เหล็กกล้าไร้สนิม 201 กับ 304 — การเปรียบเทียบ การใช้งาน และวิธีการเลือก

1. องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาค

สแตนเลสเกรด 201 และ 304 เป็นสแตนเลสออสเทนนิติกทั้งคู่ ซึ่งหมายความว่ามีโครงสร้างจุลภาคลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ผิวหน้าที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งให้ความสามารถในการขึ้นรูปและความเหนียวที่ดี ความแตกต่างในทางปฏิบัติที่สำคัญคือปริมาณนิกเกิล (Ni) โดย 304 เป็นสเตนเลสมาตรฐาน “18/8” (โครเมียมประมาณ 18–20% และนิกเกิล 8–10.5%) ในขณะที่ 201 จะลดปริมาณนิกเกิลและเพิ่มแมงกานีส (Mn) และไนโตรเจน (N) เพื่อรักษาโครงสร้างของออสเทนนิติก (ช่วงทั่วไป: ~16–18% Cr, ~3.5–5.5% Ni, ~5.5–7.5% มน) เนื่องจาก 201 มีนิกเกิลน้อยกว่าและมีแมงกานีสมากกว่า โดยทั่วไปจึงมีราคาถูกกว่า แต่การกัดกร่อนและพฤติกรรมทางกลที่แน่นอนนั้นแตกต่างจาก 304 ในสภาพการใช้งานจริง

2. ความต้านทานการกัดกร่อนและความทนทานในโลกแห่งความเป็นจริง

304 มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่า 201 อย่างเห็นได้ชัดในสภาพแวดล้อมทั่วไปส่วนใหญ่ เนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลและโครเมียมที่สูงขึ้นเล็กน้อยทำให้ฟิล์มพาสซีฟออกไซด์ที่ปกป้องสแตนเลสมีความเสถียร ในสภาพแวดล้อมในร่ม แห้ง หรือมีความชื้นเล็กน้อย (ห้องครัว เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในอาคาร เฟอร์นิเจอร์) 201 สามารถทำงานได้อย่างเป็นที่ยอมรับ อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น บริเวณชายฝั่ง น้ำคลอรีน การสัมผัสสารเคมี สายการผลิตอาหาร 304 เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าในการหลีกเลี่ยงการเกิดรูพรุน การย้อมสี หรือการเกิดสนิมบนพื้นผิวในระยะแรกเริ่ม

คำแนะนำการปฏิบัติ

• ใช้ 304 สำหรับการใช้งานกลางแจ้ง ในทะเล หรือสัมผัสกับอาหาร ซึ่งต้องการความต้านทานการกัดกร่อนในระยะยาว
• 201 เป็นที่ยอมรับสำหรับชิ้นส่วนตกแต่งในร่ม เครื่องใช้ไฟฟ้าราคาประหยัด หรือการใช้งานที่มีการวางแผนการบำรุงรักษา (ทำความสะอาด) เป็นครั้งคราว

3. สมบัติทางแม่เหล็กและพฤติกรรมการขึ้นรูป

เนื่องจาก 201 มีแมงกานีสสูงกว่าและมีนิกเกิลต่ำกว่า จึงมีแนวโน้มที่จะตอบสนองแม่เหล็กบางส่วนหลังการทำงานเย็นมากกว่า เมื่อเทียบกับ 304 ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่ใช่แม่เหล็กในสภาวะอบอ่อน และอาจกลายเป็นแม่เหล็กเล็กน้อยหลังจากการขึ้นรูปหนัก สำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญต่อแม่เหล็ก (เช่น เซ็นเซอร์แม่เหล็ก อุปกรณ์ตกแต่งที่ไม่ใช่แม่เหล็ก) ให้ทดสอบตัวอย่างหลังจากกระบวนการขึ้นรูปที่ต้องการ

4. คุณสมบัติทางกล ความแข็ง และการขึ้นรูป/การเชื่อม

โดยทั่วไปแล้ว 304 จะมีความเหนียวและความเหนียวดีกว่า 201 เล็กน้อย ทั้งสองแบบขึ้นรูปเย็นและดึงออกได้ง่าย 201 สามารถชุบแข็งในงานให้มีความแข็งสูงขึ้นได้เนื่องจากมีความสมดุลของโลหะผสม การเชื่อมนั้นตรงไปตรงมาสำหรับทั้งสองเกรดด้วยขั้นตอนการเชื่อมสเตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน แต่การเลือกตัวเติมมีความสำคัญ: เมื่อเชื่อม 201 ให้พิจารณาโลหะตัวเติมที่รักษาความต้านทานการกัดกร่อน (มักแนะนำให้ใช้ตัวเติม 308L สำหรับรอยเชื่อม 304; ปรึกษาข้อกำหนดการเชื่อมหากจำเป็นต้องมีการเชื่อมที่แตกต่างกัน)

เคล็ดลับการเชื่อมและหลังการเชื่อม

• ทำความสะอาดพื้นผิวและกำจัดสิ่งปนเปื้อนก่อนการเชื่อมเพื่อลดการตกตะกอนและการย้อมสีของคาร์ไบด์
• หากต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนที่สำคัญหลังการเชื่อม ให้พิจารณากระบวนการสร้างฟิล์มหรือการดองเมื่อต้องการการใช้งาน

5. ต้นทุน ความพร้อมใช้งาน และแอปพลิเคชันทั่วไป

201 มักจะมีราคาถูกกว่าเนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลต่ำกว่า และใช้กันอย่างแพร่หลายในกรณีที่ความไวต่อต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญและความต้องการการกัดกร่อนอยู่ในระดับปานกลาง 304 มีราคาสูงกว่าแต่มีความหลากหลายมากกว่าสำหรับบริการที่มีความต้องการสูง การใช้งานทั่วไป:

• 201: อุปกรณ์ครัวในร่ม อุปกรณ์ตกแต่ง อ่างล้างจานราคาประหยัด เครื่องใช้ไฟฟ้าราคาประหยัด โครงเฟอร์นิเจอร์ และการตกแต่งภายในร้านอาหารบางส่วน (ซึ่งมีการทำความสะอาดเป็นประจำ)
• 304: อุปกรณ์แปรรูปอาหาร ถังเคมี อุปกรณ์ทางการแพทย์ ผนังอาคารทางสถาปัตยกรรม ราวบันไดกลางแจ้ง และอุปกรณ์ติดตั้งที่อยู่ติดทะเล

6. ตารางเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกันอย่างรวดเร็ว

7. วิธีเลือก: รายการตรวจสอบการปฏิบัติ

• ประเมินสภาพแวดล้อม: หากมีโอกาสสัมผัสกับเกลือ คลอไรด์ หรือสารเคมีรุนแรง ให้เลือก 304
• งบประมาณเทียบกับวงจรชีวิต: หากต้นทุนเริ่มแรกมีความสำคัญและการเปิดรับตลอดอายุการใช้งานไม่มากนัก 201 ก็ถือว่าประหยัดได้ เพื่อการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าและอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ให้เลือก 304
• ลักษณะและการตกแต่ง: ขัดเงาได้ดีทั้งคู่ แต่ 304 คงรูปลักษณ์ที่สะอาดกว่า ไม่เป็นสนิมและดูแลรักษาน้อย
• การเชื่อมและการผลิต: สำหรับรอยเชื่อมที่สำคัญในสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แนะนำให้ใช้ 304 และโลหะตัวเติมที่เข้ากันได้
• ทดสอบเมื่อไม่แน่ใจ: หากเป็นไปได้ ให้เก็บตัวอย่างจำนวนเล็กน้อย นำไปสัมผัสกับสภาวะที่คาดหวัง และตรวจสอบหลังจากสัปดาห์/เดือนเพื่อหาสัญญาณเริ่มต้นของการกัดกร่อน

8. การบำรุงรักษา ทำความสะอาด และยืดอายุการใช้งาน

การทำความสะอาดเป็นประจำช่วยยืดอายุการใช้งานของทั้งสองเกรด กำจัดสิ่งปนเปื้อน (เกลือ สารตกค้างที่เป็นกรด อนุภาคเหล็ก) ทันที ใช้น้ำยาทำความสะอาดที่ไม่มีคลอไรด์ การขัดอย่างอ่อนโยนด้วยแปรงขนนุ่ม และการเคลือบฟิล์มเป็นครั้งคราวหากต้องการบริการทางอุตสาหกรรม สำหรับการติดตั้งกลางแจ้ง การตรวจสอบเป็นระยะและการทำความสะอาดเฉพาะจุดจะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดคราบหรือการกัดกร่อนเฉพาะจุด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ 201

9. คำแนะนำขั้นสุดท้าย

เลือก 304 เมื่อความต้านทานการกัดกร่อน ความสะอาด และการบำรุงรักษาต่ำเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก เลือก 201 เมื่อข้อจำกัดด้านงบประมาณครอบงำ และการใช้งานอยู่ในอาคารหรือได้รับการปกป้องด้วยการบำรุงรักษาตามแผน สำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัยหรือสุขอนามัย (อาหาร การแพทย์ สารเคมี) ให้ตั้งค่าเริ่มต้นไว้ที่ 304 หรือปรึกษาวิศวกรวัสดุเพื่อขอเกรดและการรักษาความร้อนที่แน่นอน