เหล็กกล้า (Steel)
เหล็กกล้า คือโลหะผสมชนิดหนึ่งประกอบด้วยธาตุหลักคือเหล็ก(Fe) และธาตุอื่นๆ เช่น คาร์บอน (C) แมงกานีส (Mn) ซิลิคอน (Si) โมลิบดีนัม (Mo) เพื่อให้ได้คุณสมบัติตามการใช้งาน เช่นทำชิ้นส่วนเครื่องจักร ทำเครื่องมือทนร้อนสำหรับทำงานกับโลหะเหลว ใบมีดสำหรับตัดวัสดุโดยเฉพาะ เป็นต้น
การเรียกรหัสเหล็กใช้การเรียกตามมาตรฐาน JIS มาตรฐานอื่นสามารถเทียบเคียงได้มีความแตกต่างเล็กน้อย
-
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ(SS400)
-
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง(S45C)
-
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง(SCM440)
-
เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น(SKD11)
-
เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน(SKD61)
-
เหล็กกล้าคาร์บอนสูง(SK5)
-
เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมาก(SUJ2)
-
สรุป
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ(SS400)
เป็นเหล็กรีดร้อนมีคาร์บอนผสมต่ำจึงมีความแข็งต่ำแต่มีความเหนียวมาก สามารถขึ้นรูปและเชื่อมได้ง่าย เหมาะสำหรับงานโครงสร้างทั่วไป เช่นโครงสร้างเครื่องจักร โครงอาคารเหล็ก
ไม่แนะนำ ให้ใช้กับส่วนประกอบหลักที่ต้องการความแข็งแรงสูง หรือทนต่อการสึกหรอ
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=0, Si=0, Mn=0, P=0.05max., S=0.05max., Cr=0, NI=0.2max., Cu=0.3max.
คุณสมบัติทางกล
ความต้านทานแรงดึง (Tensile strength) มากกว่า 400 MPA
ค่าความแข็งแรงคราก (Yield Strength) มากกว่า 245 MPA
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง(S45C)
เหล็กกลุ่มคาร์บอนปานกลาง จึงมีความแข็งปานกลาง แต่มีความเหนียวพอสมควรจึงเหมาะกับชิ้นส่วนรับแรงกระแทก ขณะที่มีการต้านทานความสึกหรอได้พอสมควร จึงเหมาะสำหรับทำส่วนประกอบแม่พิมพ์ที่รับแรงกระแทก หรือชิ้นส่วนเครื่องจักรที่เคลื่อนไหว เพลาข้อเหวี่ยง ข้อต่อ ลูกกลิ้ง ลูกรีด งานโครงสร้างรับแรง เป็นต้น
ไม่แนะนำ สำหรับงานเชื่อมประกอบ
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=0.42-0.48, Si=0.15-0.35, Mn=0.6-0.9, P=0.03max., S=0.035max., Cr=0.2max., NI=0.2max., Cu=0.3max.
คุณสมบัติทางกล
คุณสมบัติทางกลก่อนชุบแข็ง
ความต้านทานแรงดึง (Tensile strength) มากกว่า 565 MPA
ค่าความแข็งแรงคราก (Yield Strength) มากกว่า 340 MPA
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 13-27 HRC
คุณสมบัติทางกลหลังชุบแข็ง
ความต้านทานแรงดึง (Tensile strength) มากกว่า 685 MPA
ค่าความแข็งแรงคราก (Yield Strength) มากกว่า 485 MPA
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 50-58 HRC
สามารถชุบแข็ง และอินดักชั่นได้
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (SCM440)
เหล็กกลุ่มคาร์บอนปานกลางผสมโครเมียมโมลิบดีนัม จึงมีความแข็งปานกลาง แต่มีความเหนียวที่ดีพอสมควร มีความสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียวมาก จึงทนต่อความล้าได้ดีมาก และมีการทนต่อความสึกหรอได้ดี จึงเหมาะต่อการทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่เคลื่อนที่ตลอดเวลาได้เป็นอย่างดี เช่นเพลาเครื่องจักร เพลาข้อเหวี่ยง ก้านพวงมาลัย แกนอัดแรงไฮโดรลิค เป็นต้น
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=0.38-0.43, Si=0.15-0.35, Mn=0.6-0.9, P=0.03max., S=0.03max., Cr=0.9-1.2, NI=0.25max., Cu=0.3max., Mo=0.15-0.30
คุณสมบัติทางกลหลังชุบแข็ง
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 55-58 HRC
เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น (SKD11)
เหล็กกล้าที่เหมาะสำหรับทำเครื่องมืองานที่ทำในอุณหภูมิห้อง มีความต้านทานการสึกหรอสูงมาก ชุบแข็งได้ลึกมาก ความเหนียวพอประมาณ มีความบิดงอน้อยหลังชุบ จึงเหมาะต่อการทำแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป แม่พิมพ์รีดเกลียว ลูกกลิ้งสำหรับรีด และกลุ่มเครื่องมืองานตัดเฉือน
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=1.5, Si=0.3, Mn=0.4, P=0.03max., S=0.03max., Cr=11.0-13.0, NI=0.5max., Cu=0.25max., V=0.9, Mo=1.0
คุณสมบัติทางกลหลังชุบแข็ง
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 50-60 HRC
สามารถชุบไนไตรดิ้งได้ (เพิ่มความแข็งผิว)
สามารถชุบ พีวีดีได้ (เพิ่มความลื่นผิว)
เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน (SKD61)
เหล็กกล้าที่เหมาะสำหรับทำเครื่องมืองานทำขณะมีความร้อนสูง มีความต้านทานการสึกหรอสูงที่อุณหภูมิสูง ความเหนียวแกร่งสูง มีความบิดงอน้อยหลังชุบ จึงเหมาะต่อการทำแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูปร้อน แม่พิมพ์ฉีดโลหะเหลว ลูกกลิ้งสำหรับรีดงานร้อน และกลุ่มเครื่องมืองานตัดเฉือนงานร้อน
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=0.4, Si=1.0, Mn=0.4, P=0.03max., S=0.03max., Cr=5.0, NI=0.25max., Cu=0.25max., V=1.0, Mo=1.3
คุณสมบัติทางกลหลังชุบแข็ง
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 42-54 HRC
สามารถชุบไนไตรดิ้งได้ (เพิ่มความแข็งผิว)
สามารถชุบ พีวีดีได้ (เพิ่มความลื่นผิว)
เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (SK5)
เป็นเหล็กที่มีคาร์บอนสูง มีคุณสมบัติสปริงสูง ความแข็งสูงในขณะที่ความเหนียวมีพอที่ไม่ทำให้แตกบิ่นง่าย ทนต่อการเสียดสีได้ดี จึงเหมาะสำหรับทำสปริง เช่นแผ่นคลัทซ์ และใบมีด หรือใบเลื่อย
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=0.8-0.9, Si=0.1-0.35, Mn=0.5max., P=0.03max., S=0.03max., Cr=0.3max., NI=0.25max., Cu=0.25max.
คุณสมบัติทางกลหลังชุบแข็ง
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 50-64 HRC
เหล็กกล้าคาร์บอนสูงมาก (SUJ2)
เป็นเหล็กที่มีคาร์บอนสูงมาก มีความต้านทานต่อการเสียดสีดีมาก ความแข็งสูงมากในขณะที่ความเหนียวมีพอที่จะไม่ทำให้แตกบิ่นง่าย จึงนิยมใช้ทำตลับลูกปืน จำปา บูช ไกด์คอลลัม คอลเล็ทจับดอกสว่าน นอกจากนี้ยังทำลูกกลิ้งรีดบด และอุปกรณ์ที่ต้องเสียดสีตลอดเวลาการใช้งาน
ส่วนผสมของเหล็กโดยประมาณ (%)
C=0.95-1.1, Si=0.15-0.30, Mn=0.25max., P=0.03max., S=0.025max., Cr=1.3-1.6, NI=0.25max., Cu=0.25max.
คุณสมบัติทางกลหลังชุบแข็ง
ความแข็ง (Hardness) อยู่ในช่วง 59-64 HRC
สามารถชุบอินดักชั่นได้
สรุป
เหล็กกล้า คือโลหะผสมที่มีความสำคัญต่อการพัฒนาด้านวิศวกรรมอย่างมาก เนี่องจากมีการพัฒนาสินค้าให้ตอบสนองต่อความต้องการที่สูงมาก การมีวัตถุโลหะที่สามารถทำให้ได้คุณสมบัติตามที่ผู้ออกแบบต้องการเป็นเรื่องที่จำเป็นในปัจจุบัน การเลือกใช้ให้ถูกตรงกับความต้องการของการทำงานเครื่องจักรหรือสินค้าจึงมีความจำเป็นทั้งด้านของต้นทุน และคุณภาพ
https://en.wikipedia.org/wiki/Steel