| ประเภทเหล็ก | ชื่อ | JIS (ญี่ปุ่น) | AISI/SAE (สหรัฐอเมริกา) | ดินแดง (เยอรมนี) | GB (จีน) |
|---|---|---|---|---|---|
| เหล็กเส้นคาร์บอนต่ำ | เหล็กเส้นกลม | SS400 (5541) | A36 | - | Q235 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ | S15C | SAE 1015 | CK15 (1.1141) | 15 | |
| S20C | SAE 1021 | ซีไอซี20 (1.0402) | 20 | ||
| เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง | เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง | S45C | SAE 1045 | ซีเค45,ซี45 (1.0503) | 45 |
| S50C | SAE 1050 | CK50 (1.1213) | 50 | ||
| S55C | SAE 1055 | CK55 (1.1203) | 55 | ||
| เหล็กกล้าโลหะผสม Cr-Mo | เหล็กเส้นกลม | SCM415 (สคม21) | - | 15CrMo5 (1.7262) | 15CrMo |
| เหล็กเส้นกลม | SCM420 (สคม22) | - | 25CrMo4 (1.7218) | 20CrMo | |
| เหล็กเส้นกลม | SCM440 (สคม4) | SAE 4140 | 42CrMo4 (1.7225) | 42CrMo | |
| โลหะผสมเหล็ก Ni-Cr-Mo | เหล็กเส้นกลม | สสส.โน (ส.ส.ม.21) | SAE 8620 | 21NiCrMo 2 (1.6523) | 20CrNiMo |
| เหล็กเส้นกลม (มีปริมาณนิเกิลสูง) | SNCM420 (ส.ส.ม.23) | SAE 4320 | 20CrNi2Mo | ||
| เหล็กเส้นกลม | SNCM439 (ส.ส.ม.8) | SAE 4340 | 40NiCrMo 6 | 40CrNiMo4 | |
| เหล็กเพลาขับ | _ | 17CrNiMo6 18CrNiMo7-6 | _ | ||
| เหล็กกล้าผสม Al-Cr-Mo | เหล็กเส้นกลม | SACM645 (เอสเอซีเอ็ม1) | SAE 7140 | 41CrAlMo7 (1.8550) | 38CrMoAl |
| เหล็กกล้าผสมโครเมียมคาร์บอนสูง | เหล็กแบริ่ง | SUJ2 | 52100 | (110Cr6 .30505) | GCr15 |
| เหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสม | เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น | SKD11 | D2 | X165CrMoV12 (1.2601) | Cr12MoV |
| เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน | SKD61 | H13 | X40CrMoV51 (1.2344) | 4Cr5MoSiV1 | |
| เหล็กความเร็วสูง | SKH51 (สกห9) | M2 | 56-5-2 (1.3343) | W6Mo5Cr4V2 | |
| เหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน | เหล็กเส้นกลม | SK 2 (สก120) | ส1-111/2 | - | |
| SK 3 (สก105) | W1-10 | C1051,V1 (1.1545) | - | ||
| สแตนเลส สตีล | สแตนเลสสตีล 303 | SUS303 | เอ1เอสไอ 303 | เอ็กซ์แอล2ซีอาร์นิ5188 (1.4305) | 1Cr18Ni9MoZr |
| สแตนเลสสตีล 304 | SU5304 | AISI 304 | X5CrNi 189 (1.4350) | โอซีอาร์181119 | |
| สแตนเลสสตีล 316 | SUS316 | AISI 316 | X5CrNiMo1810 (1.4401) | OCr17Ni1Mo2 |
เหล็กเป็นวัสดุวิศวกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดเนื่องจาก ความอเนกประสงค์ ความแข็งแกร่ง ความทนทานและ ความสามารถในการผสมโลหะผสมและการอบชุบด้วยความร้อน สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย คุณสมบัติขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบทางเคมี การอบด้วยความร้อน และการแปรรูป.
คุณสมบัติหลักของเหล็ก
1. คุณสมบัติทางกล
| อสังหาริมทรัพย์ | รายละเอียด |
|---|---|
| ความต้านแรงดึง | ความต้านทานการแตกหักภายใต้แรงดึง ตั้งแต่ 250 MPa (อ่อน) ถึง 2000+ MPa (เหล็กกล้าเครื่องมือ) |
| กำลังรับ Yield | ความเครียดที่เหล็กเริ่มเสียรูป มีความสำคัญต่อการรับน้ำหนัก |
| ความแข็ง | ความต้านทานต่อการบุบหรือการเสียดสี (วัดเป็น HRC, HB, HV) |
| ความทนทาน | ความสามารถในการดูดซับพลังงานและเปลี่ยนรูปโดยไม่แตกหัก (ทนทานต่อแรงกระแทก) |
| ความอ่อน | ความสามารถในการยืดโดยไม่ขาด ระบุโดยเปอร์เซ็นต์การยืดตัว |
| ความเมื่อยล้า | ทนทานต่อการรับน้ำหนักซ้ำๆ จำเป็นสำหรับเฟือง เพลา และส่วนประกอบอื่นๆ |
2. คุณสมบัติทางกายภาพ
| อสังหาริมทรัพย์ | ค่าหรือช่วงโดยทั่วไป |
|---|---|
| ความหนาแน่น | ~7.85 ก./ซม.XNUMX |
| จุดหลอมเหลว | ~1370–1510°C (ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของโลหะผสม) |
| การนำความร้อน | 45–60 W/m·K (ต่ำกว่าสำหรับเหล็กอัลลอยด์) |
| ค่าการนำไฟฟ้า | ไม่ดี(โลหะต้านทาน) |
| การขยายตัวทางความร้อน | ~11–13 µm/m·°C (แตกต่างกันไปตามเกรด) |
3. องค์ประกอบทางเคมี (ชนิดพื้นฐาน)
| ประเภทเหล็ก | องค์ประกอบโลหะผสมหลัก | หมายเหตุ : |
|---|---|---|
| เหล็กกล้าคาร์บอน | เหล็ก + คาร์บอน (ไม่เกิน 2%) | พบมากที่สุด จำแนกเป็นคาร์บอนต่ำ (≤0.3%) คาร์บอนปานกลาง (0.3–0.6%) และคาร์บอนสูง (0.6–1%) |
| แม็กเหล็ก | Cr, Ni, Mo, Mn, V ฯลฯ | คุณสมบัติเชิงกลและการทนความร้อนได้รับการปรับปรุง |
| เหล็กกล้าไร้สนิม | โครเมียม ≥ 10.5% | ทนทานต่อการกัดกร่อน เกรด 304, 316 |
| เครื่องมือเหล็ก | ดับเบิ้ลยู โม โคร วี โค | ใช้สำหรับเครื่องมือตัดและแม่พิมพ์ มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง |
| เหล็ก Maraging | นิ, โม, โค, ติ | มีความแข็งแรงสูงมาก คาร์บอนต่ำ ใช้ในอวกาศ |
4. การอบด้วยความร้อนและผลลัพธ์
| กระบวนการ | ผล |
|---|---|
| การหลอม | ทำให้เหล็กอ่อนตัวลง ปรับปรุงความเหนียว และเพิ่มความสามารถในการตัดเฉือน |
| การดับ | ชุบแข็งเหล็ก (โดยเฉพาะเหล็กคาร์บอนสูง/โลหะผสม) |
| การแบ่งเบาบรรเทา | ลดความเปราะบางหลังการชุบแข็งและสร้างความสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียว |
| normalizing | ปรับโครงสร้างเมล็ดพืชให้แข็งแรง ทนทานมากขึ้น |
| เคสแข็ง | ชุบแข็งเฉพาะพื้นผิว (คาร์บูไรซิ่ง ไนไตรดิ้ง) เหมาะสำหรับเฟืองและเพลา |
เกรดเหล็กทั่วไปและการใช้งาน
| เกรด | ประเภท | คุณสมบัติและการใช้งาน |
|---|---|---|
| AISI 1018 | คาร์บอนต่ำ | เชื่อมได้ดี ใช้กับเพลาและชิ้นส่วนงานเบา |
| AISI 1045 | คาร์บอนปานกลาง | แข็งแกร่งกว่า 1018 เหมาะกับงานเฟือง เพลา และโบลท์ |
| SCM440/4140 ภาษาไทย | โลหะผสมเหล็ก | มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการสึกหรอ ใช้ในเครื่องมือ เฟือง และชิ้นส่วนโครงสร้าง |
| สกด11/ดี2 | เหล็กกล้าเครื่องมือ | มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง ใช้ในแม่พิมพ์และเครื่องมือตัด |
| SUS304 | สแตนเลส | เหล็กกล้าไร้สนิม SS ไม่เป็นแม่เหล็ก ทนต่อการกัดกร่อน ใช้งานทั่วไป |
| SUS316 | สแตนเลส | ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้น (คลอไรด์) ใช้ในทะเล/เคมีภัณฑ์ |
เคล็ดลับการเลือก
ใช้ เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ สำหรับการเชื่อมและการขึ้นรูปชิ้นส่วน
ใช้ คาร์บอนปานกลางถึงสูง or โลหะผสมเหล็ก สำหรับส่วนประกอบโครงสร้างและรับน้ำหนัก
ใช้ เหล็กกล้าไร้สนิม เพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อน
ใช้ เหล็กเครื่องมือ ซึ่งความทนทานต่อการสึกหรอและความแข็งเป็นสิ่งสำคัญ
คิดถึงเสมอ สถานะการอบชุบด้วยความร้อน — เหล็กในสภาพอบอ่อนจะมีพฤติกรรมแตกต่างอย่างมากจากเหล็กเกรดเดียวกันที่ผ่านการชุบแข็งและอบอ่อน
ตารางเปรียบเทียบเกรดเหล็ก
| ทรัพย์สิน / เกรด | SCM440 (เอไอเอสไอ 4140) | S45C (เอไอเอสไอ 1045) | SUS304 (เอไอเอสไอ 304) | SKD11 (เหล็กกล้าเครื่องมือ D2) | SUS316 |
|---|---|---|---|---|---|
| ประเภท | แม็กเหล็ก | เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง | เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก | เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น | เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก |
| คาร์บอน (C) | ~% 0.40 | ~% 0.45 | ≤ 0.08% | ~% 1.5 | ≤ 0.08% |
| โครเมียม (Cr) | ~% 1.0 | - | ~% 18 | ~% 12 | ~16–18% |
| นิกเกิล (Ni) | - | - | ~% 8 | - | ~10–14% |
| ความแข็ง (หลัง HT) | 28–45 HRC | 20–30 HRC (ชุบแข็ง) | ~90–95 HRB (อบอ่อน) | สูงถึง 60 HRC (หลังชุบแข็ง) | ~90 HRB (อบอ่อน) |
| ความต้านแรงดึง | 850–1000 เมกะปาสคาล (HT) | 600–800 เมกะปาสคาล (HT) | ~520 เมกะปาสคาล | ~1900 เมกะปาสคาล (HT) | ~500 เมกะปาสคาล |
| weldability | พอใช้ | ดี | ยอดเยี่ยม | แย่ที่สุด | ยอดเยี่ยม |
| การแปรรูป | ดี | ดี | พอใช้ | แย่–พอใช้ | พอใช้ |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ต่ำ | ต่ำ | จุดสูง | ต่ำ | เกรดสูงมาก (เกรดทางทะเล) |
| การใช้งานทั่วไป | เฟือง เพลา น็อต แม่พิมพ์ | เพลา หมุด เฟือง | ถังบรรจุอาหาร ท่อส่งอาหาร | แม่พิมพ์ และเครื่องขึ้นรูปเย็น | ทางทะเล เคมีภัณฑ์ ยา |
สรุปตามกรณีการใช้งาน
SCM440 (4140) : ภาษาไทย เหล็กกล้าแรงดึงสูงคุณภาพเยี่ยมสำหรับเฟือง เพลา และชิ้นส่วนยานยนต์ — มีความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความสามารถในการชุบแข็ง
S45C (1045): ราคาประหยัด เหมาะกับงานชิ้นส่วนเครื่องจักรทั่วไป ไม่ชุบแข็งเท่า SCM440
สแตนเลส SUS304: ปลอดภัยสำหรับอาหาร ทนสนิม เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อนภายในอาคาร
สแตนเลส SUS316: ดีกว่าสำหรับ อุดมไปด้วยคลอไรด์ or สภาพแวดล้อมทางทะเลเช่น เครื่องจักรชายฝั่ง หรือถังสารเคมี
สกส11 (D2): แข็งเป็นพิเศษและทนต่อการสึกหรอ ไม่สามารถเชื่อมได้ ใช้สำหรับแม่พิมพ์และการตัดในอุตสาหกรรม