ความรู้เรื่องเหล็ก

I. คุณสมบัติทางกลของเหล็ก

1. จุดคราก ( σ S)
เมื่อเหล็กหรือตัวอย่างถูกยืดออก เมื่อความเค้นเกินขีดจำกัดความยืดหยุ่น แม้ว่าความเค้นจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป เหล็กหรือตัวอย่างจะยังคงเกิดการเสียรูปพลาสติกอย่างเห็นได้ชัดต่อไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าผลผลิต และค่าความเครียดขั้นต่ำเมื่อผลผลิตเกิดขึ้นคือจุดผลผลิต ถ้า Ps คือแรงภายนอกที่จุดคราก s และ Fo คือพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง ดังนั้นจุดคราก σ S = Ps/Fo (MPa)

2. ความแข็งแรงของผลผลิต ( σ 0.2)
จุดครากของวัสดุโลหะบางชนิดไม่ชัดเจนนักและวัดได้ยาก ดังนั้น เพื่อวัดคุณสมบัติผลผลิตของวัสดุ จึงกำหนดว่าความเครียดที่ทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกตกค้างถาวรมีค่าเท่ากับค่าที่แน่นอน (โดยทั่วไปคือ 0.2% ของความยาวเดิม) ซึ่งเรียกว่าความแข็งแรงของผลผลิตตามเงื่อนไขหรือความแข็งแรงของผลผลิต ซิ 0.2
3. ความต้านแรงดึง ( σ B)
ความเค้นสูงสุดที่วัสดุได้รับระหว่างแรงดึงตั้งแต่จุดเริ่มต้นจนถึงเวลาที่วัสดุแตกหัก บ่งบอกถึงความแข็งแกร่งของเหล็กต่อการแตกหัก ความต้านทานแรงดึงที่สอดคล้องกับความต้านทานแรงดึงก็คือกำลังรับแรงอัด ความต้านทานแรงดัดงอ ฯลฯ ตั้งค่า Pb เป็นแรงดึงสูงสุดก่อนที่วัสดุจะถูกดึงออกจากกัน และ Fo เป็นพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง จากนั้นค่าความต้านทานแรงดึง σ B= Pb/ โฟ (MPa)
4. การยืดตัว ( δ S)
เปอร์เซ็นต์ของการยืดตัวของพลาสติกของวัสดุหลังจากการแตกหักจนถึงความยาวตัวอย่างดั้งเดิมเรียกว่าการยืดตัวหรือการยืดตัว
5. อัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิต ( σ S/ σ B)
อัตราส่วนของจุดคราก (ความแข็งแรงของผลผลิต) ของเหล็กต่อความต้านทานแรงดึงเรียกว่าอัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิต ยิ่งอัตราส่วนผลผลิตต่อความแข็งแรงสูงเท่าใด ความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนโครงสร้างก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปคือ 0.6-0.65 และของเหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำคือ 0.65-0.75 และของเหล็กโครงสร้างโลหะผสมคือ 0.84-0.86
6. ความแข็ง
ความแข็งบ่งบอกถึงความต้านทานของวัสดุต่อวัตถุแข็งที่กดลงบนพื้นผิว เป็นหนึ่งในดัชนีประสิทธิภาพที่สำคัญของวัสดุโลหะ ยิ่งความแข็งทั่วไปสูงเท่าใด ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ตัวบ่งชี้ความแข็งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ความแข็ง Brinell ความแข็ง Rockwell และความแข็ง Vickers
1) ความแข็งบริเนล (HB)
ลูกบอลเหล็กชุบแข็งที่มีขนาดที่กำหนด (เส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปคือ 10 มม.) จะถูกกดลงบนพื้นผิวของวัสดุด้วยน้ำหนักที่แน่นอน (โดยทั่วไปคือ 3,000 กก.) เป็นระยะเวลาหนึ่ง หลังจากการขนถ่าย อัตราส่วนของน้ำหนักต่อพื้นที่เยื้องเรียกว่าความแข็งบริเนล (HB)
2) ความแข็งร็อกเวลล์ (HR)
เมื่อ HB>450 หรือตัวอย่างมีขนาดเล็กเกินไป ไม่สามารถใช้การวัดความแข็งแบบร็อกเวลล์แทนการทดสอบความแข็งแบบบริเนลได้ เป็นกรวยเพชรที่มีมุมด้านบน 120 องศา หรือลูกเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.59 และ 3.18 มม. ซึ่งถูกกดลงบนพื้นผิวของวัสดุภายใต้การรับน้ำหนักบางอย่างและความแข็งของวัสดุจะถูกกำหนดโดยความลึกของวัสดุ การเยื้อง มีสามสเกลที่แตกต่างกันเพื่อระบุความแข็งของวัสดุที่ทดสอบ:
HRA: ความแข็งที่ได้เมื่อรับน้ำหนัก 60 กก. และการกดเข้ารูปกรวยเพชรสำหรับวัสดุที่มีความแข็งมาก เช่น ซีเมนต์คาร์ไบด์
HRB: ความแข็งที่ได้จากการชุบแข็งลูกเหล็กที่มีน้ำหนัก 100 กก. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.58 มม. ใช้สำหรับวัสดุที่มีความแข็งต่ำ (เช่น เหล็กอบอ่อน เหล็กหล่อ ฯลฯ)
HRC: ความแข็งที่ได้จากการใช้น้ำหนัก 150 กก. และการกดเข้ากรวยเพชรสำหรับวัสดุที่มีความแข็งสูง เช่น เหล็กชุบแข็ง
3) ความแข็งแบบวิกเกอร์ส (HV)
พื้นผิวของวัสดุถูกกดด้วยการกดกรวยสี่เหลี่ยมเพชรที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 120 กก. และมุมบน 136 องศา ค่าความแข็งของวิคเกอร์ส (HV) ถูกกำหนดโดยการหารพื้นที่ผิวของช่องเยื้องวัสดุด้วยค่าโหลด

ครั้งที่สอง โลหะสีดำและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

1. โลหะกลุ่มเหล็ก
หมายถึงโลหะผสมของเหล็กและเหล็ก เช่น เหล็ก เหล็กพิก โลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย เหล็กหล่อ เป็นต้น เหล็กและเหล็กพิกเป็นโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กเป็นหลักและเติมด้วยคาร์บอนเป็นหลัก เรียกรวมกันว่าโลหะผสมเฟอร์โรคาร์บอน
เหล็กหมูเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำโดยการถลุงแร่เหล็กในเตาถลุงเหล็ก และส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตเหล็กและการหล่อ
เหล็กหล่อหมูจะถูกหลอมในเตาหลอมเหล็กเพื่อให้ได้เหล็กหล่อ (เหล็กเหลวที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 2.11%) หล่อเหล็กหล่อเหลวลงในเหล็กหล่อซึ่งเรียกว่าเหล็กหล่อ
เฟอร์โรอัลลอยเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยเหล็กและธาตุต่างๆ เช่น ซิลิคอน แมงกานีส โครเมียม และไทเทเนียม เฟอร์โรอัลลอยเป็นหนึ่งในวัตถุดิบสำหรับการผลิตเหล็ก และใช้เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และสารเติมแต่งสำหรับองค์ประกอบโลหะผสมในการผลิตเหล็ก
โลหะผสมของเหล็ก-คาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 2.11% เรียกว่าเหล็กกล้า เหล็กได้มาจากการนำเหล็กพิกสำหรับทำเหล็กเข้าเตาหลอมเหล็กแล้วถลุงตามกระบวนการที่กำหนด ผลิตภัณฑ์เหล็ก ได้แก่ แท่งโลหะ เหล็กแท่งหล่อต่อเนื่อง และการหล่อโดยตรงของการหล่อเหล็กชนิดต่างๆ โดยทั่วไปเหล็กหมายถึงเหล็กที่รีดเป็นเหล็กต่างๆ ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลรีดร้อนและรีดร้อน เหล็กฟอร์จดึงเย็นและเย็น ชิ้นส่วนการผลิตเครื่องจักรกลท่อเหล็กไร้ตะเข็บชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี, ชิ้นส่วนหล่อ.
2. โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
หรือที่รู้จักในชื่อโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก หมายถึง โลหะและโลหะผสมที่ไม่ใช่โลหะที่เป็นเหล็ก เช่น ทองแดง ดีบุก ตะกั่ว สังกะสี อลูมิเนียมและทองเหลือง ทองแดง โลหะผสมอลูมิเนียม และโลหะผสมแบริ่ง ตัวอย่างเช่น เครื่องกลึง CNC สามารถแปรรูปวัสดุต่างๆ รวมถึงแผ่นเหล็กสแตนเลส 316 และ 304 เหล็กคาร์บอน เหล็กคาร์บอน อลูมิเนียมอัลลอยด์ วัสดุโลหะผสมสังกะสี อลูมิเนียมอัลลอยด์ ทองแดง เหล็ก พลาสติก แผ่นอะคริลิ POM, UHWM และวัตถุดิบอื่น ๆ และสามารถแปรรูปเป็นชิ้นส่วนกลึง CNCและชิ้นส่วนกัดซีเอ็นซีรวมถึงชิ้นส่วนที่ซับซ้อนบางส่วนที่มีโครงสร้างเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและทรงกระบอก นอกจากนี้ โครเมียม นิกเกิล แมงกานีส โมลิบดีนัม โคบอลต์ วานาเดียม ทังสเตน และไทเทเนียมยังใช้ในอุตสาหกรรมอีกด้วย โลหะเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารเติมแต่งโลหะผสมเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะ ซึ่งใช้ทังสเตน ไทเทเนียม โมลิบดีนัม และซีเมนต์คาร์ไบด์อื่นๆ เพื่อผลิตเครื่องมือตัด โลหะนอกกลุ่มเหล็กเหล่านี้เรียกว่าโลหะอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังมีโลหะมีค่า เช่น แพลทินัม ทอง เงิน และโลหะหายาก รวมถึงยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีและเรเดียม

ที่สาม การจำแนกประเภทของเหล็ก

นอกจากเหล็กและคาร์บอนแล้ว องค์ประกอบหลักของเหล็กยังรวมถึงซิลิคอน แมงกานีส ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส
มีวิธีการจำแนกประเภทเหล็กหลายวิธี และหลักๆ มีดังนี้
1. จำแนกตามคุณภาพ
(1) เหล็กทั่วไป (P < 0.045%, S < 0.050%)
(2) เหล็กคุณภาพสูง (P, S < 0.035%)
(3) เหล็กคุณภาพสูง (P < 0.035%, S < 0.030%)
2. จำแนกตามองค์ประกอบทางเคมี
(1) เหล็กกล้าคาร์บอน: เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (C <0.25%); B. เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (C <0.25-0.60%); C. เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (C <0.60%)
(2) โลหะผสมเหล็ก: เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ (ปริมาณรวมขององค์ประกอบโลหะผสม < 5%); B. เหล็กโลหะผสมปานกลาง (ปริมาณรวมขององค์ประกอบโลหะผสม> 5-10%); C. เหล็กกล้าโลหะผสมสูง (ปริมาณธาตุโลหะผสมทั้งหมด> 10%)
3. จำแนกตามวิธีการขึ้นรูป
(1) เหล็กหลอม (2) เหล็กหล่อ (3) เหล็กแผ่นรีดร้อน (4) เหล็กดึงเย็น
4. การจำแนกประเภทตามองค์การโลหะวิทยา
(1) สถานะอบอ่อน: เหล็กไฮโปยูเทคตอยด์ (เฟอร์ไรต์ + เพิร์ลไลต์); B. เหล็กยูเทคติก (เพิร์ลไลท์); C. เหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ (เพิร์ลไลต์ + ซีเมนไทต์); D. เหล็ก Ledeburite (เพิร์ลไลต์ + ซีเมนไทต์)
(2) สถานะปกติ: A. เหล็กไข่มุก; บีเหล็ก Bainitic; C. เหล็กมาร์เทนซิติก; ง. เหล็กกล้าออสเทนนิติก
(3) ไม่มีการเปลี่ยนเฟสหรือการเปลี่ยนเฟสบางส่วน
5. จำแนกตามการใช้งาน
(1) เหล็กก่อสร้างและวิศวกรรม: เหล็กโครงสร้างคาร์บอนทั่วไป B. เหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำ ค. เหล็กเสริม
(2) เหล็กโครงสร้าง:
A. เหล็กกล้าเครื่องจักร: (a) เหล็กโครงสร้างนิรภัย; (b) เหล็กโครงสร้างชุบแข็งพื้นผิว: รวมถึงเหล็กคาร์บูไรซ์ แอมโมเนีย และเหล็กชุบแข็งพื้นผิว (ค) เหล็กโครงสร้างที่ตัดง่าย (ง) เหล็กขึ้นรูปพลาสติกเย็น: รวมถึงเหล็กปั๊มเย็นและเหล็กหัวเย็น
ข.เหล็กสปริง
ค. แบริ่งเหล็ก
(3) เหล็กกล้าเครื่องมือ: เหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน B. เหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสม C. เหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูง
(4) เหล็กประสิทธิภาพพิเศษ: สแตนเลสเหล็กทนกรด B. เหล็กทนความร้อน: รวมถึงเหล็กป้องกันการเกิดออกซิเดชัน เหล็กความร้อน และเหล็กวาล์ว C. เหล็กโลหะผสมความร้อนไฟฟ้า; D. เหล็กที่ทนต่อการสึกหรอ E. เหล็กอุณหภูมิต่ำ; F. เหล็กไฟฟ้า
(5) เหล็กสำหรับมืออาชีพ เช่น เหล็กสะพาน เหล็กต่อเรือ เหล็กหม้อน้ำ เหล็กภาชนะรับความดัน เหล็กเครื่องจักรกลการเกษตร เป็นต้น
6. การจำแนกประเภทที่ครอบคลุม
(1) เหล็กทั่วไป
A. เหล็กโครงสร้างคาร์บอน: (ก) Q195; (ข) Q215 (ก, ข); (ค) Q235 (เอ บี ซี); (ง) Q255 (ก, ข); (จ) Q275
B. เหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำ
ค. เหล็กโครงสร้างทั่วไปเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ
(2) เหล็กคุณภาพสูง (รวมถึงเหล็กคุณภาพสูง)
A. เหล็กโครงสร้าง: (a) เหล็กโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพสูง; (b) เหล็กโครงสร้างโลหะผสม (ค) เหล็กสปริง (ง) เหล็กตัดง่าย (จ) เหล็กแบริ่ง (ฉ) เหล็กโครงสร้างคุณภาพสูงเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ
B. เหล็กกล้าเครื่องมือ: (a) เหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน; (b) เหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสม (c) เหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูง
C. เหล็กประสิทธิภาพพิเศษ: (a) สแตนเลสและเหล็กทนกรด; (ข) เหล็กทนความร้อน (c) เหล็กกล้าโลหะผสมความร้อนไฟฟ้า (ง) เหล็กไฟฟ้า (e) เหล็กทนการสึกหรอแมงกานีสสูง
7. จำแนกตามวิธีการถลุง
(1) ตามประเภทของเตาเผา
A. เหล็กแปลง: (a) เหล็กแปลงกรด; (b) เหล็กแปลงอัลคาไลน์ หรือ (ก) เหล็กแปลงก้นเป่า; (b) เหล็กคอนเวอร์เตอร์แบบเป่าด้านข้าง (c) เหล็กคอนเวอร์เตอร์เป่ายอดนิยม
B. เหล็กเตาไฟฟ้า: (a) เหล็กเตาอาร์คไฟฟ้า; (b) เหล็กเตาหลอมอิเล็กโทรสแลก (ค) เหล็กเตาเหนี่ยวนำ; (d) เหล็กเตาบริโภคสูญญากาศ (จ) เหล็กเตาลำแสงอิเล็กตรอน
(2) ตามระดับการกำจัดออกซิไดซ์และระบบการเท
ก. เหล็กต้ม; B. เหล็กกึ่งสงบ C. เหล็กที่ถูกฆ่า; D. เหล็กฆ่าพิเศษ

IV. ภาพรวมของวิธีการแสดงเลขเหล็กในประเทศจีน

โดยทั่วไปแบรนด์ผลิตภัณฑ์จะแสดงโดยใช้ตัวอักษรจีน สัญลักษณ์องค์ประกอบทางเคมี และเลขอารบิกผสมกัน นั่นคือ:
(1) องค์ประกอบทางเคมีในเลขเหล็กแสดงด้วยสัญลักษณ์ทางเคมีสากล เช่น Si, Mn, Cr เป็นต้น ธาตุหายากผสมแสดงด้วย RE (หรือ Xt)
(2) ชื่อผลิตภัณฑ์ การใช้ วิธีการถลุงและเท ฯลฯ โดยทั่วไปจะแสดงด้วยตัวย่อของสัทศาสตร์ภาษาจีน
(3) เนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีหลัก (%) ในเหล็กแสดงเป็นเลขอารบิค
เมื่อใช้ตัวอักษรจีนเพื่อแสดงชื่อผลิตภัณฑ์ การใช้งาน ลักษณะ และวิธีการดำเนินการ มักจะเลือกตัวอักษรตัวแรกจากตัวอักษรจีนเพื่อแสดงชื่อผลิตภัณฑ์ เมื่อทำซ้ำกับตัวอักษรที่เลือกของผลิตภัณฑ์อื่น สามารถใช้ตัวอักษรตัวที่สองหรือสามได้ หรือสามารถเลือกตัวอักษรตัวแรกของตัวอักษรจีนสองตัวพร้อมกันได้
ในกรณีที่ไม่มีตัวอักษรจีนหรือตัวอักษรจีนในขณะนี้ สัญลักษณ์จะเป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ