โลหะผสมเหล็กคืออะไร?
เหล็กเป็นวัสดุทั่วไปและอเนกประสงค์ที่ใช้ในการก่อสร้าง การผลิต วิศวกรรม และอื่นๆ ในบทความนี้ เราจะมาสำรวจโลหะผสมเหล็ก เหล็กแบ่งออกเป็นสี่ประเภท: คาร์บอน สแตนเลส เครื่องมือ และโลหะผสม ในทางเทคนิคแล้ว เหล็กทั้งหมดเป็นโลหะผสม เนื่องจากถูกสร้างขึ้นโดยการรวมเหล็กและคาร์บอนเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม หากต้องการกำหนดอย่างเป็นทางการว่าเป็น "โลหะผสมเหล็ก" จะต้องมีองค์ประกอบหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบนอกเหนือจากทั้งสองนี้ เหตุผลในการสร้างโลหะผสมเหล็กคือเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลหรือทางกายภาพของโลหะ เช่น ความแข็งแรง ความสามารถในการขึ้นรูป หรือความต้านทานการกัดกร่อน
เหล็กมักแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักคือโลหะผสมสูงหรือโลหะผสมต่ำ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำมีองค์ประกอบโลหะผสมสูงถึง 8% โดยที่เกินกว่า 8% จะจัดอยู่ในหมวดหมู่โลหะผสมสูง
องค์ประกอบโลหะผสมเหล็กทั่วไป
แม้ว่าจะไม่ใช่รายการที่ครบถ้วนสมบูรณ์ แต่องค์ประกอบเหล่านี้ก็เป็นองค์ประกอบยอดนิยมบางส่วนที่ใช้ในโลหะผสมเหล็ก ประมาณว่าประมาณ 75% ของโลหะผสมเหล็กทั้งหมดถูกสร้างขึ้นในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาเพียงลำพัง และการพัฒนายังคงดำเนินต่อไป โลหะผสมหลายชนิดจำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อนเพื่อพัฒนาคุณลักษณะของมันต่อไป แม้ว่ารายการนี้จะให้แนวคิดเกี่ยวกับคุณสมบัติที่อาจได้รับผลกระทบจากวัสดุโลหะผสมต่างๆ แต่โลหะผสมส่วนใหญ่มีองค์ประกอบตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไปเพื่อสร้างเอฟเฟกต์ที่ต้องการโดยเฉพาะ ตัวอย่างทั่วไปคือโลหะผสมโครเมียม-โมลิบดีนัมซีรีส์ 4100 ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการทุกประเภท ตั้งแต่โครงสร้างไปจนถึงการทหาร
อลูมิเนียม
อะลูมิเนียมถูกใช้ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย ส่งผลให้ได้โลหะที่ทนทาน น้ำหนักเบา และมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับสัดส่วน แต่อาจมีต้นทุนเนื่องจากความเปราะบางและทนต่อแรงกระแทกต่ำ
โครเมียม
เปอร์เซ็นต์โครเมียมเล็กน้อยในโลหะผสมสามารถเพิ่มความแข็งและความเหนียวได้ แม้ว่าจะสูญเสียความเหนียวไปบ้างก็ตาม สัดส่วนโครเมียมที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก สแตนเลสเป็นโลหะผสมที่รู้จักกันดีที่สุดในหมวดหมู่นี้ โดยมีปริมาณโครเมียมประมาณ 11% ขึ้นไป
โคบอลต์
โลหะผสมโคบอลต์เพิ่มความแข็งและปรับปรุงความต้านทานตะกรันที่อุณหภูมิสูงอย่างเห็นได้ชัด ทำให้เป็นเหล็กกล้าเครื่องมือยอดนิยม
ซิลิคอน
ซิลิคอนถูกใช้ในปริมาณเล็กน้อย โดยทั่วไปประมาณ 3% เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงเล็กน้อยในขณะที่เพิ่มพลังแม่เหล็ก และทำหน้าที่เป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์ที่มีประสิทธิภาพมาก ทำให้มีประโยชน์ในการใช้งานทางไฟฟ้า เช่น หม้อแปลง มอเตอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
แมงกานีส
แมงกานีสช่วยเพิ่มความเหนียวและความแข็ง ลดการเปราะ และเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอและการกระแทกได้อย่างมาก โลหะผสมเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการตอกหรือเมื่อโลหะต้องเผชิญกับความเครียด
นิกเกิล
นิกเกิลซึ่งเป็นสารกำจัดออกซิไดเซอร์อีกชนิดหนึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมากเมื่อใช้ในสัดส่วนที่สูงขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งโดยไม่กระทบต่อความเหนียวเหมือนโลหะผสมบางชนิด
ทังสเตน
นอกเหนือจากความแข็งแรงและความแข็งที่เพิ่มขึ้นแล้ว โลหะผสมทังสเตนยังใช้เป็นหลักในการต้านทานความร้อนที่น่าประทับใจ โดยมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าเหล็กส่วนใหญ่ ความสามารถในการรักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูงทำให้เหมาะสำหรับเครื่องมือและชิ้นส่วนเครื่องจักรความเร็วสูง เช่น ดอกสว่านและใบมีดตัด
วาเนเดียม
โลหะผสมวาเนเดียมเป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์มาก เนื่องจากมีความต้านทานแรงดึง ความเหนียว ความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานการกัดกร่อนที่มากขึ้น โดยปกติจะผสมกับโครเมียมเพื่อรักษาระดับความสามารถในการขึ้นรูปที่สามารถจัดการได้
การใช้งานและการใช้โลหะผสมเหล็ก
โลหะผสมเหล็กมีการใช้งานไม่จำกัดในหลากหลายอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง โลหะผสมเหล็กถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น คาน แท่ง ท่อ ท่อ แผ่น แผ่นบาง แท่ง คาน และอื่นๆ อีกมากมาย โครงการโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ เช่น สะพาน สิ่งกีดขวางทางหลวง เสา และทางรถไฟ ส่วนใหญ่สร้างจากเหล็กประเภทต่างๆ สแตนเลสและเหล็กโลหะผสมอื่นๆ ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ยึดและอุปกรณ์เสริมหลายชนิด เช่น อุปกรณ์ยึด ฉากยึด และลูกบ๊อกซ์ รายการเกือบจะไม่มีที่สิ้นสุด
โลหะผสมของเหล็กพบได้เกือบทุกที่และบางครั้งก็อยู่ในสถานที่ที่ไม่คาดคิด ตัวอย่างเช่น เหล็กไทเทเนียมได้กลายเป็นกระแสนิยมในอุตสาหกรรมจิวเวลรี่เมื่อเร็ว ๆ นี้ ผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมเหล็ก ได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องครัว ของใช้ในครัวเรือน ภาชนะบรรจุอาหาร อุปกรณ์ทางการแพทย์ รถยนต์ ผลิตภัณฑ์การบินและอวกาศ ไฟส่องสว่าง... ทุกอย่างตั้งแต่คลิปหนีบกระดาษไปจนถึง iPhone รุ่นล่าสุด!
