มาตรฐานเหล็กของอุตสาหกรรมสากล

     เนื่องจากบริษัทผู้ผลิตเหล็กได้ทำการผลิตเหล็กชนิดต่าง ๆ ออกสู่ท้องตลาดเป็นจำนวนมากแต่ละบริษัทพยายาม
ที่จะผลิตเหล็กให้มีคุณภาพต่างๆ กันตามประเภทของการใช้งาน ดังนั้นจึงเป็นความยากลำบาทของผู้ใช้ที่จะเลือกใช้เหล็ก
ให้ตรงกับความต้องการของตน จึงได้มีการกำหนดชนิดและปริมาณส่วนผสมไปในเนื้อเหล็ก โดยใช้สัญลักษณ์ของธาตุ
และตัวเลขเป็นตัวชี้บอกจำนวนปริมาณของส่วนผสมที่มีอยู่จึงได้เกิดเป็น " มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม " ขึ้น

     มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมได้กำเนิดมาหลายมาตรฐาน เนื่องจากประเทศบริวารในเครือของตนเองหรือประเทศที่มี
การจัดการอุตสาหกรรมแบบเดียวกันยอมรับและนำไปใช้ ซึ่งปรากฎว่าในปัจจุบันมีมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม
ที่นิยมนำมาใช้งานกัน มี 3 มาตรฐาน คือ

1. ระบบอเมริกัน AISI ( American Iron and Steel Institute )
     การกำหนดมาตรฐานแบบนี้ ตัวเลขดัชนีจะมีจำนวนหลักและตัวชี้บอกส่วนประสมจะเหมือนกับระบบ SAE
จะต่างกันตรงที่ระบบ AISI จะมีตัวอักษรนำหน้าตัวเลข ซึ่งตัวอักษรนี้จะ บอกถึงกรรมวิธีการผลิตเหล็กว่าได้ผลิตมาจากเตาชนิดใด 
ตัวอักษรที่บอกกรรมวิธีการผลิตเหล็กจะมีดังนี้
   A  คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นด่าง
   B  คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นกรด
   C  คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นด่าง
   D  คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นกรด
   E  คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาไฟฟ้า 

 2.  ระบบเยอรมัน DIN (Deutsch Institute Norms)
     การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานเยอรมันจะแบ่งเหล็กออกเป็น 4 ประเภทดังนี้
   2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน(หรือเหล็กไม่ประสม)
         เหล็กที่นำไปใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ความร้อน (Heat Treatment)
         เหล็กพวกนี้จะบอกย่อคำหน้าว่า St.และจะมีตัวเลขตามหลัง ซึ่งจะบอกถึงความสามารถ
         ที่จะทนแรงดึงสูงสุดของเหล็กชนิดนั้นมีหน่วยเป็น ก.ก/มม.2
   2.2 เหล็กกล้าผสมต่ำ
   2.3 เหล็กกล้าผสมสูง
   2.4 เหล็กหล่อ 
  หมายเหตุ: การกำหนดมาตรฐานทั้งสองนี้ เหล็กที่มีความเค้นแรงดึงสูงสุดประมาณ 37 ก.ก/มม.2
                จะสามารถใช้สัญลักษณ์แทนเหล็กชนิดนี้ได้ 2 ลักษณะ คือ เขียนเป็น St. หรือ C20

การกำหนดมาตรฐานเหล่านี้จะเห็นมากในแบบสั่งงาน ชิ้นส่วนบางชนิดต้องนำไปชุบแข็งก่อนใช้งานก็จะกำหนดวัสดุเป็น C นำหน้า
ส่วนชิ้นงานที่ไม่ต้องนำไปชุบแข็ง ซึ่งนำไปใช้งานได้เลยจะกำหนดวัสดุเป็นตัว St. นำหน้า ทั้งๆที่วัสดุงานทั้งสองชิ้นนี้ใช้วัสดุอย่างเดียวกับ
เหล็กกล้าผสมต่ำ การกำหนดมาตรฐานเหล็ก ประเภทนี้จะบอกจำนวนคาร์บอนไว้ข้างหน้าเสมอแต่ไม่นิยมเขียนตัว C กำกับไว้
ตัวถัดมาจะเป็นชนิดของโลหะที่เข้าไปประสม ซึ่งอาจมีชนิดเดียวหรือหลายชนิดก็ได้

ข้อสังเกต เหล็กกล้าประสมตต่ำตัวเลขที่บอกปริมาณของโลหะประสมจะไม่ใช่จำนวนเปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงของโลหะประสมนั้น
การที่จะทราบจำนวนเปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงจะต้องเอาแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมแต่ละชนิดไปหารซึ่งค่าแฟกเตอร์ (Factor)
ของโลหะประสมต่าง ๆ มีดังนี้

• หารด้วย 4 ได้แก่ Co, Cr, Mn, Ni, Si, W
• หารด้วย 10 ได้แก่ Al, Cu, Mo, Pb, Ti, V
• หารด้วย 100 ได้แก่ C, N, P, S
• ไม่ต้องหาร ได้แก่ Zn, Sn, Mg, Fe

การใช้สัญลักษณ์ดังตัวอย่างที่แล้ว เป็นการบอกส่วนผสมในทางเคมี แต่ในบางครั้งจะมีการเขียนสัญลักษณ์บอกกรรมวิธีการผลิต
ไว้ข้างหน้าอีกด้วย เช่น

• B   = ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์
• E   = ผลิตจากเตาไฟฟ้าทั่วไป
• F   = ผลิตจากเตาน้ำมัน
• I   = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดเตาเหนี่ยวนำ (Induction Furnace)
• LE = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดอาร์ค (Electric Arc Furnace)
• M  = ผลิตจากเตาซีเมนต์มาร์ติน หรือ เตาพุดเดิล
• T   = ผลิตจากเตาโทมัส
• TI  = ผลิตโดยกรรมวิธี (Crucible Cast Steel)
• W  = เผาด้วยอากาศบริสุทธิ์
• U   = เหล็กที่ไม่ได้ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Unkilled Steel)
• R   = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Killed Steel)
• RR = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน 2 ครั้ง

นอกจากนี้ยังมี สัญลักษณ์แสดงคุณสมบัติพิเศษของเหล็กนั้นอีกด้วย เช่น

• A = ทนต่อการกัดกร่อน
• Q = ตีขึ้นรูปง่าย
• X = ประสมสูง
• Z = รีดได้ง่าย

   เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel) เหล็กกล้าประสมสูง หมายถึงเหล็กกล้าที่มีวัสดุผสมอยู่ในเนื้อเหล็กเกินกว่า 8 % การเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กประเภทนี้ เขียนนำหน้าด้วยต้ว X ก่อน แล้วตามด้วยจำนวนส่วนผสมของคาร์บอนจากนั้นด้วยชนิดของโลหะประสม ซึ่งจะมีชนิดเดียว
หรือกี่ชนิดก็ได้ แล้วจึงตามด้วยตัวเลขแสดงปริมาณของโลหะประสม
ตัวเลขที่แสดงปริมาณของโลหะประสม ไม่ต้องหารด้วย แฟกเตอร์ (Factor) ใด ๆ ทั้งสิ้น(แตกต่างจากโลหะประสมต่ำ) ส่วนคาร์บอน
ยังต้องหารด้วย 100 เสมอ 

3. ระบบญี่ปุ่น JIS (Japaness Industrial Standards)
     การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นซึ่งจัดวางระบบโดยสำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น (Japaness Industrial Standards, JIS) จะแบ่งเหล็กตามลักษณะงานที่ใช้

ตัวอักษรชุดแรก จะมีคำว่า JIS หมายถึง Japaness Industrial Standards ตัวอักษรสัญลักษณ์ตัวถัดมาจะมีได้หลายตัวแต่ละตัวหมายถึงการจัดกลุ่มผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น

• A งานวิศวกรรมก่อสร้างและงานสถาปัตย์
• B งานวิศวกรรมเครื่องกล
• C งานวิศวกรรมไฟฟ้า
• D งานวิศวกรรมรถยนต์
• E งานวิศวกรรมรถไฟ
• F งานก่อสร้างเรือ
• G โลหะประเภทเหล็กและโลหะวิทยา
• H โลหะที่มิใช่เหล็ก
• K งานวิศวกรรมเคมี
• L งานวิศวกรรมสิ่งทอ
• M แร่
• P กระดาษและเยื่อกระดาษ
• R เซรามิค
• S สินค้าที่ใช้ภายในบ้าน
• T ยา
• W การบิน

       ถัดจากตัวอักษรจะเป็นตัวเลขซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 4 ตัว มีความหมายดังนี้
       ตัวเลขตัวแรก หมายถึง กลุ่มประเภทของเหล็ก เช่น

• 0 เรื่องทั่ว ๆ ไป การทดสอบและกฎต่าง ๆ
• 1 วิธีวิเคราะห์
• 2 วัตถุดิบ เหล็บดิบ ธาตุประสม
• 3 เหล็กคาร์บอน
• 4 เหล็กกล้าประสม

      ตัวเลขตัวที่ 2 จะเป็นตัวแยกประเภทของวัสดุในกลุ่มนั้น เช่น ถ้าเป็นในกรณีเหล็ก จะมีดังนี้

• 1 เหล็กกล้าประสมนิเกิลและโครเมียม
• 2 เหล็กกล้าประสมอลูมิเนียมแลโครเมียม
• 3 เหล็กไร้สนิม
• 4 เหล็กเครื่องมือ
• 8 เหล็กสปริง
• 9 เหล็กกล้าทนการกัดกร่อนและความร้อน

      ตัวเลขที่เหลือ 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยกชนิดของส่วนผสมที่มีอยู่ในวัสดุนั้น เช่น ถ้าเป็นเหล็กตัวเลข 2 หลักสุดท้ายจะเป็นตัวแยก
      ชนิดเหล็กตามส่วนผสมธาตุที่มีอยู่ในเหล็กชนิดนั้น ๆ เช่น

• 01 เหล็กเครื่องมือ คาร์บอน
• 03 เหล็กไฮสปีด
• 04 เหล็กเครื่องมือประสม 

ตารางแสดงจำนวนมาตรฐานและชื่อประเทศที่ใช้มาตรฐาน

มาตรฐานของเหล็กกล้าเครื่องมือ
     เหล็กกล้าเครื่องมือที่เป็นมาตรฐานสากลจะใช้มาตรฐาน UNS เป็นมาตรฐานหลัก ในท้องตลาดจะมีมาตรฐานใช้กันอยู่ประมาณ 12 มาตรฐาน โดยสามารถเทียบเข้ากับมาตรฐานสากลได้ โดยจะมีมาตรฐานหลักในการเทียบอยู่ 3 มาตรฐานซึ่งได้แก่ มาตรฐาน AISI, DIN, JIS 

ชนิดของเหล็กกล้าเครื่องมือ
ชนิดของเหล็กกล้าเครื่องมือที่สามารถค้นคว้ามาได้ มีจำนวน 500 ชนิดจาก 12 มาตรฐาน ซึ่งมีดังนี้