INDUSTRIAL STANDARD IRON
บทที่ 5
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม
วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม
ความหมายของมาตรฐาน
การกำหนดเกี่ยวกับขนาด น้ำหนัก รูปร่าง ส่วนผสม คุณสมบัติของ วัสดุ ทั้งนี้ เพื่อทำให้ผู้ผลิตต่าง ๆ สามารถผลิตวัสดุชนิดเดียวกัน ให้ได้มาตรฐานเดียวกัน ผู้ใช้จะได้สามารถนำวัสดุที่ผลิตขึ้นจากแหล่งต่าง ๆ มาใช้สับเปลี่ยนทดแทนกันได้
ระบบมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม
เหล็กชนิดเดียวกันมีส่วนผสมและคุณสมบัติเดียวกัน ที่ผลิตขึ้นจากประเทศต่าง ๆ อาจจะมีการเขียนกำหนดมาตรฐานแตกต่าง ขึ้นอยู่กับหน่วยงานที่ทำหน้าที่รับผิดชอบของแต่ละประเทศจะเป็นผู้กำหนด
1. มาตรฐานอเมริกา
2. มาตรฐานเยอรมัน
3. มาตรฐานญี่ปุ่น
มาตรฐานอเมริกา
1.1 สมาคมวิศวกรรมยานยนต์ SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEER (SAE)
เป็นหน่วยงานที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานวัสดุอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิต เครื่องยนต์ของประเทศอเมริกา การกำหนดมาตรฐานเหล็กตามระบบนี้จะใช้ตัวเลขแทนสัญลักษณ์เหล็กชนิดต่าง ๆ
SAE 4 1 2 0
ตัวเลขหลักที่ 1 บอกชนิดของเหล็ก อาจเป็นได้คือ
1. หมายถึง เหล็กกล้าคาร์บอน
2. หมายถึง เหล็กกล้าผสม
ระบบมาตรฐานของสมาคมวิศวกรรมยานยนต์
ตัวเลขหลักที่ 2 เป็นตัวเลขที่แสดงปริมาณธาตุ หรือโลหะ เป็นได้คือ 0-9
ตัวเลขหลักที่เหลือ แสดงปริมาณคาร์บอน ต้องเอา 100 หารเสมอ
มาตรฐานอเมริกา (ต่อ)
1 หมายถึง เหล็กล้าคาร์บอน
2 หมายถึงเหล็กกล้านิกเกิล
3 หมายถึง เหล็กผสมนิกเกิลและโครเมียม
4 หมายถึง เหล็กกล้าผสมโมลิบดีนัม
5 หมายถึงเหล็กกล้าผสมโครเมียม
6 หมายถึง เหล็กกล้าผสมโครเมียมและวาเนเดียม
7 หมายถึง เหล็กกล้าผสมทังสเตน
8 หมายถึงเหล็กกล้าผสมนิกเกิล โครเมียม และโมลิบดีนัม
9 หมายถึง เหล็กกล้าผสมซิลิคอน และแมงกานีส
ตัวเลขหลักที่1
ตัวเลขหลักที่2
เป็นตัวเลขบอกขนาดปริมาณของธาตุโลหะ ที่ผสมอยู่ในเหล็กนั้น
ตัวเลขหลักที่เหลือ
เป็นตัวเลขบอกปริมาณคาร์บอนที่ผสมอยู่ในเหล็กนั้น ปริมาณคาร์บอนต้องเอา 100 หารตลอด
มาตรฐานอเมริกา (ต่อ)
SAE 1 0 2 0
เหล็กกล้าคาร์บอน
ระบบมาตรฐานสมาคมวิศวกรรมยานยนต์
ไม่มีธาตุหรือโลหะอื่นผสม
ตัวอย่างที่ 1
มาตรฐานอเมริกา (ต่อ)
ตัวอย่างที่ 2
SAE 2 5 1 5
เหล็กกล้าผสมนิกเกิล
ระบบมาตรฐานสมาคมวิศวกรรมยานยนต์
ปริมาณนิกเกิล 5%
มาตรฐานอเมริกา (ต่อ)
SAE 3 2 4 0
เหล็กกล้าผสมนิกเกิลและโครเมียม
ระบบมาตรฐานสมาคมวิศวกรรมยานยนต์
ปริมาณนิกเกิล2%และโครเมียมเล็กน้อย
ตัวอย่างที่ 3
1. มาตรฐานอเมริกา
1.2 สถาบันเหล็กกล้าแห่งอเมริกา AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE
เป็นหน่วยงานที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานและเหล็กกล้าทุกชนิด ที่นำไปใช้ในอุตสาหกรรมของอเมริกา การกำหนดมาตรฐานตามระบบนั้น จะเขียนตัวอักษรบอกกรรมวิธีผลิตเหล็ก และตัวเลขแทนสัญลักษณ์เหล็กชนิดต่าง ๆ
ตัวอักษรที่ใช้แทนสัญลักษณ์บอกกรรมวิธีการผลิตเหล็ก
A = แบบ Bessemer ชนิดด่าง
B = แบบ Bessemer ชนิดกรด
C = แบบ Open Hearth ชนิดด่าง
D = แบบ Open Hearth ชนิดกรด
E = แบบ Electric
มาตรฐานอเมริกา
ตัวอย่างที่ 1
AISI C 1 0 4 5
เหล็กกล้าที่ผลิตโดยเตา Open Hearth ชนิดด่าง
ระบบมาตรฐานสถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าแห่งอเมริกา
เหล็กกล้าคาร์บอน
ไม่มีธาตุหรือโลหะอื่นผสม
มาตรฐานอเมริกา
ตัวอย่างที่ 2
AISI E 6 3 5 0
เหล็กกล้าที่ผลิตโดยเตาไฟฟ้า
ระบบมาตรฐานสถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าแห่งอเมริกา
เหล็กกล้าผสมโครเมียม ละวาเนเดียม
ปริมาณโครเมียม 3% วาเนเดียมเล็กน้อย
มาตรฐานเยอรมัน
2. มาตรฐานเยอรมัน Deutsch Institute Norms ( DIN )
จะกำหนดเป็นมาตรฐานเหล็กโดยแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
1. เหล็กกล้า (Steel)
2. เหล็กหล่อ (Cast Iron)
มาตรฐานเยอรมัน
1. เหล็กกล้า (Steel)
1.1 เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel )
การกำหนดเหล็กกล้าคาร์บอน จะเขียนตัวอักษร และตัวเลข เช่น St 37 , St 50
ตัวอย่างที่ 1
St 70
เหล็กกล้าคาร์บอน
มาตรฐานเยอรมัน
1.2 เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steel) เหล็กกล้าที่ผสมธาตุหรือโลหะอื่น ๆ อยู่ในเนื้อรวมแล้วไม่เกิน 10 % จะเขียนด้วยตัวเลขและตัวอักษรเรียงกันเป็นหมู่ๆ เช่น
45 | Cr Mo | 4 |
หมู่ 1 2 3
มาตรฐานเยอรมัน
หมู่ 2 สัญลักษณ์ของธาตุ หรือโลหะทีผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก
หมู่ 3 ปริมาณของธาตุหรือโลหะที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก คิดเป็นเปอร์เซ็นต์โดยมีตัวหารมาตรฐาน
หารด้วย 4
Co
Cr
Mn
Ni
Si
W
หารด้วย 100
C
N
P
S
หารด้วย 10
Al
Cu
Mo
Pb
Ti
V
Cr = โคบอลต์
Cr = โครเมียม Mn = แมงกานีส
Ni = นิกเกิล
Si = ซิลิคอน
W = ทังสเตน
Al = อลูมิเนียม
Cu = ทองแดง
Mo = โมลิบดีนัม
Pb = ตะกั่ว
Ti = ติตาเนียม
V = วาเนเดียม
หมู่ 1 ปริมาณธาตุคาร์บอนที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก
มาตรฐานเยอรมัน
ตัวอย่างที่ 1
เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steel)
16 Mn Cr 5
โครเมียมผสมอยู่เล็กน้อย
มาตรฐานเยอรมัน
ตัวอย่างที่ 2
เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steel)
20 Cr Mo 5 4
มาตรฐานเยอรมัน
ตัวอย่างที่ 3
เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steel)
30 Cr Ni V 2 7 9
มาตรฐานเยอรมัน
1.3 เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel) เหล็กกล้าที่ผสมธาตุหรือโลหะอื่น ๆ อยู่ในเนื้อรวมแล้วเกิน 10 % จะเขียน X นำหน้า แล้วเขียนบอกปริมาณคาร์บอนตามด้วยสัญลักษณ์อื่น ๆ แล้วต่อด้วยตัวเลข และเขียนเลขบอกปริมาณธาตุอื่นที่ผสมต่อด้วยเลข(ปริมาณคาร์บอน หารด้วย100)
มาตรฐานเยอรมัน
ตัวอย่างที่ 1
X 10 Cr Al 24
สัญลักษณ์เหล็กกล้าผสมสูง
ปริมาณโครเมียม 24%
อะลูมิเนียมผสมเล็กน้อย
มาตรฐานเยอรมัน
ตัวอย่างที่ 2
X 45 Cr Ni 18 9
สัญลักษณ์เหล็กกล้าผสมสูง
ปริมาณโครเมียม 18%
ปริมาณนิกเกิล 9%
มาตรฐานเยอรมัน
2. เหล็กหล่อ (Cast Iron) เหล็กหล่อที่ขึ้นรูปโดยการหล่อหลอม จะมีสัญลักษณ์ของเหล็กหล่อแต่ละชนิด เช่น
GG หมายถึง เหล็กหล่อสีเทา
GGG หมายถึง เหล็กหล่อกราไฟต์ก้อนกลม
GT หมายถึง เหล็กหล่อเหนียว
GTW หมายถึง เหล็กหล่อสีขาว
GTS หมายถึง เหล็กหล่อสีดำ
GS หมายถึง เหล็กเหนียวหล่อ
มาตรฐานเยอรมัน
2.1 การกำหนดมาตรฐานเหล็กหล่อ จะเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กหล่อ แล้วเขียนตัวเลขต่อท้าย ซึ่งตัวเลขจะหมายถึงความแข็งแรงในการรับแรงดึงสูงสุดของเหล็กหล่อนั้น
ตัวอย่างที่ 1
GT 40
เหล็กหล่อเหนียว
มาตรฐานเยอรมัน
2.2 เหล็กหล่อผสม (Alloy Cast Iron) การกำหนดมาตรฐานเหล็กหล่อผสม เหมือนกับเหล็กกล้าผสมต่ำ และเหล็กกล้าผสมสูง เพียงแต่จะต้องเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กหล่อข้างหน้า
GS 22 Cr Mo 5 4
เหล็กเหนียวหล่อ
ตัวอย่างที่ 1
มาตรฐานญี่ปุ่น
3. มาตรฐานญี่ปุ่น Japanese Industrial Standards (JIS) สำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น ได้กำหนดมาตรฐานวัสดุต่าง ๆ โดยการใช้ตัวอักษร และตัวเลข คือ
JIS G 4 4 0 1
สัญลักษณ์ผลิตภัณฑ์
มาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น
ตัวเลขหลักที่ 1 กลุ่มประเภทเหล็ก
ตัวเลขหลักที่ 2 ประเภทของเหล็กในกลุ่มนั้น
ตัวเลขหลักที่เหลือ แยกชนิดเหล็กตามส่วนผสม
ของธาตุที่มีอยู่ในเหล็กนั้น
มาตรฐานญี่ปุ่น
ตัวอักษร เป็นสัญลักษณ์แบบกลุ่มผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม
A งานวิศวกรรมก่อสร้างและงานสถาปัตย์
B งานวิศวกรรมเครื่องกล
C งานวิศวกรรมไฟฟ้า
D งานวิศวกรรมรถยนต์
E งานวิศวกรรมรถไฟ
F งานก่อสร้างเรือ
G โลหะประเภทเหล็กและโลหะวิทยา
H โลหะที่มิใช่เหล็ก
K งานวิศวกรรมเคมี
L งานวิศวกรรมสิ่งทอ
M แร่
P กระดาษและเยื่อกระดาษ
R เซรามิค
S สินค้าที่ใช้ภายในบ้าน
T ยา
W การบิน
มาตรฐานญี่ปุ่น
ตัวเลขหลักที่1
ตัวเลขหลักที่2
1 เหล็กกล้าประสมนิกเกิลและโครเมียม
2 เหล็กกล้าประสมอลูมิเนียมแลโครเมียม
3 เหล็กไร้สนิม
4 เหล็กเครื่องมือ
8 เหล็กสปริง
9 เหล็กกล้าทนการกัดกร่อนและความร้อน
ตัวเลขหลักที่เหลือ
01 เหล็กเครื่องมือ คาร์บอน
03 เหล็กไฮสปีด
04 เหล็กเครื่องมือประสม
0 เรื่องทั่ว ๆ ไป การทดสอบและกฎต่าง ๆ
1 วิธีวิเคราะห์
2 วัตถุดิบ เหล็กดิบ ธาตุประสม
3 เหล็กคาร์บอน
4 เหล็กกล้าผสม
มาตรฐานญี่ปุ่น
ตัวอย่างที่ 1
JIS G 3 1 0 1
โลหะประเภทเหล็ก และโลหะวิทยา
มาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น
เหล็กคาร์บอน
เหล็กกล้าผสมนิกเกิล และโครเมีนม
เหล็กเครื่องมือคาร์บอน
มาตรฐานญี่ปุ่น
ตัวอย่างที่ 2
JIS G 4 8 0 4
โลหะประเภทเหล็ก และโลหะวิทยา
มาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น
เหล็กกล้าผสม
เหล็กสปริง
เหล็กเครื่องมือผสม
สรุป
มาตรฐาน หมายถึง การควบคุมคุณภาพของวัสดุต่าง ๆ ให้มีขนาด รูปร่าง ส่วนผสม สมบัติของวัสดุที่ผลิตขึ้นมาจาก ที่ต่าง ๆ ให้เหมือนกัน ประเทศอุตสาหกรรมทั้งหลายจะมีหน่วยงานรับผิดชอบในการกำหนดมาตรฐาน เพื่อใช้เป็นเกณฑ์ให้โรงงานต่าง ๆ ทำการผลิตวัสดุให้ได้มาตรฐาน สามารถนำไปใช้ทดแทนกันได้ เหล็กชนิดเดียวกันอาจจะมีการเขียนมาตรฐานแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับหน่วยงานของแต่ละประเทศจะเป็นผู้กำหนดเขียนมาตรฐานนั้น