ความรู้เหล็ก

I. คุณสมบัติทางกลของเหล็ก

1. จุดคราก ( σ S)
เมื่อเหล็กหรือตัวอย่างถูกยืดออก ความเค้นจะเกินขีดจำกัดความยืดหยุ่น และแม้ว่าความดันจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป เหล็กหรือตัวอย่างจะยังคงเกิดการเสียรูปพลาสติกอย่างเห็นได้ชัด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าผลผลิต และจุดผลผลิตคือค่าความเครียดขั้นต่ำเมื่อผลผลิตเกิดขึ้น ถ้า Ps คือแรงภายนอกที่จุดคราก s และ Fo คือพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง ดังนั้นจุดคราก σ S = Ps/Fo (MPa)

2. ความแข็งแรงของผลผลิต ( σ 0.2)
จุดครากของวัสดุโลหะบางชนิดไม่ชัดเจนนัก และวัดได้ไม่ง่ายนัก ดังนั้น ในการวัดคุณสมบัติผลผลิตของวัสดุ จึงกำหนดว่าการเปลี่ยนรูปพลาสติกตกค้างถาวรที่ทำให้เกิดความเครียดมีค่าเท่ากับค่าเฉพาะ (โดยทั่วไปคือ 0.2% ของความยาวเดิม) เรียกว่ากำลังรับแรงอัดแบบมีเงื่อนไขหรือกำลังรับแรงอัด ซิ 0.2
3. ความต้านแรงดึง ( σ B)
ความเค้นสูงสุดที่วัสดุได้รับระหว่างแรงดึงตั้งแต่จุดเริ่มต้นจนถึงเวลาที่วัสดุแตกหัก บ่งบอกถึงความแข็งแกร่งของเหล็กต่อการแตกหัก ความต้านทานแรงดึงที่สอดคล้องกับความต้านทานแรงดึง ได้แก่ กำลังรับแรงอัด ความต้านทานแรงดัดงอ ฯลฯ กำหนดให้ Pb เป็นแรงดึงสูงสุดก่อนที่วัสดุจะถูกดึงออกจากกัน และ Fo เป็นพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง จากนั้นค่าความต้านทานแรงดึง σ B= Pb/Fo ( MPa)
4. การยืดตัว ( δ S)
เปอร์เซ็นต์ของการยืดตัวของพลาสติกของวัสดุหลังจากการแตกหักจนถึงความยาวตัวอย่างดั้งเดิมเรียกว่าการยืดตัวหรือการยืดตัว
5. อัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิต ( σ S/ σ B)
อัตราส่วนของจุดคราก (ความแข็งแรงของผลผลิต) ของเหล็กต่อความต้านทานแรงดึงเรียกว่าอัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิต ยิ่งอัตราส่วนผลผลิตต่อความแข็งแรงสูงเท่าใด ความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนโครงสร้างก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปคือ 0.6-0.65 เหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำคือ 0.65-0.75 และเหล็กโครงสร้างโลหะผสมคือ 0.84-0.86
6. ความแข็ง
ความแข็งบ่งบอกถึงความต้านทานของวัสดุต่อวัตถุที่ซับซ้อนที่ถูกกดลงบนพื้นผิว เป็นหนึ่งในดัชนีประสิทธิภาพที่สำคัญของวัสดุโลหะ ยิ่งความแข็งทั่วไปสูงเท่าใด ความต้านทานการสึกหรอก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ตัวบ่งชี้ความแข็งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ความแข็งบริเนล ความแข็งร็อกเวลล์ และความแข็งวิคเกอร์
1) ความแข็งบริเนล (HB)
ลูกเหล็กชุบแข็งที่มีขนาดเฉพาะเจาะจง 10 มม.) จะถูกกดลงบนพื้นผิวของวัสดุด้วยน้ำหนักเฉพาะ (โดยทั่วไปคือ 3,000 กก.) เป็นระยะเวลาหนึ่ง หลังจากการขนถ่าย อัตราส่วนของน้ำหนักต่อพื้นที่เยื้องเรียกว่าความแข็งบริเนล (HB)
2) ความแข็งร็อกเวลล์ (HR)
เมื่อ HB>450 หรือตัวอย่างมีขนาดเล็กเกินไป จะไม่สามารถใช้การวัดความแข็งแบบร็อกเวลล์แทนการทดสอบความแข็งบริเนลได้ เป็นกรวยเพชรที่มีมุมด้านบน 120 องศา หรือลูกเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.59 และ 3.18 มม. ซึ่งถูกกดลงบนพื้นผิวของวัสดุภายใต้แรงบางอย่าง และความลึกของการเยื้องจะเป็นตัวกำหนดความแข็งของวัสดุ มีสามสเกลที่แตกต่างกันเพื่อระบุความแข็งของวัสดุที่ทดสอบ:
HRA: ความแข็งที่ได้เมื่อรับน้ำหนัก 60 กก. และวัสดุเสริมคอนกรีตทรงกรวยเพชร เช่น ซีเมนต์คาร์ไบด์
HRB: ความแข็งที่ได้จากการชุบแข็งลูกเหล็กที่มีน้ำหนัก 100 กก. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.58 มม. ใช้สำหรับวัสดุที่มีความแข็งต่ำ (เช่น เหล็กอบอ่อน เหล็กหล่อ ฯลฯ)
HRC: ได้ความแข็งจากการรับน้ำหนัก 150 กก. และการกดเข้ากรวยเพชรสำหรับวัสดุที่มีความแข็งสูง เช่น เหล็กชุบแข็ง
3) ความแข็งแบบวิกเกอร์ส (HV)
เครื่องอัดกรวยสี่เหลี่ยมเพชรจะกดพื้นผิววัสดุด้วยน้ำหนักน้อยกว่า 120 กก. และทำมุมด้านบน 136 องศา ค่าความแข็งของวิคเกอร์ส (HV) ถูกกำหนดโดยการหารพื้นที่ผิวของช่องเยื้องวัสดุด้วยค่าโหลด

ครั้งที่สอง โลหะสีดำและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

1. โลหะกลุ่มเหล็ก
มันอ้างอิงถึงเหล็กที่ไม่ใช่เหล็กและเหล็ก เช่น เหล็ก เหล็กพิก โลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย เหล็กหล่อ เป็นต้น เหล็กและเหล็กพิกเป็นโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กเป็นหลักและเติมด้วยคาร์บอนเป็นหลัก เรียกรวมกันว่าโลหะผสมเฟอร์โรคาร์บอน
เหล็กหมูทำโดยการถลุงแร่เหล็กในเตาถลุงเหล็ก และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตเหล็กและการหล่อ
เหล็กหล่อหมูจะถูกหลอมในเตาหลอมเหล็กเพื่อให้ได้เหล็กหล่อ (เหล็กเหลวที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 2.11%) หล่อเหล็กหล่อเหลวลงในเหล็กหล่อซึ่งเรียกว่าเหล็กหล่อ
เฟอร์โรอัลลอยเป็นโลหะผสมของเหล็กและองค์ประกอบต่างๆ เช่น ซิลิคอน แมงกานีส โครเมียม และไทเทเนียม เฟอร์โรอัลลอยเป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเหล็ก และใช้เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และสารเติมแต่งสำหรับธาตุโลหะผสม
เหล็กเรียกว่าโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอน โดยมีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 2.11% เหล็กได้มาจากการนำเหล็กพิกสำหรับทำเหล็กเข้าเตาหลอมเหล็กแล้วถลุงตามกระบวนการเฉพาะ ผลิตภัณฑ์เหล็ก ได้แก่ แท่งโลหะ แท่งหล่อแบบต่อเนื่อง และการหล่อโดยตรงของการหล่อเหล็กชนิดต่างๆ โดยทั่วไปแล้ว เหล็กหมายถึงเหล็กที่รีดเป็นเหล็กหลายแผ่น ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลรีดร้อนและรีดร้อน เหล็กฟอร์จดึงเย็นและเย็น ชิ้นส่วนการผลิตเครื่องจักรกลท่อเหล็กไร้ตะเข็บชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี, และชิ้นส่วนหล่อ.

2. โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
มีชื่อเรียกอีกอย่างว่าไม่มีกลุ่มเหล็กที่ไม่ใช่กลุ่มเหล็กสำหรับโลหะและโลหะที่ไม่ใช่กลุ่มเหล็กทั้งหมด เช่น ทองแดง ดีบุก ตะกั่ว สังกะสี อลูมิเนียมและทองเหลือง ทองแดง โลหะผสมอลูมิเนียม และโลหะผสมแบริ่ง ตัวอย่างเช่น เครื่องกลึง CNC สามารถแปรรูปวัสดุได้หลากหลาย รวมถึงแผ่นเหล็กสแตนเลส 316 และ 304 เหล็กคาร์บอน เหล็กคาร์บอน อลูมิเนียมอัลลอยด์ วัสดุโลหะผสมสังกะสี อลูมิเนียมอัลลอยด์ ทองแดง เหล็ก พลาสติก แผ่นอะคริลิก POM, UHWM และอื่นๆ วัตถุดิบ ก็สามารถนำมาแปรรูปเป็นชิ้นส่วนกลึง CNC, ชิ้นส่วนกัดและชิ้นส่วนที่ซับซ้อนที่มีโครงสร้างสี่เหลี่ยมจัตุรัสและทรงกระบอก 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 r 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: (ก) เหล็กโครงสร้างนิรภัย; (b) เหล็กโครงสร้างชุบแข็งพื้นผิว รวมถึงเหล็กคาร์บูไรซ์ แอมโมเนีย และเหล็กชุบแข็งพื้นผิว (ค) เหล็กโครงสร้างที่ตัดง่าย (ง) เหล็กขึ้นรูปพลาสติกเย็น รวมถึงเหล็กปั๊มขึ้นรูปเย็น และเหล็กขึ้นรูปเย็น
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 (a) เหล็กคอนเวอร์เตอร์แบบเป่าด้านล่าง (b) เหล็กคอนเวอร์เตอร์แบบเป่าด้านข้าง (c) เหล็กคอนเวอร์เตอร์แบบเป่าด้านบน
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) สัญลักษณ์ทางเคมีสากล เช่น Si, Mn, Cr ฯลฯ แสดงถึงองค์ประกอบทางเคมีของเลขเหล็ก ธาตุหายากผสมแสดงด้วย RE (หรือ Xt)
(2) ชื่อผลิตภัณฑ์ การใช้ วิธีการถลุงและเท ฯลฯ โดยทั่วไปจะแสดงด้วยตัวย่อของสัทศาสตร์ภาษาจีน
(3) เลขอารบิกแสดงเนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีชั้นนำ (%) ในเหล็ก
เมื่อใช้อักษรจีนเพื่อแสดงชื่อผลิตภัณฑ์ การใช้งาน คุณลักษณะ และวิธีการดำเนินการ มักจะเลือกอักษรตัวแรกจากอักษรจีนเพื่อแสดงชื่อผลิตภัณฑ์ เมื่อทำซ้ำตัวอักษรที่เลือกของผลิตภัณฑ์อื่น สามารถใช้ตัวอักษรตัวที่สองหรือสามได้ หรือสามารถเลือกตัวอักษรตัวแรกของตัวอักษรจีนสองตัวพร้อมกันได้
ในกรณีที่ไม่มีตัวอักษรจีนหรือตัวอักษรในขณะนี้ สัญลักษณ์จะเป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ