เหล็กชนิดและคุณสมบัติของเหล็กคืออะไร?

เหล็กมีหลายรูปแบบ: แผ่นโลหะ แผ่น แท่งและคานของรูปทรงเรขาคณิตต่างๆ ท่อ และแน่นอน เหล็กแท่งแข็งที่ใช้ในการแปรรูปเหล็ก CNCเหล็กมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่เหล็กชนิดต่างๆ ต่างกันอย่างไร?
เหล็กคืออะไร?
เหล็กเป็นศัพท์ทั่วไปสำหรับเหล็กและโลหะผสมคาร์บอนปริมาณคาร์บอน (0.05% – 2% โดยน้ำหนัก) และการเพิ่มองค์ประกอบอื่น ๆ กำหนดคุณสมบัติเฉพาะของโลหะผสมและวัสดุของเหล็กธาตุผสมอื่นๆ ได้แก่ แมงกานีส ซิลิกอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน และออกซิเจนคาร์บอนเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของเหล็ก ในขณะที่สามารถเพิ่มองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนหรือความสามารถในการแปรรูปแมงกานีสมักมีอยู่ในปริมาณมาก (อย่างน้อย 0.30% ถึง 1.5%) เพื่อลดความเปราะบางของเหล็กและเพิ่มความแข็งแรง

ความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กเป็นคุณลักษณะที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอย่างหนึ่งพวกเขาทำให้เหล็กเหมาะสำหรับการก่อสร้างและการขนส่งเนื่องจากวัสดุสามารถใช้งานได้นานภายใต้ภาระหนักและซ้ำซ้อนโลหะผสมเหล็กบางชนิด เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม ทนต่อการกัดกร่อน ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงและความแข็งนี้จะนำไปสู่เวลาการประมวลผลนานขึ้นและการสึกหรอของเครื่องมือตัดที่เพิ่มขึ้นเหล็กเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง ทำให้หนักเกินไปสำหรับการใช้งานบางประเภทอย่างไรก็ตาม เหล็กมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง ซึ่งเป็นเหตุให้เป็นหนึ่งในโลหะที่ใช้กันมากที่สุดในการผลิต
แบบเหล็ก
มาดูเหล็กต่างๆกันบ้างในการเป็นเหล็กกล้า จะต้องเติมคาร์บอนลงในเหล็กแม้ว่าปริมาณคาร์บอนจะแตกต่างกันไป แต่ก็ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากในคุณสมบัติเหล็กกล้าคาร์บอนมักหมายถึงเหล็กกล้าที่ไม่ใช่เหล็กกล้าไร้สนิม และระบุด้วยเกรดเหล็ก 4 หลักเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายว่าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ปานกลาง หรือสูง

เหล็กอ่อน: คาร์บอนน้อยกว่า 0.30% โดยน้ำหนัก
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง: คาร์บอน 0.3 – 0.5%
เหล็กกล้าคาร์บอนสูง: 0.6% ขึ้นไป
องค์ประกอบโลหะผสมหลักของเหล็กจะแสดงด้วยตัวเลขตัวแรกในเกรดสี่หลักตัวอย่างเช่น เหล็กกล้า 1xxx ใดๆ เช่น 1018 จะใช้คาร์บอนเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลักเหล็กกล้า 1018 ประกอบด้วยคาร์บอน 0.14 - 0.20% และฟอสฟอรัสและกำมะถันเล็กน้อย รวมทั้งแมงกานีสโลหะผสมอเนกประสงค์นี้มักใช้กับเครื่องปะเก็น เพลา เกียร์ และหมุด
เหล็กกล้าคาร์บอนเกรดที่ง่ายต่อการตัดเฉือนนั้นผ่านการวัลคาไนซ์ซ้ำและรีฟอสเฟต เพื่อให้เศษแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยเพื่อป้องกันไม่ให้เศษยาวหรือเศษขนาดใหญ่เข้าไปพันกับเครื่องมือในระหว่างการตัดเหล็กกล้าตัดเฉือนแบบอิสระสามารถลดเวลาในการผลิตได้ แต่อาจลดความเหนียวและทนต่อแรงกระแทกได้

สแตนเลส
เหล็กกล้าไร้สนิมประกอบด้วยคาร์บอน แต่ก็มีโครเมียมประมาณ 11% ซึ่งเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุโครเมียมมากขึ้นหมายถึงการเกิดสนิมน้อยลง!การเติมนิกเกิลยังช่วยเพิ่มความทนทานต่อการเกิดสนิมและความต้านทานแรงดึงได้อีกด้วยนอกจากนี้ สแตนเลสยังมีความต้านทานความร้อนได้ดี ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอวกาศและสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงอื่นๆ
ตามโครงสร้างผลึกของโลหะ เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภทห้าประเภท ได้แก่ ออสเทนไนต์ เฟอร์ไรท์ มาร์เทนไซต์ ดูเพล็กซ์ และการชุบแข็งแบบตกตะกอนเกรดสแตนเลสจะถูกระบุด้วยตัวเลขสามหลักแทนที่จะเป็นสี่ตัวเลขแรกแสดงถึงโครงสร้างผลึกและองค์ประกอบโลหะผสมหลัก
ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 เป็นโลหะผสมนิกเกิลโครเมียมออสเทนนิติกเหล็กกล้าไร้สนิม 304 เป็นเกรดที่พบมากที่สุดเนื่องจากมีโครเมียม 18% และนิกเกิล 8%เหล็กกล้าไร้สนิม 303 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิม 304 เวอร์ชันสำหรับการตัดเฉือนฟรีการเติมกำมะถันจะลดความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิม 303 จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304
สแตนเลสสามารถใช้ได้กับหลากหลายอุตสาหกรรมเหล็กกล้าไร้สนิมชนิด 316 สามารถใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น ชุดวาล์วในเครื่องจักรและท่อ หากผ่านกรรมวิธีอย่างเหมาะสมสแตนเลส 316 ยังใช้ในการกลึงน็อตและสลักเกลียว ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์เหล็กกล้าไร้สนิม 303 ใช้สำหรับเกียร์ เพลา และชิ้นส่วนสำคัญอื่นๆ ของเครื่องบินและรถยนต์

เหล็กกล้าเครื่องมือสิ่ว
เหล็กกล้าเครื่องมือใช้ในการผลิตเครื่องมือสำหรับกระบวนการผลิตต่างๆ รวมถึงการหล่อแบบฉีด การฉีดขึ้นรูป การปั๊มและการตัดมีโลหะผสมของเหล็กกล้าเครื่องมือหลายแบบที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน แต่เป็นที่รู้จักในด้านความแข็งแต่ละตัวสามารถทนต่อการสึกหรอของการใช้งานที่หลากหลาย (แม่พิมพ์เหล็กที่ใช้สำหรับฉีดขึ้นรูปสามารถทนต่อการฉีดวัสดุได้หนึ่งล้านครั้งหรือมากกว่า) และมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูง
การใช้งานทั่วไปของเหล็กกล้าเครื่องมือคือเครื่องมือฉีดขึ้นรูป ซึ่งกลึงจากเหล็ก CNC ชุบแข็ง และใช้ในการผลิตชิ้นส่วนการผลิตที่มีคุณภาพสูงสุดเหล็ก H13 มักถูกเลือกเนื่องจากประสิทธิภาพความล้าจากความร้อนที่ดี ความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กสามารถทนต่อการสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงมากได้เป็นเวลานาน
แม่พิมพ์ H13 เหมาะมากสำหรับวัสดุฉีดขึ้นรูปขั้นสูงที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูง เนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเหล็กกล้าอื่นๆ - การฉีด 500,000 ถึง 1 ล้านครั้งในขณะเดียวกัน S136 ก็เป็นเหล็กกล้าไร้สนิม และอายุการใช้งานเครื่องมือเกินหนึ่งล้านครั้งวัสดุนี้สามารถขัดได้ถึงระดับสูงสุดสำหรับการใช้งานพิเศษที่ชิ้นส่วนต้องการความโปร่งแสงสูง