มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม

เนื่องจากบริษัทผู้ผลิตเหล็กได้ทำการผลิตเหล็กชนิดต่าง ๆ ออกสู่ท้องตลาดเป็นจำนวนมากแต่ละบริษัทพยายามที่จะผลิตเหล็กให้มีคุณภาพต่าง ๆ
กันตามประเภทของการใช้งาน ดังนั้นจึงเป็นความยากลำบาทของผู้ใช้ที่จะเลือกใช้เหล็กให้ตรงกับความต้องการของตน จึงได้มีการกำหนดชนิด
และปริมาณส่วนผสมไปในเนื้อเหล็ก โดยใช้สัญลักษณ์ของธาตุและตัวเลขเป็นตัวชี้บอกจำนวนปริมาณของส่วนผสมที่มีอยู่ จึงได้เกิดเป็น "
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม " ขึ้น
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมได้กำเนิดมาหลายมาตรฐาน เนื่องจากประเทศบริวารในเครือของตนเองหรือประเทศที่มีการจัดการอุตสาหกรรม
แบบเดียวกันยอมรับและนำไปใช้ ซึ่งปรากฎว่าในปัจจุบันมีมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมที่นิยมนำมาใช้งานกัน มี 3 มาตรฐาน คือ
1 ระบบอเมริกัน AISI ( American Iron and Steel Institute )
การกำหนดมาตรฐานแบบนี้ ตัวเลขดัชนีจะมีจำนวนหลักและตัวชี้บอกส่วนประสมจะเหมือนกับระบบ SAE จะต่างกันตรงที่ระบบ AISI จะมีตัวอักษร
นำหน้าตัวเลข 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
การแบ่งชนิดของเหล็กกล้าตามชนิดและปริมาณของสารที่นำมาผสม แต่เหล็กกล้าตามระบบ AISI ยังมีการแบ่งกลุ่มตามลักษณะของกรรมวิธีการชุบ
แข็ง

ชื่อกลุ่ม                                                 สัญลักษณ์

กลุ่มที่ชุบแข็งด้วยน้ำ                                                                                              W
กล่มเหล็กที่ทนต่อแรงกระแทก                                                                               S
กลุ่มที่ชุบแข็งด้วยน้ำมัน                                                                                         O
กลุ่มที่ผลิตโดยกรรมวิธีแปรรูปเย็น( Cold Working ) สำหรับเหล็กล้า
คาร์บอนปานกลางและชุบแข็งโดยปล่อยให้เย็นตัวในอากาศ                                A
กลุ่มเหล็กกล้าที่ผลิตโดยกรรมวิธีแปรรูปเย็นสำหรับเหล็กกล้า
คาร์บอนสูงและเหล็กกล้าประสมโครเมียมสูง                                                         D
กลุ่มเหล็กที่ผลิตโดยกรรมวิธีแปรรูปร้อน( Hot Working )                H
กลุ่มเหล็กกล้ารอบสูง(High Speed Steel)                              T (ประสมทังสเตนเป็นหลัก)
กลุ่มเหล็กกล้ารอบสูง(High Speed Steel)                              M (ประสมโมลิบดินั่ม)
กลุ่มเหล็กกล้าคุณสมบัตพิเศษ ( มีคาร์บอนและทังสเตน เป็นหลัก )
กลุ่มเหล็กทำแม่พิมพ์
2 ระบบเยอรมัน DIN (Deutsch Institute Norms)
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานเยอรมันจะแบ่งเหล็กออกเป็น 4 ประเภทดังนี้
2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน(หรือเหล็กไม่ประสม)
2.2 เหล็กกล้าผสมต่ำ
2.3 เหล็กกล้าผสมสูง
2..4 เหล็กหล่อ
2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน (หรือเหล็กไม่ประสม)
เหล็กที่นำไปใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ความร้อน (Heat Treatment) เหล็กพวกนี้จะบอกย่อคำหน้าว่า St.
และจะมีตัวเลขตามหลัง ซึ่งจะบอกถึงความสามารถที่จะทนแรงดึงสูงสุดของเหล็กชนิดนั้น มีหน่วยเป็น ก.ก/มม.2
หมายเหตุ การกำหนดมาตรฐานทั้งสองนี้ เหล็กที่มีความเค้นแรงดึงสูงสุดประมาณ 37 ก.ก/มม.2 จะสามารถใช้สัญลักษณ์แทนเหล็กชนิดนี้
ได้ 2 ลักษณะ คือ เขียนเป็น St. หรือ C20
การกำหนดมาตรฐานเหล่านี้จะเห็นมากในแบบสั่งงาน ชิ้นส่วนบางชนิดต้องนำไปชุบแข็งก่อนใช้งาน ก็จะกำหนดวัสดุเป็น C นำหน้า ส่วนชิ้นงานที่ไม
่ต้องนำไปชุบแข็ง ซึ่งนำไปใช้งานได้เลยจะกำหนดวัสดุเป็นตัว St. นำหน้า ทั้ง ๆ ที่วัสดุงานทั้งสองชิ้นนี้ใช้วัสดุอย่างเดียวกัน
เหล็กกล้าผสมต่ำ
การกำหนดมาตรฐานเหล็กประเภทนี้จะบอกจำนวนคาร์บอนไว้ข้างหน้าเสมอ แต่ไม่นิยมเขียนตัว C กำกับไว้ ตัวถัดมาจะเป็นชนิดของโลหะที่เข้า
ไปประสม ซึ่งอาจมีชนิดเดียวหรือหลายชนิดก็ได้
ข้อสังเกต เหล็กกล้าประสมต่ำตัวเลขที่บอกปริมาณของโลหะประสมจะไม่ใช่จำนวนเปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงของโลหะประสมนั้นการที่จะทราบจำนวน
เปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงจะต้องเอาแฟกเตอร์ (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 แต่ในบางครั้งจะมีการเขียนสัญลักษณ์บอกกรรมวิธีการผลิตไว้ข้างหน้าอีก
ด้วย 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 แล้วจึงตามด้วยตัวเลขแสดงปริมาณ
ของโลหะประสม
ตัวเลขที่แสดงปริมาณของโลหะประสม ไม่ต้องหารด้วย แฟกเตอร์ (Factor) ใด ๆ ทั้งสิ้น(แตกต่างจากโลหะประสมต่ำ) ส่วนคาร์บอนยังต้องหารด้วย
100 เสมอ
3 ระบบญี่ปุ่น JIS (Japaness Industrial Standards)
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นซึ่งจัดวางระบบโดยสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น(Japaness Industrial Standards, JIS)
จะแบ่งเหล็กตามลักษณะงานที่ใช้
ตัวอักษรชุดแรก จะมีคำว่า JIS หมายถึง Japaness Industrial Standards ตัวอักษรสัญลักษณ์ตัวถัดมาจะมีได้หลายตัวแต่ละตัวหมายถึงการจัด
กลุ่มผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆ 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
ตัวเลขที่เหลือ 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยกชนิดของส่วนผสมที่มีอยู่ในวัสดุนั้น เช่น ถ้าเป็นเหล็กตัวเลข 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยกชนิดเหล็กตาม
ส่วนผสมธาตุที่มีอยู่ในเหล็กชนิดนั้น ๆ เช่น
01 เหล็กเครื่องมือ คาร์บอน
03 เหล็กไฮสปีด
04 เหล็กเครื่องมือประสม