ชนิดของเหล็ก มีกี่ชนิด อะไรบ้าง พร้อมตารางสรุป

เหล็กถือเป็นหนึ่งในวัสดุที่นิยมใช้งานในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย ด้วยข้อดีด้านความแข็งแรง ทนทาน มีอายุการใช้งานยาวนาน อีกทั้งยังสามารถขึ้นรูป ดัด โค้งงอ เพิ่มหรือลดความแข็งได้ตามต้องการ แต่ความจริงแล้วนั้นเหล็กที่เราใช้งานกันอยู่ในปัจจุบันไม่ได้มีส่วนประกอบแค่ธาตุเหล็กเพียงอย่างเดียว เนื่องจากเหล็กบริสุทธิ์มีความอ่อนและเปราะมาก อีกทั้งยังเกิดสนิมได้ง่าย การผลิตเหล็กจึงได้มีการเพิ่มธาตุอื่น ๆ เช่น คาร์บอน โมลิบดีนัม โครเมียม เพื่อเสริมความแข็งแรง หรือที่เรารู้จักกันในชื่อของ “เหล็กกล้า” ในบทความนี้เราจะพามาทำความรู้จักว่า เหล็กมีกี่ชนิด อะไรบ้าง และเหล็กแต่ละชนิดเหมาะกับการใช้งานแบบใด

ประเภทของเหล็ก มีกี่ชนิดอะไรบ้าง?

เหล็กแต่ละชนิดมีโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกันไปตามองค์ประกอบของธาตุผสมที่เติมลงไประหว่างกระบวนการหลอม ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานที่หลากหลาย โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ดังนี้

1. เหล็ก (Iron) หรือ เหล็กกล้า (Steel)

เหล็กกล้า เป็นชนิดของเหล็กที่ใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีความแข็งแรง ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน โดยเป็นโลหะผสมที่ได้จากการนำเหล็กมาผสมกับคาร์บอน และอาจมีการเติมธาตุอื่น ๆ เข้าไป แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ

– เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel)

เหล็กกล้าคาร์บอน เป็นประเภทของเหล็กที่มีการเติมคาร์บอนเพื่อเพิ่มคุณสมบัติด้านความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอ โดยทั่วไปจะมีปริมาณคาร์บอนไม่เกิน 2% แบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่

• เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (Low Carbon Steel)

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เป็นชนิดของเหล็กที่พบได้บ่อยที่สุดในชีวิตประจำวัน มีปริมาณคาร์บอนไม่เกิน 0.25% ทำให้มีเนื้อที่ค่อนข้างเหนียว ขึ้นรูปได้ง่าย และมีราคาค่อนข้างถูก นิยมนำมาผลิตเป็นตัวถังรถยนต์ ชิ้นส่วนยานยนต์ กระป๋องบรรจุอาหาร ถังน้ำมัน บานพับประตู เป็นต้น

• เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (Medium Carbon Steel)

เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง เป็นโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่าง 0.2 – 0.5% มีความแข็งและทนต่อแรงกดทับสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เหมาะกับงานที่ต้องป้องกันการสึกหรอบริเวณพื้นผิว หรือใช้แรงเค้นดึงปานกลาง ได้แก่ ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล รางรถไฟ ฟันเฟือง ไขควง สกรู นอต หรือโครงสร้างอาคาร

• เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (High Carbon Steel)

เหล็กกล้าคาร์บอนสูง มีปริมาณคาร์บอนผสมอยู่ระหว่าง 0.6-1.7% ทำให้มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูงมาก เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแข็งแกร่งและคม เช่น ใบมีด กรรไกร ใบเลื่อยตัดเหล็ก ดอกสว่าน หรือสปริง อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของเหล็กกล้าชนิดนี้คือมีความเปราะและขึ้นรูปได้ยาก

 

– เหล็กกล้าผสม (Alloy Steel)

เหล็กกล้าผสม เป็นเหล็กกล้าที่ผสมธาตุอื่นๆ เช่น โครเมียม นิกเกิล ทังสเตน โมลิบดีนัม เข้าไป เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติให้เหมาะสมกับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น เพิ่มความแข็งแรง ทนทานต่อการสึกหรอ ทนทานต่อการกัดกร่อน และทนต่อความร้อน สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่

• เหล็กกล้าสแตนเลส (Stainless Steel)

สแตนเลสถือเป็นหนึ่งในชนิดของเหล็กกล้าผสมที่นิยมใช้งานอย่างแพร่หลาย มีส่วนประกอบของโครเมียมเป็นหลัก ทำให้ทนต่อการกัดกร่อนและเกิดสนิมได้ยาก

สแตนเลสยังสามารถแบ่งได้หลายเกรด ได้แก่ สแตนเลส 304 และ 316 ซึ่งถือเป็นสแตนเลสกลุ่ม Austenitic ที่ทนต่อการกัดกร่อนและสารเคมีได้ดี หรือเกรด 430 ในกลุ่ม Ferristic ซึ่งสามารถนำความร้อนได้ดี เป็นต้น

• เหล็กกล้าเครื่องมือ (Tool Steel)

เหล็กกล้าเครื่องมือ เป็นโลหะผสมสำหรับผลิตเครื่องมือขึ้นรูป เช่น แบบหล่อโลหะ แม่พิมพ์สำหรับอัด ฉีด ตีขึ้นรูป เครื่องมือตัดวัสดุ เป็นต้น มีปริมาณคาร์บอนและธาตุอื่น ๆ ค่อนข้างสูง ทำให้ทนต่อการสึกหรอและสามารถชุบแข็งได้ดี

นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งแยกย่อยได้ตามประเภทการใช้งาน อาทิ เหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งด้วยน้ำ (Water-Hardening Tool Steel) เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น (Cold Work Tool Steel) เหล็กกล้าเครื่องมือทนต่อแรงกระแทก (Shock Resisting Tool Steel) เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน (Hot Work Tool Steel) เป็นต้น

• เหล็กกล้าความเร็วสูง (High-Speed Steel)

เหล็กกล้าความเร็วสูง หรือที่รู้จักในชื่อของเหล็กไฮสปีด (HSS) เป็นประเภทของเหล็กสำหรับผลิตเครื่องมือตัดเฉือน กลึง เจาะ ไส เช่น ดอกสว่าน ใบมีด ใบเลื่อย มีคุณสมบัติเด่นคือทนต่อการเสียดสีและทนความร้อนได้ดีมาก เนื่องจากมีทังสเตนเป็นองค์ประกอบหลัก โดยก่อนใช้งานจะต้องนำไปชุบแข็งที่ความร้อนประมาณ 950 – 1300 องศาเซลเซียส ขึ้นอยู่กับชนิดและขนาดของชิ้นงาน

2. เหล็กหล่อ (Cast Iron)

เหล็กหล่อ เป็นโลหะผสมระหว่างเหล็กและคาร์บอน โดยมีปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่าง 2-4% เกิดจากการนำเหล็กดิบไปหลอมจนละลายและเทลงบนพิมพ์เพื่อให้จับตัวเป็นรูปทรงตามต้องการ โดยข้อดีของเหล็กหล่อคือขึ้นรูปได้ง่ายกว่าเหล็กกล้า มีความทนทานต่อการสึกหรอและความร้อนสูง และมีราคาที่ประหยัดกว่า สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยได้ 4 ประเภท ดังนี้

• เหล็กหล่อเทา (Gray Cast Iron)

เหล็กหล่อเทาเป็นชนิดของเหล็กที่ได้จากการหลอมเหล็กดิบและวัสดุอื่น ๆ ทำให้เกิดผลึกกราไฟต์กระจายตัวอยู่ทั่วไปภายในเนื้อโลหะ ซึ่งเป็นที่มาของสีเทาบนเนื้อเหล็ก ลักษณะเด่นของเหล็กหล่อเทาคือมีความแข็งแรง ทนต่อการสึกหรอ และนำความร้อนได้ดี จึงนิยมนำมาใช้ผลิตเป็นเครื่องครัว เช่น กระทะ หม้อ หรือชิ้นส่วนอื่น ๆ อย่างฝาปิดท่อระบายน้ำ ฐานเครื่องจักร หรือกระบอกสูบเครื่องยนต์

• เหล็กหล่อขาว (White Cast Iron)

เหล็กหล่อขาว เป็นโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่าเหล็กหล่อเทา (ประมาณ 1.7%) มีความแข็งแรงสูง ทนต่อแรงอัดและการเสียดสีได้ดี แต่มีความเปราะแตกได้ง่าย เป็นชนิดของเหล็กที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมปั๊มน้ำ เครื่องบด จานเจียระไน และชิ้นส่วนเครื่องจักร เป็นต้น

• เหล็กหล่อเหนียว (Ductile Cast Iron)

เหล็กหล่อเหนียว เป็นโลหะผสมที่มีการเติมสารแมกนีเซียมในปริมาณเล็กน้อย ทำให้ผลึกกราไฟต์มีรูปร่างเป็นทรงกลม ทำให้เกิดความเหนียว ขึ้นรูปได้ง่าย และทนต่ออุณหภูมิได้ดีกว่าเหล็กหล่อประเภทอื่น นิยมผลิตเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักรต่าง ๆ ลูกสูบ เพลา และอุปกรณ์ท่อน้ำประปา

• เหล็กหล่ออบเหนียว (Malleable Cast Iron)

เหล็กหล่ออบเหนียวเป็นการนำเหล็กหล่อขาวมาอบอ่อนที่อุณหภูมิ 815 – 1,150 องศาเซลเซียส และนำมาทำให้เย็นในเตาสุญญากาศเพื่อไม่ให้มีอากาศเข้าไปในเนื้อเหล็ก ทำให้เนื้อเหล็กมีความเหนียว ยืดตัวได้มากขึ้น และทนแรงกระแทกได้ดี มักนำมาผลิตเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์เหมืองแร่ และชิ้นส่วนเครื่องจักร แต่ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งานเนื่องจากใช้เวลาในการผลิตค่อนข้างนาน

 

ตารางสรุปเหล็กแต่ละชนิด

หลังจากที่พอทราบแล้วว่าชนิดของเหล็กมีอะไรบ้าง เราจะเห็นได้ว่าเหล็กแต่ละชนิดจะมีทั้งองค์ประกอบ คุณสมบัติ และลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป โดยสามารถจำแนกออกเป็นตารางได้ตามนี้

 

เหล็ก จึงเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ อย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความแข็งแรง ทนทานต่อสภาพแวดล้อม และสามารถขึ้นรูปได้หลากหลายรูปแบบ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตเครื่องจักร ชิ้นส่วนยานยนต์ โครงสร้างอาคาร และอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ตู้ควบคุมไฟฟ้าและรางเดินสายไฟฟ้า ที่ช่วยในการป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากความชื้น สัตว์กัดแทะ และไฟไหม้ ช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการใช้งาน

สินค้าตู้ไฟ รางสายไฟของ KJL ตอบโจทย์ทุกความต้องการใช้งาน ด้วยวัสดุที่หลากหลายและคุณภาพสูง ไม่ว่าจะเป็น เหล็กแผ่นขาว หรือ เหล็กแผ่นดำ ที่แข็งแรงทนทาน เหมาะสำหรับงานหนัก อะลูมิเนียม ที่น้ำหนักเบา ติดตั้งง่าย และ สแตนเลส ที่ทนทานต่อการกัดกร่อน ไม่เป็นสนิม มีให้เลือกหลากหลายขนาดและรูปแบบ และสามารถสั่งผลิตได้ตามต้องการ