เหล็ก

เหล็กคือ แร่ธาตุชนิดหนึ่งที่มีส่วนสำคัญมากในชีวิต และ ยังเป็นสัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์  โดยเหล็กทางวิทยาศาสตร์นั้นจะมีลักษณะเป็นสีดแดงอมน้ำตาม เมื่อจับไปเข้าใกล้แม่เหล็ก จะมีแรงดึงดูดทำให้ติดกัน เหล็กจะสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทด้วยกัน คือ เหล็ก และ เหล็กกล้า  เหล็กทั้งสองประเภทนี้ มีคุณสมบัติที่ต่างกันหลายประการ แต่ส่วนใหญ่มักจะถูกเรียกอย่างรวมๆว่า “เหล็ก” นี้เอง

ลักษณะของเหล็ก

ลักษณะเป็นเงามีสีเงินและสีเทา มีแรงดึงดูดที่สูงเมื่อเรานำเข้าไปใกล้แม่เหล็กจะทำให้ดูดติดกัน วิธีการหล่อคือสามารถใช้ค้อนทุบเป็นแผ่นบางๆหรือยืดหดได้สามารถต้านทานแรงดึงที่ค่อนข้างสูงมาก และยังสามารถนำไฟฟ้าหรือความร้อนได้ดีอีกด้วย ส่วนพื้นที่ที่ค้นพบเหล็กได้มากที่สุดจะเป็นตามชั้นหินที่อยู่ใต้ดินบริเวณที่ราบสูงหรือภูเขา จะอยู่ในรูปแบบของสินแร่เป็นส่วนใหญ่ วิธีการนำออกมาคือถลุงให้ออกมาเพื่อที่จะได้เป็นแร่เหล็กบริสุทธิ์และยังนำมาใช้งานได้อย่างสาระพัดประโยชน์

ประเภทของเหล็ก มีดังนี้

1. เหล็กหล่อ คือ เหล็กที่สร้างขึ้นมาจากการหล่อ จะมีปริมาณของธาตุคาร์บอน จึงทำให้เหล็กมีความแข็ง แต่ในขณะเดียวก็มีความเปราะอยู่ในตัว และด้วยสาเหตุเหล่านี้จึงทำให้เกิดเหล็กหล่อขึ้นมา เป็นเหล็กที่สามารถขึ้นรูปได้เพียงการหล่อวิธีเดียวเท่านั้น ไม่สามารถขึ้นด้วยวิธีอื่นๆได้ นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งย่อยๆ ได้ดังนี้

• เหล็กหล่อเทา คือเหล็กหล่อที่มีโครงสร้างเป็นคาร์บอน เพราะมีตัวคาร์บอนและซิลิคอนเป็นส่วนประกอบที่สูงมาก
• เหล็กหล่อขาว คือเหล็กที่มีความแข็งแรงและทนทานที่สูง สามารถที่จะทนต่อการเสียดสีได้ แต่จะเปราะแตกหักได้ง่าย โดยเหล็กหล่อขาว จะมีปริมาณของซิลิคอนที่ต่ำกว่าเหล็กหล่อเทาทั้งมีคาร์บอนอยู่ในรูปแบบของคาร์ไบด์ของเหล็กหรือที่เรียกว่า ซีเมนไตต์
• เหล็กหล่อกราฟไฟต์กลม คือเหล็กที่มีโครงสร้างเป็นกราฟไฟต์ จะมีส่วนผสมของแมกนีเซียมหรือซีเรียมอยู่ในน้ำ ทำให้เกิดรูปร่างของกราฟไฟต์ที่เป็นรูปทรงกลมขึ้นมา จึงได้รับความนิยมในการนำมาใช้งานกันอย่างแพร่หลายและถูกนำมาใช้งานเกี่ยวกับอุตสาหกรรมมากขึ้น
• เหล็กหล่ออบเหนียว คือเหล็กที่ผ่านกระบวนการอบเพื่อให้ได้คาร์บอนในโครงสร้างทำให้แตกตัวจนมารวมกันอยู่ในกราฟไฟต์เม็ดกลม และกลายเป็นเฟอร์ไรด์หรือเพิร์ลไลด์ ซึ่งจะมีคุณสมบัติที่เหนียวแน่นกว่าเหล็กหล่อขาวเป็นอย่างมาก และยังได้รับความนิยมในการนำมาใช้งานที่สุด

1. เหล็กกล้า คือ เหล็กที่มีคุณสมบัติที่เหนียวแน่นมากกว่าเหล็กหล่อ ยังสามารถขึ้นรูปได้ด้วยวิธีทางกลได้ จนทำให้เหล็กชนิดนี้ นิยมถูกนำเอามาใช้งานกันอย่างแพร่หลายและกว้างขวางมาก ตัวอย่างเหล็กกล้าที่จะพบได้บ่อยๆในชีวิตประจำวัน ก็คือ แผ่นเหล็ก เหล็กโครงสร้างของรถยนต์หรือพวกเส้นเหล็ก นอกจากนี้คาร์บอนนก็ยังสามารถแบ่งได้เป็นกลุ่มย่อยๆ คือ

เหล็กกล้าคาร์บอน จะมีส่วนผสมที่หลักๆก็คือคาร์บอนและมีส่วนผสมอื่นๆปนอยู่บ้างนิดหน่อย ทั้งนี้ส่วนมากก็ขึ้นอยู่กับธาตุว่าธาตุอะไรที่ติดมาด้วยในขั้นตอนของการถลุง ดังนั้นเหล็กกล้าคาร์บอน ทำให้สามารถแบ่งเป็นข้อย่อยๆ ได้อีก ตามปริมาณของธาตุที่ผสมดังต่อไปนี้

• เหล็กคาร์บอนต่ำ คือมีธาตุคาร์บอรต่ำกว่า 0.2% นำมารีดเป็นแผ่นได้ง่าย เช่นพวกเหล็กเส้น หรือเหล็กแผ่น
• เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง คือจะมีธาตุคาร์บอนอยู่ประมาณ 2% – 0.5% มีความแข็งแรงขึ้นมาหน่อย จึงสามารถนำมาทำเป็นชิ้นส่วนของพวกเครื่องจักรกลได้
• เหล็กกล้าคาร์บอนสูง ซึ่งมีคาร์บอนอยู่ที่ 0.5% จึงมีความแข็งแรงสูงมาก เลยชอบนิยมนำมาอบชุบความร้อนเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งเข้าไปอีกมากขึ้น และยังสามารถต้านทานต่อการสึกหรอได้อีกด้วย ส่วนมากเลยชอบนำมาทำเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการผิวแข็งๆ

เหล็กกล้าผสม เป็นเหล็ก ที่มีการผสมธาตุตัวอื่นๆเข้าไปด้วย เพื่อให้คุณสมบัติของเหล็ก เป็นไปตามที่ต้องการ เหล็กประเภทนี้จะมีความสามารถที่จะต้านทานต่อการกัดกร่อนและยังเป็นตัวนำไฟฟ้าได้อีกด้วย ยังมีอีกคุณสมบัติหนึ่งคือเป็นแม่เหล็ก สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทอีกด้วย  ได้แก่  เหล็กกล้าผสมต่ำและเหล็กกล้าผสมสูง โดยที่เหล็กกล้าผสมต่ำนั้นจะเป็นเหล็กกล้าที่มีการผสมของธาตุอื่นๆเข้าไปน้อยกว่า 10% และเหล็กกล้าที่ผสมสูงจะเป็นเหล็กที่มีการผสมของธาตุอื่นๆที่มากกว่า 10%

1. เหล็กเสริม คือเหล็กที่เอาไว้ใช้สำหรับเสริมเนื้อคอนกรีตเพื่อให้เกิดความแข็งแรงคงทนต่อแรงแรงอัด และแรงดึงได้ดี โดยเหล็กเสริมสามารถที่จะแบ่งแยกประเภทและชนิดต่างๆ ได้แก่ เหล็กเส้นกลม เหล็กข้ออ้อย ลวดกล้าตีเกลียว และลวดเหล็กกล้าแรงดึงสูงสำหรับคอนกรีตอัดแรง

• เหล็กเส้นกลม หรือที่เรียกกันสั้นๆว่า RB คือ เหล็กเส้นที่มีพื้นที่ที่ตัดขวางเป็นรูปกลมๆ โดยที่มีลักษณะพื้นผิวที่มันเรียบและเกลี้ยงไม่บิดเบี้ยว มีคุณสมบัติที่มีความคงทน และยังมีความสามารถที่จะรับแรงได้ดีอีกด้วย
• เหล็กข้ออ้อย คือ เหล็กที่มีลักษณะเหมือนปล้องขนาดเท่าๆกัน เพื่อเสริมกำลังแรงในการยึดระหว่างเหล็กเส้นกับตัวเนื้อคอนกรีตจะได้มีความเหนียวแน่นในการยึดเกาะมากยิ่งขึ้น
• ลวดกล้าตีเกลียว คือเหล็กที่ทำมาจากการเอาลวดเหล็กคาร์บอนสูงตั้งแต่ 2 เส้นขึ้นไปเอามาตีเกลียวให้เข้าด้วยกัน โดยที่เว้นระยะห่างของช่วงเกลียวที่สม่ำเสมอ และผ่านกระบวนการคลายเค้นเพื่อที่จะได้เพิ่มประสิทธิภาพในด้านความเหนียว
• ลวดเหล็กกล้าแรงดึงสูงสำหรับคอนกรีตอัดแรง คือ วัสดุที่ใช้เพื่อจะเสริมในกระบวนการหล่อคอนกรีตอัดแรงที่ต้องการความทนทานที่สูงเอาไว้ใช้สำหรับรับน้ำหนัก รับแรงอัด และแรงดึงที่พิเศษ

1. เหล็กไอบีม คือเหล็กที่มีลักษณะคล้ายรูปตัวอักษรตัว I ประกอบด้วยปีกบนปีกล่าง แต่จะมีขนาดความกว้างมากกว่าปีกบน และ ปีกล่างเห็นอย่างเด่นชัด
2. เหล็กเอชบีม คือเหล็กที่มีลักษณะคล้ายตัวอักษรตัว H โดยมีปีกบนกับปีกล่าง ที่เป็นขารูปตัว H จะมีลักษณะเป็นแผ่นแบบตรง มีผิวราบเรียบอย่างสม่ำเสมอ
3. เหล็กฉาก คือเหล็กที่มีลักษณะเป็นตัวอักษรรูปตัว L ที่มีขาเท่ากัน 2 ด้าน เป็นเหล็กที่มีพื้นผิวเรียบและมีมุมฉากด้านนอก 90 องศา จะมุมฉากที่มีความมนๆ ถือว่าเป็นเหล็กที่มีคุณสมบัติที่สามารถยืดหยุ่นในการรับแรงดึง
4. เหล็กสี่เหลี่ยมตัน เป็นเหล็กที่มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสตันทั้งเส้น มีพื้นผิวเรียบอย่างสม่ำเสมอขอบคมไร้รอยต่อ ขึ้นรูปด้วยการรีดความร้อนแบบต่อเนื่องทั้งเส้นเลยทำให้ไม่เห็นรอยต่อ แต่มีความแข็งแรงและทนทานต่อสภาพแวดล้อม
5. เหล็กรางน้ำ คือเหล็กที่มีลักษณะคล้ายอักษรรูปตัว U โดยที่ปีกจะอยู่ด้านบน และด้านล่างเพียงแค่ข้างใดข้างหนึ่งเท่านั้น แต่จะมีจุดสูญกลางที่จะรับแรงไม่ได้อยู่ตรงกลางเหมือนเหล็กที่มีหน้าตัดตามสมมาตร เลยทำให้เหล็กรางน้ำมีความเฉพาะตัวในการใช้งานที่มีความต่างออกไป
6. เหล็กรูปตัวซี คือเหล็กที่มีลักษณะคล้ายตัวอักรรูปตัว C มีคุณสมบัติที่แข็งแรง และคงทนต่อการกัดกร่อนมีน้ำหนักที่เบา และมีความยืดหยุ่นสูงกับการนำไปใช้งาน

วิธีการเลือกซื้อเหล็กให้ได้คุณภาพ

1. ขนาดเวลาวัดต้องตรงตามสเปค ให้ใช้หน่วยวัดเป็นมิลลิเมตร บวก ลบ ต้องไม่เกิน 2% ขนาดและความหนาต้องเท่ากันหมดทุกเส้น
2. ความยาวของเหล็กต้องเท่ากันทุกเส้น และต้องไม่มีการคดงอ หรือบิด ให้ทำการทดสอบโดยวางบนพื้นแล้วกลิ้งเหล็กไปมาจะทำให้สังเกตได้ง่าย
3. น้ำหนักของเหล็กเส้นตามมาตรฐานของข้ออ้อยเส้นกลม มีน้ำหนัก ให้ได้ตามสเปค ผิดหลาดได้แต่ต้องตามค่าที่กำหนดไว้ตั้งแต่ 6-9 มิลลิเมตร ให้บวก ลบ ไม่เกิน 3% ต่อเส้น 12-16 มิลลิเมตร ให้บวก ลบ ไม่เกิน 3.7% ต่อเส้น 16-32 มิลลิเมตร ให้บวก ลบ ไม่เกิน 4.5% ต่อเส้น เส้นหน้าตัดต้องกลมแบบ 100% ไม่ใช่แบบกลมรีหรือมีปีกไม่เสมอกัน ข้ออ้อยลายต้องชัดหยักเสมอกันตลอดทั้งเส้น ลายไม่ล้มช่วงใดช่วงหนึ่ง
4. น้ำหนักของเหล็กรูปพรรณมาตรฐาน

• เหล็กที่มีน้ำหนักต่ำกว่า 10 กิโลกรัมต่อเส้น ให้บวก ลบ ต้องไม่เกิน 4.5%
• เหล็กที่มีน้ำหนักต่ำกว่า 50 กิโลกรัมต่อเส้น ให้บวก ลบ ต้องไม่เกิน 6.5%
• เหล็กที่มีน้ำหนักต่ำกว่า 100 กิโลกรัมต่อเส้น ให้บวก ลบ ต้องไม่เกิน 9.5%
• เหล็กที่มีน้ำหนักต่ำกว่า 300 กิโลกรัมต่อเส้น ให้บวก ลบ ต้องไม่เกิน 10.5%

1. สเปคบนเหล็กตัวพิมพ์ ต้องทำให้ชัดเจน และระบุเครื่องหมายการค้า (ยี่ห้อ) ชัดเจน หรือถ้าเป็นสติ้กเกอร์ต้องขอใบกำกับภาษีของผู้ผลิตอ้างอิงกับสินค้าได้
2. สินค้าต้องมีใบ มอก. เวลาตรวจสอบโดยวิธีดังกล่าวมานั้นแล้วตามมาตรฐานวิศวกรรม ต้องมีใบคุมล็อตด้วย ทำให้สามารถตรวจได้ตรงกับเหล็กที่ส่งมา
3. ไม่มีสนิมหรือน้ำมันเคลือบสีใดๆ นอกจากสีธรรมชาติของเหล็ก หรือเป็นน้ำมันที่เคลือบจากโรงงานจะบาง ๆ สีอ่อน และไม่ดำมากเกินไป
4. หลังจากทำการตรวจสอบอย่างละเอียดทุกข้อแล้ว ให้ทำการซื้อจากร้านตัวแทนโดยตรงของบริษัทต่างๆ สอบถามว่า ถ้าสินค้ามีปัญหา หรือสเปคไม่ตรงหรือปลอมปมเกรด B ต้องรับคืนในกรณีไม่ได้มาตรฐาน