เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นวัสดุยอดนิยมที่ใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม เหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้สแตนเลสทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กบริสุทธิ์ก็คือองค์ประกอบของมัน สแตนเลสเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยเหล็ก โครเมียม นิกเกิล และองค์ประกอบอื่นๆ ในขณะที่เหล็กบริสุทธิ์ประกอบด้วยเหล็กเพียงอย่างเดียว

การเติมโครเมียมลงในสแตนเลสทำให้มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน โครเมียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเพื่อสร้างชั้นโครเมียมออกไซด์บางๆ ที่มองไม่เห็นบนพื้นผิวของเหล็ก ชั้นนี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันออกซิเจนและความชื้นไม่ให้เข้าถึงเหล็กที่อยู่ด้านล่างและทำให้เกิดการกัดกร่อน ในทางตรงกันข้าม เหล็กบริสุทธิ์ไม่มีชั้นป้องกันนี้ ทำให้มีโอกาสเกิดสนิมและการกัดกร่อนได้ง่ายขึ้น

อีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสคือการมีนิกเกิลอยู่ในโลหะผสม นิกเกิลช่วยให้โครงสร้างออสเทนนิติกของสเตนเลสสตีลมีความเสถียร ทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้มากขึ้น นอกจากนี้ นิกเกิลยังช่วยเพิ่มกระบวนการสร้างฟิล์ม ซึ่งช่วยปรับปรุงชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวของเหล็กให้ดียิ่งขึ้น

นอกจากองค์ประกอบแล้ว โครงสร้างจุลภาคของสแตนเลสยังมีบทบาทในการต้านทานการกัดกร่อนอีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว สเตนเลสจะประกอบด้วยโครงสร้างผลึกที่เรียกว่าออสเทนไนต์ ซึ่งมีความเสถียรมากกว่าและเสี่ยงต่อการกัดกร่อนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับโครงสร้างเฟอร์ริติกหรือมาร์เทนซิติกที่พบในเหล็กบริสุทธิ์ โครงสร้างออสเทนนิติกของสเตนเลสช่วยให้รักษาความต้านทานการกัดกร่อนได้แม้ในอุณหภูมิสูงและในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง

นอกจากนี้ การมีองค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ เช่น โมลิบดีนัมและไนโตรเจนยังช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกของเหล็กสเตนเลส ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลและสภาวะการกัดกร่อนอื่นๆ ในทางกลับกัน ไนโตรเจนช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

โดยรวมแล้ว การผสมผสานระหว่างองค์ประกอบอัลลอยด์ โครงสร้างจุลภาค และกระบวนการสร้างฟิล์มทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมมีความแข็งและทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กบริสุทธิ์อย่างมาก นี่คือเหตุผลว่าทำไมสแตนเลสจึงเป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับการใช้งานที่หลากหลายซึ่งจำเป็นต้องมีความต้านทานการกัดกร่อน เช่น ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม การแปรรูปทางเคมี และวิศวกรรมทางทะเล

โดยสรุป ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าของสแตนเลส เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กบริสุทธิ์แล้ว อาจเนื่องมาจากองค์ประกอบ โครงสร้างจุลภาค และกระบวนการสร้างฟิล์ม การมีอยู่ขององค์ประกอบโลหะผสม เช่น โครเมียม นิกเกิล โมลิบดีนัม และไนโตรเจน ตลอดจนโครงสร้างออสเทนนิติกของเหล็กกล้าไร้สนิม ล้วนส่งผลให้มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างยอดเยี่ยม ด้วยการทำความเข้าใจปัจจัยที่ทำให้สเตนเลสสตีลแข็งและทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กบริสุทธิ์ วิศวกรและนักออกแบบจึงสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดเมื่อเลือกวัสดุสำหรับการใช้งานของตน

องค์ประกอบโลหะผสมในสแตนเลส

สแตนเลสเป็นวัสดุยอดนิยมที่ใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่เครื่องใช้ในครัวไปจนถึงเครื่องจักรอุตสาหกรรม เหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้ได้รับความนิยมคือความแข็งและความทนทาน เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กบริสุทธิ์ สแตนเลสจะมีความแข็งกว่ามาก ทำให้ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนได้ดีกว่า ความแข็งที่เพิ่มขึ้นนี้เกิดจากการมีองค์ประกอบโลหะผสมในสแตนเลส
องค์ประกอบโลหะผสมจะถูกเพิ่มลงในสแตนเลสเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็ง ความแข็งแรง และความต้านทานการกัดกร่อน องค์ประกอบเหล่านี้จะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก ทำให้มีความแข็งและทนทานมากขึ้น องค์ประกอบโลหะผสมที่พบมากที่สุดอย่างหนึ่งในสแตนเลสคือโครเมียม โครเมียมสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวของเหล็ก ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนและเพิ่มความแข็ง

นอกจากโครเมียมแล้ว สแตนเลสยังอาจมีองค์ประกอบผสมอื่นๆ เช่น นิกเกิล โมลิบดีนัม และแมงกานีส องค์ประกอบเหล่านี้ช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของเหล็ก ตัวอย่างเช่น นิกเกิล เพิ่มความเหนียวของสแตนเลส ทำให้ทนทานต่อแรงกระแทกและความล้าได้มากขึ้น โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น การใช้งานในทะเล

การมีองค์ประกอบโลหะผสมเหล่านี้ในสแตนเลสส่งผลให้ได้วัสดุที่แข็งกว่าเหล็กบริสุทธิ์มาก เหล็กบริสุทธิ์ค่อนข้างอ่อนและอ่อนตัวได้ ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการความแข็งและความทนทาน ด้วยการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสม ทำให้สแตนเลสสามารถปรับให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเฉพาะได้ ทำให้เป็นวัสดุอเนกประสงค์สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

โดยทั่วไปแล้วความแข็งของสแตนเลสจะวัดโดยใช้ระดับความแข็งแบบร็อกเวลล์ มาตราส่วนนี้วัดปริมาณความต้านทานของวัสดุต่อการเยื้องหรือการเจาะทะลุ เกรดสแตนเลสที่มีปริมาณโครเมียมสูงกว่ามักจะมีค่าความแข็งสูงกว่าในระดับ Rockwell ซึ่งบ่งชี้ถึงความต้านทานต่อการสึกหรอและการเสียรูปได้ดีกว่า

นอกจากความแข็งแล้ว องค์ประกอบอัลลอยด์ในสแตนเลสยังมีส่วนทำให้มีความแข็งแรงอีกด้วย ความแข็งแรงคือการวัดปริมาณแรงที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่มันจะเสียรูปหรือแตกหัก เกรดสเตนเลสสตีลที่มีปริมาณนิกเกิลและโมลิบดีนัมสูงกว่ามักจะมีค่าความแข็งแรงสูงกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพเชิงกลสูง

โดยรวมแล้ว การมีองค์ประกอบอัลลอยด์ในสแตนเลสทำให้แข็งกว่าเหล็กบริสุทธิ์ องค์ประกอบเหล่านี้จะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก และปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งและความแข็งแรง ด้วยการเลือกองค์ประกอบขององค์ประกอบโลหะผสมอย่างระมัดระวัง ทำให้สแตนเลสสามารถปรับให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเฉพาะได้ ทำให้เป็นวัสดุอเนกประสงค์และทนทานสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

Overall, the presence of alloying elements in stainless steel is what makes it harder than pure iron. These elements alter the microstructure of the steel, improving its mechanical properties such as hardness and strength. By carefully selecting the composition of alloying elements, stainless steel can be tailored to meet specific performance requirements, making it a versatile and durable material for a wide range of applications.