เหตุใดท่อสแตนเลสจึงจำเป็นต้องได้รับการอบชุบด้วยความร้อนแบบละลาย

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกจะอ่อนตัวลงด้วยกระบวนการอบชุบด้วยสารละลายของแข็ง โดยทั่วไปแล้วท่อสแตนเลสโดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 950 ถึง 1150 องศาเซลเซียส และคงอุณหภูมิไว้ระยะหนึ่ง เพื่อให้คาร์ไบด์และธาตุผสมต่างๆ ละลายในออสเทนไนต์ได้อย่างสมบูรณ์และสม่ำเสมอ จากนั้นจึงทำให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว คาร์บอนและธาตุผสมอื่นๆ จึงไม่มีเวลาตกตะกอน และได้โครงสร้างออสเทนไนต์บริสุทธิ์ ซึ่งเรียกว่าการอบชุบด้วยสารละลายของแข็ง

บทบาทของการบำบัดด้วยสารละลายของแข็งมีอยู่สามประการ
1. ทำให้โครงสร้างและองค์ประกอบของท่อเหล็กมีความสม่ำเสมอ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัตถุดิบ เนื่องจากอุณหภูมิการรีดและอัตราการเย็นตัวของแต่ละส่วนของเหล็กเส้นรีดร้อนนั้นแตกต่างกัน ส่งผลให้โครงสร้างองค์ประกอบไม่สม่ำเสมอ ที่อุณหภูมิสูง กิจกรรมของอะตอมจะเพิ่มขึ้น เฟส σ จะละลาย และองค์ประกอบทางเคมีจะสม่ำเสมอ หลังจากเย็นตัวอย่างรวดเร็ว จะได้โครงสร้างเฟสเดียวที่สม่ำเสมอ

2. ขจัดปัญหาการแข็งตัวของวัสดุ เพื่อให้สามารถขึ้นรูปเย็นได้อย่างต่อเนื่อง
ด้วยกระบวนการปรับสภาพด้วยสารละลายของแข็ง โครงสร้างผลึกที่บิดเบี้ยวจะได้รับการฟื้นฟู เม็ดผลึกที่ยืดและแตกหักจะเกิดการตกผลึกใหม่ ความเครียดภายในจะถูกกำจัด ความแข็งแรงดึงของท่อเหล็กจะลดลง และอัตราการยืดตัวจะเพิ่มขึ้น

3. ฟื้นฟูคุณสมบัติการต้านทานการกัดกร่อนตามธรรมชาติของสแตนเลส
เนื่องจากการตกตะกอนของคาร์ไบด์และข้อบกพร่องของโครงสร้างผลึกที่เกิดจากการขึ้นรูปเย็น ทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมลดลง หลังจากการอบชุบด้วยสารละลาย ความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กจะกลับคืนสู่สภาพเดิม สำหรับท่อเหล็กเหล็กกล้าไร้สนิม องค์ประกอบสามอย่างของการอบชุบด้วยสารละลาย ได้แก่ อุณหภูมิ เวลาในการคงสภาพ และอัตราการเย็นตัว อุณหภูมิการละลายของแข็งส่วนใหญ่จะถูกกำหนดตามองค์ประกอบทางเคมี โดยทั่วไปแล้ว สำหรับเหล็กเกรดที่มีธาตุผสมหลายชนิดและมีปริมาณสูง ควรเพิ่มอุณหภูมิการละลายของแข็งให้มากขึ้นตามไปด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเหล็กที่มีแมงกานีส โมลิบเดนัม นิกเกล และซิลิคอนในปริมาณสูง ผลของการทำให้อ่อนตัวลงจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเพิ่มอุณหภูมิการละลายของแข็งและละลายให้หมด อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิการละลายของแข็งของเหล็กเสถียร เช่น 1Cr18Ni9Ti สูง คาร์ไบด์ของธาตุที่ทำให้เสถียรจะละลายในออสเทนไนต์อย่างสมบูรณ์และจะตกตะกอนในรูปของ Cr23C6 ที่ขอบเกรนระหว่างการเย็นตัวในภายหลัง ทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน เพื่อป้องกันไม่ให้คาร์ไบด์ (TiC และ Nbc) ของธาตุรักษาเสถียรภาพสลายตัวหรือเกิดการละลายในสถานะของแข็ง โดยทั่วไปจึงมักใช้ค่าอุณหภูมิการละลายในสถานะของแข็งต่ำสุดเป็นเกณฑ์

อย่างที่สุภาษิตกล่าวไว้ว่า เหล็กกล้าไร้สนิมคือเหล็กที่ไม่เป็นสนิมง่าย เหล็กกล้าไร้สนิมบางชนิดมีทั้งคุณสมบัติไม่เป็นสนิมและทนต่อกรด (ทนต่อการกัดกร่อน) คุณสมบัติไม่เป็นสนิมและทนต่อการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นเกิดจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ที่อุดมด้วยโครเมียม (ฟิล์มพาสซิเวชัน) บนพื้นผิว ในบรรดาคุณสมบัติเหล่านี้ ความเป็นสนิมและความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นสิ่งที่สัมพันธ์กัน การทดลองแสดงให้เห็นว่าความทนทานต่อการกัดกร่อนของเหล็กในตัวกลางอ่อนๆ เช่น บรรยากาศหรือน้ำ และตัวกลางออกซิไดซ์ เช่น กรดไนตริก จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณโครเมียมในน้ำที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณโครเมียม เมื่อปริมาณโครเมียมถึงเปอร์เซ็นต์ที่กำหนด ความทนทานต่อการกัดกร่อนของเหล็กจะเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน กล่าวคือ จากเป็นสนิมง่ายเป็นไม่เป็นสนิมง่าย จากไม่ทนต่อการกัดกร่อนเป็นทนต่อการกัดกร่อน