นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4281863 ครั้ง

www.thummech.com
เป็นความรู้เกี่ยวกับโลหะในทางทฤษฏี ทั้งโลหะที่เป็นเหล็ก และไม่ใช่เหล็ก
โลหะที่เป็นเหล็กที่จะกล่าวก็คือ เหล็ก และเหล็กกล้า
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ฯลฯ
ตัวอย่างที่จะกล่าวในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวเกียวกับ
- กรรมวิธีการผลิตโลหะ
- คุณสมบัติของโลหะ
- การวิเคราะห์โครงสร้างโลหะ
- การปรับสภาพของโลหะ
- แนวทางที่จะนำไปใช้ประโยชน์
-ฯลฯ

ลองติดตามผลงานดูนะครับ ติชมกันได้นะ มีคำถามอะไรก็ถามได้ ถ้ารู้ก็จะตอบให้ครับ

เมื่อการพัฒนาทางด้านวัตถุมีสูง มองมุมกลับ การพัฒนาทางด้านจิตใจ ด้านคุณธรรมก็ต้องให้สูงตามไปด้วย

วัตถุประสงค์ที่ทำก็คือ อยากเห็นประเทศของเรามีความทัดเทียม หรือเหนือกว่าประเทศที่พัฒนาแล้ว มีการสร้างเทคโนโลยีเป็นของตัวเอง ไม่ต้องตามใคร


31 บทที่ 5 เหล็กกล้า

 

ภาค 3

โลหะวิทยาเกี่ยวกับเหล็ก

บทที่ 5 เหล็กกล้า

     

      เหล็กเป็นวัสดุที่มีการใช้งานกันมากที่สุดในโลก เพราะมันมีความแข็งแกร่งสูง สามารถนำมากลึงไส (Machinability) เพื่อเปลี่ยนรูปร่างได้ง่าย และมีราคาที่ไม่แพงมาก เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุประเภทอื่น ๆที่มีคุณสมบัติทางกายภาพเหมือนกัน

 

5.1 ส่วนประกอบของเหล็กกล้า

 

      เหล็กกล้า (Steel) เป็นวัสดุที่ประกอบไปด้วยธาตุเหล็ก (Iron: Fe (Ferrous)) เป็นสารตั้งต้นพื้นฐาน แล้วก็มีการผสมธาตุต่าง ๆ ลงไปในเนื้อเหล็ก โดยทั่วไปแล้วในเหล็กกล้าจะมีธาตุเหล็กอยู่มากกว่า 90% ที่เหลือจะเจือผสมกับธาตุอื่น ๆ เช่น โมลิบดีนัม, นิเกิล, แมงกานีส ฯลฯ  

      ส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนจะมีธาตุเหล็กอยู่สูงถึง 99% ที่เหลือจะเป็น คาร์บอน (Carbon) และอาจมีธาตุอื่น ๆ ผสมอยู่เล็กน้อยในเนื้อเหล็กกล้า เหล็กกล้าคาร์บอนนั้นธาตุที่เป็นหลักก็คือเหล็ก และคาร์บอน โดยเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนที่ไปผสม จะมีค่าอยู่ที่ระหว่าง 0-2% แต่ที่พบโดยส่วนใหญ่ในท้องตลาดจะมีคาร์บอนที่ประมาณ 0.15-1.0%

      เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่น้อยจะมีความยืดหยุ่น (ความเหนียว) มากกว่า เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่มาก แต่ถ้ามีคาร์บอนผสมลงไปในเนื้อเหล็กมากเท่าไหร่ ก็ทำให้เหล็กเกิดความเปราะมากยิ่งขึ้นด้วย ดังนั้น จะพบว่าเมื่อผสมคาร์บอนเติมเข้าไปในเหล็ก ทำให้เหล็กมีผลต่อความแข็งแกร่ง, ความแข็ง และความเปราะของเหล็ก

 

รูปเหล็กรูปพรรณทำจากเหล็กกล้าผสมคาร์บอน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      เมื่อมีการผลิตเหล็ก ธาตุเหล็กจะผสมกับคาร์บอน คาร์บอนจะแทรกซึมเข้าไปในธาตุเหล็ก ผลที่ได้ก็จะเป็นโลหะผสมที่เรียกว่า เหล็กกล้า คาร์บอนจะผสมอยู่ในเนื้อธาตุเหล็ก เป็นสีดำเล็ก ๆ มีรูปร่างต่าง ๆ ดังในรูป มีคาร์บอนผสมในธาตุเหล็กมีค่ามากสุดประมาณ 2%

 

รูปโครงสร้างทางจุลภาคของเหล็กกล้า ASTM A36 สีดำคือคาร์บอนที่แซมอยู่ในเนื้อเหล็ก

 

5.2 ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า

 

      เหล็กกล้ามีอยู่มากมายหลายชนิด ซึ่งขึ้นอยู่กับการผสมธาตุ และกรรมวิธีการผลิต ดังนั้นเรามีความจำเป็นที่จะต้องจำแนกเหล็กออกเป็นชื่อเรียกต่าง ๆ กัน ซึ่งในปัจจุบันมีสถาบันที่ทำงานเกี่ยวกับโลหะมากมาย ยกตัวอย่างเช่น

·       สถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าของอเมริกา (American Iron and Steel Institute: AISI)

·       สมาคมการทดสอบ และวัสดุของอเมริกา (American Society for Testing and Materials)

·       สมาคมวิศวกรยานยนต์อเมริกา (Society of Automotive Engineers : SAE)

·       สมาคมวิศวกรเครื่องกลอเมริกา (American Society of Mechanical Engineers :ASME)

·       สถาบันมาตรฐานของเยอรมัน (Deutsches Institut für Normung: DIN)

·       สถาบันมาตรฐานของญี่ปุ่น (Japanese Industrial Standards :JIS)

·       ฯลฯ

องค์กรเหล่านี้กำหนดรายละเอียดของเหล็กกล้าเอาไว้ แตกต่างกันไป การจำแนกเหล็กออกเป็นประเภทเราเรียกว่า ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า (Steel number system) คือระบบการแบ่งเหล็กกล้าออกเป็นประเภทต่าง ๆ โดยเหล็กกล้าจะถูกเรียกเป็นตัวเลข ในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวถึงระบบเรียกชื่อเหล็กกล้าเป็นแบบ AISI และ SAE เป็นหลัก ยกตัวอย่างเช่น

AISI/SAE 1121

อธิบาย

ตัวอักษรด้านหน้าเป็นการเรียกชื่อเหล็กตามมาตรฐานในที่นี้ก็คือ สถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าของอเมริกา และสมาคมวิศวกรยานยนต์อเมริกา ส่วนตัวเลขปกติแล้วจะมีตัวเลขอยู่สี่ตัว โดยตัวเลขสองอันดับแรกแสดงถึงสารที่นำมาเจือปน และตัวเลขอีกสองตัวหลังด้านท้าย (มีอยู่บางประเภทจะมีอยู่สามตัวเลข) แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนภายในเนื้อเหล็กกล้า

 

ยกตัวอย่างเช่น AISI/SAE 1020

o  เป็นไปตามมาตรฐานของ AISI หรือ SAE

o  ตัวเลขแรก (1) บอกถึงมีคาร์บอนผสมอยู่

o  ตัวเลขลำดับที่สอง (0) ก็คือไม่มีธาตุอื่นผสมอยู่มีเพียงคาร์บอนเท่านั้น

o  ตัวเลขสองตัวสุดท้าย (20) เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่ประมาณ 0.20%

 

ตัวอย่าง   AISI/SAE 4340

o  เป็นไปตามมาตรฐานของ AISI หรือ SAE

o  ตัวเลขสองตัวแรก (43) ก็คือ เหล็กกล้ามีการผสม นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม

o  ตัวเลขสองตัวหลัง (40) มีคาร์บอนเป็นส่วนผสมมีค่าประมาณ 0.4%

 

ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้าที่แสดงในตารางที่ 5.1

ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า

ตัวเลขที่แสดงตามมาตรฐานตาม

AISI-SAE

ชื่อเรียกเหล็กกล้า

และ

จำนวนธาตุที่ผสมเจือในเหล็กกล้า (%)

เหล็กกล้าผสมคาร์บอน(Carbon steels)

10xx

คาร์บอนธรรมดา (Plain Carbon), ผสมแมงกานีส (Mn) สูงสุด 1 %

11xx

เติมกำมะถันอิสระเพื่อนำไปใช้ในงานเครื่องกล (Resulfurized)

12xx

เติมกำมะถัน/ ฟอสฟอรัสอิสระเพื่อนำไปใช้ในงานเครื่องกล (Resulfurized and rephosphorized)

15xx

คาร์บอนธรรมดา, แมงกานีส 1.00-1.65%

เหล็กกล้าผสมแมงกานีส (Manganese steel)

13xx

แมงกานีส 1.75%

เหล็กกล้าผสมนิเกิล (Nickel steels)

23xx

นิกเกิล (Ni) 3.50%

25xx

นิกเกิล  5.00%

เหล็กกล้าผสมนิเกิล-โครเมียม (Nickel-chromium steel)

31xx

นิกเกิล  1.25%, โครเมียม (Cr) 0.65-0.80%

32xx

นิกเกิล  1.75%, โครเมียม 1.07%

33xx

นิกเกิล  3.50%, โครเมียม 1.50-1.57%

34xx

นิกเกิล  3.00%, โครเมียม 0.77%

เหล็กกล้าผสมโมลิบดีนัม (Molybdenum steels)

40xx

โมลิบดีนัม (Mo) 0.20-0.25%

44xx

โมลิบดีนัม (Mo) 0.40-0.52%

เหล็กกล้าผสมโครเมียม-โมลิบดีนัม (Chromium-molybdenum steels)

41xx

โครเมียม 0.50-0.95%, โมลิบดีนัม 0.12-0.30%

เหล็กกล้าผสมนิเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม (Nickel-chromium-molybdenum steels)

43xx

นิกเกิล  1.82%, โครเมียม 0.50-0.80%, โมลิบดีนัม 0.25%

43BVxx

นิกเกิล 1.82%; โครเมียม 0.50%; โมลิบดีนัม 0.12%, 0.25%; วาเนเดียม (Vanadium: V) ต่ำสุด 0.03%

47xx

นิกเกิล  1.05%, โครเมียม 0.45%, โมลิบดีนัม 0.20-0.35%

81xx

นิกเกิล 0.30%, โครเมียม 0.40%, โมลิบดีนัม 0.12%

86xx

นิกเกิล 0.55%, โครเมียม 0.50%, โมลิบดีนัม 0.20%

87xx

นิกเกิล 0.55%, โครเมียม 0.50%, โมลิบดีนัม 0.25%

88xx

นิกเกิล 0.55%, โครเมียม 0.50%, โมลิบดีนัม 0.35%

93xx

นิกเกิล 3.25%, โครเมียม 1.20%, โมลิบดีนัม 0.12%

94xx

นิกเกิล 0.45%, โครเมียม 0.40%, โมลิบดีนัม 0.12%

97xx

นิกเกิล 1%, โครเมียม 0.20%, โมลิบดีนัม 0.20%

98xx

นิกเกิล 1.00%, โครเมียม 0.80%, โมลิบดีนัม 0.25%

เหล็กกล้าผสมนิกเกิล-โมลิบดีนัม (Nickel -molybdenum steels)

46xx

นิกเกิล  0.85-1.82%, โมลิบดีนัม 0.20-0.25%

48xx

นิกเกิล  0.35%, โมลิบดีนัม 0.25%

เหล็กกล้าผสมโครเมียม (Chromium steels)

50xx

โครเมียม 0.27, 0.40, 0.50, 0.65%

51xx

โครเมียม 0.80, 0.87, 0.92, 0.95, 1.00, 1.05%

50xxx

โครเมียม 0.50%, คาร์บอน (C) ต่ำสุด 1.00%

51xxx

โครเมียม 1.02%, คาร์บอน ต่ำสุด1.00%

52xxx

โครเมียม 1.45%, คาร์บอน ต่ำสุด 1.00%

เหล็กกล้าผสมโครเมียม-วาเนเดียม (Chromium-vanadium steels)

61xx

โครเมียม 0.60, 0.80, 0.95%, วาเนเดียม (V) 0.10-0.15%

เหล็กกล้าผสมทังสเตนโครเมียม (Tungsten-chromium steels)

72xx

วุลแฟรม (W) 1.75%, โครเมียม 0.75%

เหล็กกล้าผสมซิลิกอนแมงกานีส (Silicon-manganese steels)

92xx

ซิลิกอน (Si) 1.40-2.00%, แมงกานีส 0.65, 0.82, 0.85%, โครเมียม 0-0.65%

เหล็กกล้าผสมต่ำ แข็งแกร่งสูง

9xx

เกรด SAE ต่าง ๆ

เหล็กกล้าผสมโบรอน

xxBxx

B หมายถึงเหล็กกล้าผสมโบรอน (Boron)

เหล็กกล้าผสมตะกั่ว

xxLxx

L หมายถึงเหล็กกล้าผสมตะกั่ว (Lead)

ตารางที่ 5.1 แสดงส่วนเจือผสมในเหล็กกล้ากำหนดเป็นตัวเลขสองอันดับแรก

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ไม่มีสิ่งใดๆในโลกที่ดีหรือเลว มีแต่ความคิดของเราเท่านั้นที่ทำให้เกิดความดีและความเลว”

W.Shakespeare

 

บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที