ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับมาตรฐานเหล็ก

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับมาตรฐานเหล็ก
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมได้กำเนิดมาหลาย มาตรฐาน เนื่องจากประเทศบริวารในเครือของตนเองหรือประเทศที่มีการจัดการอุตสาหกรรม แบบเดียวกันยอมรับและนำไปใช้ ซึ่งปรากฎว่าในปัจจุบันมีมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมที่นิยมนำมาใช้งานกัน มี 3 มาตรฐาน คือ
1. ระบบอเมริกัน AISI ( American Iron and Steel Institute )
การกำหนดมาตรฐานแบบนี้ ตัวเลขดัชนีจะมีจำนวนหลักและตัวชี้บอกส่วนประสมจะเหมือนกับระบบ SAE จะต่างกันตรงที่ระบบ AISI จะมีตัวอักษรนำหน้าตัวเลข ซึ่งตัวอักษรนี้จะ บอกถึงกรรมวิธีการผลิตเหล็กว่าได้ผลิตมาจากเตาชนิดใด
ตัวอักษรที่บอกกรรมวิธีการผลิตเหล็กจะมีดังนี้
· A คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นด่าง
· B คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นกรด
· C คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นด่าง
· D คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นกรด
· E คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาไฟฟ้า
2. ระบบเยอรมัน DIN (Deutsch Institute Norms)
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานเยอรมันจะแบ่งเหล็กออกเป็น 4 ประเภทดังนี้
2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน(หรือเหล็กไม่ประสม)
2.2 เหล็กกล้าผสมต่ำ
2.3 เหล็กกล้าผสมสูง
2.4 เหล็กหล่อ
2.5 เหล็กกล้าคาร์บอน (หรือเหล็กไม่ประสม)
เหล็กที่นำไปใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ ความร้อน (Heat Treatment) เหล็กพวกนี้จะบอกย่อคำหน้าว่า St.และจะมีตัวเลขตามหลัง ซึ่งจะบอกถึงความสามารถที่จะทนแรงดึงสูงสุดของเหล็กชนิดนั้น มีหน่วยเป็น ก.ก/มม.2
หมายเหตุ การกำหนดมาตรฐานทั้งสองนี้ เหล็กที่มีความเค้นแรงดึงสูงสุดประมาณ 37 ก.ก/มม.2 จะสามารถใช้สัญลักษณ์แทนเหล็กชนิดนี้ได้ 2 ลักษณะ คือ เขียนเป็น St. หรือ C20
การกำหนดมาตรฐานเหล่านี้จะเห็นมากในแบบสั่งงาน ชิ้นส่วนบางชนิดต้องนำไปชุบแข็งก่อนใช้งาน ก็จะกำหนดวัสดุเป็น C นำหน้า ส่วนชิ้นงานที่ไม่ต้องนำไปชุบแข็ง ซึ่งนำไปใช้งานได้เลยจะกำหนดวัสดุเป็นตัว St. นำหน้า ทั้ง ๆ ที่วัสดุงานทั้งสองชิ้นนี้ใช้วัสดุอย่างเดียวกันเหล็กกล้าผสมต่ำ การกำหนด มาตรฐานเหล็กประเภทนี้จะบอกจำนวนคาร์บอนไว้ข้างหน้าเสมอ แต่ไม่นิยมเขียนตัว C กำกับไว้ ตัวถัดมาจะเป็นชนิดของโลหะที่เข้าไปประสม ซึ่งอาจมีชนิดเดียวหรือหลายชนิดก็ได้
ข้อสังเกต เหล็กกล้าประสมต่ำตัวเลขที่บอกปริมาณของโลหะประสมจะไม่ใช่จำนวนเปอร์เซ็นต์ ที่แท้จริงของโลหะประสมนั้นการที่จะทราบจำนวนเปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงจะต้อง เอาแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมแต่ละชนิดไปหารซึ่งค่าแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมต่าง ๆ มีดังนี้
· หารด้วย 4 ได้แก่ Co, Cr, Mn, Ni, Si, W
· หารด้วย 10 ได้แก่ Al, Cu, Mo, Pb, Ti, V
· หารด้วย 100 ได้แก่ C, N, P, S
· ไม่ต้องหาร ได้แก่ Zn, Sn, Mg, Fe
การใช้สัญลักษณ์ดังตัวอย่างที่แล้ว เป็นการบอกส่วนผสมในทางเคมี แต่ในบางครั้งจะมีการเขียนสัญลักษณ์บอกกรรมวิธีการผลิตไว้ข้างหน้าอีกด้วย เช่น
· B = ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์
· E = ผลิตจากเตาไฟฟ้าทั่วไป
· F = ผลิตจากเตาน้ำมัน
· I = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดเตาเหนี่ยวนำ (Induction Furnace)
· LE = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดอาร์ค (Electric Arc Furnace)
· M = ผลิตจากเตาซีเมนต์มาร์ติน หรือ เตาพุดเดิล
· T = ผลิตจากเตาโทมัส
· TI = ผลิตโดยกรรมวิธี (Crucible Cast Steel)
· W = เผาด้วยอากาศบริสุทธิ์
· U = เหล็กที่ไม่ได้ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Unkilled Steel)
· R = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Killed Steel)
· RR = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน 2 ครั้ง
นอกจากนี้ยังมี สัญลักษณ์แสดงคุณสมบัติพิเศษของเหล็กนั้นอีกด้วย เช่น
· A = ทนต่อการกัดกร่อน
· Q = ตีขึ้นรูปง่าย
· X = ประสมสูง
· Z = รีดได้ง่าย
เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel) เหล็กกล้าประสมสูง หมายถึงเหล็กกล้าที่มีวัสดุผสมอยู่ในเนื้อเหล็กเกินกว่า 8 % การเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กประเภทนี้ เขียนนำหน้าด้วยต้ว X ก่อน แล้วตามด้วยจำนวนส่วนผสมของคาร์บอนจากนั้นด้วยชนิดของโลหะประสม ซึ่งจะมีชนิดเดียวหรือชนิดก็ได้ แล้วจึงตามด้วยตัวเลขแสดงปริมาณของโลหะประสม
ตัว เลขที่แสดงปริมาณของโลหะประสม ไม่ต้องหารด้วย แฟกเตอร์ (Factor) ใด ๆ ทั้งสิ้น(แตกต่างจากโลหะประสมต่ำ) ส่วนคาร์บอนยังต้องหารด้วย 100 เสมอ
3. ระบบญี่ปุ่น JIS (Japaness Industrial Standards)
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นซึ่งจัดวางระบบโดยสำนักงานมาตรฐาน อุตสาหกรรมญี่ปุ่น (Japaness Industrial Standards, JIS) จะแบ่งเหล็กตามลักษณะงานที่ใช้
ตัวอักษรชุดแรก จะมีคำว่า JIS หมายถึง Japaness Industrial Standards ตัวอักษรสัญลักษณ์ตัวถัดมาจะมีได้หลายตัวแต่ละตัวหมายถึงการจัดกลุ่ม ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น
· A งานวิศวกรรมก่อสร้างและงานสถาปัตย์
· B งานวิศวกรรมเครื่องกล
· C งานวิศวกรรมไฟฟ้า
· D งานวิศวกรรมรถยนต์
· E งานวิศวกรรมรถไฟ
· F งานก่อสร้างเรือ
· G โลหะประเภทเหล็กและโลหะวิทยา
· H โลหะที่มิใช่เหล็ก
· K งานวิศวกรรมเคมี
· L งานวิศวกรรมสิ่งทอ
· M แร่
· P กระดาษและเยื่อกระดาษ
· R เซรามิค
· S สินค้าที่ใช้ภายในบ้าน
· T ยา
· W การบิน
ถัดจากตัวอักษรจะเป็นตัวเลขซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 4 ตัว มีความหมายดังนี้ ตัวเลขตัวแรก หมายถึง กลุ่มประเภทของเหล็ก เช่น
· 0 เรื่องทั่ว ๆ ไป การทดสอบและกฎต่าง ๆ
· 1 วิธีวิเคราะห์
· 2 วัตถุดิบ เหล็บดิบ ธาตุประสม
· 3 เหล็กคาร์บอน
· 4 เหล็กกล้าประสม
ตัวเลขตัวที่ 2 จะเป็นตัวแยกประเภทของวัสดุในกลุ่มนั้น เช่น ถ้าเป็นในกรณีเหล็ก จะมีดังนี้
· 1 เหล็กกล้าประสมนิเกิลและโครเมียม
· 2 เหล็กกล้าประสมอลูมิเนียมแลโครเมียม
· 3 เหล็กไร้สนิม
· 4 เหล็กเครื่องมือ
· 8 เหล็กสปริง
· 9 เหล็กกล้าทนการกัดกร่อนและความร้อน