จากข้อจำกัดของเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติกที่เกิดจากมีคาร์บอนและไนโตรเจนสูง จนนำไปสู่การลดความแกร่งและความเหนียว ซึ่งเป็นผลกระทบที่เกิดจากวัสดุมีความไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน และการแตกเปราะหลังการเชื่อมหรือหลังผ่านกระบวนการทางความร้อน จึงได้มีการพัฒนาเกรดที่มีความต้านทานการกัดกร่อนในสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย โดยการลดปริมาณคาร์บอนและไนโตรเจน แล้วเพิ่มธาตุผสมบางตัว ซึ่งบางเกรดมีการเพิ่มโครเมียมให้สูงมากว่า 25% รวมทั้งมีการเติมโมลิบดีนัม มักเรียกเกรดดังกล่าวว่าเหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์เฟอริติก (Superferritic Stainless Steel) [71-72] ซึ่งมีการพัฒนาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1982 เพื่อเป็นทางเลือกให้กับผู้ที่ใช้โลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมนิกเกิลที่มีโมลิบดีนัมสูง ซึ่งสมบัติที่ดีจากการมีโครเมียมและโมลิบดีนัมสูงและมีคาร์บอนต่ำนั้น ทำให้สามารถเติมนิกเกิลลงไปได้โดยไม่มีกระทบต่อเสถียรภาพของเฟสเฟอร์ไรต์ รวมทั้งมีราคาถูก จึงมักนำไปประยุกต์ใช้ในโรงงานเคมี กลั่นน้ำมัน ปิโตรเคมี ไฟฟ้า ผลิตอาหาร นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้งานในทะเล เนื่องจากมีความต้านทานต่อน้ำทะเลซึ่งคล้ายกับสมบัติของไทเทเนียม อย่างไรก็ตามถ้าสัมผัสอยู่ในบรรยากาศแบบรีดิวซิ่ง จะทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมดังกล่าวลดลง เนื่องจากฟิล์มโครเมียมออกไซด์ถูกทำลาย ดังนั้นการเพิ่มความเข้มข้นของโลหะผสมบางธาตุ เช่น โมลิบดีนัมและนิกเกิล จึงเป็นอีกทางเลือกที่ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน แต่อาจมีผลกระทบที่ไม่ดีกับวัสดุ กล่าวคือ อาจมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคและเฟสที่ส่งผลไม่ดีกับวัสดุเกิดขึ้น เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดเฟอริติกมีความไวต่อการตกตะกอนของเฟสเชิงโลหะ (Intermetallic Phase) เช่น เฟสไช เฟสซิกม่า และเลฟส์ ที่ลดสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อน โดยเฉพาะบริเวณแนวเชื่อม
เกรด AISI 444 เป็นเกรดที่มีโครเมียมผสมอยู่ประมาณ 17.5-19.5% [73, 77] มีคาร์บอนและไนโตรเจนต่ำ มีความต้านทานการกัดกร่อนแบบทั่วผิวหน้าเทียบเท่ากับเกรด AISI 316 และมีความต้านทานการแตกร้าวเนื่องจากความเค้นร่วมกับการกัดกร่อน และเนื่องจากมีปริมาณธาตุนิกเกิลผสมในปริมาณต่ำจึงต้านทานต่อสิ่งแวดล้อมที่มีซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่อุณหภูมิสูงได้ดี ซึ่งสภาวะดังกล่าวมักเกิดขึ้นในเหล็กกล้าที่ใช้งานในโรงกลั่นปิโตรเคมี และสามารถทดแทนเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด AISI 316 และ AISI 317L ได้ แต่ไม่สามารถทำการอบอ่อนเพื่อเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงได้มากนัก เนื่องจากถ้าอบอ่อนที่อุณหภูมิสูงมากเท่าใด ก็จะลดความแกร่งที่อุณหภูมิห้องลงมากเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูเข็มและภายใต้รอยซ้อนที่ดีที่สุดในกลุ่มเฟอริติก จึงมักผลิตเป็นชิ้นส่วนที่เกี่ยวกับการผลิตอาหาร อุปกรณ์ผลิตเหล้า เบียร์และไวน์ ถังบรรจุน้ำร้อน ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน และชิ้นส่วนยานยนต์ เป็นต้น
เกรด AISI 446 เป็นเกรดที่มีโครเมียมผสมอยู่ในช่วง 23-27% [66] ในสภาวะหลังทำการอบอ่อน จะได้สมบัติความต้านทานการกัดกร่อนในสารละลายกัดกร่อนที่กัดกร่อนดีเยี่ยม รวมทั้งต้านทานการแตกร้าวเนื่องจากความเค้นร่วมกับการกัดกร่อน และมีราคาค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวจะลดลงอย่างมากเมื่อถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่น การเชื่อม เนื่องจากโลหะผสมดังกล่าวมีโครเมียมในปริมาณสูง จึงมักปรากฏให้เห็นเฟสซิกม่าหลังจากผ่านกระบวนการทางความร้อน โดยทั่วไปมักนำไปประยุกต์ใช้งานเป็นชิ้นส่วนเตาในโรงงานปิโตรเคมี
(ก) ผลิตภัณฑ์ท่อ
(ข) ผลิตภัณฑ์เพลากลม
รูปที่ 1.14 ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอริติกเกรด AISI 446
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น