การแบ่งประเภทของเหล็ก

โดย chirawat | มิ.ย. 9, 2017 | บทความเกี่ยวกับเหล็ก, ไม่มีหมวดหมู่

การแบ่งประเภทของเหล็ก

เหล็กสามารถแบ่งออกเป็นกี่ประเภท? มีอะไรบ้าง?

เช่นเติมนิกเกิลเราสามารถแบ่งเหล็กออกเป็นกลุ่มกว้างๆได้ 2 กลุ่ม โดยพิจารณาจากปริมาณของธาตุคาร์บอนที่มีอยู่ในเหล็ก โดยแบ่งออกได้เป็น

เหล็กหล่อ คือเหล็กที่มีปริมาณธาตุคาร์บอนมากกว่า 1.7% หรือ 2% ซึ่งเหล็กชนิดนี้จะขึ้นรูปได้ด้วยวิธีหล่อเท่านั้นเพราะปริมาณคาร์บอนที่สูงทำให้โครงสร้างมีคุณสมบัติที่แข็งแต่เปราะจึงไม่สามารถขึ้นรูปด้วยวิธีการรีดหรือวิธีทางกลอื่นๆได้ เรายังสามารถแบ่งย่อยเหล็กหล่อออกได้อีกหลายประเภท โดยพิจารณาจากโครงสร้างทางจุลภาค กรรมวิธีทางความร้อน ชนิดและปริมาณของธาตุผสม ได้แก่

เหล็กหล่อเทา (grey cast iron) เป็นเหล็กหล่อที่มีปริมาณคาร์บอนและซิลิคอนสูง ทำให้มีโครงสร้างคาร์บอนอยู่ในรูปของกราฟไฟต์

เหล็กหล่อขาว (white cast iron) เป็นเหล็กหล่อที่มีปริมาณซิลิคอนต่ำกว่าเหล็กหล่อเทา ทำให้ไม่เกิดโครงสร้างคาร์บอนในรูปกราฟไฟต์ โดยคาร์บอนจะอยู่ในรูปคาร์ไบด์ของเหล็ก (Fe3C) ที่เรียกว่า ซีเมนไตต์ เป็นเหล็กที่มีความแข็งสูงทนการเสียดสี แต่จะเปราะ

เหล็กหล่อกราฟไฟต์กลมหรือเหล็กหล่อเหนียว (spheroidal graphite cast iron, ductile cast iron) เป็นเหล็กหล่อเทาที่ผสมธาตุแมกนีเซียมและหรือธาตุซีเรียมลงไปในน้ำเหล็ก ทำให้กราฟไฟต์ที่เกิดเป็นกลุ่มและมีรูปร่างกลม ซึ่งส่งผลถึงคุณสมบัติทางกลในทางที่ดีชึ้น

เหล็กหล่ออบเหนียว (malleable cast iron) เป็นเหล็กหล่อขาวที่นำไปอบในบรรยากาศพิเศษเพื่อทำให้คาร์บอนในโครงสร้างคาร์ไบด์แตกตัวออกมารวมกันเป็นกราฟไฟต์เม็ดกลม และทำให้เหล็กรอบๆที่มีปริมาณคาร์บอนลดลงปรับโครงสร้างกลายเป็นเฟอร์ไรต์และหรือเพิร์ลไลต์ เหล็กชนิดนี้จะมีความเหนียวดีกว่าเหล็กหล่อขาว แต่จะด้อยกว่าเหล็กหล่อกราฟไฟต์กลมเล็กน้อย

เหล็กหล่อโลหะผสม (alloy cast iron) เป็นเหล็กหล่อที่เติมธาตุผสมอื่นๆลงไปในปริมาณที่ค่อนข้างมาก เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเฉพาะด้านให้ดียิ่งขึ้น เลและโครเมียมเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติด้านทนการเสียดสีและทนความร้อน เป็นต้น

การแบ่งประเภทของเหล็ก 

เหล็กกล้า คือเหล็กที่มีปริมาณธาตุคาร์บอนน้อยกว่า 1.7% หรือ 2% เหล็กชนิดนี้มีความเหนียวมากกว่าเหล็กหล่อทำให้สามารถทำการขึ้นรูปโดยใช้กรรมวิธีทางกลได้ ทำให้เหล็กชนิดนี้ถูกนำไปใช้งานอย่างกว้างขวาง จึงพบเห็นได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน เช่น เหล็กเส้น เหล็กแผ่น เหล็กโครงรถยนต์ ท่อเหล็กต่างๆ ฯลฯ เหล็กกล้าสามารถแบ่งได้เป็นกลุ่มต่างๆได้คือ

เหล็กกล้าคาร์บอน (carbon steel) เป็นเหล็กที่มีคาร์บอนเป็นส่วนผสมหลัก โดยอาจมีธาตุอื่นผสมอยู่บ้างแต่ไม่ได้เจาะจงจะผสมลงไป มักติดมาจากกรรมวิธีการถลุงและการผลิต เราสามารถแบ่งย่อยกว้างๆออกได้ 3 ประเภทโดยพิจารณาตามปริมาณของธาตุคาร์บอนที่ผสม คือ

1. เหล็กคาร์บอนต่ำ (low carbon steel) เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.2% เหล็กชนิดนี้มีความแข็งแรงต่ำสามารถรีดหรือตีเป็นแผ่นได้ง่าย  ตัวอย่างเหล็กเช่น เหล็กเส้น เหล็กแผ่นที่ใช้กันทั่วไป
2. เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (medium carbon steel) เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่าง 0.2-0.5% เป็นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงกว่าเหล็กคาร์บอนต่ำ ใช้ทำชิ้นส่วนของเครื่องจักรกลทั่วไป เหล็กประเภทนี้สามารถทำการอบชุบความร้อนได้
3. เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (high carbon steel) เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า 0.5% มีความแข็งแรงและความแข็งสูง สามารถทำการอบชุบความร้อนให้คุณสมบัติความแข็งเพิ่มขึ้นได้ ใช้ทำพวกเครื่องมือเครื่องใช้ต่างๆที่ต้องการผิวแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง
4. เหล็กกล้าผสม (alloy steel) เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีธาตุอื่นผสมอยู่อย่างเจาะจงเพื่อวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความสามารถในการชุบแข็ง (hardenability) ความต้านทานการกัดกร่อน คุณสมบัติการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติทางแม่เหล็กเป็นต้น ธาตุผสมที่เติมลงไป เช่น โครเมียม นิกเกิล โมลิบดินัม วาเนเดียม โคบอลต์ แมงกานีสและซิลิคอน โดยแมงกานีสและซิลิคอนจะต้องมีปริมาณมากพอสมควรจึงจะจัดได้ว่าเป็นเหล็กกล้าผสม เพราะในเหล็กกล้าคาร์บอนก็มีปริมาณธาตุทั้งสองผสมอยู่พอสมควร เราสามารถแบ่งย่อยกว้างๆออกได้ 2 ประเภทโดยพิจารณาตามปริมาณของธาตุผสม คือ

1. เหล็กกล้าผสมต่ำ (low alloy steel) เป็นเหล็กกล้าผสมที่มีปริมาณธาตุผสมน้อยกว่า 10%
2. เหล็กกล้าผสมสูง (high alloy steel) เป็นเหล็กกล้าผสมที่มีปริมาณธาตุผสมสูงกว่า 10%

Cr : https://sites.google.com

เหล็กเส้นก่อสร้าง หัวใจหลักของงานโครงสร้าง

โดย chirawat | มิ.ย. 9, 2017 | บทความเกี่ยวกับเหล็ก, ไม่มีหมวดหมู่

เหล็กเส้นก่อสร้าง หัวใจหลักของงานโครงสร้าง

เหล็ก โดยทั่วไปแล้วมีให้เลือกหลายชนิด มิใช่มีเพียงเหล็กกลมและเหล็กข้ออ้อยเพียงเท่านั้น ซึ่งการเลือกซื้อโดยผู้รับเหมานั้น จะถูกเลือกโดย 2 แบบคือ เหล็กเบา และเหล็กเต็ม เนื่องจากน้ำหนักที่แตกต่างกัน แน่นอนว่า ส่วนใหญ่แล้วผู้รับเหมามักเลือกซื้อเหล็กเบาเสียมากกว่า เพราะพื้นที่หน้าตัดไม่เต็มมาตราฐาน เหล็กข้ออ้อยก็เช่นกัน มีทั้งเหล็กเบาและเหล็กเต็ม นี่เป็นเพียงตัวอย่างข้างต้นที่พบเห็นได้บ่อยเท่านั้น ดังนั้น หากท่านเป็นเจ้าของบ้าน การเลือกผู้รับเหมาที่เชื่อถือได้ จริงเป็นอีกเหตุผลสำคัญ โดยเริ่มตั้งแต่ขั้นตอนเลือกซื้อวัสดุนั่นเอง

ในรูปแบบระบบก่อสร้างของเรา คือ ระบบก่อสร้างแบบ Panelized System ด้วยจุดเด่นสำคัญที่แตกต่างจากรูปแบบการก่อสร้างทั่วไปคือ‘มีขนาดของเหล็กให้เลือกได้หลากหลาย ทำให้สามารถเพิ่มความยาวของโครงสร้าง โดยการเพิ่มขนาดของเหล็ก แทนการเสริมโครงสร้างผนัง หรือเสาคาน’ นั่นเอง

เกร็ดความรู้:การเรียกขนาดของเหล็ก

1 นิ้วไม้บรรทัด หากเทียบเป็นเซนติเมตร จะยาวเท่ากับ 25 มิลลิเมตร หรือ 2.50 เซนติเมตร (ตัวเลขที่ถูกต้องสำหรับวิศวกรใช้คือ 2.54 เซนติเมตร)

ใน 1 นิ้ว แบ่งเป็น 8 ช่อง เรียกว่า 8 หุน ถ้า 1 หุน จึงต้องประมาณเท่ากับ 25/8 = 3.13 มิลลิเมตร

เหล็ก 3 หุน จึงเท่ากับ เหล็ก 9 มิลลิเมตร

เหล็ก 4 หุน จึงเท่ากับ 12 มิลลิเมตร

เหล็ก 5 หุน จึงเท่ากับ 16 มิลลิเมตร

เหล็ก 6 หุน จึงเท่ากับ 20 มิลลิเมตร

เหล็กนิ้ว จึงหมายถึง เหล็กขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 25 มิลลิเมตร ต่อไปหากได้ยินช่างพูดถึงเหล็กเป็นหุน ก็คงทราบกันแล้วว่าหมายถึงเหล็กขนาดเท่าใด ในขณะที่วิศวกรจะเรียกเหล็กจากขนาดของมิลลิเมตร เช่น เหล็ก 20 โดยละคำว่า มิลลิเมตร เป็นต้น

เหล็กในงานก่อสร้าง แบ่งออกเป็น 2 แบบใหญ่ๆ คือ

1. เหล็กเสริม(reinforcing steel)หรือ รีบาร์ (rebar)

เป็นเหล็กที่ผ่านกระบวนการรีดร้อน

• เหล็กเส้นกลม(round bar)

จะมีเส้นผ่านศุนย์กลางตั้งแต่ 6 ถึง 28 มิลลิเมตร และขนาดความยาว 10 หรือ 12 เมตรเหมาะสำหรับงานขนาดเล็ก และขนาดกลาง มีคาร์บอน 0.28% ฟอสฟอรัส 0.058% และกำมะถัน 0.058%

• เหล็กข้ออ้อย (deformed bar)

มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 10 ถึง 33 มิลลิเมตร มีความยาวโดยทั่วไป 10 และ 12เมตรเหล็กเส้นข้ออ้อย เป็นเหล็ก ที่มีแรงยึดเกาะที่ผิวสูง เหมาะสำหรับงานคอนกรีตเสริมเหล็กที่ต้องการความแข็งแรงสูง โดยไม่จำเป็นต้องออกแบบให้โครงสร้างใหญ่โต มีคาร์บอน 0.28% ฟอสฟอรัส 0.058% และกำมะถัน 0.058%

• ลวดเหล็กกล้าตีเกรียว

มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5.5 ถึง 8 มิลลิเมตร เหล็กลวดนี้ใช้สำหรับทำตะปู ลวดอาบสังกะสี ตาข่าย ดังแสดงในรูปที่ 12.21

• เหล็กเสริมคอนกรีตอัดแรง

เป็นเหล็กเสริมคอนกรีตในการผลิตเสาเข็ม เสาไฟฟ้า คานพื้นสำเร็จรูป ท่อระบายน้ำ คอนกรีตอัดแรง ฯลฯ มีลักษณะเป็นเหล็กแบบกลมมีรอยย้ำ ต้องมีรอยย้ำ 2 แถวอยู่ตรงข้ามกันและรอยย้ำของแถวหนึ่งต้องเหลื่อมกับอีกแถวหนึ่งถ้าเป็นเหล็กแบบ กลม เกลี้ยง ต้องมีผิวทั้งหมดเรียบเกลี้ยง ไม่มีรอยปริหรือแตกร้าว หรือเป็นปีกต้องเป็นเส้นเดียวกัน ไม่มีการต่อหรือเชื่อมหากมีขึ้นในระหว่าง กระบวนการ ผลิตต้องตัดทิ้งให้หมด ผิวเหล็กต้องปราศจากคราบน้ำมันหรือสารอื่นใดที่จะมีผลทำให้แรงยึดระหว่างคอนกรีตกับเหล็กเสียไปเหล็กต้อง ไม่เป็นสนิมขุม เว้นแต่สนิมผิวซึ่งยอมให้มีได้การตัดเหล็กให้ใช้หินเจียระไนหรือกรรไกรตัดเหล็ก ห้ามใช้ก๊าซดัดเพราะว่าความร้อนจากก๊าซตัดจะทำให้   คุณสมบัติของเหล็กต่ำลง เหล็กเสริมคอนกรีตอัดแรงมีคาร์บอน 0.60 ถึง 0.90% ซิลิคอน 0.10 ถึง 0.35% แมงกานีส 0.40 ถึง 0.90%ฟอสฟอรัส ไม่เกิน   0.50% กำมะถันไม่เกิน 0.05% เหล็กมี 2 ชนิด ได้แก่ ชนิดเส้นเดียว มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4,5,7,9 มิลลิเมตรและชนิดตีเกลียวมีเส้นผ่าน ศูนย์กลาง 3/8 นิ้ว และ 0.05 นิ้ว

1. เหล็กรูปพรรณ

• เหล็กรีดร้อน(Hot rolled structural steel)

มีทั้งเหล็กรูปพรรณรีดร้อน ขนาดใหญ่มีความกว้างมากกว่าหรือเท่ากับ 200 มม. และเหล็กโครงสร้างรูปพรรณรีดร้อนขนาดเล็ก มีความกว้างน้อยกว่า 200 มม. โดยเหล็กประเภทนี้ เกิดจากการหลอมและหล่อขึ้นรูปเป็นเหล็กแท่งในขั้นต้น แล้วจึงให้ความร้อนเพื่อทำการรีด เพื่อลดขนาดและขึ้นรูปอีกครั้ง ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ได้แก่ เหล็ก H-Beam, และเหล็กI-Beam เป็นต้น เหล็กประเภทนี้สามารถต้านทานการตัดโค้ง (Bending) และการบิด (Twisting) ได้ดี จึงใช้เป็นเสา (Columns), คาน (Beams) และตงพื้น (Bridge girders) ในงานก่อสร้างและงานสถาปนิก

• เหล็ดรีดเย็น(Cold formed structural steel)

เกิดจากการพับขึ้นรูปในขณะที่อยู่ในอุณหภูมิปกติโดยใช้เหล็กแผ่นรีดร้อนหรือเหล็กแผ่นชุบสังกะสีเป็นวัตถุดิบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน โดยมีความต้องการต้านทานการกัดกร่อน(Corrosion resistant) มากหรือน้อยเพียงใด ส่วนใหญ่นำไปใช้เป็นโครงสร้างเสา คาน และอื่นๆ ผลิตภัณฑ์

ประเภทนี้ได้แก่ เหล็กตัว C และเหล็กโครงสร้างรูปพรรณกลวงประเภทท่อเหล็กได้แก่ ท่อเหล็กกลม

สี่เหลี่ยมผืนผ้า และสี่เหลี่ยมจัตุรัส เป็นต้น

ท่อเหล็กรูปพรรณกับการก่อสร้าง

ท่อเหล็กรูปพรรณสำหรับการก่อสร้าง สามารถแบ่งตามลักษณะการใช้งานได้เป็น 2 ประเภทหลักเช่นกันคือ ท่อเหล็กที่นำไปใช้เป็นงานโครงสร้างและงานระบบ โดยท่อเหล็กที่นำไปใช้ในงานโครงสร้างก็จะนำไปใช้ในส่วนของโครงสร้างของตัวอาคาร โครงสร้างเสา หลังคา ผนังอาคารหรือแม้แต่การนำไปตกแต่งเพื่อความสวยงามของอาคาร และเหล็กที่นำไปใช้สำหรับงานระบบ ได้แก่ ระบบดับเพลิง ระบบประปา ระบบสุขาภิบาล เป็นต้น

สิ่งสำคัญควรรู้ คือ วิธีการตรวจสอบเบื้องต้น โดยวิธีการสังเกตเหล็กเส้นที่ได้มาตรฐานดังนี้

• เนื้อเหล็ก

เหล็กเส้นกลมต้องมีผิวเรียบเกลี้ยง ไม่มีปีก ไม่มีรูตามดหรือเป็นลูกคลื่น หน้าตัดต้องกลมไม่เบี้ยว ส่วนเหล็กข้ออ้อยต้องมีบั้งเป็นระยะเท่าๆ กันสม่ำเสมอตลอดทั้งเส้น บั้งและครีบต้องมีขนาดและรูปร่างเหมือนๆ กัน มีสัญลักษณ์ ตราสินค้า ชื่อยี่ห้อสินค้า ชั้นคุณภาพ ชนิดเหล็ก และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ปั๊มมาบนผิวเหล็ก

• ป้ายรายละเอียดเหล็ก

มีรายละเอียดบนป้ายเหล็กที่สำคัญ อาทิ ชื่อบริษัท, ประเภทสินค้า (Type), ชั้นคุณภาพ (Grade), ขนาด (Size), ความยาว (Length), จำนวนเส้นต่อมัด (PSC : Bundle), เลขที่เตาหลอม (Batch,Head), วัน/เวลาที่ผลิต (Date/Time), เครื่องหมายและเลขที่ มอก.

• ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง

ต้องได้เกณฑ์ตามมาตรฐาน มอก. กำหนดที่เรียกว่า “เหล็กเต็ม” เช่น เหล็ก 9 มม. จะต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 9 มม. ขึ้นไป โดยเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจสอบ คือ เวอร์เนีย หรืออุปกรณ์อื่นที่สามารถใช้วัดได้ เช่น ตลับเมตร หรือไม้บรรทัด เป็นต้น ขนาดต้องเท่ากันตลอดเส้น ความยาวเท่ากันทุกเส้น จำนวนเส้นในมัดครบถ้วน “ราคาเหล็กที่ต่างกัน คุณภาพย่อมต่างกัน”

Cr : http://www.nhconcept.com