วัสดุขวดน้ำ: 201 vs. 304 vs. 316 Stainless Steel

สแตนเลสเกรด 304 คืออะไร?

เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดหนึ่งที่ทนต่อการกัดกร่อน มีนิกเกิลและโครเมียมหลายระดับ ซึ่งให้ความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม นอกจากนี้ เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 ยังถูกใช้อย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนและประโยชน์ใช้สอยสูง

ประกอบด้วยโครเมียมระหว่าง 16 ถึง 24% นิกเกิลสูงถึง 35% และปริมาณ C และ Mn มีจุดหลอมเหลวสูงมาก เหล็กกล้าไร้สนิม 304 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้มากที่สุดในแง่ของการใช้งาน

สามารถพบได้ในสินค้าอุตสาหกรรมและในประเทศต่างๆ เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี เนื่องจากสแตนเลสเกรด 304 ปลอดสารเคมีจึงเป็นวัสดุที่ปลอดภัย ทนทาน และใช้งานได้ยาวนานสำหรับเครื่องใช้ เครื่องครัว ช้อนส้อม อาหารกระป๋อง และอื่นๆ ผลิตภัณฑ์สัมผัสอาหาร.

รูป 1: แผ่นสแตนเลส 304

สแตนเลสเกรด 201 คืออะไร?

เหล็กกล้าไร้สนิม 201 ประกอบด้วยโลหะผสมที่มีนิกเกิลครึ่งหนึ่งของเหล็กกล้ามาตรฐานอื่น ๆ ในขณะที่มีแมงกานีสและไนโตรเจนในระดับที่สูงกว่ามาก เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นโลหะออสเทนนิติกเนื่องจากมีลักษณะไม่เป็นแม่เหล็กและมีโครเมียมและนิกเกิลที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 นี้เรียกอีกอย่างว่าเหล็กกล้าไร้สนิมที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

อย่างไรก็ตาม ไม่แนะนำให้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 201 สำหรับงานโครงสร้างภายนอกอาคาร เนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก รวมถึงปัญหาอื่นๆ น่าเสียดายที่ความเข้มข้นของนิกเกิลต่ำของเกรด 201 นั้นจำกัดความสามารถที่หลากหลายที่มีอยู่

แม้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 จะไม่ทนต่อการกัดกร่อนเหมือนเหล็ก แต่ก็ให้การป้องกันการกัดกร่อนที่เพียงพอ เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 มีประโยชน์ในพื้นที่เย็นเนื่องจากมีความแข็ง ซึ่งยังคงแข็งแกร่งแม้ในอุณหภูมิที่เย็นจัด มันจะอยู่ได้ไม่นานในสถานการณ์ที่กัดกร่อนรุนแรงเท่าที่ควร

รูป 2: สแตนเลส 201

สแตนเลสเกรด 316 คืออะไร?

เหล็กกล้าไร้สนิม 316 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้บ่อยที่สุดเป็นอันดับ 2 รองจากเกรด 304 เท่านั้น มีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพเกือบเหมือนกันกับเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบทางเคมีเทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304

นอกจากเหล็ก นิกเกิล และโครเมียมแล้ว สแตนเลสเกรด 316 ยังประกอบด้วย Mo, C, Si และ Mn ด้วยเหตุนี้ เหล็กกล้าไร้สนิม 316 จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานทางทะเล เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 มีความทนทานต่อเกลือไอออนและสารเคมีอื่นๆ เนื่องจากการเติมโมลิบดีนัม

นอกจากนี้ เนื่องจากมีโมลิบดีนัมอยู่ในองค์ประกอบของโลหะผสม เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 จึงมีความทนทานต่อการย่อยสลายทางเคมีเป็นพิเศษ เป็นวัสดุที่แข็งแรงซึ่งง่ายต่อการประดิษฐ์ ทำความสะอาด เชื่อมและขัดเงา มีความทนทานมากกว่ากรดซัลฟิวริกในน้ำอย่างมีนัยสำคัญต่อสารละลายกรดซัลฟิวริก คลอรีน โบรไมด์ ไอโอไดด์ และกรดไขมันที่ดีเยี่ยมกว่า

รูป 3: แผ่นสแตนเลสเกรด 316

201 เทียบกับ 304 เทียบกับ 316 สแตนเลส

คุณสมบัติ

สแตนเลสสตีล 304

• เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 อาจถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นพิเศษและต้นทุนต่ำ กรดออกซิไดซ์ส่วนใหญ่จะไม่ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมนี้เกิดสนิม
• ความทนทานทำให้สแตนเลสเกรด 304 ฆ่าเชื้อได้ง่าย จึงเหมาะสำหรับใช้ในครัวและทำอาหาร
• เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้เป็นออสเทนนิติกและสามารถดึงลึกถึงความยาวได้มาก เกรดที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับอ่างและหม้อในครัวคือสแตนเลส 304 เนื่องจากข้อเท็จจริงนี้
• เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ไม่แนะนำให้ทนต่อการกัดกร่อนในน้ำสำหรับการใช้งานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิ 425-860°C เนื่องจากทนทานต่อการตกตะกอนของคาร์ไบด์ เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 จึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด
• สเตนเลสสตีล 304 มีปริมาณคาร์บอนสูง จึงเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงถึง 800 °C ส่งผลให้วัสดุนี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำ
• การอบชุบด้วยความร้อนไม่สามารถทำให้สแตนเลสเกรด 304 แข็งแกร่งขึ้นได้ การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วสามารถปรับปรุงสารละลายได้หลังจากให้ความร้อนแก่สารละลายถึง 1010–1120°C สแตนเลสเกรด 304 ใช้งานได้ตรงไปตรงมา
• เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเชื่อมแบบฟิวชั่นโดยมีหรือไม่มีสารตัวเติม
• พบโครเมียมมากขึ้นในเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ซึ่งมีพื้นผิวด้านและไม่เป็นสนิม

รูป 4: รายการต่าง ๆ ที่ทำจากสแตนเลส 304

201 สแตนเลส

• สแตนเลสเกรด 201 ออกซิไดซ์ได้ง่าย พื้นผิวมีความสดใสภายใต้แสงสีดำและมีความเข้มข้นของแมงกานีสสูง
• เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 ไม่เป็นแม่เหล็กในรูปแบบการอบอ่อน แต่จะเปลี่ยนเป็นแม่เหล็กเมื่อทำงานเย็น
• ไม่แนะนำให้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 201 กับโครงสร้างภายนอกเนื่องจากมีความไวต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก
• น่าเสียดายที่สแตนเลสเกรด 201 ที่มีความเข้มข้นของนิกเกิลต่ำจำกัดความสามารถที่หลากหลาย
• ในแง่ของความทนทานต่อกรดและด่างและความหนาแน่น สแตนเลสเกรด 201 เป็นตัวเลือกที่ดี
• เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 อบอ่อนที่ 1010–1093 °C (1850–2000 °F) เพื่อป้องกันตะกรัน ขอแนะนำให้ใช้อุณหภูมิไม่เกิน 2000 องศาฟาเรนไฮต์

สแตนเลสสตีล 316

• สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทนี้ ทั้งสองประเภทมีคาร์บอนต่ำและสูง เป็นตัวแปรคาร์บอนต่ำที่ทนต่อการตกตะกอนของคาร์ไบด์ขอบเกรน ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้กับชิ้นส่วนเชื่อมที่มีความหนามากกว่า 6 มม. รุ่นที่มีคาร์บอนสูงมีโครงสร้างแบบออสเทนนิติก ซึ่งมีความเหนียวเป็นพิเศษ
• สแตนเลสเกรด 316 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการเกิดสนิมสูง สแตนเลสเกรด 316 ก็มีความทนทานสูงเช่นกัน จึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานที่มีความน่าเชื่อถือสูง เพราะมีความทนทานมากกว่า
• สแตนเลสเกรด 316 มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าสแตนเลสเกรด 304
• มีความทนทานต่อสารเคมีมากกว่าสแตนเลสเกรด 304 สแตนเลสเกรด 316 เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์ที่ต้องสัมผัสกับคลอรีนหรือเกลือ
• ประการที่สอง สแตนเลสเกรด 304 เท่านั้นที่เป็นสแตนเลสเกรด 316

ลักษณะของวัสดุ

สแตนเลส 304

• สแตนเลสเกรด 304 ไม่มีโมลิบดีนัม ทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อนน้อยกว่าสแตนเลสเกรด 316
• เหล็กกล้าไร้สนิมเหล่านี้มีคุณสมบัติในการเชื่อมและการขึ้นรูปที่โดดเด่น ทำให้มีประโยชน์ในภาคส่วนต่างๆ
• การอบชุบด้วยความร้อนไม่สามารถทำให้แข็งได้ แต่อาจผ่านกระบวนการเย็นเพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูง
• สแตนเลส 304 มีนิกเกิล 9% และโครเมียม 18% อยู่ด้วย ทนทานต่อสนิมได้ดีกว่า 201 เนื่องจากสแตนเลสเกรด 304 มีนิกเกิลและโครเมียมมากกว่า 201 จึงมีภูมิคุ้มกันต่อสนิมมากกว่า
• สแตนเลส 304 สว่างและขาวกว่าสแตนเลส 201 เนื่องจากมีปริมาณแมงกานีสน้อยกว่า ทำให้พื้นผิวมีสีเข้มขึ้น
• เนื่องจากสแตนเลสเกรด 304 มีนิกเกิลมากกว่า จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่าสแตนเลส 201

รูป 5: เปรียบเทียบระหว่าง 304 และ 201 สแตนเลสเกรด

201 สแตนเลส

• คุณสมบัติทางกลที่หลากหลายของเหล็กกล้าไร้สนิม 201 ภายใต้สภาวะการอบอ่อนและงานเย็น ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
• เหล็กกล้าไร้สนิม 201 มีโครเมียม 15% และนิกเกิล 5%
• มีความทนทานต่อการเกิดสนิมน้อยกว่าสแตนเลสเกรด 304
• เหล็กกล้าไร้สนิม 201 มีธาตุแมงกานีสมากกว่า ทำให้พื้นผิวมีสีเข้มกว่าสแตนเลส 304
• เนื่องจากความเข้มข้นของนิกเกิลที่ต่ำกว่า เหล็กกล้าไร้สนิม 201 จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า 304
• เหล็กกล้าไร้สนิม 201 มีปริมาณคาร์บอนค่อนข้างสูงกว่า 304 ทำให้แข็งและเปราะมากขึ้น

สแตนเลส 316

• โมลิบดีนัมสามารถพบได้ในเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 ซึ่งเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่สัมผัสเกลือมากขึ้น
• สแตนเลสเกรด 316 มีคุณสมบัติการเชื่อมและการขึ้นรูปที่โดดเด่น ทำให้มีประโยชน์ในภาคส่วนต่างๆ
• การอบชุบด้วยความร้อนไม่สามารถทำให้แข็งได้ แต่อาจผ่านกระบวนการเย็นเพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูง
• เนื่องจากส่วนประกอบโมลิบดีนัมในเหล็กกล้าไร้สนิม 316 จึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

เทคโนโลยีการแปรรูป

สแตนเลส 304

• การหล่อเหล็กกล้าไร้สนิม 304 มีประโยชน์หลายประการเนื่องจากมีความไวต่อการเกิดออกซิเดชันจากสารละลายคลอไรด์และพื้นที่ที่มีความเค็ม เช่น ริมทะเล
• การอบชุบด้วยความร้อนไม่ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิม 304 แข็งตัว

201 สแตนเลส

• เหล็กกล้าไร้สนิม 201 สามารถทำให้แข็งแรงขึ้นได้โดยการทำงานเย็นแทนที่จะให้ความร้อนทำให้มีความทนทานมากขึ้น
• การเสียรูป ความต้านทานการกัดกร่อน และความสามารถในการขึ้นรูปของสเตนเลส 201 นั้นดีเยี่ยม มันเทียบได้กับสแตนเลส 301

สแตนเลสสตีล 316

• หากคุณทำงานที่อุณหภูมิเกิน 500 °C เหล็กกล้าไร้สนิม 316 เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานโครงสร้างและการบรรจุแรงดัน เนื่องจากมีความทนทานต่อความร้อนสูง
• เกี่ยวกับส่วนประกอบโลหะผสมของสแตนเลส 316 โครเมียม โมลิบดีนัม และนิกเกิลมีบทบาท เนื่องจากมีโมลิบดีนัมรวมอยู่ในโลหะผสมนี้ จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าประเภทอื่น

ลักษณะการเชื่อม

สแตนเลสสตีล 304

• ด้วยการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมและการดึงขึ้นรูปลึก เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 จึงง่ายต่อการผลิต ทำความสะอาด และบำรุงรักษา
• กระแสและระยะเวลาในการเชื่อมที่มีนัยสำคัญยิ่งขึ้นได้เพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยเชื่อมและความต้านทานแรงดึงให้เป็นค่าที่เหมาะสมที่สุดในสแตนเลสเกรด 304

201 สแตนเลส

• กระบวนการเชื่อมแบบเดิมทั้งหมดสามารถใช้เชื่อมกับเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 ได้

สแตนเลส 316

• ในด้านความต้านทานการกัดกร่อน อายุการใช้งานยาวนาน ความสามารถในการเชื่อม และความยืดหยุ่นต่ออุณหภูมิสูง เหล็กกล้าไร้สนิม 304 และ 316 เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานด้านการผลิต
• อย่างไรก็ตาม ขอบสแตนเลส 316 จากสแตนเลส 304 นั้นเกิดจากการแปรผันของส่วนประกอบโลหะผสม

ทำไมถึงเป็น304 เหล็กกล้าไร้สนิม วัสดุที่ดีที่สุดสำหรับขวดน้ำ?

เนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่ออุณหภูมิสูง เหล็กกล้าไร้สนิม 304 จึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในด้านต่างๆ การต้านทานกรด ด่าง และอุณหภูมิสูงเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ ทำให้เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการผลิตขวดน้ำสแตนเลส

เนื่องจากสเตนเลสสตีลเกรดอาหารเหมาะสำหรับการผลิตขวดน้ำสเตนเลสสตีล สเตนเลสสตีล 304 จึงเหมาะที่สุดเนื่องจากเป็นสเตนเลสสตีลเกรดอาหาร

สแตนเลส 304 มีความทนทาน ป้องกันการรั่วซึม และป้องกันวัสดุอันตราย เช่น สารพิษไม่ให้ซึมเข้าสู่เครื่องดื่มภายในขวดผลลัพธ์ นอกจากนี้ยังทำให้การล้างขวดน้ำสแตนเลสเป็นเรื่องง่าย และรักษาสิ่งแวดล้อมให้สะอาดเนื่องจากภาชนะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

นอกจากนี้ เหล็กกล้าไร้สนิม 304 ยังช่วยสร้างขวดน้ำที่ไม่อนุญาตให้เชื้อราพัฒนาภายใน ขวดน้ำสเตนเลสสตีลส่วนใหญ่ทนทานต่อเชื้อรา จึงเหมาะสำหรับการเก็บรักษาเครื่องดื่ม สแตนเลสเกรด 304 ไม่สัมผัสกับเครื่องดื่มและยังปราศจากสาร BPA ทำให้เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการทำขวดน้ำ

นอกจากนี้ การวางบ่อน้ำสำหรับที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ และระบบประปาสำหรับน้ำดื่ม มักเกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์สแตนเลส 304 ความต้านทานการกัดกร่อนทำให้เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานน้ำที่ไม่ใช่น้ำดื่มเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูง

วิธีการระบุสแตนเลสเกรด 304, 201 หรือ 316?

• การระบุตามสี: สแตนเลสเกรด 304 เป็นสีน้ำเงิน สแตนเลสเกรด 316 เป็นสีเหลือง และสแตนเลสเกรด 201 เป็นทองแดง/น้ำเงิน
• การระบุตัวตนด้วยแม่เหล็ก: สแตนเลสเกรด 304 และ 316 ไม่เป็นแม่เหล็ก ในขณะที่สแตนเลสเกรด 201 เป็นแม่เหล็ก
• การระบุด้วยคอปเปอร์ซัลเฟต: เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304, 201 และ 316 ไม่มีการเปลี่ยนสีเนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิมทนต่อการกัดกร่อน ดังนั้นจึงไม่คาดว่าจะเกิดปฏิกิริยาหรือเปลี่ยนสี
• บด: เกรดเหล็กกล้าไร้สนิม 304, 201 และ 316 อาจระบุได้โดยการเจียรและประเมินเพื่อรอประกายไฟ เหล็กที่มีแมงกานีสสูงจะมีประกายไฟที่หนาแน่นและคล่องตัว ในกรณีนี้ เหล็กกล้าไร้สนิม 201 จะแสดงด้วยประกายไฟแบบง่าย เนื่องจากมีปริมาณแมงกานีสหรือแมงกานีสไนโตรเจนสูง เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และ 316 มีแมงกานีสน้อยกว่า พวกเขาจะถูกระบุด้วยนอตน้อยลงหรือไม่มีเลย
• วิธีการหลอม: เหล็กกล้าไร้สนิมแบบแม่เหล็กอาจผ่านการอบด้วย อุ่นจนเป็นสีแดงแล้วปล่อยให้เย็นตามธรรมชาติหรือในน้ำ หลังจากให้ความร้อน คุณสมบัติของแม่เหล็กอาจลดลงหรือหมดไปอย่างมาก เฟอร์ไรต์เป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงสร้างภายในของ “เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม-นิกเกิล” หลายตัว ดังนั้นแม้ที่อุณหภูมิสูงมาก ก็ยังคงรักษาคุณลักษณะทางแม่เหล็กเอาไว้ หากคุณสมบัติทางแม่เหล็กยังคงอยู่ วัสดุจะเป็นสแตนเลส 201 ไม่ใช่สแตนเลส 304 หรือ 316
• การระบุคุณภาพทางเคมี: วิธีที่ง่ายที่สุดในการ ระบุเกรดสแตนเลสคือการใช้ตัวแทนระบุสแตนเลส เทคนิคหนึ่งในการจัดการรีเอเจนต์ที่กำหนดเหล็กกล้าไร้สนิมเพื่อกำหนดอัตราคือการดูที่การเปลี่ยนสี การปรากฏตัวของแมงกานีส นิกเกิล หรือโมลิบดีนัมในเหล็กอาจทำให้เหล็กเปลี่ยนสีได้ ผลลัพธ์ที่เป็นบวกสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 201 และ 304 จะแสดงด้วยสีแดงเข้มและไม่มีสีหรือสีเหลืองซีดตามลำดับ

เหล็กกล้าไร้สนิม 304 หรือ 316 ดีกว่าหรือไม่?

สำหรับการใช้งานบางประเภท แนะนำให้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 304 หรือ 316 เหล็กกล้าไร้สนิม 304 และ 316 มีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันในหน้าที่ของตน โดยจะใช้วัสดุที่สูงกว่าเมื่อจำเป็นเท่านั้น

เนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าสแตนเลสเกรด 316 จึงมักใช้สเตนเลสเกรด 304 ในการใช้งานที่ต้องการ ในทางกลับกัน เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 สามารถทนต่อสารเคมีและคลอไรด์ได้ดีกว่า ดังนั้น สเตนเลสเกรด 316 จึงเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับสารคลอรีนหรือการสัมผัสกับเกลืออื่นๆ

อย่างไรก็ตาม แอปพลิเคชันส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีความสามารถที่ดี ในเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316 ปริมาณโมลิบดีนัมที่สูงขึ้นอาจส่งผลต่อความสามารถในการขึ้นรูป