การใช้งานเหล็กกล้า: งานก่อสร้าง การขนส่ง และอุตสาหกรรม
เหล็กกล้าเป็นวัสดุโครงสร้างหลักชนิดหนึ่งในอุตสาหกรรม งานก่อสร้าง การขนส่ง และชีวิตประจำวัน ใช้ทำโครงสร้างรับน้ำหนัก เหล็กเสริม ท่อ ตัวยึด เครื่องมือ ชิ้นส่วนเครื่องจักร ตัวเรือนอุปกรณ์ เครื่องมือแพทย์ และผลิตภัณฑ์อีกมากมายที่ต้องการความแข็งแรง ผลิตและแปรรูปได้สะดวก และมีราคาที่เข้าถึงได้
เหล็กกล้าคืออะไร?
เหล็กกล้าคือโลหะผสมของเหล็กกับคาร์บอน โดยทั่วไปมีคาร์บอนไม่เกินประมาณ 2% ปริมาณคาร์บอนที่สูงขึ้นอาจทำให้เหล็กกล้าแข็งและแข็งแรงขึ้น แต่ความเหนียวจะลดลงและแปรรูปยากขึ้น นอกจากเหล็กและคาร์บอนแล้ว ยังมีสิ่งเจือปนและธาตุผสม เช่น แมงกานีส ซิลิคอน โครเมียม นิกเกิล โมลิบดีนัม วาเนเดียม และธาตุอื่น องค์ประกอบเหล่านี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติ เกรด และขอบเขตการใช้งาน
เหล็กกล้าได้รับความนิยมจากการผสานความแข็งแรง ความสามารถในการเชื่อมและแปรรูป การซ่อมแซมได้ และความสามารถในการผลิตวัสดุที่มีคุณลักษณะแตกต่างกันมาก เหล็กกล้าเกรดหนึ่งอาจเหมาะกับคานอาคาร อีกเกรดเหมาะกับเครื่องมือตัด และอีกเกรดเหมาะกับท่อสเตนเลสหรือสปริง
เหล็กกล้ามีชนิดใดบ้าง?
เมื่อแบ่งตามวัตถุประสงค์ เหล็กกล้ามีชนิดโครงสร้าง ชนิดเครื่องมือ และชนิดพิเศษ เมื่อแบ่งตามองค์ประกอบทางเคมีจะมีเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม ส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งตามปริมาณคาร์บอนโดยประมาณเป็นคาร์บอนต่ำ คาร์บอนปานกลาง และคาร์บอนสูง
เหล็กกล้าผสมมีธาตุเติมแต่งเพื่อให้ได้คุณสมบัติตามต้องการ เช่น ทนการกัดกร่อน ทนความร้อน แข็งแรงขึ้น ทนการสึกหรอ ทนอุณหภูมิต่ำ หรือชุบแข็งได้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น สเตนเลสได้คุณสมบัติจากปริมาณโครเมียมและธาตุอื่นที่เพียงพอ แต่คุณสมบัติเฉพาะยังขึ้นอยู่กับเกรดและสภาพใช้งาน
การใช้งานเหล็กกล้าคาร์บอน
เหล็กกล้าคาร์บอนมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำใช้ผลิตเหล็กแผ่น ชิ้นส่วนปั๊มขึ้นรูป โครงสร้างเชื่อม ตัวเรือน ฝาครอบ ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่รับแรงไม่มาก และองค์ประกอบที่ต้องการความเหนียวกับการเชื่อมที่ดี
เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางใช้ทำเพลา เฟือง แกน ก้านสูบ ล้อช่วยแรง และชิ้นส่วนเครื่องจักรอื่นที่ต้องรับภาระหลังการอบชุบความร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนสูงใช้ทำสปริง แหนบ ลวด มีด เลื่อย สิ่ว ค้อน และเครื่องมือบางชนิดที่ต้องการความแข็งและความทนการสึกหรอ
เหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับเครื่องมือใช้ทำดอกสว่าน มีดกลึง เครื่องมืองานไม้และงานช่าง กรรไกร มีด เครื่องมือตีขึ้นรูป และอุปกรณ์สำหรับแปรรูปไม้ โลหะ หรือหิน การเลือกใช้อย่างถูกต้องต้องพิจารณาเกรดเหล็ก วิธีอบชุบความร้อน และสภาพการทำงานของเครื่องมือเสมอ
การใช้งานเหล็กกล้าผสม
เหล็กกล้าผสมใช้เมื่อเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปมีคุณสมบัติไม่เพียงพอ วัสดุชนิดนี้อาจแข็งแรงกว่า และทนการสึกหรอ การกัดกร่อน ความร้อน หรือแรงกระแทกได้ดีกว่า องค์ประกอบจะเลือกตามลักษณะงาน เพราะโครงสร้างอาคาร ท่อ ชิ้นส่วนเครื่องจักร แบริ่ง ตัวยึด เครื่องมือแพทย์ และอุปกรณ์เคมีต่างต้องใช้เกรดที่แตกต่างกัน
การใช้งานหลักของเหล็กกล้าผสม ได้แก่
- การผลิตเครื่องมือและอุปกรณ์ศัลยกรรมหรือการแพทย์
- การผลิตท่อไร้ตะเข็บ ท่อเชื่อมไฟฟ้า ท่อขึ้นรูปร้อน ท่อตะเข็บตรง และท่อตะเข็บเกลียว
- การก่อสร้างสะพาน ถนน อาคารอุตสาหกรรม และอาคารทั่วไป
- การต่อเรือ อากาศยาน ระบบรถไฟ และยานยนต์
- การผลิตดอกสว่าน ดอกกัด ดอกต๊าป ดาย และเครื่องมืออื่น
- การผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรขนาดใหญ่และรูปทรงซับซ้อน
- ชิ้นส่วนที่ทำงานภายใต้แรงเสียดทาน แรงกระแทก และภาระสูง
- การผลิตมีดและเครื่องมือตัด
- ท่อ ภาชนะ และส่วนประกอบที่ทำจากสเตนเลส
เหล็กกล้าใช้ที่ใดบ้าง
ในงานก่อสร้าง เหล็กกล้าใช้ทำเหล็กเสริม คาน เสา โครงถัก ชิ้นส่วนฝัง ตัวยึด เหล็กรูปพรรณ วัสดุมุงหลังคา และส่วนประกอบผนังอาคาร ในงานวิศวกรรมเครื่องกลใช้ทำเพลา แกน ตัวเรือน เฟือง สปริง ตัวยึด และชิ้นส่วนกลไก ส่วนอุตสาหกรรมพลังงานและเคมีใช้ทำท่อ ภาชนะ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน วาล์ว และชิ้นส่วนสเตนเลส
ในชีวิตประจำวันพบเหล็กกล้าในเครื่องครัว เครื่องมือ เครื่องใช้ไฟฟ้า เฟอร์นิเจอร์ กุญแจ ตัวยึด มีดทำครัว และสุขภัณฑ์ ความแพร่หลายนี้มาจากความสามารถในการผลิตเหล็กกล้าได้ปริมาณมาก แปรรูปได้หลายวิธี และเลือกคุณสมบัติให้ตรงกับข้อกำหนดเฉพาะ
สิ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกเหล็กกล้า
ไม่ควรเลือกเหล็กกล้าจากชื่อเรียกรวมเพียงอย่างเดียว ต้องพิจารณาเกรด มาตรฐาน องค์ประกอบทางเคมี การอบชุบความร้อน รูปแบบผลิตภัณฑ์รีด เงื่อนไขการเชื่อม อุณหภูมิ สภาพแวดล้อม ภาระ และข้อกำหนดด้านความทนการกัดกร่อน สำหรับโครงสร้างและอุปกรณ์ที่มีความสำคัญ ต้องเลือกวัสดุตามแบบ การคำนวณ และข้อกำหนดมาตรฐาน
เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง
คำถามที่พบบ่อย
เหล็กกล้าใช้มากที่สุดในงานประเภทใด?
เหล็กกล้าใช้ในงานก่อสร้าง วิศวกรรมเครื่องกล การขนส่ง พลังงาน ตัวยึด ท่อ เหล็กเสริม เครื่องมือ และผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน ขอบเขตการใช้เฉพาะขึ้นอยู่กับเกรด ความแข็งแรง ความสามารถในการเชื่อม ความทนการกัดกร่อน และสภาพใช้งาน
เหล็กกล้าคาร์บอนต่างจากเหล็กกล้าผสมอย่างไร?
สมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนเกิดจากเหล็กและคาร์บอนเป็นหลัก ส่วนเหล็กกล้าผสมมีธาตุเติมแต่ง เช่น โครเมียม นิกเกิล โมลิบดีนัม วาเนเดียม และธาตุอื่น ซึ่งช่วยเพิ่มความทนการกัดกร่อน ทนความร้อน ทนการสึกหรอ หรือความแข็งแรงได้
เหตุใดสเตนเลสจึงใช้แทนเหล็กกล้าทั่วไปไม่ได้เสมอไป?
สเตนเลสทนการกัดกร่อนได้ดีกว่า แต่โดยทั่วไปมีราคาสูงกว่า และอาจไม่เหมาะที่สุดในด้านความแข็งแรง การแปรรูป การเชื่อม หรือสภาพการทำงาน จึงต้องเลือกวัสดุตามลักษณะงาน ไม่ใช่ดูเพียงชื่อชนิด