Stainless คืออะไร? Stainless Steel มีกี่ชนิด ต่างกันอย่างไร และเลือกเกรดแบบไหนดี

เมื่อพูดถึงวัสดุที่แข็งแรง ทนต่อการกัดกร่อน ดูแลรักษาง่าย และใช้งานได้หลากหลาย หนึ่งในวัสดุที่หลายคนนึกถึงคือ Stainless หรือ Stainless Steel เราพบ Stainless ได้แทบทุกที่ ตั้งแต่ช้อนส้อม อุปกรณ์ครัว ซิงก์ล้างจาน ถังเก็บสินค้า ท่อ วาล์ว เครื่องจักร ไปจนถึงอุปกรณ์ในโรงงานอุตสาหกรรม แต่หลายคนยังมีคำถามว่า Stainless Steel คืออะไร? / Stainless มีกี่ชนิด? / Stainless 304 กับ 316 ต่างกันอย่างไร? หรือแม้แต่คำถามยอดนิยมอย่าง สแตนเลสโดนแม่เหล็กดูด แปลว่าเป็นของปลอมหรือไม่? ความจริงแล้ว Stainless Steel ไม่ได้มีเพียงชนิดเดียว แต่เป็นกลุ่มของเหล็กทนการกัดกร่อนที่มีเกรดและโครงสร้างโลหะหลายแบบ แต่ละชนิดออกแบบมาให้เหมาะกับสภาพการใช้งานแตกต่างกัน บทความนี้จะพาไปทำความเข้าใจ Stainless แบบละเอียด ตั้งแต่ส่วนประกอบ ชนิดของสแตนเลส ความแตกต่างของเกรดยอดนิยม 304, 316 และ 430 ไปจนถึงหลักการเลือกใช้สำหรับงานทั่วไปและงานอุตสาหกรรม

Stainless Steel คืออะไร?

Stainless Steel หรือเหล็กกล้าไร้สนิม คือกลุ่มโลหะผสมที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน และมี โครเมียม (Chromium หรือ Cr) อย่างน้อยประมาณ 10.5% โดยมวล โครเมียมเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ทำให้เหล็กมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนแตกต่างจากเหล็กคาร์บอนทั่วไป โดย ASTM A959 และข้อมูลจาก worldstainless ใช้ปริมาณโครเมียมขั้นต่ำประมาณ 10.5% เป็นหนึ่งในเกณฑ์สำคัญของกลุ่ม Stainless Steel นอกจากโครเมียมแล้ว Stainless แต่ละเกรดอาจมีการเติมธาตุอื่น เช่น

• Nickel หรือ นิกเกิล
• Molybdenum หรือ โมลิบดีนัม
• Carbon หรือ คาร์บอน
• Manganese หรือ แมงกานีส
• Nitrogen หรือ ไนโตรเจน
• Titanium หรือ ไทเทเนียม

การเปลี่ยนชนิดและปริมาณของธาตุผสมจะทำให้ Stainless แต่ละเกรดมีคุณสมบัติแตกต่างกัน เช่น ความแข็งแรง ความสามารถในการขึ้นรูป การเชื่อม ความแข็ง และความทนต่อการกัดกร่อน ดังนั้น คำว่า Stainless จึงไม่ได้หมายถึงโลหะสูตรเดียว แต่เป็นชื่อเรียกของโลหะกลุ่มใหญ่ที่มีหลายชนิดและหลายเกรด

ทำไม Stainless จึงทนต่อการเกิดสนิม?

หัวใจสำคัญอยู่ที่ โครเมียม เมื่อโครเมียมในสแตนเลสสัมผัสกับออกซิเจน จะเกิดชั้นออกไซด์ที่มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบบนพื้นผิว เรียกว่า Passive Film หรือฟิล์มพาสซีฟ ชั้นนี้มีขนาดบางมาก แต่ช่วยแยกเนื้อโลหะออกจากสภาพแวดล้อมและลดการกัดกร่อน worldstainless อธิบายว่า เมื่อปริมาณโครเมียมสูงกว่าระดับประมาณ 10.5% จะสามารถเกิดชั้นป้องกัน chromium oxide ซึ่งเป็นพื้นฐานของคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนของ Stainless Steel

Passive Film สำคัญอย่างไร?

เหล็กทั่วไป

เหล็กสัมผัสน้ำและออกซิเจน
→ เกิดการกัดกร่อน
→ เกิดสนิม
→ การกัดกร่อนสามารถดำเนินต่อไป

ส่วน Stainless Steel

พื้นผิวสัมผัสออกซิเจน
→ โครเมียมช่วยสร้าง Passive Film
→ ชั้นฟิล์มช่วยป้องกันพื้นผิว
→ ลดอัตราการกัดกร่อน

Stainless Steel มีกี่ชนิด?

หากแบ่งตามโครงสร้างทางโลหะวิทยา Stainless Steel สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มหลักที่พบได้บ่อย ได้แก่

ชนิด Stainless	โครงสร้างหลัก	จุดเด่น	ตัวอย่างเกรด
ออสเทนิติก	ออสเทนไนต์	ทนการกัดกร่อนดี ขึ้นรูปดี	304, 316
เฟอร์ริติก	เฟอร์ไรต์	มีโครเมียมเป็นหลัก มักเป็นแม่เหล็ก	430
มาร์เทนซิติก	มาร์เทนไซต์	แข็ง ชุบแข็งได้	กลุ่ม 410 และเกรดงานใบมีดบางชนิด
ดูเพล็กซ์	ออสเทนไนต์ + เฟอร์ไรต์	แข็งแรงสูง ทนการกัดกร่อนหลายรูปแบบ	2205
การแข็งตัวของน้ำฝน	โครงสร้างปรับความแข็งด้วยการอบ	ความแข็งแรงสูง	เกรด PH

1. Austenitic (ออสเทนิติก) คืออะไร?

Austenitic Stainless Steel เป็นกลุ่ม Stainless ที่ใช้งานแพร่หลายมาก โดยทั่วไปมี Chromium ในปริมาณสูงและใช้ Nickel หรือ Manganese ในระดับที่เหมาะสมเพื่อทำให้โครงสร้าง Austenite มีความเสถียร โครงสร้างนี้ทำให้ Stainless มีคุณสมบัติเด่นด้านความเหนียว การขึ้นรูป และความสามารถในการใช้งานหลากหลาย worldstainless ระบุว่า Austenitic Stainless มี Chromium ในระดับสูงและมี Nickel หรือ Manganese เพียงพอสำหรับการทำให้ Austenitic Microstructure มีเสถียรภาพ

เกรดยอดนิยม

• สแตนเลส 304
• สแตนเลสสตีล 304L
• สแตนเลส 316
• สแตนเลสสตีล 316L

จุดเด่น

• ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี
• ขึ้นรูปได้ดี
• มีความเหนียว
• เชื่อมได้ดีในหลายเกรด
• เหมาะกับการใช้งานหลากหลาย

ตัวอย่างการใช้งาน

• เครื่องครัว
• ถัง
• อุปกรณ์ในโรงงาน
• ท่อ
• งานสถาปัตยกรรม
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนบางประเภท
• ระบบจัดการน้ำ
• อุปกรณ์แปรรูป

 

2. Ferritic (เฟอร์ริติก) คืออะไร?

Ferritic Stainless เป็น Stainless ที่มีโครงสร้าง Ferrite โดยทั่วไปมี Chromium เป็นองค์ประกอบโลหะผสมสำคัญ และหลายเกรดไม่มี Nickel หรือมีปริมาณต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับ Austenitic บางเกรด ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ Stainless 430 Outokumpu ระบุว่า Stainless 430 เป็น Ferritic Stainless แบบคลาสสิกที่มี Chromium ประมาณ 16% และเหมาะกับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนไม่รุนแรง

จุดเด่น

• เหมาะกับงานที่มีการกัดกร่อนไม่รุนแรง
• หลายเกรดเป็นแม่เหล็ก
• ใช้งานในอุปกรณ์ภายในอาคารได้ดี
• เป็นทางเลือกสำหรับงานบางประเภทที่ไม่จำเป็นต้องใช้ 304 หรือ 316

ตัวอย่างการใช้งาน

• อุปกรณ์ครัวบางชนิด
• เครื่องใช้ไฟฟ้า
• ซิงก์บางประเภท
• Flange และ Valve ในบางสภาพการใช้งาน
• งานตกแต่ง
• งานภายในอาคาร

ข้อควรระวัง

อย่าเลือก Ferritic Stainless จากคำว่า “สแตนเลส” เพียงอย่างเดียว หากนำ Stainless ที่ออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมไม่รุนแรงไปใช้ในพื้นที่ที่มีคลอไรด์สูงหรือมีสารเคมีกัดกร่อน อาจเกิดความเสียหายเร็วกว่าที่คาด

 

3. Martensitic (มาร์เทนซิติก) คืออะไร?

Martensitic Stainless เป็นกลุ่มที่เน้นเรื่อง ความแข็งและความสามารถในการชุบแข็ง เมื่อเปรียบเทียบกับ Ferritic Stainless แบบดั้งเดิม กลุ่ม Martensitic มีปริมาณ Carbon สูงกว่า ทำให้สามารถเพิ่มความแข็งผ่านกระบวนการทางความร้อนได้

จุดเด่น

• มีความแข็งสูง
• เพิ่มความแข็งด้วย Heat Treatment ได้ในหลายเกรด
• เหมาะกับงานที่ต้องการความทนต่อการสึกหรอหรือความแข็งของชิ้นงาน

ตัวอย่างการใช้งาน

• ใบมีดบางประเภท
• เครื่องมือตัด
• ชิ้นส่วนเครื่องจักร
• ชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็ง

 

4. Duplex (ดูเพล็กซ์) คืออะไร?

Duplex Stainless คือ Stainless ที่รวมโครงสร้าง Ferrite และ Austenite อยู่ในวัสดุเดียว โครงสร้างของ Duplex หลายเกรดมีสัดส่วน Ferrite และ Austenite ใกล้เคียงกัน โดยประมาณ 50:50 ตามการออกแบบและกระบวนการผลิต จึงเป็นที่มาของคำว่า Duplex

จุดเด่น

• มีความแข็งแรงสูง
• ทนต่อการกัดกร่อนดีในหลายสภาพแวดล้อม
• มีความต้านทานต่อ Stress Corrosion Cracking สูงกว่ากลุ่ม Austenitic หลายเกรดในสภาวะที่เหมาะสม
• สามารถออกแบบโครงสร้างให้มีความบางลงในบางงานได้ เนื่องจากความแข็งแรงที่สูง

Outokumpu อธิบายว่า Duplex รวมคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของ Ferritic และ Austenitic และโครงสร้าง Duplex มีส่วนช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทาน Stress Corrosion Cracking

ตัวอย่างการใช้งาน

• ถังอุตสาหกรรม
• ระบบท่อ
• งานน้ำ
• งานพลังงาน
• งานอุตสาหกรรมที่ต้องการความแข็งแรง
• สภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงด้านการกัดกร่อน

อย่างไรก็ตาม Duplex ต้องควบคุมขั้นตอนการเชื่อมและอุณหภูมิอย่างเหมาะสม เนื่องจากสมดุลของโครงสร้าง Ferrite และ Austenite มีความสำคัญต่อคุณสมบัติของวัสดุ

 

เลือกอย่างไรให้เหมาะกับงาน?

หลักสำคัญคือ อย่าเลือก Stainless จากราคาอย่างเดียว และ อย่าคิดว่าเกรดสูงกว่า แปลว่าเหมาะกับทุกงาน ก่อนเลือก Stainless ควรตอบคำถามต่อไปนี้

1. Stainless สัมผัสสารอะไร?

ต้องรู้ชื่อสารให้ชัดเจน เช่น

• น้ำ
• น้ำเกลือ
• คลอไรด์
• กรด
• ด่าง
• ตัวทำละลาย
• สารเคมีในกระบวนการ

คำว่า “ใส่สารเคมี” ยังไม่เพียงพอสำหรับเลือก Stainless

2. ความเข้มข้นเท่าไร?

สารเคมีชนิดเดียวกัน แต่ความเข้มข้นต่างกัน สามารถมีพฤติกรรมการกัดกร่อนแตกต่างกัน ตัวอย่าง กรด 1% และกรด 30% ไม่ควรสรุปว่าใช้วัสดุชนิดเดียวกันโดยไม่ตรวจสอบข้อมูล

3. อุณหภูมิเท่าไร?

อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญมาก วัสดุที่สามารถทนสารชนิดหนึ่งที่อุณหภูมิห้อง อาจเกิดการกัดกร่อนมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูง ดังนั้นต้องแจ้งอุณหภูมิใช้งานจริง

4. ค่า pH เท่าไร?

ค่า pH ช่วยบอกสภาพความเป็นกรดหรือด่าง แต่ ห้ามใช้ค่า pH เพียงอย่างเดียวในการเลือก Stainless เพราะไอออนบางชนิด เช่น Chloride และองค์ประกอบอื่นในสารละลายมีผลต่อการกัดกร่อนด้วย

5. มี Chloride หรือไม่?

Chloride เป็นปัจจัยที่ต้องระวัง เนื่องจากเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงของการกัดกร่อนเฉพาะจุด เช่น Pitting และ Crevice Corrosion ใน Stainless หลายเกรด ความเสี่ยงขึ้นอยู่กับเกรด Stainless ปริมาณ Chloride อุณหภูมิ ค่า pH และสภาพการใช้งาน

6. เป็นถัง ท่อ หรือชิ้นส่วน?

รูปแบบชิ้นงานมีผลต่อการเลือกวัสดุ ตัวอย่าง

• ถังเก็บ
• ถังผสม
• ท่อ
• วาล์ว
• ปั๊ม
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

แต่ละระบบมีสภาวะการไหล ความดัน อุณหภูมิ และรอยเชื่อมแตกต่างกัน

7. มีการเชื่อมหรือไม่?

การเชื่อมสามารถส่งผลต่อโครงสร้างและความทนต่อการกัดกร่อนบริเวณรอยเชื่อมได้ worldstainless ระบุว่าการให้ความร้อนหรือกระบวนการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเฉพาะบริเวณ และลดคุณสมบัติความเป็น Stainless ในพื้นที่นั้นได้ ดังนั้นควรเลือกเกรด ลวดเชื่อม และกระบวนการเชื่อมให้เหมาะสม

ตารางเลือก Stainless แบบง่าย

ลักษณะงาน	เกรดที่มักนำมาพิจารณา
เครื่องครัวทั่วไป	304
เครื่องใช้ภายในบ้าน	304 หรือ 430 ตามการออกแบบ
งานขึ้นรูปทั่วไป	304
สภาพแวดล้อมกัดกร่อนสูงขึ้น	316/316L
งานเชื่อมที่ต้องการ Low Carbon	304L หรือ 316L
งานภายใน สภาพไม่รุนแรง	430
งานต้องการความแข็ง	เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก
งานต้องการความแข็งแรงและทนการกัดกร่อนสูง	ดูเพล็กซ์
ถังสารเคมี	ต้องตรวจ Compatibility รายสาร
ระบบ Chloride สูง	ต้องประเมิน Chloride + Temperature + Grade

คำแนะนำ: ตารางนี้ใช้สำหรับคัดเลือกเบื้องต้นเท่านั้น งานอุตสาหกรรมควรประเมินสภาพการใช้งานจริงและตรวจสอบ Material Compatibility ก่อนผลิตอุปกรณ์

 

สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7