เหล็กกล้าเป็นโลหะผสมหลักระหว่างเหล็กและคาร์บอน แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 2% แม้จะมีปริมาณคาร์บอนไม่มากนัก แต่คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักที่มีอิทธิพลต่อความแข็งแรงและความแข็ง สเตนเลสสตีลเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยเหล็ก โครเมียม นิกเกิล และบางครั้งอาจมีธาตุอื่นๆ เช่น โมลิบดีนัม โครเมียมทำให้สเตนเลสสตีลมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

• เหล็กกล้าคาร์บอน:องค์ประกอบหลักคือเหล็กและคาร์บอน โดยทั่วไปปริมาณคาร์บอนจะอยู่ระหว่าง 0.2% ถึง 2.1% ธาตุอื่นๆ เช่น แมงกานีส ซิลิกอน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน อาจมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยเช่นกัน
• สแตนเลส:ประกอบด้วยเหล็ก คาร์บอน และโครเมียมอย่างน้อย 10.5% (บางครั้งอาจรวมถึงนิกเกิลด้วย) เป็นหลัก การเติมโครเมียมเข้าไปมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศจนเกิดชั้นโครเมียมออกไซด์ที่หนาแน่น ซึ่งทำให้สเตนเลสมีคุณสมบัติต้านทานสนิมและการกัดกร่อน

แตกต่างกันในคุณสมบัติ

เนื่องจากองค์ประกอบที่แตกต่างกัน สเตนเลสสตีลและเหล็กกล้าจึงมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันอย่างมาก สเตนเลสสตีลแตกต่างจากเหล็กกล้าทั่วไปตรงที่มีโครเมียม ซึ่งสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันสนิมและการกัดกร่อน

ในด้านความสวยงาม สเตนเลสสตีลมีความเงางามและดูทันสมัยกว่าเหล็กกล้าทั่วไป เหล็กกล้าคาร์บอนส่วนใหญ่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ซึ่งมีประโยชน์ในการใช้งานบางประเภท แต่สเตนเลสสตีล เช่น 304 หรือ 316 นั้นไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก

เหล็ก VS สแตนเลส : กระบวนการผลิต

กระบวนการผลิตเหล็กและสเตนเลสสตีลประกอบด้วยหลายขั้นตอนเพื่อเปลี่ยนวัตถุดิบให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย กระบวนการผลิตที่สำคัญสำหรับการผลิตเหล็กและสเตนเลสสตีลมีดังนี้:

กระบวนการผลิตเหล็ก

ก. การทำเหล็ก

ในระหว่างกระบวนการนี้ แร่เหล็ก โค้ก (คาร์บอน) และฟลักซ์ (หินปูน) จะถูกป้อนเข้าสู่เตาหลอม ความร้อนสูงจะหลอมแร่เหล็ก และคาร์บอนจะรีดิวซ์ออกไซด์ของเหล็ก ทำให้เกิดเหล็กหลอมเหลว หรือที่เรียกว่าโลหะร้อน

ข. การผลิตเหล็กกล้า

ยกตัวอย่างกระบวนการเตาเผาออกซิเจนพื้นฐาน (BOF) กระบวนการ BOF เกี่ยวข้องกับการเติมโลหะร้อนจากเตาเผาถลุงเหล็ก (DRI) เข้าไปในภาชนะแปลง ออกซิเจนบริสุทธิ์สูงจะถูกเป่าเข้าไปในภาชนะ ทำให้เกิดการออกซิไดซ์สิ่งเจือปนและลดปริมาณคาร์บอนเพื่อผลิตเหล็กกล้า

C. การหล่อแบบต่อเนื่อง

การหล่อแบบต่อเนื่องคือการหล่อเหล็กกล้าหลอมเหลวให้เป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป เช่น แผ่นเหล็ก แท่งเหล็ก หรือบลูม โดยการเทเหล็กกล้าหลอมเหลวลงในแม่พิมพ์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ และทำให้แข็งตัวเป็นเส้นต่อเนื่อง จากนั้นจึงตัดเส้นเหล็กตามความยาวที่ต้องการ

ง. การขึ้นรูปและการขึ้นรูป

การรีด: ผลิตภัณฑ์เหล็กกึ่งสำเร็จรูปจากการหล่อต่อเนื่องจะถูกรีดในโรงงานรีดร้อนหรือรีดเย็นเพื่อลดความหนา ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว และให้ได้ขนาดตามต้องการ

การตีขึ้นรูป: การตีขึ้นรูปเป็นกระบวนการขึ้นรูปเหล็กโดยใช้แรงอัด โดยทั่วไปมักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงและความทนทานสูง

กระบวนการผลิตสแตนเลส

ก. การผลิตสแตนเลส

การหลอม: สแตนเลสผลิตขึ้นโดยการหลอมแร่เหล็ก โครเมียม นิกเกิล และธาตุโลหะผสมอื่นๆ ในเตาเผาแบบอาร์กไฟฟ้าหรือเตาเหนี่ยวนำ

การกลั่น: เหล็กกล้าไร้สนิมหลอมเหลวจะผ่านกระบวนการกลั่น เช่น การแยกคาร์บอนด้วยออกซิเจนอาร์กอน (AOD) หรือการแยกคาร์บอนด้วยออกซิเจนสุญญากาศ (VOD) เพื่อปรับองค์ประกอบ กำจัดสิ่งเจือปน และควบคุมคุณสมบัติที่ต้องการ

ข. การขึ้นรูปและการขึ้นรูป

การรีดร้อน: แท่งเหล็กสแตนเลสหรือแผ่นเหล็กจะถูกให้ความร้อนและส่งต่อไปยังโรงงานรีดร้อนเพื่อลดความหนาและขึ้นรูปเป็นม้วน แผ่น หรือแผ่นบาง

การรีดเย็น: การรีดเย็นช่วยลดความหนาของสเตนเลสสตีลและมอบผิวสำเร็จตามที่ต้องการ นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและความแม่นยำของขนาดอีกด้วย

ค. การอบด้วยความร้อน

การอบอ่อน: เหล็กกล้าไร้สนิมจะผ่านกระบวนการอบอ่อนซึ่งเป็นกระบวนการให้ความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดภายในและปรับปรุงความเหนียว ความสามารถในการตัดเฉือน และความทนทานต่อการกัดกร่อน

การดับและการอบคืนตัว: เหล็กกล้าไร้สนิมบางเกรดจะผ่านกระบวนการดับและการอบคืนตัวเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเชิงกล เช่น ความแข็ง ความเหนียว และความแข็งแกร่ง

D. กระบวนการตกแต่ง

การดอง: พื้นผิวสแตนเลสสามารถดองในสารละลายกรดเพื่อขจัดตะกรัน ออกไซด์ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ บนพื้นผิว

การทำให้เป็นพาสซีฟ: การทำให้เป็นพาสซีฟคือการบำบัดทางเคมีที่ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนของสแตนเลสโดยการสร้างชั้นออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิว

กระบวนการเฉพาะที่ใช้จะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับเกรดเหล็กหรือสแตนเลสที่ต้องการและการใช้งานผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ต้องการ

เหล็ก VS สแตนเลส : ความแข็งแกร่งและความทนทาน

ความแข็งแกร่งของเหล็กกล้าขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนและธาตุผสมอื่นๆ เป็นหลัก เช่น แมงกานีส ซิลิกอน และปริมาณเล็กน้อยของส่วนประกอบต่างๆ เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง เช่น เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำความแข็งแรงสูง (HSLA) และเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงขั้นสูง (AHSS) มักถูกนำไปใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การผลิตยานยนต์และการก่อสร้าง โดยทั่วไปแล้วสเตนเลสจะมีความแข็งแรงต่ำกว่าเหล็กกล้า แต่ก็ยังมีความแข็งแรงเพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่

เหล็ก VS สแตนเลส : เปรียบเทียบราคา

เมื่อพิจารณาจากราคา เหล็กมักจะมีราคาถูกกว่าสเตนเลส ซึ่งทำให้สเตนเลสเป็นตัวเลือกที่ประหยัดงบประมาณสำหรับโครงการต่างๆ มากมาย เนื่องจากสเตนเลสมีราคาแพงกว่าในการผลิตเหล็ก ทั้งในแง่ของกระบวนการผลิตและองค์ประกอบ

เหล็ก VS สแตนเลสสตีล : การใช้งาน

เหล็กและสเตนเลสสตีลเป็นวัสดุอเนกประสงค์ที่นำไปใช้งานหลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เหล็กมีความแข็งแรงและทนทาน มักพบในโครงการก่อสร้าง เช่น สะพาน อาคาร และโครงสร้างพื้นฐาน เหล็กจึงเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับส่วนประกอบโครงสร้าง

คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีลทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่อความชื้นหรือสารเคมี ด้วยเหตุนี้ สเตนเลสสตีลจึงเป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัว อุปกรณ์แปรรูปอาหาร อุปกรณ์การแพทย์ และเครื่องประดับ

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ วัสดุทั้งสองชนิดนี้มีบทบาทสำคัญ โดยเหล็กมักใช้ทำโครงรถเนื่องจากแข็งแรง ในขณะที่สแตนเลสมักใช้ในระบบไอเสียเนื่องจากทนทานต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน

บทสรุป

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเหล็กธรรมดาและสแตนเลสคือความต้านทานการกัดกร่อนแม้ว่าเหล็กทั่วไปจะมีความแข็งแรงแต่มีโอกาสเกิดสนิมได้ง่าย แต่สเตนเลสสามารถต้านทานสนิมได้เนื่องจากมีโครเมียม ซึ่งก่อให้เกิดชั้นออกไซด์ป้องกัน คุณสามารถเลือกวัสดุที่เหมาะสมเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุนได้ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน