เกรดเหล็กคืออะไร?

เกรดเหล็กเป็นชุดของการจำแนกประเภทเหล็กที่หลากหลายสำหรับการกำหนดทั้งประเภทของเหล็กและเตาหลอมกระบวนการผลิต ระบบคัดเกรดสองระบบสำหรับเหล็กที่ก่อตั้งขึ้นในสหรัฐอเมริกาคือสมาคมวิศวกรยานยนต์ (SAE) และมาตรฐานสถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งสหรัฐอเมริกา (AISI) มาตรฐาน AISI ได้กลายเป็นสากลและใช้ในสหราชอาณาจักรหรือตรงกับมาตรฐานของอังกฤษและยุโรปสำหรับเหล็กประเภทเดียวกัน รหัสการจำแนกประเภทแต่ละประเภทสำหรับเหล็กมักจะเป็นตัวเลขสี่หลักหรือรหัสตัวอักษรและตัวเลขโดยที่รหัส AISI มักจะเพิ่มตัวอักษรที่กำหนดประเภทของเตาที่ใช้ในการผลิตเหล็กเช่นกัน คำนำหน้าของ“ C” หมายถึงเตาอาร์คไฟฟ้าออกซิเจนหรือเตาเผาแบบเปิดใช้ในขณะที่คำนำหน้าของ“ E” กำหนดว่าเตาอาร์คไฟฟ้าเป็นชนิดเดียวที่ใช้ในการผลิตเหล็ก

มีเกรดเหล็กหลายร้อยเกรดที่ผลิตในอุตสาหกรรมดังนั้นแผนภูมิเกรดเหล็กมักถูกใช้เพื่อจัดระเบียบโลหะประเภทต่าง ๆ เหล่านี้ เนื่องจากเหล็กมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกันเมื่อผสมกับสารประกอบอื่น องค์ประกอบที่พบมากที่สุดที่ผสมกับเหล็ก ได้แก่ คาร์บอนโครเมียมและแมงกานีส แต่องค์ประกอบอื่น ๆ มักใช้เช่นโบรอนนิกเกิลและซิลิคอน หมายเลขเกรดบางอย่างเช่นที่ใช้โดย AISI จะระบุเปอร์เซ็นต์ของสารประกอบในเหล็กโดยน้ำหนักด้วยเกรด 1018 ที่มีคาร์บอนประมาณ 0.15% แมงกานีส 0.75% แมงกานีส 0.75% ฟอสฟอรัส 0.030% กำมะถัน 0.050% และปริมาณซิลิคอน

เกรดเหล็กกล้าคาร์บอนในสหรัฐอเมริกาเริ่มต้นด้วยเลขนำหน้าสองหมายเลขคือ 10, 11, 12 หรือ 15 ซึ่งจะแยกออกเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาเหล็กที่มีปริมาณกำมะถันปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสหรือเนื้อหาแมงกานีสตามลำดับ เกรดเหล็กเหล่านี้มีความก้าวหน้าในระบบ AISI / SAE เป็นตัวเลขด้วยเหล็กแมงกานีสที่ใช้คำนำหน้า 13 เหล็กนิกเกิลหน้า 23 และ 25 นำหน้าจนถึงเหล็กแมงกานีสซิลิคอนที่มีหน้า 92

เกรดเหล็กบางเกรดไม่ได้ใช้การกำหนดตัวเลขสี่หลักอย่างไรก็ตามรวมถึงรูปแบบการเข้ารหัสของยุโรปทั้งหมด เกรดสเตนเลส AISI ของสหรัฐอเมริกาบางอันก็มีการเปลี่ยนแปลงเช่นกันโดยใช้ตัวเลขสามหลักเริ่มต้นด้วย 2, 3, 4 หรือ 5 ตัวเลขที่เริ่มต้นด้วยหมายเลข 3 บ่งชี้ว่ามีออสเทนนิติกซึ่งเป็นสารประกอบเหล็กที่มีปริมาณเหล็กคาร์บอน เกรดสแตนเลสที่ขึ้นต้นด้วยหมายเลข 4 คือมาร์เทนซิติกซึ่งเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนออสเทนไนต์ที่เปราะบางมากขึ้นซึ่งผลิตโดยการดับอย่างรวดเร็วหรือการทำให้เย็นในเตา

การกำหนดมาตรฐานระดับสากลของเกรดเหล็กสำหรับเหล็กทุกประเภทตั้งแต่เหล็กโครงสร้างจนถึงเกรดเหล็กอ่อนมักจะรวมแผนภูมิที่เปรียบเทียบมาตรฐานระดับภูมิภาคทั้งหก เหล่านี้รวมถึงมาตรฐานที่สร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกายุโรปโดยทั่วไปและเยอรมนีรวมถึงอังกฤษอิตาลีและญี่ปุ่น ตัวอย่างของการจัดอันดับเหล็กในแผนภูมิดังกล่าวน่าจะเป็นเหล็กกล้าคาร์บอน 1,018 ในสหรัฐอเมริกาซึ่งคือ C15D ในยุโรป CK15 ในเยอรมนี 040A15 ในอังกฤษ C15 ในอิตาลีและ S15 ในญี่ปุ่น