องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิม สแตนเลสเกรดอาหาร

บริษัท MetPromStar นำเสนอผลิตภัณฑ์สแตนเลสหลากหลายประเภทที่เหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานคุณภาพสากลซึ่งได้รับการยืนยันจากใบรับรองจากผู้ผลิต ลูกค้าของเราสามารถคาดหวังบริการครบวงจรที่สะดวกสบาย เวลาจัดส่งสินค้าในคลังสินค้าน้อยที่สุด รูปแบบการชำระเงินที่สะดวก ราคาต่ำและระบบส่วนลดที่ยืดหยุ่น เราจัดส่งเหล็กแผ่นรีดทั่วทั้งมอสโกและภูมิภาค รวมถึงภูมิภาคอื่นๆ ของรัสเซียด้วยความช่วยเหลือจากบริษัทขนส่ง

ผลิตภัณฑ์สเตนเลสเกรดอาหารที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของเรา ได้แก่:

ขนาดและราคาของผลิตภัณฑ์ได้รับการอัปเดตอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นโปรดติดต่อผู้จัดการของเราเพื่อสั่งซื้อของคุณอย่างรวดเร็วและถูกต้อง

ความหมายและองค์ประกอบทางเคมี

สแตนเลสเกรดอาหารใช้ในการผลิตเครื่องครัวทนความร้อน ภาชนะใส่นม อุปกรณ์ใช้ในครัวที่มีอุณหภูมิสูง ท่อเก็บไวน์ และถัง ชื่อนี้รวมเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้ในการผลิตอาหาร ซึ่งมีโครเมียมและสารเจือปนผสมที่เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

โครเมียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของสแตนเลสเป็นฟิล์มที่ไม่ละลายน้ำและมีความทนทานต่อ การสัมผัสสารเคมีสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวและสามารถรักษาตนเองได้ องค์ประกอบการผสมหลัก ได้แก่ โคบอลต์ ทองแดง ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส นิกเกิล แมงกานีส ไนโอเบียม ไทเทเนียม และโมลิบดีนัม มีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนเป็นพิเศษ แต่เพิ่มต้นทุนของผลิตภัณฑ์อย่างมาก

วิธีเลือกสแตนเลสเกรดอาหาร

คุณสมบัติ เกรด และราคาของสแตนเลสที่ใช้จะถูกกำหนดโดยสภาพการใช้งานในอนาคต ในระหว่างกระบวนการผลิตอาหาร อุปกรณ์จะได้รับผลกระทบจากการทำลายล้างของ: น้ำและไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูง (ตั้งแต่ 70°C ถึง 100°C) โซดาไฟ สารละลายน้ำเกลือ และกรดซัลโฟมิก เพื่อให้สามารถทนต่อสิ่งเหล่านี้ได้จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุพิเศษ

ขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของโครเมียม (จาก 12% ถึง 27%) และองค์ประกอบโลหะผสมจะกำหนดระดับความเสถียรของโลหะ

สำหรับวิธีแก้ปัญหาที่รุนแรงเล็กน้อยที่ใช้ที่บ้านและในชีวิตประจำวัน คุณสามารถใช้สแตนเลสที่มีโครเมียม 13% ถึง 18% ตัวอย่างเช่น (อะนาล็อกในประเทศ 08Р18Н10) หรือ (1218Н10Т) การประหยัดเงินมาจากการใช้แบรนด์ที่ราคาไม่แพงมาก (12X17) และ AISI 410

เพื่อให้สแตนเลสทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีเกลือ ปริมาณโครเมียมที่ต้องการคือมากกว่า 18% และโลหะผสมต้องมีสารเจือปนเจือปนของโมลิบดีนัมและนิกเกิล ในกรณีที่สัมผัสกับสารละลายอุณหภูมิสูงของโซดาไฟและกรดต่างๆในระยะสั้นมักใช้สแตนเลส (03H17Н13М2)

ในการผลิตอาหาร ต้องใช้สเตนเลสสตีลที่มีความเสถียรด้วยไทเทเนียมเพื่อการทำงานต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสูง ทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการทำงานในสภาวะที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นคือแบรนด์ (10H17Н13М3Т) และ AISI 304L ตัวอักษร "L" บนเครื่องหมายของวัสดุแสดงถึงปริมาณคาร์บอนที่ลดลงในองค์ประกอบทางเคมี

ประโยชน์และมาตรฐาน

ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อการผลิตท่อและภาชนะสแตนเลสได้ คุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ให้การป้องกันจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทางเคมี
• สามารถใช้งานได้นาน
• ให้ความต้านทานการกัดกร่อนกับพื้นผิวทั้งหมดของโลหะเมื่อสัมผัสกับสารละลาย
• ปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์
• เป็นไปตามมาตรฐานการย้ายถิ่นของเกลือ โลหะหนักในการแก้ปัญหาเชิงรุก
• รักษาคุณสมบัติดั้งเดิมของพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ตลอดอายุการใช้งาน ซึ่งทำให้การบำรุงรักษาและทำความสะอาดง่ายขึ้น

เมื่อเลือก ท่อสแตนเลสสำหรับอุตสาหกรรมอาหารควรคำนึงถึงข้อกำหนดด้วย มาตรฐานสากลดิน 11850-1999. กำหนดขนาด วัสดุ คุณภาพ และการทำเครื่องหมายของท่อส่งอาหารที่ทำจากเหล็ก ควรเลือกเหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับอาหารตามสภาพการใช้งานในอนาคตของผลิตภัณฑ์ โดยเน้นที่คุณสมบัติที่ต้องการของโลหะที่ได้มาจากส่วนประกอบการผสมของโลหะผสม

เหล็กเกรดอาหารยอดนิยม

EN10088-2, สหภาพยุโรป	กอสต์, รฟ	เอไอเอสไอ สหรัฐอเมริกา	JIS ประเทศญี่ปุ่น	เยอรมนี, ดิน
1.4301	08X18H10	304	SUS304	XBCrNi18-10
1.4016	12X17	430	SUS430	XBCr17
1.4401	03X17H13M2	316	SUS316	X5CrNiMo17-12-2
1.4541	12X18H10T	321	SUS321	XBCrNiTi18-10

Wikipedia ให้คำจำกัดความนี้: “เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นเหล็กกล้าผสมที่ซับซ้อน (เหล็กคือโลหะผสมของเหล็กกับคาร์บอน ซึ่งอย่างหลังคือ (0.01-2%)) ทนทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โดยมีโครเมียมอย่างน้อย 12%”.

ดังนั้นโครเมียมจึงเป็นองค์ประกอบผสมหลักของเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งเป็นตัวกำหนดความต้านทานการกัดกร่อน ยิ่งปริมาณโครเมียมสูงเท่าใด ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การกัดกร่อนเป็นกระบวนการทำลายโลหะภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอก ตามกลไกของการเกิดขึ้นจะมีความแตกต่างระหว่างการกัดกร่อนทางเคมีซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของก๊าซและไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ (น้ำมัน) และการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นในกรณีที่โลหะสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ (กรด, ด่าง, เกลือ ,บรรยากาศชื้น ดิน น้ำทะเล)

เหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อน (สแตนเลส)

เหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีเรียกว่าเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน (สแตนเลส) (ปริมาณโครเมียม 17% ขึ้นไป) ความต้านทานของเหล็กต่อการกัดกร่อนทำได้โดยการนำองค์ประกอบที่สร้างฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นและไม่ละลายน้ำบนพื้นผิวติดแน่นกับฐานป้องกันการสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอกและยังเพิ่มศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมนี้ สภาพพื้นผิวของเหล็กยังส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กด้วย หากพื้นผิวขัดเงาของเหล็กไม่มีข้อบกพร่องเฉพาะจุด ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวรวมศูนย์ของกระบวนการกัดกร่อนได้ ความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุดังกล่าวก็จะสูงขึ้น สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม ยังมีแนวคิดเรื่องการกัดกร่อนตามขอบเกรน (ICC) อีกด้วย การกัดกร่อนระหว่างคริสตัลไลน์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากโครงสร้างที่ไม่เรียบ (เกรน) ของโลหะ โดยที่โครเมียมคาร์ไบด์ (Cr23C6) จะก่อตัวขึ้นอย่างแข็งขันที่ขอบเขตเกรนเมื่อถูกความร้อน ในกรณีนี้ โครเมียมจะหมดลงในโครงสร้างเกรนหลักที่ต่ำกว่าเกณฑ์ 12%

เหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบแข็งได้ซึ่งมีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนสูงและมีโครเมียมขั้นต่ำ (13%) มีแนวโน้มที่จะเกิดปรากฏการณ์นี้เป็นพิเศษ ความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนโดยตรง ยิ่งมีคาร์บอนในเหล็กมากเท่าใด ความแข็งที่เกิดขึ้นในระหว่างการชุบแข็งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แม้ว่าจะต้องเผชิญกับความเหนียวก็ตาม หากความแข็งและความสามารถในการชุบแข็งไม่ใช่ข้อกำหนดหลักสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม พวกเขาจะพยายามรักษาเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนให้น้อยที่สุด ซึ่งจะช่วยลดแนวโน้มของเหล็กถึง MCC อีกวิธีหนึ่งในการลดโอกาสที่ MCC จะเกิดขึ้นคือการใส่องค์ประกอบที่ขึ้นรูปคาร์ไบด์ที่แข็งแกร่ง เช่น ไทเทเนียมและไนโอเบียมเข้าไปในองค์ประกอบเหล็ก ในกรณีนี้ แทนที่จะเป็นโครเมียมคาร์ไบด์ คาร์ไบด์ เช่น TiC และ NbC จะถูกสร้างขึ้น และโครเมียมยังคงอยู่ในสารละลายที่เป็นของแข็ง ดังนั้นจึงรักษาคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กไว้ได้ เพื่อให้คุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นและความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเป็นพิเศษ เหล็กจึงถูกผสมเพิ่มเติมกับโมลิบดีนัม

ชั้นเรียนสแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักตามโครงสร้าง:

• 1) เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก
• 2) เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก
• 3) เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

รวมถึงคลาสที่เกี่ยวข้อง เช่น ออสเทนนิติก-เฟอร์ริติก เป็นต้น สองชั้นแรกมีคุณสมบัติของการดึงดูดและชั้นที่สามไม่ใช่แม่เหล็ก

ดังนั้นการทดสอบแม่เหล็กถาวรจะช่วยระบุเฉพาะเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทใด แต่ไม่มีทางที่จะช่วยให้เราตัดสินคุณภาพของมันได้

องค์ประกอบการผสม

องค์ประกอบโลหะผสมหลักที่กำหนดโครงสร้างออสเทนนิติกของเหล็กคือนิกเกิลและแมงกานีส นอกจากนี้ องค์ประกอบเหล่านี้ยังส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลบางประการของเหล็กกล้าไร้สนิมอีกด้วย เหล็กที่ประกอบด้วยโครเมียม 17-18% และนิกเกิล 8-10% มีความเหนียวที่ดีและสามารถดึงลึกได้ในระหว่างการปั๊ม ใน เมื่อเร็วๆ นี้ในการเชื่อมต่อกับราคานิกเกิลที่สูงขึ้น เหล็กโลหะผสมเชิงเศรษฐกิจที่ถูกกว่าได้เริ่มถูกนำมาใช้มากขึ้น ซึ่งเปอร์เซ็นต์ของนิกเกิลลดลงเหลือ 4-5% และแมงกานีสราคาถูกกว่าแทนที่จะเป็นนิกเกิลที่มีราคาแพง (8-10% ) ถูกนำมาใช้. เพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างของเหล็กประเภทนี้จึงเพิ่มทองแดง (1.5-2%) เข้าไป ข้อเสียของเหล็กอัลลอยด์แบบประหยัดคือมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวในระหว่างการดึงลึก นอกจากนี้ การก่อตัวของรอยแตกร้าวยังเกิดขึ้นในทิศทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือทำงาน ทั้งโดยตรงระหว่างกระบวนการวาดและบางครั้งหลังจากนั้น ความน่าจะเป็นของการแตกร้าวโดยตรงขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุ ยิ่งวัสดุ (แผ่นบาง) ก็ยิ่งมีโอกาสเกิดรอยแตกร้าวมากขึ้นเท่านั้น

เหล็กกล้าออสเทนนิติกมีความสามารถในการเชื่อมที่ดี พวกมันให้ความแวววาวเหมือนกระจกเกือบสมบูรณ์แบบเมื่อขัดด้วยกลไก เหล็กเหล่านี้ได้รับการขัดเงาอย่างดีโดยใช้วิธีการขัดด้วยพลาสมาด้วยไฟฟ้าเคมีและอิเล็กโทรไลต์ (EPP) และยิ่งมี % นิกเกิลสูงเท่าไร ผลลัพธ์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น (ปรับปรุงความสะอาดพื้นผิวเป็น 2 ระดับในรอบ 3 นาทีหนึ่งรอบ)

เหล็กกล้าโครเมียมสูงปลอดนิกเกิล (โครเมียม 17-23%) อยู่ในประเภทเฟอร์ริติกของเหล็กกล้าไร้สนิมที่ทนต่อการกัดกร่อน เหล็กเหล่านี้มีความแข็งแกร่งกว่าเหล็กกล้าออสเทนนิติก ในขณะที่บางชนิดแทบไม่ด้อยกว่าในด้านความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าออสเทนนิติก เนื่องจากมีการนำไนโอเบียมหรือไทเทเนียมเข้าไปในโครงสร้างและมีปริมาณคาร์บอนลดลง เหล็กเหล่านี้มีความสามารถในการดึงลึกได้ดี เชื่อมได้ดี ราคาถูกกว่าเหล็กกล้าออสเทนนิติกโครเมียม-นิกเกิลมาก แต่คล้อยตามการขัดเงาทางกลน้อยกว่ามาก สามารถขัดเงาได้โดยใช้วิธี EPP แต่ไม่ได้ให้ความเงางามในอุดมคติเนื่องจากมีพื้นผิวด้านสีน้ำนม เหล็กกล้าโครเมียมต่ำปลอดนิกเกิล (โครเมียม 13%) ที่มีปริมาณคาร์บอนสูง (คาร์บอน 0.2-0.65%) จัดอยู่ในประเภทมาร์เทนซิติก เหล็กเหล่านี้มีความสามารถในการชุบแข็ง ในสถานะชุบแข็งจะมีความแข็งผิวสูง (HRC 45-65) เนื่องจากมีปริมาณโครเมียมต่ำ จึงมีแนวโน้มที่จะเกิด MCC กระบวนการชุบแข็งของเหล็กดังกล่าวดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซเฉื่อยเพื่อหลีกเลี่ยงการเผาไหม้ของโครเมียมและการเกิดคาร์ไบด์มากเกินไป เพื่อเพิ่มคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนและลดโอกาสที่จะเกิด ICC เหล็กดังกล่าวสามารถนำมาผสมกับโมลิบดีนัมและไทเทเนียมเพิ่มเติมได้ เหล็กกล้ามาร์เทนซิติกได้รับการประมวลผลในสถานะดิบ (ไม่ชุบแข็ง) โดยการตีและปั๊มขึ้นรูป การขัดเชิงกลจะดำเนินการหลังจากการชุบแข็ง เหล็กดังกล่าวมีประโยชน์เพียงเล็กน้อยในการขัดเงาโดยใช้วิธี EPP โดยในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้งานได้สำหรับเหล็กโครเมียม-นิกเกิล พวกมันจะเปลี่ยนเป็นสีดำและสูญเสียความเงางาม

การทำเครื่องหมายของเหล็กกล้าไร้สนิม

เกรดสแตนเลสได้มาตรฐาน มีระบบมาตรฐานหลายระบบสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมที่บังคับใช้ทั่วโลก AISI อเมริกัน, JIS ญี่ปุ่น, ยุโรป EN, เยอรมัน DIN, ในประเทศ CIS ระบบ GOST ฯลฯ

อิลยา เอ็น. เปตูนอฟ © 2008

ปัจจุบันโลหะผสมกำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการเติมโครเมียมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งมีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนสูง มาดูกันว่าสแตนเลสมีกี่ประเภท

1

เหล็กกล้าที่มีสารเติมแต่งหลายชนิดซึ่งปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพเรียกว่าอัลลอยด์ ซึ่งรวมถึงเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งโดยปกติจะมีโครเมียมเป็นองค์ประกอบหลักที่รับผิดชอบในการต้านทานการกัดกร่อน เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน ในบางกรณีมีการใช้นิกเกิล วาเนเดียม แมงกานีส ทองแดง และแม้กระทั่งไนโตรเจน ในเปอร์เซ็นต์ที่น้อยกว่ามาก องค์ประกอบอื่นๆ จะถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อปรับปรุงคุณภาพของโลหะ เช่น ไนโอเบียม โคบอลต์ และโมลิบดีนัม และบางครั้งก็เป็นไทเทเนียม และแน่นอนว่าเราไม่สามารถทำสิ่งนี้ได้หากปราศจากสหายนิรันดร์ของเหล็ก - คาร์บอน, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส, ซิลิคอน อย่างไรก็ตาม ยิ่งเปอร์เซ็นต์ของโลหะผสมลดลง คุณภาพเหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้น

สแตนเลส

โลหะผสมสแตนเลสจะเกิดขึ้นเมื่อใด องค์ประกอบทางเคมีมีการรวมโครเมียมมากกว่า 13%. หากเติมองค์ประกอบนี้ในปริมาณมากกว่า 17% ของสารประกอบส่วนประกอบทั้งหมด เหล็กก็จะทนทานต่อการกัดกร่อนแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมาก สแตนเลสมี 3 ประเภทซึ่งพิจารณาจากคุณสมบัติทางกายภาพ ดังนั้นโลหะผสมธรรมดาจึงเรียกง่ายๆว่าทนต่อการกัดกร่อนซึ่งใช้ในชีวิตประจำวันตลอดจนทุกที่ในการผลิตซึ่งไม่จำเป็นต้องปกป้องโลหะในระดับสูงจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ประเภทที่สองทนความร้อนได้ความต้านทานต่อการกัดกร่อนยังคงอยู่ที่อุณหภูมิสูงมาก และในที่สุดก็ทนความร้อนได้ซึ่งความแข็งแกร่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตามชื่อในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวเหมือนเดิม แต่สำหรับแบรนด์ประเภทนี้ก็ค่อนข้างเป็นไปได้

ดังนั้น โลหะผสมสแตนเลสจึงมีอยู่สองกลุ่มหลักๆ ได้แก่ โครเมียมและโครเมียม-นิกเกิล ทั้งสองมีคลาสโครงสร้างหลายคลาส อันแรกประกอบด้วยเหล็กกล้ามาร์เทนซิติกและเฟอร์ริติก รวมถึงอีกอันหนึ่งซึ่งเป็นสื่อกลางและรวมคุณสมบัติทางเคมีบางอย่างของสองอันแรกเข้าด้วยกัน - นี่คือโลหะผสมมาร์เทนซิติก - เฟอร์ริติก ในกลุ่มที่สองมี 4 คลาส: ออสเทนนิติกเช่นเดียวกับออสเทนนิติก - เฟอร์ริติกเฉพาะกาล, ออสเทนนิติก - มาร์เทนซิติกและออสเทนนิติก - คาร์ไบด์ นอกจากนี้ยังมีกลุ่มของเหล็กกล้าโครเมียม-แมงกานีส-นิกเกิล ซึ่งโดยทั่วไปจะมีโครงสร้างคล้ายคลึงกับเหล็กกล้าโครเมียม-นิกเกิล มาดูประเภทและคลาสข้างต้นทั้งหมดให้ละเอียดยิ่งขึ้น

2

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เหล็กจะได้รับความต้านทานการกัดกร่อนเมื่อมีการเติมโลหะอื่น ซึ่งโดยปกติจะมีเกียรติหรือไม่มีเหล็กใดๆ เข้าไปในการหลอม ในเวลาเดียวกัน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสม เหล็กสามารถรับคุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมหนึ่งใน 3 ประเภทได้ โครงสร้างที่ง่ายที่สุดพบได้ในเกรดต้านทานการกัดกร่อนทั่วไป เช่น 08X13 และ 12X13 เป็นพลาสติกและสามารถใช้ได้ทั้งในชีวิตประจำวันในรูปแบบของผลิตภัณฑ์ต่างๆ และในอุตสาหกรรมที่ชิ้นส่วนและชุดประกอบต้องทนต่อแรงกระแทก ตามที่เห็นได้ชัดเจนจากเครื่องหมาย ปริมาณโครเมียมในโลหะผสมเหล่านี้คือ 13% ตัวเลข 2 หลักแรกคือปริมาณคาร์บอน ซึ่งคำนวณเป็นร้อยเปอร์เซ็นต์

ท่อสแตนเลส

2 ประเภทต่อไปนี้เป็นโลหะผสมที่ต้องคงความทนทานต่อการกัดกร่อนเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ในเหล็กทนความร้อน การเติมโครเมียม (หรือซิลิคอน) ในปริมาณ 28% ขึ้นไปช่วยลดความเข้มของการเกิดออกซิเดชันได้จนถึงการหยุดอย่างสมบูรณ์ แม้ว่าจะให้ความร้อนสูงก็ตาม กล่าวอีกนัยหนึ่งขนาดแทบไม่เกิดขึ้นเนื่องจากมีฟิล์มออกไซด์อยู่บนพื้นผิวอยู่แล้ว ในระดับเดียวกัน โครเมียมสามารถเปลี่ยนโครงสร้างของโลหะผสมในการผลิตเกรดเหล็กทนความร้อนซึ่งมีความแข็งแรงสูงภายใต้ภาระหนักในระหว่างการให้ความร้อนที่แข็งแกร่งและยาวนาน

3

ควรสังเกตว่าเหล็กซึ่งเป็นพื้นฐานของเหล็กใด ๆ มีหลายสถานะที่ตรงกับระยะแอคทีฟและระยะพักของโครงตาข่ายคริสตัลซึ่งขึ้นอยู่กับระดับความต้านทานการกัดกร่อน ยิ่งมีค่าสูงเท่าใด โลหะก็จะยิ่งมีความเฉื่อยมากขึ้นเท่านั้น ที่พบมากที่สุดคือโลหะผสมที่มีโครงสร้างมาร์เทนซิติกเกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็งและมีความเหนียวค่อนข้างสูง ตามลักษณะทางเคมี นี่คือเหล็กในเฟสα (โลหะบริสุทธิ์) ซึ่งมีสารละลายคาร์บอนอิ่มตัวอิ่มตัว ซึ่งรวมถึงสเตนเลสเกรดอาหารและความเร็วสูง ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในชีวิตประจำวันในห้องครัว เช่น ภาชนะและมีดทุกชนิด สามารถทนต่อการสัมผัสกับสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรงเล็กน้อย

เหล็กทนต่อการกัดกร่อนโครเมียม

อีกประเภทหนึ่งคือโลหะผสมเฟอร์ริติกที่มีดัชนีแม่เหล็กค่อนข้างสูง ความแตกต่างระหว่างพวกเขาส่วนใหญ่อยู่ในรูปร่างของตาข่ายคริสตัลซึ่งมีโครงสร้างลูกบาศก์ซึ่งตรงกันข้ามกับโครงสร้างมาร์เทนซิติกแบบเตตระโกนัล โดยทั่วไป นี่คือสารละลายคาร์บอนที่เป็นของแข็งที่มีความอิ่มตัวปานกลางในเหล็ก α ด้วยการเติมธาตุอัลลอยด์ เช่น โครเมียม เป็นที่น่าสังเกตว่าโลหะผสมดังกล่าวไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกความร้อนถึงอุณหภูมิสูงสุดที่เป็นไปได้และไม่สูญเสียคุณสมบัติของมัน ส่วนใหญ่แล้วผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจะใช้ในอุตสาหกรรมอาหารหรือเพื่อการผลิตเครื่องมือ โลหะผสมมาร์เทนซิติก-เฟอร์ริติกมีคุณสมบัติทั้งสองประเภทนี้ กล่าวคือ มีความเสถียรทางกลไก มีความแข็งแรงสูง และมีศักยภาพทางแม่เหล็ก แต่ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ของเหล็กดังกล่าวไม่สูงมาก ซึ่งต่ำกว่าโลหะผสมเฟอร์ริติกทั่วไปมาก

4

ก่อนอื่น เราจะพิจารณาโครงสร้างออสเทนนิติกของเหล็ก ซึ่งถูกกำหนดให้เป็น γ-เหล็ก (การเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิสูงในโครงผลึกของโลหะ) ในรูปของสารละลายของแข็งที่มีคาร์บอน กล่าวง่ายๆ ก็คือ โลหะผสมดังกล่าวสามารถแปรรูปได้แม้ว่าจะมีปริมาณโครเมียมสูง ตราบใดที่ไม่มีองค์ประกอบเพิ่มเติม เช่น ไทเทเนียมหรือไนโอเบียมรวมอยู่ด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จะต้องได้รับการบำบัดด้วยความร้อน มิฉะนั้น เหล็กกล้าเหล่านี้เป็นเหล็กกล้าที่มีความเหนียว ทนทาน และมีเทคโนโลยีขั้นสูง นอกเหนือไปจากโครเมียม นิกเกิล ซึ่งจัดเป็นเหล็กโครงสร้าง เครื่องมือก็ทำจากโลหะผสมเหล่านี้เช่นกัน แต่ในอุตสาหกรรมอาหารเช่นเดียวกับการผลิตเครื่องครัวยี่ห้อในกลุ่มนี้ไม่เหมาะสมเนื่องจากนิกเกิลเป็นสารก่อภูมิแพ้มาก

โลหะผสมออสเทนนิติก

การกัดกร่อนระหว่างคริสตัลไลน์คือการเกิดออกซิเดชันภายในของโลหะที่เกิดขึ้นตามแนวขอบเขตของเมล็ดเหล็กแต่ละเส้น ด้วยเหตุผลนี้ การทำลายของผลิตภัณฑ์จึงไม่สามารถสังเกตเห็นได้ ในขณะที่ยังคงรักษาความเงางามที่เป็นลักษณะเฉพาะ คุณสามารถทราบเกี่ยวกับการกัดกร่อนได้เฉพาะด้วยเสียงของการกระแทกเท่านั้น

สิ่งที่น่าสังเกตคือไม่ว่าองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมออสเตนิติกจะมีองค์ประกอบทางเคมีอย่างไร โลหะผสมเหล่านี้ก็จะไม่ใช่แม่เหล็กเสมอไป แต่ด้วยการเปลี่ยนรูปเย็น ๆ เช่น ภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลทางกล พวกเขาเริ่มได้รับศักย์แม่เหล็กเล็กน้อย สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะเมื่อโครงผลึกแตก ออสเทนไนต์ในบางพื้นที่จะกลายเป็นเฟอร์ไรต์ ความแข็งแรงของโลหะผสมดังกล่าวทำได้โดยการจำกัดปริมาณคาร์บอนให้ถึงเกณฑ์ที่กำหนด - ไม่ต่ำกว่า 0.04% เนื่องจากการมีอยู่ของนิกเกิลในสารละลาย ภายใต้สภาวะดังกล่าว คาร์ไบด์จะเกิดขึ้นได้ง่าย นั่นคือสารประกอบทางเคมีของโครเมียมกับคาร์บอน บางครั้งไนโตรเจนที่ถูกผูกไว้จะถูกเติมลงในโลหะผสม ซึ่งสร้างคาร์บนไนไตรด์ ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กด้วย ตัวอย่างจะเป็นเกรดสแตนเลส X17AG14

โลหะผสมขั้นกลางมีลักษณะแตกต่างกันเล็กน้อย โดยเฉพาะออสเทนนิติก-มาร์เทนซิติก พวกเขามีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่าโครงสร้างออสเทนนิติกธรรมดา แต่มีความแข็งแกร่งกว่ามาก ในเวลาเดียวกันคลาสนี้ค่อนข้างยากที่จะให้ความร้อนหรือการปล่อยให้อุณหภูมิสูงนั้นสัมพันธ์กับปัญหาบางประการ บ่อยครั้งที่โลหะผสมที่มีคุณสมบัติมาร์เทนไซต์นั้นไม่เพียงต้องการการชุบแข็งเท่านั้น แต่ยังต้องผ่านการบำบัดด้วยความเย็นตามด้วยการอบคืนตัวของโลหะอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคโนโลยีนี้ ความแข็งแกร่งของเหล็กกล้าไร้สนิมระดับทรานซิชันจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า ในการผลิตองค์ประกอบสำหรับโครงสร้างรับน้ำหนักมากจะไม่ใช้เหล็กเช่นเกรด 09X15N8Yu หรือ 20X13N4G9 แต่จะใช้สำหรับการผลิตโครงสร้างเบาเท่านั้น

ลักษณะเฉพาะของโลหะผสมออสเทนนิติก-เฟอริติกคือประกอบด้วยนิกเกิลในปริมาณค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับคลาสระดับกลางอื่นๆ ด้วยเหตุนี้เหล็กเช่น12х21Н5Тหรือ08х22Н6Тจึงมีความสามารถในการเชื่อมได้ดีกว่ามากเมื่อเชื่อมโลหะม้วนตะเข็บที่ได้รับจากพวกมันจึงมีคุณภาพสูงมากและทนต่อการเสียรูป ซึ่งมั่นใจได้จากอิทธิพลของโครงสร้างเฟอร์ริติกจากธาตุ Cr, Ti, Mo หรือ Si อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าด้วยเหตุผลเดียวกันนั่นคือจากการมีอยู่ของเฟอร์ไรท์ที่รวมอยู่ความต้านทานความร้อนและความเหนียวจึงลดลงในระดับที่มีนัยสำคัญ มีเพียงความแข็งแรงทางกลเท่านั้นที่ยังคงสูง

เกรดเหล็กมักจะมีตัวอักษรซีริลลิกเหมือนกันกับการกำหนดภาษาละติน โดยเฉพาะ Y แปลว่า "เยาวชน" - อะลูมิเนียม และนี่คือลักษณะที่ทำเครื่องหมายไว้เฉพาะในเหล็กกล้าเท่านั้น องค์ประกอบอื่นๆ อาจไม่ได้ถูกกำหนดด้วยตัวอักษรตัวแรก เช่น ซิลิคอนคือ C มาจากซิลิเซียม และแมงกานีสคือ G เนื่องจากตัวอักษรนี้อยู่ตรงกลางของคำ

AISI200
เหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งแทนที่นิกเกิลบางส่วนด้วยแมงกานีสและไนโตรเจนเพื่อทำให้โครงสร้างออสเทนนิติกมีความเสถียร ได้พิสูจน์แล้วว่าสามารถทดแทนเหล็กกล้าโครเมียม-นิกเกิลมาตรฐานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
พื้นที่ใช้งาน:
ใช้สำหรับการผลิตเครื่องใช้โลหะ เครื่องครัว และอุปกรณ์ในครัวเรือน

AISI 304 (08 Kh18Н10)
ออสเตนนิติก, คาร์บอนต่ำ เชื่อมง่าย ทนทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิต่ำ สามารถขัดด้วยไฟฟ้าได้ เป็นเกรดสเตนเลสเกรดอเนกประสงค์และใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด
พื้นที่ใช้งาน:
ใช้ในสถานที่ติดตั้งสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร เคมี สิ่งทอ ปิโตรเลียม ยา และกระดาษ

AISI 310 (20 х23Н18)
เหล็กทนความร้อนออสเทนนิติกทนไฟ ในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ โดยปกติสามารถใช้งานได้สูงถึง 1100°C และสูงถึง 1,000°C ในสภาพแวดล้อมแบบรีดิวซ์ แต่ไม่ว่าในกรณีใดในบรรยากาศที่มีน้อยกว่า 2 กรัม ซัลเฟอร์ (S) ต่อ 1 m³

AISI 310S (10 х23Н18)
เป็น AISI 310 รุ่นคาร์บอนต่ำ (20 X23N18) และเสนอให้ใช้ในสภาวะที่อาจเกิดการกัดกร่อนจากก๊าซหรือคอนเดนเสทอุณหภูมิสูงได้
พื้นที่ใช้งาน:
ในโรงงานบำบัดความร้อนและไฮโดรจิเนชัน รวมถึงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเตาเผา การผลิตประตู หมุด วงเล็บ ชิ้นส่วนของโรงงานแปลงก๊าซมีเทน ท่อส่งก๊าซ ห้องเผาไหม้ สามารถใช้เป็นวัสดุสำหรับองค์ประกอบความร้อนในการผลิตเครื่องทำความร้อนอากาศ และยังใช้เป็นวัสดุสำหรับสายพานลำเลียงในสายพานลำเลียงเตาเผา ท่อทางออกของกังหันก๊าซและมอเตอร์

AISI 316 (08 х17Н13М2)
เวอร์ชันปรับปรุงของ AISI 304 (08 AH18Н10) (พร้อมการเติมโมลิบดีนัม) ซึ่งทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นพิเศษ คุณสมบัติทางเทคนิคของเหล็กนี้ที่อุณหภูมิสูงจะดีกว่าเหล็กชนิดเดียวกันที่ไม่มีโมลิบดีนัมมาก (โมลิบดีนัม (Mo) ทำให้เหล็กได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อนแบบรูพรุนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ น้ำทะเล และไอระเหยของกรดอะซิติกมากขึ้น)

AISI 316L (03 х17Н13М2)
เหล็กที่คล้ายกับ AISI 316 (08 AH17Н13М2) โดยมีปริมาณคาร์บอนต่ำมาก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตโครงสร้างเชื่อม มีความทนทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนสูงและถูกนำมาใช้ สภาพอุณหภูมิสูงถึง 450°C
พื้นที่ใช้งาน:
AISI 316 (08 AH17Н13М2) และ 316L (03 AH17Н13М2) ใช้สำหรับอุปกรณ์เคมี เครื่องมือที่สัมผัสกับ น้ำทะเลและบรรยากาศในการผลิตอุปกรณ์สำหรับพัฒนาฟิล์มถ่ายภาพในโรงงานแปรรูปอาหารและภาชนะบรรจุน้ำมันที่ใช้แล้ว

AISI 316Ti (08 Н17Н13М2Т)
การมีอยู่ของไทเทเนียม (Ti) ซึ่งมีปริมาณคาร์บอนมากกว่าห้าเท่า ส่งผลให้การสะสมของโครเมียมคาร์ไบด์ (Cr) บนพื้นผิวคริสตัลมีความเสถียร
พื้นที่ใช้งาน:
ชิ้นส่วนที่มีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมเพิ่มขึ้นโดยมีไอออนคลอรีนใหม่ ใบมีดสำหรับกังหันก๊าซ กระบอกสูบ โครงสร้างเชื่อม ท่อร่วม ยังใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเคมี

AISI 321 (08 Н18Н12Т)
แนะนำให้ใช้เหล็กโครเมียม-นิกเกิลผสมไทเทเนียม (Ti) เป็นพิเศษสำหรับโครงสร้างที่มีการเชื่อมและใช้ที่อุณหภูมิระหว่าง 400°C ถึง 800°C ทนทานต่อการกัดกร่อน
พื้นที่ใช้งาน:
อุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน อุปกรณ์เคมี และอุปกรณ์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการผลิตอุปกรณ์เชื่อมในอุตสาหกรรมต่างๆ (ท่อ อุปกรณ์ประกอบเตาหลอม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อไอเสีย รีทอร์ต ท่อ และท่อร่วมไอเสีย)

AISI 409 (08X13)
ปริมาณคาร์บอนต่ำ ต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูง และความสามารถในการแปรรูป
พื้นที่ใช้งาน:
ท่อไอเสีย, ท่อร่วมไอเสีย, ท่อร่วม, ปลอกคอนเวอร์เตอร์

เอไอเอส 410 (10X13)
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกขั้นพื้นฐาน มีแรงกระแทกสูง ทนต่อการกัดกร่อน และทนความร้อนได้ดี
พื้นที่ใช้งาน:
ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเล็กน้อย (การตกตะกอน สารละลายเกลือของกรดอินทรีย์ที่เป็นน้ำ) ที่อุณหภูมิห้อง เหล็กชนิด AISI 410 (10X13) สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรและอุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมไวน์ เหล็กเหล่านี้ได้รับอนุญาตให้ใช้สัมผัสโดยตรงกับสาโท คอนญักแอลกอฮอล์ และผลิตภัณฑ์เสียจากการแปรรูปอาหาร

AISI 420 (20X13)
เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีความต้านทานการสึกหรอ ความเหนียวสูง และทนต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนสูง เมื่อเปรียบเทียบกับเกรดมาร์เทนซิติกพื้นฐาน AISI 410 (10X13) เหล็กกล้า AISI 420 (20X13) ซึ่งมีปริมาณคาร์บอนสูง มีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูงกว่า
พื้นที่ใช้งาน:
ใช้ในกรณีที่ต้องมีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี กล่าวคือ:
· การตัด เครื่องมือวัด สปริง เข็มคาร์บูเรเตอร์ ท่อระบายคอมเพรสเซอร์ลูกสูบ ชิ้นส่วนของอุปกรณ์ภายในของอุปกรณ์และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่สึกหรอในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเล็กน้อยถึง 450°C;
· ส่วนประกอบของกังหันและหม้อต้มน้ำ
· หน้าจอระบายความร้อนและแยกตัวกรอง
เหล็ก AISI 420 (20X13) สามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์เทคโนโลยีที่ใช้ในขั้นตอนต่างๆ ของการผลิตอาหาร (การล้างหรือการแปรรูปวัตถุดิบอย่างถูกสุขลักษณะ การบด การแยกและคัดแยกผลิตภัณฑ์ การผสม การอบชุบด้วยความร้อน)

AISI 430 (12X17)
เหล่านี้เป็นเหล็กเฟอร์ริติกโครเมียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด พวกเขามีความแข็งแกร่งและ ลักษณะทางกลซึ่งมั่นใจได้ด้วยปริมาณโครเมียมสูงและปริมาณคาร์บอนต่ำ มีรูปร่างผิดปกติและใช้ในกระบวนการวาดและปั๊ม เหล็กกล้าโครเมียมเฟอร์ริติกคาร์บอนต่ำแตกต่างจากเหล็กกล้าที่ประกอบด้วยนิกเกิลออสเทนนิติก ทนทานต่อกระบวนการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันต่างๆ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็ก AISI 430 (12X17) สามารถใช้ในระบบสูบก๊าซ น้ำมัน และผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมบริสุทธิ์ได้ โครงสร้างที่ทำจาก AISI 430 (12X17) จะเปลี่ยนขนาดน้อยลงในช่วงที่อุณหภูมิผันผวน
พื้นที่ใช้งาน:
เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ เหล็กจึงเหมาะสมที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และค่าการนำความร้อนสูงจะเป็นตัวกำหนดข้อดีของการใช้เหล็กชนิดนี้ในระบบแลกเปลี่ยนความร้อน มีความเฉื่อยความร้อนค่อนข้างต่ำ (ความจุความร้อนจำเพาะ) เหล็ก AISI 430 (12X17) มีการใช้พลังงานน้อยกว่า ให้ความร้อนและเย็นเร็วขึ้น ซึ่งหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการเตรียมอาหาร

AISI 439 (08X17T)
ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมคอนเดนเสทของก๊าซไอเสียรถยนต์
พื้นที่ใช้งาน:
ใช้ในการผลิตท่อไอเสียในรถยนต์ การผลิตและการตกแต่งลิฟต์และบันไดเลื่อน และอุปกรณ์ในครัว

สแตนเลสถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อประมาณร้อยปีที่แล้ว ผลิตภัณฑ์สแตนเลสที่มีโครเมียม (Cr) ประมาณ 12% ออกสู่ตลาดในปี 1911 การวิจัยเกี่ยวกับโลหะวิทยาและคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะผสมเหล่านี้ดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1902 บุคคลแรกที่นำเสนอความสามารถทางอุตสาหกรรมของวัสดุดังกล่าวคือนักวิจัย H. Brearley ตอนนี้ สแตนเลสได้ครองตำแหน่งผู้นำในด้านวัสดุที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของโลก

เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าวัสดุประเภทหนึ่งเรียกว่า “ สแตนเลส» รวมถึงโลหะผสมซึ่งมีส่วนประกอบหลักคือเหล็กและโครเมียม (อย่างน้อย 12%) มีความทนทานต่อเคมีไฟฟ้า สารเคมี (บรรยากาศ ดิน อัลคาไลน์ กรด เกลือ) การกัดกร่อนตามขอบเกรน และการกัดกร่อนประเภทอื่น ๆ การเพิ่มปริมาณโครเมียมจะเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ การเพิ่มความต้านทานของเหล็กต่อการกัดกร่อนทำได้โดยการใส่องค์ประกอบเข้าไปซึ่งสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิว ยึดติดอย่างแน่นหนากับโลหะฐานและป้องกันการสัมผัสระหว่างเหล็กกับด้านนอก สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว. ชั้นป้องกันนี้มีความเสถียรมากและหลังจากความเสียหายทางกลหรือทางเคมี ชั้นจะกลับคืนสภาพเดิมอย่างรวดเร็ว และคุณสมบัติการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะยังคงเหมือนเดิม

สารเติมแต่งขององค์ประกอบอื่น ๆ ให้กับเหล็กโครเมียม - นิกเกิลนั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย: Ti, Nb ซึ่งกำจัดแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนระหว่างคริสตัลไลน์และ Si เพิ่มความต้านทานความร้อน เมื่อผลิตชิ้นส่วนที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารที่ไม่ผ่านการบำบัดความร้อน ขอแนะนำให้ใช้เหล็กประเภท 18-8 ที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ (ต่ำกว่า 0.06%) และไม่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนระหว่างคริสตัลไลน์

สแตนเลสตามโครงสร้างจุลภาคพวกมันแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก: ออสเตนิติก, เฟอริติกและมาร์เทนซิติก

เหล็กกล้าออสเทนนิติก– วัสดุที่ไม่เป็นแม่เหล็ก นอกจากโครเมียมแล้ว ยังมีนิกเกิลซึ่งเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน กลุ่มนี้รวมถึงเหล็กทนความร้อนสแตนเลสที่มีปริมาณนิกเกิลสูง (10-20%) และโครเมียม (17-25%) มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า ข้อได้เปรียบหลักของโครงสร้างออสเทนนิติกคือคุณสมบัติเชิงกลสูง ปัจจุบันเป็นกลุ่มเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

เหล็กเฟอร์ริติก– แม่เหล็ก มีปริมาณโครเมียมต่ำ (ส่วนใหญ่อยู่ที่ระดับ 13-17%) และมีปริมาณคาร์บอนอยู่บ้าง (0.08%) ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กเฟอร์ริติกนั้นสูงกว่าเหล็กมาร์เทนซิติก ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างเฟอร์ริติกจะลดคุณสมบัติทางกลและความสามารถในการแปรรูปของวัสดุลงบ้าง

เหล็กกล้ามาร์เทนซิติก– แม่เหล็ก ประกอบด้วยโครเมียม 13% และคาร์บอนระดับปานกลาง (0.120.2%) พวกมันจะแข็งตัวโดยการชุบแข็งและการอบคืนตัวเหมือนเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา ดังนั้นจึงใช้ในการผลิตเครื่องมือตัด ช้อนส้อม ฯลฯ เป็นหลัก เหล็กที่มีโครเมียม 13% และมีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตคมตัดที่ทนต่อการกัดกร่อนเป็นหลัก

เกรดออสเทนนิติกและเฟอร์ริติกคิดเป็น 95% ของสเตนเลสทั้งหมดที่ใช้

ข้อดีของเหล็กกล้าไร้สนิม

ความสามารถในการผลิต– มีความเหนียวสูงมาก จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายกับชิ้นส่วนที่ทำโดยการดึงลึก (เครื่องครัว ภาชนะต่างๆ) ข้อเสีย: แนวโน้มของเหล็กจำนวนหนึ่งต่อการกัดกร่อนระหว่างคริสตัลไลน์ซึ่งได้มาจากการระบายความร้อนหรือความร้อนช้าในช่วงอุณหภูมิ (500 -850 ° C) รวมถึงหลังการเชื่อม วิธีการที่ทันสมัยงานโลหะหมายความว่าเหล็กสแตนเลสสามารถตัด เชื่อม ขึ้นรูป และแปรรูปได้เหมือนกับเหล็กทั่วไปและวัสดุอื่นๆ

ความต้านทานการกัดกร่อน– มีเกรดที่สามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ไม่เพียงแต่ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศและน้ำปกติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกรด ด่าง และสารละลายคลอไรด์บางชนิดที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมทั่วไปของหลายอุตสาหกรรมด้วย

ความแข็งแกร่ง– คุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิมทำให้สามารถลดความหนาและน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ได้โดยไม่ทำให้ลักษณะความแข็งแรงลดลง เกรดออสเทนนิติกจะไม่สูญเสียความแข็งแรงที่อุณหภูมิต่ำและมีความหนาน้อยกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กโครงสร้างทั่วไป และแม้ว่าสแตนเลสจะมีราคาแพงกว่า แต่ในกรณีนี้สามารถประหยัดได้มากเมื่อเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิม

สุขอนามัย– สแตนเลสได้รับการยอมรับว่าเป็นพื้นผิวที่ถูกสุขลักษณะสูงสุดในการเตรียมอาหาร จุดเด่นของพื้นผิวคือไม่มีรูพรุนหรือรอยแตกให้สิ่งสกปรกและแบคทีเรียแทรกซึมได้ คุณสมบัตินี้เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิวอื่นๆ ทำให้สแตนเลสเป็นที่นิยมในสภาวะสุขอนามัยที่เข้มงวดของโรงพยาบาล ห้องครัวสาธารณะ โรงฆ่าสัตว์ โรงงานแปรรูปทางการเกษตร และอุปกรณ์แปรรูปอาหาร

เกี่ยวกับความงาม รูปร่าง – ขึ้นอยู่กับสภาพของพื้นผิว พื้นผิวสเตนเลสสตีลที่สว่างและดูแลรักษาง่ายมีรูปลักษณ์สวยงาม ทันสมัย ​​และเหมาะสำหรับองค์ประกอบตกแต่งที่มีเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบันเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีพื้นผิวกระจกที่ได้จากโหมดการขัดเงาด้วยไฟฟ้าต่างๆถูกนำมาใช้เพื่อผลิตเครื่องครัว ยิ่งกว่านั้นสามารถแปรรูปทั้งผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและแผ่นได้เพื่อรักษาพื้นผิวจึงติดฟิล์มพลาสติกไว้ สแตนเลสเข้ากันได้ดีกับแก้ว หิน และไม้ นี่เป็นวัสดุที่ใช้งานได้จริง มีเกียรติและสวยงามในเวลาเดียวกัน ด้วยเกรดและประเภทพื้นผิวที่หลากหลาย สเตนเลสจึงสามารถตอบสนองความต้องการได้หลากหลาย

ข้อกำหนดที่หลากหลายสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมได้นำไปสู่การปรับปรุงอย่างเข้มข้น ปัจจุบัน ตลาดเหล็กกล้าไร้สนิมในรัสเซียเผชิญอย่างใกล้ชิดกับความต้องการเพิ่มวัสดุต้านทานการกัดกร่อนราคาไม่แพงให้สูงสุด ในขณะที่ผู้ผลิตทั่วโลกเสนอวัสดุโลหะผสมใหม่ที่ประหยัดแก่ผู้บริโภค อะนาล็อกของเหล็กในโลกและตลาดในประเทศแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1. ลักษณะของเหล็กกล้าไร้สนิม

	เกรดเหล็ก	เกรดเหล็ก	คุณสมบัติ	แอปพลิเคชัน
			เชื่อมง่าย ทนต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิต่ำ ขัดด้วยไฟฟ้าได้	พืชสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร เคมี สิ่งทอ ปิโตรเลียม กระดาษ และยา
			คุณสมบัติทางเทคนิคที่อุณหภูมิสูงจะดีกว่าเหล็กกล้าชนิดเดียวกันที่ไม่มีโมลิบดีนัมมาก	อุปกรณ์เคมี เครื่องมือ โรงงานแปรรูปอาหาร ภาชนะบรรจุน้ำมันเสีย
			การผลิตโครงสร้างเชื่อมและการใช้งานที่อุณหภูมิ t= (400 - 800°C) ทนทานต่อการกัดกร่อน	อุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมเคมีและการกลั่นน้ำมัน
			ชิ้นส่วนเอนกประสงค์ที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่แตกต่างกันได้	ผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน (ช้อนส้อม เครื่องครัว)
			มีความเหนียวสูง ทนต่อการกัดกร่อน และทนความร้อนได้ดี	ผลิตภัณฑ์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเล็กน้อย ชิ้นส่วนเครื่องจักรสำหรับการผลิตไวน์ แอลกอฮอล์ ของเสียจากอุตสาหกรรมอาหาร
	20MX13 – 40MX13		ความต้านทานการสึกหรอสูง ความเหนียว ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และการกัดกร่อน	อุปกรณ์อุตสาหกรรมอาหาร (การล้าง การแปรรูปวัตถุดิบอย่างถูกสุขลักษณะ การคัดแยกผลิตภัณฑ์ การอบชุบด้วยความร้อน)
			ความแข็งแรงสูงและคุณลักษณะทางกล การนำความร้อน การเปลี่ยนรูป ความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถัน	ในระบบแลกเปลี่ยนความร้อนในผลิตภัณฑ์อาหารในครัวเรือนเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปในระหว่างกระบวนการปรุงอาหาร
			วัสดุสำหรับการใช้งานจำนวนมากในสภาวะการทำงานต่างๆ	ตู้เย็น, เครื่องซักผ้า,สำหรับทำเปลือกหอย ฯลฯ

บันทึก. เอ – ออสเทนนิติก; F – เฟอร์ริติก; M – มาร์เทนซิติก

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วสแตนเลสจะถือว่าเป็นเหล็กที่มีปริมาณโครเมียมมากกว่า 12% แต่โลหะวิทยาจากต่างประเทศสมัยใหม่ก็ทำงานอย่างแข็งขันในการสร้างวัสดุสแตนเลสที่มีปริมาณโครเมียมต่ำกว่า (มากถึง 5%) ในขณะที่ยังคงความต้านทานการกัดกร่อนที่ ระดับเหล็กที่มี Cr 15-17% สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องมากเนื่องจากสาเหตุหลักประการหนึ่งของการทำลายโครงสร้างสแตนเลสมักเกิดขึ้น การกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีเนื่องจากความแตกต่างของโซนการเชื่อมและโลหะฐาน

หากโครงสร้างเหล็กสเตนเลสถูกใช้งานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูง ควรคำนึงถึงปัจจัยด้านเวลาและอุณหภูมิที่อาจส่งผลเสียต่อลักษณะความแข็งแรงด้วย ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีนิกเกิลในประเทศและเหล็กกล้าซีรีส์ 300 (ยกเว้นเกรด 321 และ 347) เมื่อใช้งานเพียงไม่กี่ชั่วโมงในช่วงอุณหภูมิ 450-750 ° C อาจไวต่ออุณหภูมิที่สูงมาก การทำลายการกัดกร่อนประเภทที่เป็นอันตราย - การกัดกร่อนตามขอบเกรน และเหล็กกล้าโครเมียมเฟอร์ริติกของซีรีส์ 400 ไม่เป็นสนิมที่อุณหภูมิสูงถึง 1,000°C นอกจากนี้ การมีความจุความร้อนจำเพาะค่อนข้างต่ำ องค์ประกอบโครงสร้างที่ทำจากเหล็กโครเมียมเฟอร์ริติกจะร้อนเร็วขึ้นโดยสิ้นเปลืองพลังงานน้อยลง สิ่งนี้ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงความร้อนแรงเฉื่อยที่อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับอุตสาหกรรมอาหารหลายประเภท เหล็กเหล่านี้สามารถทนต่อโหลดที่มีอุณหภูมิสูงสุดได้สูง (สูงถึง 950°C) และสามารถทำงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงถึงอย่างน้อย 700°C

อุตสาหกรรมอาหารและแปรรูป

ปัจจุบัน สแตนเลส แก้ว และพลาสติกบางชนิดเป็นหนึ่งในวัสดุไม่กี่ชนิดที่ได้รับการอนุมัติให้เป็นวัตถุดิบในการผลิตอุปกรณ์สำหรับการผลิต การจัดเก็บ และการขนส่งผลิตภัณฑ์อาหาร นี่เป็นเพราะความต้องการด้านสุขอนามัย ความสวยงาม และพิษวิทยาในระดับสูง

โดยทั่วไป เกรดสเตนเลส AISI 304 และ AISI 316 ใช้สำหรับการผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรมอาหาร ในกรณีที่พบไม่บ่อยมาก อาจต้องใช้เกรดโลหะผสมสูง ปัจจัยสำคัญคือพื้นผิวโลหะที่ดีและเรียบ (ปราศจากการหักงอ ความผิดปกติ หรือรอยขีดข่วน) แต่ในบางกรณี จำเป็นต้องขัดด้วยไฟฟ้า ความหยาบผิว (Ra) ไม่เกิน 0.6 ไมครอน

เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงในสภาพแวดล้อมของอาหารหลายประเภท และสามารถใช้สำหรับการผลิตอุปกรณ์เทคโนโลยีที่ใช้ในขั้นตอนต่างๆ ของการผลิตอาหาร (การล้างหรือการแปรรูปวัตถุดิบอย่างถูกสุขลักษณะ การบดผลิตภัณฑ์ การแยกและคัดแยกผลิตภัณฑ์ การผสม การอบชุบด้วยความร้อน การบรรจุหีบห่อ การขนส่ง ฯลฯ) ตามข้อสรุปของสถาบันวิจัยการกัดกร่อน All-Russian อะนาล็อกของเหล็กซีรีส์ AISI 400 ที่ผลิตตาม GOST 13819 มีความทนทานต่อการเดือด น้ำดื่ม, ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง, การต้มไขมันพืชและสัตว์, ผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์, ไวน์, เอทิลแอลกอฮอล์, เบียร์และสาโทเบียร์ ฯลฯ เหล็กเหล่านี้สามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์มอลต์เฮาส์ (ภาชนะสำหรับล้างและแช่ข้าวบาร์เลย์สำหรับทำมอลต์ เครื่องอบแห้งสำหรับกรีนมอลต์ อุปกรณ์สำหรับทำความสะอาดมอลต์ ฯลฯ)

การใช้สเตนเลสปลอดนิกเกิลในอุตสาหกรรมอาหารและแปรรูปได้รับการควบคุมและแนะนำโดยมาตรฐานจำนวนมากและเอกสารกำกับดูแลอื่นๆ GOST 27002 “เครื่องครัวที่ทำจากเหล็กทนการกัดกร่อน” ระบุว่าควรใช้เกรดเหล็ก08х13, 12х13, 15х25Т, 12х17 สำหรับการผลิตตัวเครื่องครัวและฝาปิด

ในทางกลับกันในรายการสแตนเลสที่แนะนำสำหรับการผลิตอ่างล้างจานใน GOST R 50851 “อ่างล้างจานที่ทำจากสแตนเลส” เหล็ก08H18Тถูกกำหนดและตั้งแต่ปี 2544 GOST R 51687-2000 “ช้อนส้อมและเครื่องครัวที่ทำจากเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน ” ควบคุมเหล็ก30х13 , 40X13 เป็นวัสดุสำหรับทำมีดทำครัว GOST 5632-72 ยังควบคุมการใช้เหล็กกล้าโครเมียมเฟอร์ริติกบางชนิดทดแทนเหล็กกล้าออสเทนนิติกโครเมียม-นิกเกิลประเภท 12х18Н10Т สำหรับการผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องครัว นอกจากนี้ เกรดเหล็กเหล่านี้ยังมีใบรับรองด้านสุขอนามัยและระบาดวิทยาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้งานเมื่อสัมผัสกับผลิตภัณฑ์อาหาร

เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม - แมงกานีสของคลาสออสเทนนิติกสามารถใช้แทนเกรดที่ประกอบด้วยนิกเกิลได้ซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่าโครเมียม - นิกเกิลโดยมีความเหนียวเท่ากันโดยประมาณ และเหล็กกล้า 12х14Г14Н3Т เป็นสิ่งทดแทนเหล็ก 12х18Н10Т สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร

เกรดเหล็ก AISI 409, 420, 430, 439 และอื่น ๆ ไม่เพียงแต่ใช้ทดแทนเกรดที่ประกอบด้วยนิกเกิลเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าคุณสมบัติหลายประการซึ่งมักจะกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรมอาหาร เหล็กเหล่านี้มีการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วในระบบทำความเย็นของถังอาหาร (ระบบระบายความร้อนด้วยไกลคอล น้ำ และตัวกลางทำความเย็นอื่นๆ) จำเป็นต้องคำนึงถึงความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กซีรีส์ AISI 400 ในสภาพแวดล้อมทางอาหารที่มีความก้าวร้าวปานกลาง เช่น ไขมันสัตว์และผัก เอทานอล, น้ำผลไม้, ยีสต์, สาโทเบียร์, ชีส, แป้ง, กรดอะซิติก, คาร์บอนไดออกไซด์, กรดแทนนิก, สารละลายเกลือออกซิไดซ์ ฯลฯ เหล็กเหล่านี้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันและไม่แนะนำให้ใช้เหล็กที่ประกอบด้วยนิกเกิลที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันรวมถึงตาม GOST 632-72 สารที่มีซัลเฟอร์ไม่ต้องพูดถึงคลอไรด์ประเภทต่างๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหาร (เช่น เป็นส่วนหนึ่งของสารกันบูด ฯลฯ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนเป็นรายบุคคล ซึ่งพิจารณาจากอุณหภูมิ การสัมผัสกับวัสดุอื่น น้ำหนักบรรทุก ระดับของการสัมผัสโดยตรงกับกระบวนการและอาหาร ตัวกลางในอาหาร ระยะเวลาการทำงานต่อเนื่อง ผลกระทบจากการเสียดสีของผลิตภัณฑ์ อิทธิพลของน้ำยาล้างและฆ่าเชื้อ ตลอดจนเงื่อนไขเฉพาะอื่น ๆ

มาดูการใช้งานสเตนเลสในอุตสาหกรรมอาหารกันบ้าง

ผลิตภัณฑ์นมเหล็กกล้าออสเทนนิติกใช้ในการฆ่าเชื้อและจัดเก็บนมในตู้เย็น เครื่องแยกนม อุปกรณ์ทำชีส รวมถึงในอุปกรณ์ต่างๆ เครื่องล้างจาน และถังสำหรับขนส่งนม เหล็กเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไอศกรีมและนมผง

การต้มเบียร์เหล็กกล้าออสเทนนิติกใช้ในการผลิตถังหมัก เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ถังและถังสำหรับขนส่งเบียร์ และอุปกรณ์สำหรับการผลิตยีสต์

ผลไม้กระป๋องและน้ำผลไม้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับผลไม้บรรจุกระป๋องและน้ำผลไม้ ดังนั้นในกรณีเช่นนี้ จึงมีการใช้เหล็กที่มีโมลิบดีนัม

ซุปและซอสผลิตภัณฑ์เหล่านี้อาจมีส่วนผสมที่รุนแรงมากเนื่องจากมีสภาพเป็นกรดและในขณะเดียวกันก็ประกอบด้วยคลอไรด์ ด้วยเหตุนี้จึงมักจำเป็นต้องใช้เหล็กที่มีการเติมโมลิบดีนัม

ร้านเบเกอรี่.ในกรณีนี้ สิ่งสำคัญคือต้องมีพื้นผิวที่ทำความสะอาดง่าย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเหล็กกล้าออสเทนนิติกจึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์ผสมและโต๊ะทำงาน

สแตนเลสทนต่อการกัดกร่อนได้ ลักษณะทั่วไป– ปริมาณโมลิบดีนัม นิกเกิล ไนโอเบียม ไทเทเนียม ฯลฯ และคุณสมบัติทางกลและการปฏิบัติงานขึ้นอยู่กับอัตราส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้ เพื่อให้เหล็กเสิร์ฟได้สำเร็จและใช้งานได้ยาวนานจำเป็นต้องเลือกเกรดสแตนเลสอย่างระมัดระวัง

ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับความต้านทานการกัดกร่อน กลไก คุณสมบัติทางกายภาพเหล็กกล้าไร้สนิม ความเสถียรของคุณสมบัติ ช่วงอุณหภูมิการใช้งาน ตลอดจนความรู้เฉพาะเจาะจงของการแปรรูปและการใช้งานเป็นกุญแจสำคัญในการประหยัดอย่างมาก

องค์กรการผลิตและเทคนิค "StankoStroitel"มีประสบการณ์มากมายในการผลิตผลิตภัณฑ์สแตนเลสเกรดอาหาร ในการผลิตเราใช้สแตนเลสเกรดอาหารคุณภาพสูง เอไอเอส304 และเอไอเอส 316 ตามที่ระบุไว้ข้างต้นและจากประสบการณ์การทำงาน แบรนด์เหล่านี้เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตอุปกรณ์อาหาร อย่างไรก็ตาม เพื่อลดต้นทุนของโครงสร้าง สามารถแทนที่ด้วยสแตนเลสประเภทอื่นที่ถูกกว่าได้

เรามอบสิทธิในการเลือกให้กับลูกค้าของเรา เราพร้อมเสมอที่จะให้คำแนะนำอย่างมืออาชีพเกี่ยวกับปัญหาการผลิตใดๆ

เราขอเชิญคุณให้ความร่วมมือที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน!