ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเหล็ก

เหล็กเป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญยิ่งในการพัฒนาสังคมและ

ความเป็นอยู่ของมนุษย์ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน คำว่า 

“เหล็ก” ที่เรียกกันทั่วไปนั้น เป็นคำที่ใช้เรียกเหมารวม

ถึง เหล็ก (iron) และ เหล็กกล้า (steel) ซึ่งในความเป็น

จริงนั้นวัสดุทั้ง 2 ชนิดนี้มีความแตกต่างกันหลายประการ

เหล็ก (iron)
          เหล็กมีสัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์คือ Fe ซึ่งย่อมาจาก Ferrum ในภาษาละติน เหล็กเป็นแร่ธาตุโลหะชนิดหนึ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติ มีสีแดงอมน้ำตาล แม่เหล็กสามารถดูดติดได้ พบมากในชั้นหินใต้ดินบริเวณที่ราบสูงและภูเขา อยู่ในรูปก้อนสินแร่เหล็ก (iron ore) ปะปนกับโลหะชนิดอื่นๆ และหิน เมื่อนำมาใช้ประโยชน์จะต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์ด้วยกรรมวิธีการ “ถลุง” โดยใช้ความร้อนสูงถึง 3000 °F หรือประมาณ 1649 °C เผาให้สินแร่เหล็กหลอมละลายกลายเป็นของเหลว และแยกแร่อื่นที่ไม่ต้องการออกไป ก่อนนำโลหะนั้นไปเทลงแบบหล่อเหล็ก เพื่อให้ได้เป็นเหล็กออกมา

เหล็กกล้า (steel)
          ปกติเหล็กที่ได้จากเตาถลุงจะมีความเปราะและไม่เหมาะที่จะนำไปใช้ประโยชน์ จึงต้องนำมาผ่านกระบวนการเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กให้ดีขึ้น ดังนั้น เหล็กกล้า จึงเป็นโลหะที่ไม่ได้มีอยู่ตามธรรมชาติ แต่ถูกผลิตขึ้นเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติโดยรวมของเหล็กให้ดีขึ้นและให้เหมาะสมต่อสภาพการใช้งาน เช่น  ให้แข็งแรงสามารถรับน้ำหนักได้มาก ทนทานต่อแรงกระแทกหรือสภาวะทางธรรมชาติ มีความยืดหยุ่นดี ไม่ฉีกขาดหรือแตกหักง่าย เป็นต้น คำว่า “เหล็กกล้า” โดยทั่วไปจะหมายถึง “เหล็กกล้าคาร์บอน (carbon steel)” ซึ่งประกอบด้วยธาตุหลักๆ คือ เหล็ก (Fe) คาร์บอน (C) แมงกานีส (Mn) ซิลิคอน (Si) และธาตุอื่นๆ อีกเล็กน้อย

ข้อแตกต่างระหว่าง เหล็ก (iron) กับเหล็กกล้า (steel)

เหล็กกล้า ผลิตจาก เหล็ก ที่ผ่านการกำจัดคาร์บอนออกไปให้เหลืออยู่น้อยกว่า 2% (โดยน้ำหนัก) ทำให้มีความบริสุทธิ์ของเหล็กสูงกว่า 94% และมีธาตุอื่นประกอบอยู่เพียงเล็กน้อย

เหล็กกล้า มีความยืดหยุ่น คงทน สามารถดัดเป็นรูปร่างต่างๆ ได้ดีกว่า และใช้งานได้หลากหลายกว่า เหล็ก เนื่องจากผ่านกรรมวิธีในการปรับปรุงคุณภาพในกระบวนการหลอมน้ำเหล็กแล้ว

เหล็ก มีความแข็งกว่า เหล็กกล้า แต่ เหล็ก มีความแข็งแรงน้อยกว่า เหล็กกล้า

การเปลี่ยนแปลงรูปร่างรูปทรงของ เหล็ก ทำได้โดยการตีขึ้นรูป หรือหลอมเหลวเป็นน้ำเหล็กแล้วเทลงในเบ้าหล่อหรือแม่พิมพ์ (เราเรียกวิธีนี้ว่า “การหล่อ”) เช่น การตีดาบ การหล่อแท่นเครื่องยนต์ ในขณะที่เราเปลี่ยนรูปร่างหรือรูปทรงของ เหล็กกล้า โดยการรีด (ด้วยเครื่องลูกกลิ้งที่เรียกว่า “แท่นรีด”) การพับ ม้วน เชื่อม กระแทก กด ขึ้นรูป ฯลฯ ซึ่งหลากหลายวิธีตามความต้องในการแปรรูป เช่น พับเป็นเหล็กฉาก ม้วนแล้วเชื่อมเป็นท่อ กดและขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนรถยนต์ เป็นต้น

เหล็กกล้า มีชั้นคุณภาพ (เกรด) หลายหลากมากมาย ตามมาตรฐานของแต่ละประเทศ และตามข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้าแต่ละราย ในขณะที่ เหล็ก มีจำนวนชั้นคุณภาพน้อยกว่ามาก หมายถึงการนำไปใช้งานที่มีจำกัดด้วย

ขอขอบคุณข้อมูลจากเว็บ http://www.pichitmetal.com 25/8/56