เข้าใจประเภทต่างๆ ของวัสดุโครงสร้างเหล็ก

เหล็กเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง โครงสร้างเหล็กมีข้อดีมากมาย เช่น ความคุ้มค่า ความยืดหยุ่นในการออกแบบ และความยั่งยืน ดังนั้นความเข้าใจเกี่ยวกับวัสดุโครงสร้างเหล็กจึงมีความสำคัญเพื่อให้มั่นใจว่ามีสมรรถนะที่เหมาะสมและตอบสนองต่อความต้องการเฉพาะของโครงการ บทความนี้จะพูดคุยเกี่ยวกับประเภทต่างๆ ของวัสดุโครงสร้างเหล็ก คุณสมบัติและการใช้งานทั่วไป

วัสดุเหล็กสามารถแบ่งตามปัจจัยต่างๆ ได้หลายประการ ด้านล่างนี้คือการจัดหมวดหมู่บางประเภทของวัสดุโครงสร้างเหล็ก:

1. สารประกอบ

เหล็กสามารถแบ่งตามสารประกอบ เช่น ช่วงคาร์บอน (คาร์บอนต่ำ คาร์บอนปานกลาง คาร์บอนสูง) การมีธาตุเจือปน (เหล็กโลหะผสม) หรือการรวมของโครเมียม (เหล็กสแตนเลส)

เหล็กกล้าคาร์บอน: เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นประเภทของเหล็กที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในงานก่อสร้าง มันประกอบด้วยเหล็กและคาร์บอนเป็นหลัก โดยมีธาตุอื่นๆ อยู่ในปริมาณเล็กน้อย เหล็กกล้าคาร์บอนมีความแข็งแรงสูงและสามารถเชื่อมได้ดี

โดยทั่วไปจะมีการจัดหมวดหมู่ตามปริมาณคาร์บอน โดยเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (สูงสุด 0.25% คาร์บอน) เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (0.25% ถึง 0.60% คาร์บอน) และเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (มากกว่า 0.60% คาร์บอน) โครงสร้างเหล็กกล้าคาร์บอนถูกใช้อย่างแพร่หลายในการก่อสร้างอาคาร สะพาน และโครงการโครงสร้างพื้นฐาน

เหล็กสแตนเลส: เหล็กสแตนเลสเป็นโลหะผสมที่มีโครเมียมอย่างน้อย 10.5% ซึ่งให้ความต้านทานการเกิดสนิมที่ยอดเยี่ยม มีความทนทานสูง บำรุงรักษาง่าย และมีความสวยงาม

โครงสร้างเหล็กสแตนเลสมักถูกใช้ในงานสถาปัตยกรรม เช่น เฟอร์นิเจอร์ ภายในอาคาร และองค์ประกอบตกแต่ง นอกจากนี้ยังพบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมที่มีความสำคัญเรื่องสุขลักษณะและป้องกันการเกิดสนิมรวมถึงการผลิตอาหาร เวชภัณฑ์ และโรงงานเคมี เป็นต้น

เหล็กโลหะผสม: เหล็กโลหะผสมเป็นการรวมกันของเหล็กและธาตุอื่น ๆ เช่น แมงกานีส นิกเกิล โครเมียม หรือโมลิบดีนัม ธาตุเพิ่มเติมเหล่านี้ทำให้เหล็กมีสมบัติบางอย่าง เช่น ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้น ความแข็ง และความต้านทานต่อการสึกหรอ โครงสร้างเหล็กโลหะผสมมักถูกใช้ในงานที่ต้องการความแข็งแรงและความทนทาน เช่น เครื่องจักรหนัก ชิ้นส่วนยานยนต์ และอุปกรณ์อุตสาหกรรม

2. วิธีการตกแต่ง

วิธีการตกแต่งหมายถึงกระบวนการที่ใช้เพื่อให้ได้ลักษณะพื้นผิวสุดท้ายของเหล็ก ซึ่งอาจรวมถึงการรีดร้อน การรีดเย็น การตกแต่งเย็น หรือวิธีการอื่นๆ

เหล็กรีดร้อน: การรีดร้อนเป็นกระบวนการที่เหล็กถูกทำให้ร้อนมากกว่าจุดเดือดและผ่านการรีดเพื่อลดความหนาและขึ้นรูปให้เป็นรูปร่างต่างๆ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กโครงสร้าง แผ่น และท่อขนาดใหญ่ เหล็กรีดร้อนมักมีลักษณะผิวเป็นชั้นเนื่องจากอุณหภูมิสูงที่เกี่ยวข้อง

เหล็กรีดเย็น: การรีดเย็นหมายถึงการนำเหล็กที่ผ่านการรีดร้อนแล้วมาผ่านการรีดหลายครั้งที่อุณหภูมิห้องเพื่อลดความหนาเพิ่มเติมและปรับปรุงพื้นผิวให้เรียบขึ้น เหล็กรีดเย็นมีพื้นผิวที่เรียบและมีความแม่นยำด้านมิติที่ดีกว่าเหล็กรีดร้อน มักใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำในมิติและพื้นผิวคุณภาพสูง เช่น แผงรถยนต์และเครื่องใช้ไฟฟ้า

การตกแต่งเย็นเหล็ก: กระบวนการตกแต่งเย็น เช่น การลากเย็น การลากเย็นพร้อมกับการขัด หรือการลอก ใช้ในการผลิตแท่งเหล็ก ลวด และท่อที่มีขนาดแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวที่ดีกว่า กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการดึงเหล็กผ่านแม่พิมพ์หรือลอดหลอดเพื่อลดเส้นผ่านศูนย์กลางหรือขึ้นรูปให้เป็นรูปร่างที่ต้องการ การตกแต่งเย็นทำให้ได้ความแม่นยำด้านมิติที่ยอดเยี่ยม ความเรียบของพื้นผิว และสมบัติทางกลที่เพิ่มขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์เหล็ก

3. วิธีการผลิต

เหล็กสามารถจัดหมวดหมู่ตามวิธีการผลิตที่ใช้ ซึ่งรวมถึงเหล็กในเตาเผาไฟ เหล็กในเตาอิเล็กทริก หรือเหล็กหล่อแบบต่อเนื่อง...

เตาเผาไฟ: วิธีการเตาเผาไฟเกี่ยวข้องกับการสกัดแร่เหล็ก โค้ก (ถ่านหินชนิดหนึ่ง) และหินปูนซึ่งถูกป้อนเข้าสู่เตาเผาไฟ อุณหภูมิสูงที่เกิดจากการเผาไหม้ของโค้กทำให้แร่เหล็กลดลงเป็นเหล็กหลอมเหลว ซึ่งจะถูกเก็บรวบรวมที่ด้านล่างของเตา แร่เหล็กหลอมเหลวนั้นเรียกว่าโลหะร้อน จะถูกประมวลผลให้ได้เหล็กโดยผ่านการชุบเพิ่มเติม

เตาอิเล็กทริกอาร์ค: วิธีการเตาอิเล็กทริกอาร์คใช้การอาร์คไฟฟ้าในการหลอมเหล็กรีไซเคิลและวัตถุดิบอื่นๆ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเติมเหล็กรีไซเคิลเข้าไปในเตา แล้วทำให้ร้อนโดยการสร้างอาร์คไฟฟ้า ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดและชาร์จโลหะ เตาอาร์คไฟฟ้ามีความหลากหลายและสามารถผลิตเหล็กที่มีคุณสมบัติและองค์ประกอบที่แตกต่างกัน วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กเฉพาะและในการรีไซเคิลเหล็กรีไซเคิล

การหล่อแบบต่อเนื่อง: การหล่อแบบต่อเนื่องเป็นวิธีการที่ใช้ในการขึ้นรูปเหล็กหลอมเหลวให้เป็นรูปทรงที่เป็นของแข็ง เช่น บิลเล็ต แผ่น และบลูม ในกระบวนการต่อเนื่องและอัตโนมัติ ในวิธีนี้ เหล็กหลอมเหลวจะถูกเทลงในพิมพ์ที่มีการทำความเย็นด้วยน้ำ เพื่อทำให้เหล็กกลายเป็นรูปทรงที่ต้องการ เหล็กที่แข็งตัวแล้วจะถูกดึงออกจากแม่พิมพ์อย่างต่อเนื่อง ทำให้เย็นลง และตัดให้มีความยาวตามที่กำหนด การหล่อแบบต่อเนื่องช่วยให้เกิดประสิทธิภาพ ประหยัดค่าใช้จ่าย และสามารถผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กที่หลากหลายได้ด้วยคุณภาพที่สม่ำเสมอ

4. การจำแนกประเภทอื่นๆ

ความแข็งแรงทางกายภาพ: เหล็กมักจะจัดหมวดหมู่ตามความแข็งแรงทางกายภาพตามมาตรฐานของ ASTM (American Society for Testing and Materials) มาตรฐานเหล่านี้กำหนดความต้านทานอัตราแรงขั้นต่ำ ความต้านทานแรงดึง และคุณสมบัติทางกลอื่นๆ ของเหล็ก

กระบวนการกำจัดออกซิเจน: กระบวนการกำจัดออกซิเจนที่ใช้ในระหว่างการผลิตเหล็กสามารถมีผลต่อคุณสมบัติของเหล็กได้ เหล็กสามารถจัดหมวดหมู่เป็นถูกกำจัดออกซิเจนหรือกึ่งกำจัดออกซิเจน ขึ้นอยู่กับวิธีที่ใช้ในการเอาออกซิเจนออกจากเหล็กหลอมเหลว

การอบอ่อน: การอบอ่อนเกี่ยวข้องกับการทำให้เหล็กผ่านการควบคุมอุณหภูมิและการทำความเย็นเพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของมัน เหล็กสามารถจัดหมวดหมู่ตามการอบอ่อนที่ถูกต้อง เช่น ผ่านการอุ่นอ่อน การอัดแรง...

ด้านบนเป็นประเภทต่างๆ ของวัสดุโครงสร้างเหล็ก หวังว่าบทความนี้จะให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์แก่คุณ ไปที่ BMB Steel’s เว็บไซต์เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับอาคารเหล็กที่ออกแบบล่วงหน้าและโครงสร้างเหล็ก คุณยังสามารถติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาด้านการออกแบบและบริการผลิตเหล็ก