SUS304 สแตนเลสคืออะไร? มาตรฐาน JIS G4303
ทำไมตัดยากกว่าเหล็กทั่วไป 3 เท่า?
วิเคราะห์ลึกถึงองค์ประกอบทางเคมี สมบัติทางกล ปรากฏการณ์ Work Hardening และวิธีตัดสแตนเลส SUS304 ด้วยเครื่องเลื่อยสายพานอย่างถูกต้อง
SUS304 คืออะไร?
SUS304 คือ Austenitic Stainless Steel ที่นิยมใช้มากที่สุดในโลก ตามมาตรฐาน JIS G4303:2012 ของญี่ปุ่น ชื่อ “SUS” ย่อมาจาก Steel Use Stainless และ “304” เป็นรหัสที่สอดคล้องกับ AISI 304 (อเมริกา) หรือ EN 1.4301 (ยุโรป) โดดเด่นด้วยความต้านทานสนิม (Corrosion Resistance) ที่ดีเยี่ยม ทำความสะอาดง่าย และสวยงาม จึงใช้ในอาหาร การแพทย์ เครื่องจักรอุตสาหกรรม และสถาปัตยกรรม
องค์ประกอบทางเคมีของ SUS304
| ธาตุ | SUS304 (JIS G4303) | AISI 304 (ASTM A276) | บทบาท |
|---|---|---|---|
| Carbon (C) | ≤ 0.08% | ≤ 0.08% | ต้องต่ำ ป้องกัน Sensitization |
| Chromium (Cr) | 18.00–20.00% | 18.00–20.00% | สร้างชั้น Passive Film ป้องกันสนิม |
| Nickel (Ni) | 8.00–10.50% | 8.00–10.50% | ทำให้โครงสร้าง Austenite เสถียรที่อุณหภูมิห้อง |
| Manganese (Mn) | ≤ 2.00% | ≤ 2.00% | ช่วยรักษาโครงสร้าง Austenite |
| Silicon (Si) | ≤ 1.00% | ≤ 1.00% | Deoxidation |
| Phosphorus (P) | ≤ 0.045% | ≤ 0.045% | ควบคุมให้ต่ำ |
| Sulfur (S) | ≤ 0.030% | ≤ 0.030% | ควบคุมให้ต่ำ |
สมบัติทางกลของ SUS304
| สมบัติ | ค่า SUS304 | เทียบ SS400 |
|---|---|---|
| Tensile Strength | ≥ 520 MPa | 400–510 MPa |
| Yield Strength (0.2%) | ≥ 205 MPa | ≥ 245 MPa |
| Elongation | ≥ 40% | ≥ 21% |
| Hardness (Annealed) | ~150–180 HB | ~120–160 HB |
| Hardness (Work Hardened) | สูงถึง 400+ HB | ไม่เปลี่ยนมาก |
| Thermal Conductivity | ~16 W/m·K | ~50 W/m·K |
ทำไม SUS304 จึงตัดยากกว่าเหล็กทั่วไป?
นี่คือคำถามที่ช่างและวิศวกรถามบ่อยมาก คำตอบอยู่ที่ปรากฏการณ์ 3 อย่างที่เกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อตัดสแตนเลส Austenitic:
1. Work Hardening (การแข็งตัวจากการเสียรูป)
สแตนเลส Austenitic 304 มีอัตราการ Work Harden สูงมาก — ยิ่งตัด ยิ่งเสียดสี วัสดุยิ่งแข็งขึ้น งานวิจัยโดย Shaw (2005) ใน Metal Cutting Principles พบว่า SUS304 มี Work Hardening Rate สูงกว่าเหล็กคาร์บอนธรรมดาถึง 3–4 เท่า ทำให้พื้นผิวที่กำลังตัดแข็งขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ใบเลื่อยต้องทำงานหนักขึ้นเรื่อยๆ
2. Thermal Conductivity ต่ำ
SUS304 มีค่าการนำความร้อน (Thermal Conductivity) ที่ ~16 W/m·K เทียบกับ SS400 ที่ ~50 W/m·K — ต่ำกว่าถึง 3 เท่า ความร้อนที่เกิดจากการตัดจึงสะสมอยู่ที่บริเวณรอยตัดและขอบฟัน แทนที่จะถ่ายออกไปตามเนื้อวัสดุ ทำให้ขอบฟันเสื่อมสภาพเร็วมาก
3. Built-Up Edge (BUE) Formation
ความเหนียว (Ductility) สูงของ SUS304 ทำให้เศษโลหะ (Chips) เกาะติดกับขอบฟันเลื่อย เรียกว่า Built-Up Edge ซึ่งเปลี่ยนรูปทรงของฟันและทำให้คุณภาพรอยตัดแย่ลง รวมถึงเพิ่มแรงเสียดทาน
วิธีตัด SUS304 ด้วยเครื่องเลื่อยสายพานอย่างถูกต้อง
| พารามิเตอร์ | ค่าแนะนำสำหรับ SUS304 | เหตุผล |
|---|---|---|
| ความเร็วใบเลื่อย | 20–40 m/min | ลดความร้อนสะสม ชะลอ Work Hardening |
| Feed Rate | ต้องต่อเนื่อง — ห้ามหยุดกลางคัน | การหยุดทำให้เกิด Work Hardening มาก |
| TPI | 3–4 TPI (แท่งใหญ่), 5–8 TPI (แท่งเล็ก) | ช่อง Gullet ใหญ่ระบาย Chip ยาวของสแตนเลส |
| ใบเลื่อย | Bi-Metal M42 Eberle เท่านั้น | ทน Work Hardening และความร้อนได้ดี |
| น้ำหล่อเย็น | จำเป็นมาก — Soluble Oil เข้มข้น 8–10% | ระบายความร้อน ลด BUE ยืดอายุใบ 3–5 เท่า |
| ความตึงใบ | ต้องตึงเพียงพอ | ใบหย่อนทำให้ตัดไม่ตรง Chip ค้าง |
เปรียบเทียบ SUS304 กับสแตนเลสเกรดอื่น
| เกรด | JIS | Cr% | Ni% | จุดเด่น | การใช้งาน |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 | SUS304 | 18–20 | 8–10.5 | ทนสนิมดี ราคาปานกลาง | อุปกรณ์ทั่วไป, Food Grade |
| 304L | SUS304L | 18–20 | 8–12 | C ต่ำ ทนการเชื่อมดีกว่า | งานเชื่อมหนัก, Chemical Plant |
| 316 | SUS316 | 16–18 | 10–14 | มี Mo ทน Chloride ดีกว่า | ทะเล, อุตสาหกรรมเคมี |
| 316L | SUS316L | 16–18 | 10–14 | C ต่ำ + Mo | การแพทย์, Marine |
| 430 | SUS430 | 16–18 | — | Ferritic, ถูกกว่า ไม่มี Ni | เฟอร์นิเจอร์, ชิ้นส่วนตกแต่ง |
แหล่งอ้างอิงและมาตรฐาน
- JIS G4303:2012 — Stainless Steel Bars, Japanese Standards Association
- ASTM A276/A276M-17 — Standard Specification for Stainless Steel Bars and Shapes, ASTM International
- ASM Handbook Vol. 16 — Machining, ASM International (1989, updated 2018)
- Shaw, M.C. (2005) — Metal Cutting Principles, 2nd Edition, Oxford University Press
- Bhatt, A. & Bhatt, H. (2013) — Machining of Stainless Steel: A Review, International Journal of Engineering Research and Applications
- Llewellyn, D.T. & Hudd, R.C. (1998) — Steels: Metallurgy and Applications, 3rd Ed., Butterworth-Heinemann
- Euro Inox (2014) — Machining Stainless Steels, Materials and Applications Series Vol. 5
ตัดสแตนเลส SUS304 ให้ได้คุณภาพและประหยัดใบ?
CNE Service มีใบเลื่อย Eberle Bi-Metal M42 สำหรับสแตนเลสโดยเฉพาะ พร้อมคำแนะนำการตั้งค่าจากผู้เชี่ยวชาญ
ขอคำแนะนำ →