สแตนเลสคืออะไรและทำอย่างไร?

 

เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงสูงและรูปลักษณ์ที่น่าดึงดูดใจ สเตนเลสจึงมีการใช้งานที่หลากหลายทั้งในตลาดอุตสาหกรรมและตลาดผู้บริโภค

แต่เหล็กกล้าไร้สนิมเปลี่ยนจากกองเศษเหล็กหรือแร่กลั่นไปเป็นรูปทรงและการใช้งานขั้นสุดท้ายได้อย่างไร

เหล็กกล้าไร้สนิมส่วนใหญ่เริ่มต้นชีวิตในลักษณะเดียวกันก่อนจะเข้าสู่กระบวนการแปรรูปกระบวนการนี้—พร้อมกับองค์ประกอบที่แน่นอนของโลหะผสมเหล็ก—กำหนดคุณลักษณะหลายอย่างของมัน

ดังนั้นเพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการผลิตเหล็กกล้าไร้สนิม เราต้องดำดิ่งลงไปในองค์ประกอบของมันก่อน

สแตนเลสคืออะไร?

สแตนเลสเป็นเหล็กและโลหะผสมโครเมียม

แม้ว่าสเตนเลสจะต้องมีโครเมียมอย่างน้อย 10.5% ส่วนประกอบและอัตราส่วนที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามเกรดที่ร้องขอและวัตถุประสงค์การใช้งานของเหล็ก

สารเติมแต่งทั่วไปอื่น ๆ ได้แก่ :

· นิกเกิล

· คาร์บอน

· แมงกานีส

· โมลิบดีนัม

· ไนโตรเจน

· กำมะถัน

· ทองแดง

· ซิลิโคน

องค์ประกอบที่แน่นอนของโลหะผสมนั้นได้รับการวัดและประเมินอย่างเข้มงวดตลอดกระบวนการผสมเพื่อให้แน่ใจว่าเหล็กมีคุณสมบัติตามที่กำหนด

สาเหตุทั่วไปในการเพิ่มโลหะและก๊าซอื่นๆ ลงในโลหะผสมของเหล็กกล้าไร้สนิม ได้แก่:

· เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

· ทนต่ออุณหภูมิสูง

· ทนต่ออุณหภูมิต่ำ

· ปรับปรุงความแข็งแกร่ง

· ปรับปรุงความสามารถในการเชื่อม

· ปรับปรุงการขึ้นรูป

· การควบคุมแม่เหล็ก

สิ่งที่อยู่ในเหล็กกล้าไร้สนิมของคุณไม่ใช่ปัจจัยเดียวในการกำหนดคุณลักษณะเฉพาะ อย่างไรก็ตาม...

วิธีการทำจะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเหล็กต่อไป

วิธีทำสแตนเลส

กระบวนการที่แน่นอนสำหรับเกรดสแตนเลสจะแตกต่างออกไปในขั้นต่อไปเกรดของเหล็กมีรูปร่าง ทำงาน และเสร็จสิ้นอย่างไรมีบทบาทสำคัญในการกำหนดลักษณะและประสิทธิภาพของเหล็ก

ก่อนที่คุณจะสามารถสร้างผลิตภัณฑ์เหล็กที่ส่งมอบได้ คุณต้องสร้างโลหะผสมหลอมเหลวก่อน

ด้วยเหตุนี้เกรดเหล็กส่วนใหญ่จึงมีขั้นตอนเริ่มต้นร่วมกัน

ขั้นตอนที่ 1: ละลาย

การผลิตเหล็กกล้าไร้สนิมเริ่มต้นด้วยการหลอมเศษโลหะและสารเติมแต่งในเตาอาร์คไฟฟ้า (EAF)การใช้อิเล็กโทรดกำลังสูง EAF จะทำให้โลหะร้อนในช่วงเวลาหลายชั่วโมงเพื่อสร้างส่วนผสมที่หลอมเหลวและของเหลว

เนื่องจากสแตนเลสสามารถรีไซเคิลได้ 100% คำสั่งซื้อสแตนเลสจำนวนมากจึงมีเหล็กรีไซเคิลมากถึง 60%ซึ่งไม่เพียงช่วยควบคุมต้นทุนเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

อุณหภูมิที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามเกรดของเหล็กที่สร้างขึ้น

ขั้นตอนที่ 2: การนำเนื้อหาคาร์บอนออก

คาร์บอนช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของเหล็กอย่างไรก็ตาม คาร์บอนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาได้ เช่น การตกตะกอนของคาร์ไบด์ระหว่างการเชื่อม

ก่อนการหล่อเหล็กกล้าไร้สนิม การสอบเทียบและการลดปริมาณคาร์บอนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ

โรงหล่อควบคุมปริมาณคาร์บอนได้สองวิธี

อย่างแรกคือผ่าน Argon Oxygen Decarburization (AOD)การฉีดส่วนผสมของก๊าซอาร์กอนลงในเหล็กหลอมเหลวจะช่วยลดปริมาณคาร์บอนโดยสูญเสียองค์ประกอบที่จำเป็นอื่นๆ เพียงเล็กน้อย

อีกวิธีหนึ่งที่ใช้คือ Vacuum Oxygen Decarburization (VOD)ในวิธีนี้ เหล็กหลอมเหลวจะถูกถ่ายโอนไปยังอีกห้องหนึ่งที่มีการฉีดออกซิเจนเข้าไปในเหล็กในขณะที่ให้ความร้อนจากนั้นสุญญากาศจะกำจัดก๊าซที่ระบายออกจากห้อง และลดปริมาณคาร์บอนลงอีก

ทั้งสองวิธีมีการควบคุมปริมาณคาร์บอนอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนผสมที่เหมาะสมและคุณสมบัติที่แน่นอนในผลิตภัณฑ์สแตนเลสขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 3: การปรับจูน

หลังจากลดคาร์บอน จะเกิดการปรับสมดุลขั้นสุดท้ายและทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของอุณหภูมิและเคมีเพื่อให้แน่ใจว่าโลหะมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดสำหรับเกรดที่ต้องการ และองค์ประกอบของเหล็กมีความสอดคล้องกันตลอดทั้งชุด

ตัวอย่างได้รับการทดสอบและวิเคราะห์จากนั้นทำการปรับจนกว่าส่วนผสมจะเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด

ขั้นตอนที่ 4: การขึ้นรูปหรือการหล่อ

ด้วยเหล็กหลอมเหลวที่สร้างขึ้น โรงหล่อต้องสร้างรูปทรงดั้งเดิมที่ใช้ในการหล่อเย็นและทำงานกับเหล็กรูปร่างและขนาดที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

รูปร่างทั่วไป ได้แก่ :

· บุปผา

· บิลเล็ต

· แผ่นพื้น

· แท่ง

· หลอด

แบบฟอร์มจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวระบุเพื่อติดตามแบทช์ผ่านกระบวนการต่างๆ ที่จะตามมา

จากนี้ไป ขั้นตอนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเกรดที่ต้องการและผลิตภัณฑ์หรือฟังก์ชันขั้นสุดท้ายแผ่นพื้นกลายเป็นแผ่น แถบ และแผ่นบุปผาและบิลเล็ตกลายเป็นแท่งและลวด

ขึ้นอยู่กับเกรดหรือรูปแบบที่สั่งซื้อ เหล็กอาจผ่านขั้นตอนเหล่านี้หลายครั้งเพื่อสร้างลักษณะหรือลักษณะที่ต้องการ

ขั้นตอนต่อไปนี้เป็นเรื่องธรรมดาที่สุด

รีดร้อน

ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของเหล็ก ขั้นตอนนี้ช่วยในการกำหนดขนาดทางกายภาพที่หยาบของเหล็กการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำตลอดกระบวนการช่วยให้เหล็กนุ่มพอที่จะทำงานโดยไม่ทำให้โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไป

กระบวนการนี้ใช้การผ่านซ้ำเพื่อปรับขนาดของเหล็กอย่างช้าๆในกรณีส่วนใหญ่ การดำเนินการนี้จะเกี่ยวข้องกับการรีดผ่านหลายโรงสีเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อให้ได้ความหนาตามที่ต้องการ

รีดเย็น

มักใช้เมื่อต้องการความแม่นยำ การรีดเย็นเกิดขึ้นต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของเหล็กใช้ลูกกลิ้งที่รองรับหลายตัวในการขึ้นรูปเหล็กกระบวนการนี้สร้างพื้นผิวที่สม่ำเสมอและน่าดึงดูดยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม มันสามารถทำให้โครงสร้างของเหล็กเสียรูปได้ และมักจะต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อทำให้เหล็กตกผลึกใหม่เป็นโครงสร้างจุลภาคดั้งเดิม

การหลอม

หลังจากการรีด เหล็กส่วนใหญ่จะผ่านกระบวนการอบอ่อนสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับวงจรความร้อนและความเย็นที่ควบคุมได้วัฏจักรเหล่านี้ช่วยให้เหล็กอ่อนตัวและบรรเทาความเครียดภายใน

อุณหภูมิและเวลาที่แน่นอนที่เกี่ยวข้องจะขึ้นอยู่กับเกรดของเหล็ก โดยทั้งอัตราการให้ความร้อนและความเย็นจะส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การขจัดตะกรันหรือการดอง

เนื่องจากเหล็กทำงานผ่านขั้นตอนต่างๆ มักจะสะสมตะกรันบนพื้นผิว

การสะสมนี้ไม่ได้เป็นเพียงขี้เหร่นอกจากนี้ยังสามารถส่งผลกระทบต่อการต้านทานคราบ ความทนทาน และความสามารถในการเชื่อมของเหล็กการกำจัดตะกรันนี้มีความสำคัญต่อการสร้างเกราะป้องกันออกไซด์ที่ทำให้สเตนเลสมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนและรอยเปื้อน

การขจัดตะกรันหรือการดองจะขจัดตะกรันนี้โดยใช้อ่างที่เป็นกรด (เรียกว่าการดองด้วยกรด) หรือผ่านการควบคุมความร้อนและความเย็นในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน

โลหะอาจกลับสู่การรีดหรือรีดเพื่อดำเนินการต่อไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตามด้วยขั้นตอนการหลอมซ้ำๆ จนกว่าจะได้คุณสมบัติที่ต้องการ

ตัด

เมื่อเหล็กทำงานและพร้อมแล้ว ชิ้นงานจะถูกตัดให้พอดีกับข้อกำหนดการสั่งซื้อ

วิธีการที่พบบ่อยที่สุดคือวิธีการทางกล เช่น การตัดด้วยมีดกิโยติน มีดกลม ใบมีดความเร็วสูง หรือการเจาะรูด้วยแม่พิมพ์

อย่างไรก็ตาม สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน อาจใช้การตัดด้วยเปลวไฟหรือการตัดด้วยพลาสม่าเจ็ตได้เช่นกัน

ตัวเลือกที่ดีที่สุดจะขึ้นอยู่กับทั้งเกรดของเหล็กที่ร้องขอและรูปร่างที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ที่จัดส่ง

จบ

สแตนเลสมีให้เลือกหลายแบบตั้งแต่ผิวด้านจนถึงกระจกการตกแต่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตเทคนิคทั่วไปรวมถึงการกัดกรดหรือทราย การพ่นทราย การเจียรสายพาน การขัดสายพาน และการขัดสายพาน

ณ จุดนี้ เหล็กจะถูกรวบรวมในรูปแบบสุดท้ายและพร้อมสำหรับการจัดส่งไปยังลูกค้าม้วนและม้วนเป็นวิธีทั่วไปในการจัดเก็บและจัดส่งสเตนเลสในปริมาณมากเพื่อใช้ในกระบวนการผลิตอื่นๆอย่างไรก็ตาม แบบฟอร์มสุดท้ายจะขึ้นอยู่กับชนิดของเหล็กที่ต้องการและปัจจัยอื่นๆ เฉพาะในการสั่งซื้อ

ความคิดสุดท้าย

การทำความเข้าใจเกรดและประเภทเหล็กกล้าไร้สนิมที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะและสภาพแวดล้อมเป็นส่วนสำคัญในการรับประกันผลลัพธ์ที่ยาวนานและต้นทุนที่เหมาะสมไม่ว่าคุณกำลังมองหาสิ่งที่แข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล หรือสิ่งที่สวยงามและทำความสะอาดง่ายสำหรับใช้ในร้านอาหาร ก็มีโลหะผสมสแตนเลสที่พร้อมให้เหมาะกับความต้องการของคุณ