ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าและเหล็กหล่อต่างๆ |
|
เรียบเรียงโดย อภิชาติ พานิชกุล และ อุษณีย์ กิตกำธร |
|
เหล็กกล้าและเหล็กหล่อที่มีการผลิตใช้งานนั้นมีอยู่หลายชั้นคุณภาพ (เกรด) ด้วยกัน เพื่อให้มีความเหมาะสมกับลักษณะการนำไปใช้ในงานที่แตกต่างกัน โดยแต่ละชั้นคุณภาพจะขึ้นอยู่กับส่วนผสมทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลเป็นสำคัญ ซึ่งได้มีการรวบรวมไว้เพื่อให้เป็นมาตรฐานเดียวกัน เช่น AISI, SAE, JIS, DIN, TIS เป็นต้น |
|
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้า |
|
1. เหล็กกล้าคาร์บอน (Plain Carbon Steel) |
คือเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเป็นธาตุผสมหลัก มีคุณสมบัติที่ดีในหลายด้าน ทั้งความแข็งแรง ความเหนียว ความแกร่ง และมีราคาถูก นอกจากนี้ยังสามารถทำการอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงได้ ตัวอย่างส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าแสดงดังตารางที่ 1 http://www.thyssenkruppmaterials.co.th |
ตารางที่ 1 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าคาร์บอน |
เกรดเหล็ก |
ส่วนผสมหลัก (Wt.%) |
DIN |
JIS |
AISI |
ชื่อเรียกทางการค้า |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
GS-38 |
S15C |
1015 |
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ |
0.13-0.18 |
0.10-0.60 |
0.30-0.60 |
|
|
|
CK45 |
S45C |
1045 |
เหล็กเหนียว |
0.40-0.52 |
<0.40 |
0.50-0.80 |
|
|
|
CK50 |
S50C |
1050 |
เหล็กแข็งหัวแดง |
0.47-0.55 |
<0.40 |
0.60-0.90 |
|
|
|
|
|
2. เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steels) |
เป็นเหล็กกล้าที่มีธาตุประสมรวมกันน้อยกว่า 8% ธาตุที่ผสมอยู่คือ โครเมี่ยม นิกเกิล โมลิบดินั่ม และแมงกานีส ปริมาณของธาตุที่ใช้ผสมแต่ละตัวจะไม่มาก ประมาณ 1 – 2% ผลจากการผสมทำให้เหล็กสามารถชุบแข็งได้ มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับใช้ในการทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เช่น เฟือง เพลาข้อเหวี่ยง จนบางครั้งมีชื่อว่าเหล็กกล้า เครื่องจักรกล (Machine Steels) เหล็กกล้ากลุ่มนี้จะต้องใช้งานในสภาพชุบแข็งและอบก่อนเสมอจึงจะมีค่าความแข็งแรงสูง ตัวอย่างส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าแสดงดังตารางที่ 2 http://www.thyssenkruppmaterials.co.th |
ตารางที่ 2 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าผสมต่ำ |
เกรดเหล็ก |
ส่วนผสมหลัก (Wt.%) |
DIN |
JIS |
AISI |
ชื่อเรียกทางการค้า |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
34CrNiMo6 |
SNCM440 |
4340 |
เหล็กน้ำมันเฟือง |
0.30-0.38 |
0.10-0.40 |
0.50-0.80 |
1.30-1.70 |
0.15-0.30 |
|
42CrMo4 |
SCM440 |
4140 |
เหล็กแข็งหัวฟ้า |
0.38-0.45 |
0.10-0.40 |
0.60-0.90 |
0.90-1.20 |
0.12-0.30 |
|
40CrMnMo7 |
P20 |
P20 |
เหล็กงานพลาสติก |
0.40 |
0.40 |
1.50 |
1.90 |
0.20 |
|
100Cr6 |
SUJ2 |
E52100 |
เหล็กเพลาลูกปืน |
0.90-1.05 |
0.15-0.35 |
0.25-0.45 |
1.35-1.60 |
|
|
15CrNi6 |
SCN 415 |
3115 |
เหล็กคาร์เบอร์ไรซ์ซิ่ง |
0.12-0.17 |
0.10-0.40 |
0.60-0.90 |
0.90-1.20 |
|
|
42CrMo4 |
SCM440H |
4140H |
Machinery steel |
0.38-0.45 |
0.10-0.40 |
0.60-0.90 |
0.90-1.20 |
0.15-0.30 |
|
|
|
3. เหล็กกล้าผสมสูง (High alloy steels) |
เหล็กกล้าประเภทนี้จะถูกปรับปรุงคุณสมบัติสำหรับการใช้งานเฉพาะอย่าง ซึ่งก็จะมีธาตุประสมรวมกันมากกว่า 8% เช่น เหล็กกล้าทนความร้อน เหล็กกล้าทนการเสียดสี และเหล็กกล้าทนการกัดกร่อน http://www.thyssenkruppmaterials.co.th |
ตารางที่ 3 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าผสมสูง |
เกรดเหล็ก |
ส่วนผสมหลัก (Wt.%) |
DIN |
JIS |
AISI |
ชื่อเรียกทางการค้า |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
40CrMoV5-1 |
SKD61 |
H13 |
เหล็กน้ำมันงานร้อน |
0.40 |
1.00 |
0.40 |
5.30 |
1.40 |
1.00 |
100MnCrW4 |
SKS93 |
O1 |
เหล็กทนกระแทก |
0.95 |
|
1.10 |
0.60 |
|
0.10 |
155CrVMo12-1 |
SKD11 |
D2 |
เหล็กน้ำมันงานเย็น |
1.55 |
0.30 |
0.30 |
12.0 |
0.70 |
1.00 |
HS 6-5-2 |
SKH51 |
M2 |
เหล็กไฮสปีด |
0.90 |
|
|
4.10 |
5.0 |
1.90 |
36CrMo17 |
SUS431 |
431 |
เหล็กสตาร์แวค |
0.38 |
0.40 |
0.65 |
16.0 |
0.60 |
|
105CrMo17 |
SUS440C |
440C |
เหล็กไร้สนิม |
0.90-1.20 |
|
|
16.0-18.0 |
0.40-0.80 |
|
|
|
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กหล่อ |
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กหล่อชนิดต่างๆ แสดงในตารางที่ 4 เหล็กหล่อโดยปกติจะไม่จำแนกเป็นชั้นคุณภาพต่างๆ ตามส่วนผสมทางเคมี แต่จะนิยมแบ่งชั้นคุณภาพด้วยคุณสมบัติเชิงกล เช่น ตามมาตรฐาน JIS จะแบ่งชั้นคุณภาพเหล็กหล่อเทาเป็น FC20 FC25 และ FC30 เป็นต้น โดย FC หมายถึงเหล็กหล่อเทา ส่วนตัวเลข 20 25 และ30 นั้นหมายถึงความต้านทางแรงดึงสูงสุดในหน่วย kg/mm2 |
From ASM Specialty Handbook, Cast iron |
ตารางที่ 4 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กหล่อ |
ชนิดของเหล็กหล่อ |
ส่วนผสมทางเคมี (Wt %) |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
เหล็กหล่อเทา |
2.4-4.0 |
1.0-3.0 |
0.2-1.0 |
0.002-1.0 |
0.02-0.25 |
เหล็กหล่อตัวหนอน |
2.5-4.0 |
1.0-3.0 |
0.2-1.0 |
0.01-0.1 |
0.01-0.03 |
เหล็กหล่อเหนียว |
3.0-4.0 |
1.8-2.8 |
0.2-1.0 |
0.01-0.1 |
0.01-0.03 |
เหล็กหล่อขาว |
1.8-3.6 |
0.5-1.9 |
0.25-0.8 |
0.06-0.2 |
0.06-0.2 |
เหล็กหล่ออบเหนียว |
2.2-2.9 |
0.9-1.9 |
0.15-1.2 |
0.02-0.2 |
0.02-0.2 |
|
|