตัวอย่างในสหรัฐอเมริกา: บริษัทแห่งหนึ่งใช้ภาชนะไม้โอ๊คเพื่อบรรจุสารละลายที่มีคลอไรด์ไอออน ภาชนะนี้ใช้มาเกือบร้อยปีแล้ว มีการวางแผนที่จะแทนที่ในปี 1990 เนื่องจากวัสดุไม้โอ๊คไม่ทันสมัยเพียงพอ ภาชนะสแตนเลสจึงถูกใช้เป็นเวลา 16 วันหลังจากเปลี่ยน รั่วเนื่องจากการกัดกร่อน

2. การบำบัดด้วยสารละลาย
องค์ประกอบโลหะผสมจะไม่ละลายลงในเมทริกซ์ ส่งผลให้มีปริมาณโลหะผสมในโครงสร้างเมทริกซ์ต่ำและมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ

3. การกัดกร่อนตามขอบเกรน
วัสดุที่ปราศจากไทเทเนียมและไนโอเบียมนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน การเติมไทเทเนียมและไนโอเบียมร่วมกับการรักษาเสถียรภาพสามารถลดการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้ เหล็กกล้าโลหะผสมสูงที่สามารถต้านทานการกัดกร่อนในอากาศหรือในตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทางเคมี สแตนเลสมีพื้นผิวที่สวยงามและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่จำเป็นต้องผ่านการบำบัดพื้นผิว เช่น การชุบสี แต่ต้องใช้คุณสมบัติพื้นผิวของสเตนเลสแทน มันถูกใช้ในเหล็กประเภท A หลายชนิด หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าสแตนเลส ประสิทธิภาพที่เป็นตัวแทนคือเหล็กกล้าโลหะผสมสูง เช่น เหล็กโครเมียม 13 และเหล็กนิกเกิลโครเมียม 18-8 จากมุมมองทางโลหะวิทยา เนื่องจากสแตนเลสประกอบด้วยโครเมียม ฟิล์มโครเมียมบางมากจึงถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิว ซึ่งแยกออกซิเจนออกจากเหล็กและมีบทบาทในการต้านทานการกัดกร่อน เพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติของเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กจะต้องมีโครเมียมมากกว่า 12% สำหรับโอกาสที่จำเป็นต้องมีการเชื่อม ปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่าช่วยลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนใกล้กับแนวเชื่อม ซึ่งอาจนำไปสู่การกัดกร่อนตามขอบเกรน (การกัดกร่อนของรอยเชื่อม) ของเหล็กสเตนเลสในบางสภาพแวดล้อม