ในขอบเขตของวัสดุโลหะเหล็กโลหะผสมต่ำและสแตนเลสมีสองประเภทที่มีลักษณะที่แตกต่างและการใช้งานที่กว้าง คำถามทั่วไปที่เกิดขึ้นในการเลือกวัสดุคือ: เหล็กอัลลอยต่ำแข็งแกร่งกว่าสแตนเลสหรือไม่? คำตอบไม่สมบูรณ์เนื่องจากประสิทธิภาพความแข็งแรงของพวกเขาแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทเฉพาะองค์ประกอบทางเคมีกระบวนการบำบัดความร้อนและสถานการณ์การใช้งาน
ในการสำรวจปัญหานี้ก่อนอื่นเราต้องชี้แจงลักษณะหลักของเหล็กสองประเภท เหล็กโลหะผสมต่ำขึ้นอยู่กับเหล็กกล้าคาร์บอนโดยมีองค์ประกอบโลหะผสมเล็กน้อย (ปริมาณทั้งหมดน้อยกว่า 5%) เช่นแมงกานีส, ซิลิคอน, นิกเกิล, โครเมียมและโมลิบดีนัมเพิ่ม การมุ่งเน้นการออกแบบคือการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลเช่นความแข็งแรงความเหนียวและความต้านทานการสึกหรอในขณะที่รักษาต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างต่ำและความสามารถในการประมวลผลที่ดี ในทางกลับกันสแตนเลสเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความต้านทานการกัดกร่อนส่วนใหญ่อาศัยปริมาณโครเมียมสูง (โดยปกติจะมากกว่า 10.5%) และมักจะเพิ่มนิกเกิลโมลิบดีนัมและองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อสร้างฟิล์มออกไซด์แบบพาสซีฟบนพื้นผิว ประสิทธิภาพความแข็งแรงของมันได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นองค์ประกอบโลหะผสมโครงสร้างจุลภาค (เช่นออสเทนนิติก, เฟอร์ริติก, มาร์เทนซิติก) และการรักษาด้วยความร้อน
จากมุมมองของความต้านทานแรงดึงตัวบ่งชี้สำคัญของความแข็งแรงเหล็กกล้าอัลลอยต่ำบางตัวสามารถบรรลุความแข็งแรงสูงมากหลังการรักษาความร้อน ตัวอย่างเช่นเหล็ก 4340 เหล็กโลหะผสมต่ำทั่วไปสามารถเข้าถึงความต้านทานแรงดึงที่ 1,600 MPa หรือมากกว่าหลังจากดับและการแบ่งเบาอารมณ์ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตส่วนประกอบความแข็งแรงสูง - เช่นเกียร์เชื่อมโยงไปถึงอากาศยานและสูง - ในทางตรงกันข้ามสแตนเลสสแตนเลสทั่วไปเช่น 304 และ 316 มีความต้านทานแรงดึงตั้งแต่ 500 - 700 MPa ในสถานะอบอ่อนซึ่งต่ำกว่าสูงกว่าสูง - เหล็กโลหะผสมต่ำ อย่างไรก็ตาม Stainless Steels Martensitic ซึ่งเป็นสแตนเลสชนิดหนึ่งแสดงประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน หลังจากดับและการแบ่งเบาผมสตีลสแตนเลสมาร์เทนซิติกเช่น 410 และ 420 สามารถมีความต้านทานแรงดึงที่ 800 - 1500 MPa ซึ่งเปรียบได้กับความแข็งแรงสูง - เหล็กโลหะผสมต่ำ
ในแง่ของความแข็งแรงของผลผลิตซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถของวัสดุในการต้านทานการเสียรูปพลาสติกเหล็กโลหะผสมต่ำยังมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในบางกรณี สูง - Strength Low Alloy Steels (HSLA) สามารถบรรลุความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่า 345 MPa ผ่านกระบวนการเช่น microalloying และการควบคุมการกลิ้งและเกรดขั้นสูงบางอย่างสามารถเกิน 690 MPa โดยทั่วไปแล้วสเตนเลสสเตนเลสออสเทนนิติกมีความแข็งแรงของผลผลิต 200 - 300 MPa แต่ผ่านการทำงานเย็น (เช่นการกลิ้งเย็น) ความแข็งแรงของผลผลิตสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญถึง 800 MPa หรือมากกว่าซึ่งสามารถแข่งขันกับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ
ควรเน้นว่าความแข็งแรงไม่ใช่เกณฑ์เดียวสำหรับการประเมินวัสดุ ข้อได้เปรียบหลักของสแตนเลสอยู่ในความต้านทานการกัดกร่อนซึ่งไม่สามารถถูกแทนที่ด้วยเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำที่สุด ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเช่นวิศวกรรมทางทะเลการแปรรูปทางเคมีและการแปรรูปอาหารแม้ว่าเหล็กโลหะผสมต่ำบางตัวมีความแข็งแรงสูงกว่าพวกเขามีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนในขณะที่สแตนเลสสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้เป็นเวลานาน นอกจากนี้สแตนเลสยังมีความต้านทานอุณหภูมิสูง - สูงและประสิทธิภาพด้านสุขอนามัยซึ่งขยายขอบเขตการใช้งาน
ในทางกลับกันเหล็กอัลลอยด์ต่ำมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนและการเชื่อมในการใช้งานโครงสร้างจำนวนมากที่ความต้องการความต้านทานการกัดกร่อนไม่สูง แต่เน้นความแข็งแรง ตัวอย่างเช่นในเครื่องจักรการก่อสร้างสะพานและเฟรมรถยนต์เหล็กโลหะผสมต่ำสามารถตอบสนองความต้องการความแข็งแรงในราคาที่ต่ำกว่าและกระบวนการเชื่อมและการขึ้นรูปนั้นเติบโตขึ้นมากขึ้น
โดยสรุปว่าเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำนั้นแข็งแกร่งกว่าสแตนเลสขึ้นอยู่กับเกรดวัสดุเฉพาะและตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหรือไม่ บาง - ความแข็งแรงเหล็กโลหะผสมต่ำสามารถเหนือกว่าสแตนเลสสแตนเลสธรรมดาในความแข็งแรง แต่เหล็กกล้าไร้สนิมของ Martensitic หรือเย็น - ทำงานเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกยังสามารถบรรลุระดับความแข็งแรงสูง ในการใช้งานจริงการเลือกวัสดุไม่เพียง แต่พิจารณาความแข็งแรง แต่ยังประเมินปัจจัยที่ครอบคลุมเช่นความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานอุณหภูมิต้นทุนและความสามารถในการประมวลผลตามสภาพแวดล้อมการทำงานจริงและข้อกำหนดการทำงานเพื่อให้ได้การจับคู่วัสดุและการใช้งานที่ดีที่สุด
