Stainless Steel คืออะไร? เหล็กกล้าไร้สนิมหรือสแตนเลสนั้นเป็นโลหะผสมที่มีคุณสมบัติไม่เป็นสนิมขณะที่ใช้งานโดยเกิดจากการผสมโลหะเข้าด้วยกัน ซึ่งสแตนเลสนั้นเป็นวัสดุที่ถูกเรียกว่าอัลลอยหรือเป็นวัสดุที่เกิดขึ้นจากการผสมกันระหว่างโลหะตั้งแต่ 2 ประเภทขึ้นไป
โดยการผสมงั้นจะมีการผสมตั้งแต่วัสดุที่เป็นโลหะกับอโลหะเข้าด้วยกันและวัสดุที่เป็นโลหะกับโลหะเข้าด้วยกันอย่างเช่นการผสมโลหะเข้ากับคาร์บอนนั้นจะกลายเป็นโลหะที่เรียก ว่าเหล็กว่าและเมื่อมีการผสมโครเมียมเข้ากับเหล็กกล้าจึงกลายมาเป็น stainless Steel หรือเหล็กกล้าไร้สนิมนั่นเองนั้นเอง
โดยสัดส่วนในการผสมเพื่อที่จะทำเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นจะต้องมีโครเมียมในส่วนผสมอย่างน้อยไม่ต่ำกว่า 10.5 เปอร์เซ็นต์และคาร์บอนไม่สูงไปกว่า 1.2 เปอร์เซ็นต์ส่วนวัสดุที่เหลือทั้งหมดนั้นจะเป็นเหล็กเป็นส่วนประกอบหลักโดยข้อดีของการใช้งานหลักๆของโครเมียมก็คือพวกมันนั้นจะสามารถใช้ในการป้องกันการเกิดสนิมและเกิดการกัดกร่อน โดยสแตนเลสนั้นฉันมีคุณสมบัติและการใช้งานเหมือนกันกับเหล็กทุกอย่างแต่ว่ามีคุณสมบัติที่สามารถกันสนิมได้ซึ่งเกิดจากการที่โลหะโครเมียมที่อยู่ในส่วนผสมของแตนเลสนั้นจะช่วยสร้างแผ่นฟิล์มบางๆขึ้นหุ้มเนื้อเหล็กสแตนเลสซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กนั้นทำปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมภายนอกต่างๆไม่ว่าจะเป็นความชื้นสารเคมีหรือสิ่งอื่นๆที่จะทำให้เหล็กสแตนเลสเหล่านี้เกิดการกัดกร่อน
สำหรับประวัติและความเป็นมามาของ Stainless Steel ได้ถูกคิดค้นและค้นพบครั้งแรกโดยนักโลหะวิทยาชาวฝรั่งเศสชื่อ ปิแอร์ เบอร์แทร์ (Pierre Berthier) ในปี 1821 โดยเขาได้พบว่าเมื่อโลหะผสมกับโครเมียมแล้วจะมีคุณสมบัติในการทนต่อการกัดกร่อนจากกรดบางชนิดได้ดีซึ่ง หลังจากนั้นก็ได้มีการค้นคว้าเกี่ยวกับคุณสมบัติต่างๆของ Stainless Steelและได้มีการปรับสูตรในการผสมโครเมียมโดยจุดสำคัญของ การทำ Stainless Steel นั้นคือจะต้องมีการควบคุมปริมาณคาร์บอนภายในเนื้อของส่วนผสมให้มีอยู่ในระดับที่ต่ำมากๆประมาณ 0.15%
ปี 1872 หลังการค้นพบของ ปิแอร์ เบอร์แทร์ (Pierre Berthier) กว่า 50 ปี มีชาวอังกฤษสองคนคือ วูดส์และคลาร์ค (Woods and Clark) ได้จดสิทธิบัตรโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนจากสภาพอากาศและกรดเป็นครั้งแรก โดยประกอบด้วย โครเมียม 30-35 % และทังสเตน 1.5-2.0 %
โลหะทนต่อการกัดกร่อนมีการพัฒนาอย่างมากในยุคหลังศตวรรษที่ 19 เมื่อ ฮันส์ โกลชมิดท์ (Hans Goldschmidt) ชาวเยอรมัน ได้พัฒนากระบวนการผลิตที่สามารถผลิตโลหะที่มีคาร์บอนต่ำได้ ในปี 1895 และหลังจากนั้นเพียง 10 ปี ก็มีนักวิทยาศาสตร์ขาวฝรั่งเศส ลีอ็อน กิวล์เลด (Leon Guillet) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยโลหะผสม ซึ่งปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันว่าคือเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเฟอร์ริติกบางชนิด และออสเทนนิติกกลุ่ม 300
การผลิตโลหะทนต่อการกัดกร่อนในเชิงอุตสาหกรรมเริ่มต้นจริงๆ ในปี 1908 เมื่อบริษัท ครุปป์ไอออนเวิร์ค (Krupp Iron Works) ของเยอรมนีได้นำเหล็กกล้าผสมโครเมียม-นิกเกิลมาผลิตเป็นตัวเรือเดินสมุทร นอกจากนั้น บรัษัทยังได้พัฒนาเหล็กกล้าออสเทนนิติกด้วยส่วนผสม คาร์บอน < 1% นิกเกิล < 20% และ โครเมียม 15-40 % ระหว่างปี ค.ศ. 1912-1914
ในระหว่างปี 1904-1908 มีการศึกษาและเสนอผลงานวิจัยคิดค้นมากมาย ทั้งในประเทศอังกฤษ ฝรั่งเศส และเยอมนี โดยผลงานที่โดดเด่นได้แก่การตีพิมพ์ผลงานรายละเอียดของเหล็กกล้าผสมโครเมียม – นิกเกิลของ จิเซน (Giesen) ชาวอังกฤษ ผลงานการพัฒนาเหล็กกล้าผสมโครเมียมของปอร์ตแว็ง (Portevin) ชาวฝรั่งเศส และที่สำคัญที่สุดก็คือ ผลงานของชาวเยอรมันสองท่าน พี มอนนาร์ท และ ดับบิว บอร์เชอร์ส (P. Monnartz and W. Borchers) ที่ได้ค้นพบว่าเหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อนต้องมีโครเมียมผสมอย่างน้อย 1.5 %
ประเภทของ Stainless Steel ที่มีการใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
สแตนเลสที่มีการใช้งานอยู่ในปัจจุบันนั้นสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มๆตามคุณสมบัติของตัวสแตนเลสตัวเองซึ่งสามารถแบ่งกลุ่มออกได้ง่ายๆเป็น 5 กลุ่มได้แก่
1.กลุ่มออสเทนนิติก (Austenitic) หรือเหล็กกล้าไร้สนิมตระกูล 300 เป็นเกรดที่ใช้งานแพร่หลายมากที่สุดถึง 70%
มีคุณสมบัติที่แม่เหล็กดูดไม่ติด (non – magnetic) มีส่วนผสมของโครเมียม 16% คาร์บอนอย่างมากที่สุด 0.15% มีส่วนผสมของธาตุนิกเกิล 8% เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติในการทำการประกอบ(Fabrication)และเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน เกรดที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายและนิยมเรียก 18/8 คือการที่มีส่วนผสมของโครเมียม 18% และนิกเกิล 8%
2.กลุ่มเฟอริติก (Ferritic) แม่เหล็กดูดติด(magnetic) มีธาตุคาร์บอนผสมปริมาณที่ต่ำ และมีโครเมียมเป็นธาตุผสมหลักที่สำคัญอาจอยู่ระหว่าง 10.5%-27% และมีนิกเกิ้ลเป็นส่วนผสมอยู่น้อยมากหรือไม่มีเลย
3.กลุ่มมาร์เทนซิติก (Martensitic) แม่เหล็กดูดติด(magnetic) มีส่วนผสมของโครเมียม 12-14% และมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ปานกลาง มีโมลิบดีนัมเป็นส่วนผสมอยู่ประมาณ 0.2-1% ไม่มีนิกเกิล
เหล็กกล้าไร้สนิมตระกูลนี้สามารถปรับความแข็งได้โดยการให้ความร้อนแล้วทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว (Quenching)และอบคืนตัว (Tempering) สามารถลดความแข็งได้ คล้ายกับเหล็กกล้าคาร์บอน และพบการใช้งานที่สำคัญในการผลิตเครื่องตัด, อุตสาหกรรมเครื่องบินและงานวิศวกรรมทั่วไป
4.กลุ่มเพิ่มความแข็งโดยการตกผลึก (Precipitation hardening)เกรดที่เป็นที่รู้จักในตระกูลนี้ คือ 17-4H ซึ่งมีส่วนผสมของโครเมียม 17% และนิกเกิล 4% สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้โดยกลไกเพิ่มความแข็งจากการตกผลึก (Precipitation hardening mechanism) โดยสามารถเพิ่มความแข็งแรงสูงมาก มีค่าความเค้นพิสูจน์ (Proof stress) อยู่ระหว่าง 1,000 ถึง 1,500 เมกาปาสคาล (MPa) ขึ้นอยู่กับชนิดและกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติด้วยความร้อน (Heat treatment)
5.กลุ่มดูเพล็กซ์ (Duplex) มีโครงสร้างผสมระหว่าง โครงสร้างเฟอริติค และออสเทนนิติค มีโครเมียมเป็นธาตุผสมอยู่ระหว่าง 19-28% และโมลิบดินัมสูงกว่า 5% และมีนิกเกิลน้อยกว่าตระกูลออสเทนนิติค พบว่ามีการใช้งานมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรยากาศแวดล้อมของคลอไรด์
ทำไมจึงมีความนิยมในการ Stainless Steel มาใช้ในการทำเครื่องครัว
หลังจากที่มีการค้นพบและใช้งาน Stainless Steel นั้นก็ได้มีการนำมาใช้ในการผลิตเป็นเครื่องครัวและนิยมใช้อย่างแพร่หลายทั่วโลกจนถึงปัจจุบันนี้เนื่องจากว่าพวกมันนั้นมีคุณสมบัติที่มีความทนทานราคาถูกดูแลรักษาง่ายโดยทุกชิ้นส่วนของเครื่องครัวนั้นจะถูกทำจากโลหะประเภทนี้ทั้งหมดซึ่งจะทำให้พวกมันนั้นสามารถที่จะใช้งานได้อย่างยาวนานและเหมาะสมกับการใช้งานในการประกอบอาหารและทำความสะอาดหลังจากใช้งานแล้ว
เนื่องจากว่าสแตนเลสสตีลนั้นเป็นโลหะที่เกิดจากการผสมกันของโลหะที่หลากหลายไม่ว่าจะเป็นโครเมียมนิกเกิลซึ่งการผสมโลหะในอัตราส่วนต่างๆนั้นจะช่วยให้สแตนเลสสตีลนั้นมีความทนทานและมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันดูข้อดีหลักของการใช้ Stainless Steel ในการนำมาทำเครื่องครัวนั้นได้
1.เครื่องครัวที่ทำจาก Stainless Steel นั้นสามารถที่จะรองรับการทำเมนูที่หลากหลายไม่ทำให้เกิดรอยขีดข่วนหรือเปลี่ยนรูปเมื่อเจอกับความร้อน
2.สแตนเลสสตีลนั้นมีความปลอดภัยสูงไม่มีสารมีพิษถูกปล่อยออกมาขณะใช้งานและไม่มีอันตรายที่อาจจะเกิดจากเชื้อแบคทีเรียหรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่อยู่ภายในเหลือของพวกมัน
3. Stainless นั้นไม่มีการทำปฏิกิริยากับอาหารที่มีคุณสมบัติเป็นกรดและทำปฏิกิริยากับอาหารไม่มีคุณสมบัติอื่นๆในการกัดกร่อน
4. Stainless Steel นั้นสามารถที่จะนำความร้อนได้ดีช่วยให้อาหารสุกได้อย่างรวดเร็วและไม่ทำให้อาหารติดบนพื้นผิวของพวกมัน
5.อาหารที่ได้จากการปรุงกับภาชนะที่ทำจากสแตนเลสนั้นจะมีสีรสชาติและคุณสมบัติต่างๆไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งทำให้เชฟมืออาชีพต่างๆนั้นนิยมใช้เครื่องครัวที่ทำจาก Stainless Steel มากเพราะว่าพวกมันไม่ทำให้อาหารเสียรสชาติ
จะเห็นได้ว่าในปัจจุบันนี้เราจะนิยมใช้โลหะจำพวก Stainless Steel ในการนำมาใช้งานในชีวิตประจำวันได้เกือบทุกอย่างตั้งแต่รองเท้า เครื่องประดับ โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน เครื่องครัวและเกือบทุกๆอย่างที่ใช้โลหะทำนั้นมักจะเลือกที่จะใช้ Stainless Steel ในการทำเป็นอันดับแรกๆ เนื่องจากว่าคุณสมบัติที่สุดยอดของพวกมันนั่นเอง
Sources : วิกิพีเดีย