บริษัทผู้ผลิตเหล็กที่ผลิตเหล็กออกมาจำหน่ายสู่ท้องตลาดนั้น จะผลิตเหล็กมาโดยมีการกำหนดชนิดและปริมาณส่วนผสมที่รวมอยู่ในเหล็กนั้น ๆ ให้ตรงกับความต้องการของผู้บริโภค ดังนั้นจึงต้องมี “มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม” เพื่อรักษาคุณภาพของเหล็กนั่นเอง
ซึ่งมาตรฐานเหล็กในอุตสาหกรรมถือได้ว่ามีอยู่หลากหลายมาตรฐาน ตามแต่ประเทศผู้ผลิตเหล็กนั้น ๆ จะตั้งขึ้นมา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ประเทศที่มีการจัดการอุตสาหกรรมแบบเดียวกันยอมรับและนำไปใช้งาน ซึ่งมาตรฐานเหล็กที่แต่ละประเทศกำหนดขึ้นมานั้นต้องเป็นข้อตกลง เพื่อสร้างความเข้าใจร่วมกันระหว่างผู้ผลิตหรือประเทศนั้น ๆ กับผู้ใช้งานให้เข้าใจตรงกันถึงขนาด รูปร่าง น้ำหนักของเหล็กชนิดต่าง ๆ สำหรับมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมที่นิยมใช้เป็นมาตรฐานสากลมีอยู่ 3 มาตรฐาน ได้แก่ มาตรฐานเหล็กอเมริกา มาตรฐานเหล็กเยอรมัน และมาตรฐานเหล็กญี่ปุ่น นอกจากนี้ ยังมีมาตรฐานยุโรปที่ใช้เป็นมาตรฐานสากลอีกระบบหนึ่งด้วย
ในบทความนี้ทางผู้เชี่ยวชาญจาก “โลหะเจริญค้าเหล็ก” ผู้จัดจำหน่ายเหล็กทุกประเภทรายใหญ่ในประเทศไทย จึงขออาสานำข้อมูลเกี่ยวกับมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมต่าง ๆ มาฝาก หากพร้อมแล้วก็เลื่อนลงไปอ่านกันได้เลย
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบอเมริกา
มาตรฐานเหล็กในอุตสาหกรรมอเมริกา คือมาตรฐานที่กำหนดขึ้นมา เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเหล็กกล้าชนิดต่าง ๆ ที่ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมภายใต้ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยสามารถแบ่งออกเป็นมาตรฐานระบบย่อยได้อีก ส่วนมาตรฐานเหล็กอเมริการะบบย่อยจะมีอะไรบ้าง ด้านล่างนี้มีคำตอบ
1. ระบบ SAE (Society of Automotive Engineer)
เป็นมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมของสมาคมวิศวกรรมยานยนต์ของอเมริกา โดยจะนำหน้าด้วยตัวอักษร SAE แล้วตามด้วยตัวเลข 4-5 หลัก โดยตัวเลขแต่ละหลักนั้นใช้บอกความหมายต่าง ๆ ดังนี้
• ตัวเลขหลักที่ 1 หมายถึง ชนิดของมาตรฐาน
• เลข 1 หมายถึง เหล็กกล้าคาร์บอน
• เลข 2 หมายถึง เหล็กกล้านิกเกิล
• เลข 3 หมายถึง เหล็กกล้าผสมนิกเกิลและโครเมียม
• เลข 4 หมายถึง เหล็กกล้าผสมโมลิบดีนัม
• เลข 5 หมายถึง เหล็กกล้าผสมโครเมียมและวาเนเดียม
• เลข 6 หมายถึง เหล็กกล้าผสมทังสเตน
• เลข 8 หมายถึง เหล็กกล้าผสมนิกเกิล โครเมียม และโมลิบดีนัม
• เลข 9 หมายถึง เหล็กกล้าผสมซิลิกอนและแมงกานีส
หมายเหตุ: ตัวเลขหลักที่ 2 เป็นค่าปริมาณของตัวเลขหลักที่ 1 หรือใช้บอกปริมาณสารที่ผสมในเหล็กกล้า มีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์ (%) และตัวเลขหลักที่เหลือเป็นตัวบ่งบอกปริมาณของคาร์บอนที่ผสมในเหล็กกล้า โดยจะต้องหารด้วย 100 เสมอ เพราะมีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์ (%)
ตัวอย่าง SAE 4320
หมายความว่าเป็นเหล็กที่ผลิตอยู่ภายใต้มาตรฐานเหล็กอเมริการะบบ SAE
ตัวเลขหลักที่ 1 คือ “4” หมายถึง เหล็กกล้าผสมโมลิบดีนัม
ตัวเลขหลักที่ 2 คือ “3” หมายถึง มีโมลิบดีนัมอยู่ 3%
ตัวเลข 2 หลักสุดท้าย คือ “20” หมายถึง มีคาร์บอนอยู่ 0.2%
2. ระบบ AISI (American Iron and Steel Institute)
เป็นมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมของสถาบันเหล็กและเหล็กกล้าอเมริกา พัฒนามาจากระบบ SAE จึงทำให้มีค่ามาตรฐานต่าง ๆ เหมือนกัน เพียงแต่จะต่างกันตรงที่ระบบ AISI จะมีตัวอักษรนำหน้าตัวเลข เช่น AISI E 3310 ซึ่งทำหน้าที่บ่งบอกถึงกรรมวิธีในการผลิตเหล็กว่าใช้เตาชนิดใด โดยตัวอักษรต่าง ๆ จะมีความหมาย ดังนี้ต่อไปนี้
A หมายถึง เหล็กที่ผลิตได้จากเตา Bessemer ชนิดที่เป็นด่าง
B หมายถึง เหล็กที่ผลิตได้จากเตา Bessemer ชนิดที่เป็นกรด
C หมายถึง เหล็กที่ผลิตได้จากเตา Open Hearth ชนิดที่เป็นด่าง
D หมายถึง เหล็กที่ผลิตได้จากเตา Open Hearth ชนิดที่เป็นกรด
E หมายถึง เหล็กที่ผลิตได้จากเตาไฟฟ้า
ตัวอย่าง AISI E 3310
หมายความว่าเป็นมาตรฐานเหล็กอเมริการะบบ AISI
ตัวอักษร "E" หมายถึง เป็นเหล็กกล้าที่ผลิตจากเตาไฟฟ้า
ตัวเลขหลักที่ 1 คือ "3" หมายถึง เป็นเหล็กกล้าผสมนิกเกิลและโครเมียม
ตัวเลขหลักที่ 2 คือ "3" หมายถึง มีนิกเกิลผสมอยู่ 3% มีโครเมียมผสมอยู่เล็กน้อย
ตัวเลขหลักที่ 3 คือ "10" หมายถึง มีคาร์บอนผสมอยู่ 0.1%
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบเยอรมัน
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบเยอรมัน หรือมาตรฐาน DIN (Deutsch Institute Norms) เป็นมาตรฐานที่กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเหล็กกล้าชนิดต่าง ๆ ที่ใช้ในประเทศเยอรมนีและประเทศในยุโรป ซึ่งมาตรฐานนี้กำหนดขึ้นโดยสถาบันมาตรฐานเยอรมัน และสามารถจำแนกประเภทของมาตรฐานเหล็กเยอรมันออกได้ 4 ประเภท ดังนี้
1. เหล็กกล้าคาร์บอน
2. เหล็กกล้าประสมต่ำ
3. เหล็กกล้าประสมสูง
4. เหล็กหล่อ
1. เหล็กกล้าคาร์บอน หรือเหล็กไม่ผสม (Carbon steel)
เป็นมาตรฐานการกำหนดปริมาณคาร์บอนและความบริสุทธิ์ของเหล็กกล้า โดยสามารถแบ่งตามลักษณะการใช้งานเป็น 2 ประเภท ดังนี้
(1.) เหล็กที่นำไปใช้งานได้เลย ไม่ต้องผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ความร้อน (Heat Treatment) โดยจะนำหน้าด้วยตัวอักษร ST และตามด้วยตัวเลขซึ่งบอกถึงความสามารถที่จะทนแรงดึงได้สูงสุด มีหน่วยเป็น กก./มม.
• ตัวอย่าง ST 37 หมายถึง เหล็กกล้าคาร์บอนที่สามารถทนแรงดึงได้สูงสุด 37 กก./มม.
(2.) เหล็กที่ต้องนำไปผ่านการปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ความร้อน (Heat Treatment) ก่อนจะนำไปใช้งาน โดยจะนำหน้าด้วยตัวอักษร C และตามด้วยตัวเลขที่แสดงปริมาณเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอน ซึ่งจะต้องหารด้วย 100 เสมอ
• ตัวอย่าง C25 หมายถึง เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีคาร์บอนประสมอยู่ 0.25 %
2. เหล็กกล้าประสมต่ำ (Low Alloy Steel)
มาตรฐานของเหล็กกล้าประสมต่ำตามมาตรฐานเยอรมัน เป็นมาตรฐานที่กำหนดถึงปริมาณของธาตุผสมต่าง ๆ ในเหล็กกล้า เช่น แมงกานีส โครเมียม นิกเกิล โมลิบดีนัม วาเนเดียม เป็นต้น โดยจะมีตัวอักษรและ ตัวเลขหลายหมู่ ซึ่งมีรายละเอียด ดังนี้
• ตัวเลขหมู่แรก บอกเปอร์เซ็นต์คาร์บอนที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก โดยหารด้วย 100 เสมอ
• ตัวอักษรหมู่สอง บอกชนิดของสารที่ผสมอยู่ โดยมีรายละเอียดปลีกย่อยที่จำแนกออกได้เป็นตัวย่อ ดังนี้
• โครเมียม (Cr)
• แมงกานีส (Mn)
•โคบอลต์ (Co)
• นิกเกิล (Ni)
• ซิลิคอน (Si)
• ทังสเตน (W)
• ทองแดง (Cu)
• อะลูมิเนียม (Al)
• โมลิบดีนัม (Mo)
• ไทเทเนียม (Ti)
• วาเนเดียม (v)
• กำมะถัน (S)
• ฟอสฟอรัส (P)
• ไนโตรเจน (N)
• คาร์บอน (C)
• ตัวเลขหมู่สาม บอกเปอร์เซ็นต์ของธาตุที่ผสมอยู่ในเหล็กเรียงตามลำดับ คำนวณโดยนำค่าแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมแต่ละชนิดไปหารหาค่าแฟกเตอร์ของโลหะประสมต่าง ๆ โดยกำหนดให้มีค่าดังนี้
• หารด้วย 4 ได้แก่ Co, Cr, Mn, Ni, Si, W
• หารด้วย 10 ได้แก่ Al, Cu, Mo, Pb, Ti, V
• หารด้วย 100 ได้แก่ C, N, P, S
• ไม่ต้องหาร ได้แก่ Zn, Sn, Mg, Fe
ตัวอย่าง 20 Mn Cr 54
หมายถึง เป็นเหล็กกล้าประสมต่ำที่มีปริมาณของคาร์บอนประสมอยู่ 0.2% (20/100)
มีแมงกานีสประสมอยู่ 1.2% (5/4) และมีโครเมียมประสมอยู่ 1% (4/4)
ตัวอย่าง 25 Cr Mo 4
หมายความว่า เป็นเหล็กกล้าประสมต่ำที่มีปริมาณของคาร์บอนประสมอยู่ 0.25% (25/100)
มีโครเมียมประสมอยู่ 1% (4/4) มีโมลิบดีนัมประสมอยู่เล็กน้อย (โมลิบดีนัมไม่มีตัวเลข)
3. เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel)
หมายถึง เหล็กกล้าตามมาตรฐานเหล็กในอุตสาหกรรมระบบเยอรมันที่มีวัสดุผสมอยู่ในเนื้อเหล็กเกินกว่า 8 % โดยจะใช้อักษร X ซึ่งหมายถึง “เหล็กกล้าผสมสูง” เขียนกำกับไว้หมู่แรก และใช้เลขหมู่ถัดมาเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณของคาร์บอนที่ผสมอยู่ ซึ่งจะต้องนำไปหารด้วย 100 เสมอ ส่วนตัวอักษรหมู่สามจะเป็นชนิดของสารที่นำไปผสม และตัวเลขถัดไป จะทำหน้าที่บอกเปอร์เซ็นต์ของธาตุที่ผสมอยู่ในเหล็กเรียงตามลำดับ โดยไม่จำเป็นต้องหารด้วยค่า Factor เหมือนเหล็กกล้าผสมต่ำ
ตัวอย่าง X 20 Cr Ni10 8
หมายถึงเหล็กกล้าผสมสูงที่มีปริมาณของคาร์บอนผสมอยู่ 0.2% (20/100) มีโครเมียมผสมอยู่ 10% มีนิกเกิลผสมอยู่ 8%
4. เหล็กหล่อ (Cast Iron)
สำหรับในมาตรฐานเหล็กเยอรมัน ได้มีการกำหนดให้เหล็กหล่อแต่ละชนิด มีสัญลักษณ์ตัวอักษรเอาไว้ ดังนี้
• GS หมายถึง เหล็กเหนียวหล่อ
• GG หมายถึง เหล็กหล่อสีเทา
• GGG หมายถึง เหล็กหล่อกราไฟต์ก้อนกลม
• GT หมายถึง เหล็กหล่อเหนียว
• GTS หมายถึง เหล็กหล่อเหนียวสีดำ
• GH หมายถึง เหล็กหล่อแข็ง
• GTW หมายถึง เหล็กหล่อเหนียวสีขาว
โดยการเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กหล่อจะมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบ แบ่งตามความสามารถในการรับแรงกระทำ และปริมาณคาร์บอนที่ผสมอยู่ในเหล็กหล่อ โดยมีคำจำกัดความของทั้งสองแบบ ดังนี้
1.เขียนบอกความสามารถที่รับแรงดึงได้สูงสุดของเหล็กหล่อ มีหน่วยเป็น กก./มม. ตัวอย่าง GS-52 หมายถึง เหล็กเหนียวหล่อสามารถทนแรงดึงได้ 52 กก./มม.
2.เขียนบอกปริมาณของคาร์บอนที่ผสมอยู่ในเหล็กหล่อ โดยหารด้วย 100 เสมอ มีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์ ตัวอย่าง GS-C90 หมายถึง เหล็กเหนียวหล่อมีปริมาณของคาร์บอนผสมอยู่ 0.90 %
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบญี่ปุ่น
การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานเหล็กในอุตสาหกรรมระบบญี่ปุ่น ซึ่งจัดวางโดยสำนักงานมาตรฐาน อุตสาหกรรมญี่ปุ่น (Japanese Industrial Standards: JIS) ซึ่งมีการแบ่งเหล็กตามลักษณะงานที่ใช้ โดยจะนำหน้าด้วยตัวอักษร JIS ตามด้วยตัวอักษรที่หมายถึงการจัดกลุ่ม ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่าง ๆ และปิดท้ายด้วยตัวเลข 4 หลัก โดยจะมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
ตัวอักษรสัญลักษณ์ที่ใช้ในการจัดกลุ่มผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่าง ๆ
• A งานวิศวกรรมก่อสร้างและงานสถาปัตย์
• B งานวิศวกรรมเครื่องกล
• C งานวิศวกรรมไฟฟ้า
• D งานวิศวกรรมรถยนต์
• E งานวิศวกรรมรถไฟ
• F งานก่อสร้างเรือ
• G โลหะประเภทเหล็กและโลหวิทยา
• H โลหะที่มิใช่เหล็ก
• K งานวิศวกรรมเคมี
• L งานวิศวกรรมสิ่งทอ
• M แร่
• P กระดาษและเยื่อกระดาษ
• R เซรามิก
• S สินค้าที่ใช้ภายในบ้าน
• T ยา
• W การบิน
ความหมายของตัวเลข 4 หลักในมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมญี่ปุ่น
1. ตัวเลขตัวแรก หมายถึง กลุ่มประเภทของเหล็ก เช่น
• 0 เรื่องทั่ว ๆ ไป การทดสอบและกฎต่าง ๆ
• 1 วิธีวิเคราะห์
• 2 วัตถุดิบ เหล็กดิบ ธาตุประสม
• 3 เหล็กคาร์บอน
• 4 เหล็กกล้าประสม
2. ตัวเลขตัวที่ 2 หมายถึง ประเภทของวัสดุในกลุ่มนั้น เช่น
• 1 เหล็กกล้าประสมนิกเกิลและโครเมียม
• 2 เหล็กกล้าประสมอะลูมิเนียมและโครเมียม
• 3 เหล็กไร้สนิม
• 4 เหล็กเครื่องมือ
• 8 เหล็กสปริง
• 9 เหล็กกล้าทนการกัดกร่อนและความร้อน
3. ตัวเลข 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยกชนิดของส่วนผสมที่มีอยู่ในวัสดุนั้น ๆ เช่น
• 01 เหล็กเครื่องมือ คาร์บอน
• 03 เหล็กไฮสปีด
• 04 เหล็กเครื่องมือผสม
• 06 เหล็กผสมทังสเตน
• 07 เหล็กผสมโมลิบดีนัม
• 08 เหล็กผสมวาเนเดียม
มาตรฐานเหล็ก ASTM
ASTM คือ สมาคมการทดสอบและวัสดุอเมริกัน (American Society for Testing and Materials: ASTM) ก่อตั้งขึ้นในปี 1898 โดยมาตรฐาน ASTM ของสมาคมวิชาชีพทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ก็ถือได้ว่าเป็นมาตรฐานเหล็กในอุตสาหกรรมที่ได้รับทั้งความนิยมและการยอมรับจากทั่วโลก โดยค่ามาตรฐานเหล็กของ ASTM นั้นจะขึ้นต้นด้วยตัวอักษร A แล้วตามด้วยตัวเลข ที่เริ่มตั้งแต่ 1 - 1106 โดยตัวเลขแทนค่าชนิดของเหล็ก เช่น ASTM A572 เป็นเหล็กกล้าผสมต่ำ
มาตรฐานเหล็ก TIS
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม TIS คือ "มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม" (Thai Industrial Standards Institute) ที่สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.)ได้กำหนดขึ้นเพื่อเป็นแนวทางแก่ผู้ผลิตในการผลิตสินค้าให้มีคุณภาพในระดับที่เหมาะสมกับการใช้งานมากที่สุด สำหรับมาตรฐานเหล็กก็มีแบ่งมาตรฐาน มอก. ตามประเภทของเหล็ก เช่น มอก. 20-2559 คือ มาตรฐานเหล็กเส้นกลม มีชั้นคุณภาพคือ SR24 ส่วน มอก. 24-2559 คือ มาตรฐานให้เหล็กข้ออ้อย มีชั้นคุณภาพ SD30, SD40 และ SD50
ส่วน มอก. 1228-2549 คือ มาตรฐานเหล็กตัวซี มีชั้นคุณภาพคือ SSC400 สำหรับเหล็กที่ใช้ในการก่อสร้างส่วนใหญ่ในประเทศไทย รวมถึงเหล็กทุกชิ้นของ โลหะเจริญค้าเหล็ก เราใช้เหล็กมาตรฐานที่ผ่านมาตรฐาน มอก. (TIS) และ มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมระบบญี่ปุ่น (JIS) เพื่อให้ลูกค้ามั่นใจในคุณภาพสินค้าของเราที่ได้มาตรฐาน คุณภาพเท่ากันทุกชิ้น สนใจสอบถามข้อมูลด้านผลิตภัณฑ์มาตรฐานเหล็กในอุตสาหกรรมเพิ่มเติม สั่งซื้อสินค้า หรือรับคำปรึกษาจากเจ้าหน้าที่ของเรา ติดต่อได้ที่เบอร์ 02-291-5050-8 และ LINE Official @lohah
ที่มา
http://news.isit.or.th:8080/isit/
https://www.slideshare.net/champakul/ss-32747116
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_ASTM_International_standards