การตีความเกรดเหล็กอย่างถูกต้องแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองความสอดคล้องของวัสดุและความปลอดภัยของโครงการในการออกแบบ จัดซื้อ และก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก แม้ว่าระบบการจัดเกรดเหล็กของทั้งสองประเทศจะมีความเชื่อมโยงกัน แต่ก็มีความแตกต่างที่ชัดเจน การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้อย่างถ่องแท้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม
การกำหนดเหล็กกล้าของจีน
ระบบการกำหนดชื่อเหล็กกล้าของจีนใช้รูปแบบหลักคือ “อักษรพินอิน + สัญลักษณ์ธาตุ + ตัวเลขอาหรับ” โดยแต่ละอักษรแทนคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุ ด้านล่างนี้คือรายละเอียดแยกตามประเภทเหล็กกล้าที่ใช้กันทั่วไป:
1. เหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอน/เหล็กกล้าโครงสร้างความแข็งแรงสูงผสมโลหะเจือต่ำ (ชนิดที่พบมากที่สุด)
รูปแบบแกนหลัก: Q + ค่าจุดคราค + สัญลักษณ์เกรดคุณภาพ + สัญลักษณ์วิธีการกำจัดออกซิเจน
• Q: มาจากอักษรตัวแรกของคำว่า “จุดคราก” ในระบบพินอิน (Qu Fu Dian) ซึ่งหมายถึงความแข็งแรงของจุดครากเป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลัก
• ค่าตัวเลข: ระบุจุดคราคโดยตรง (หน่วย: MPa) ตัวอย่างเช่น Q235 หมายถึงจุดคราค ≥235 MPa ในขณะที่ Q345 หมายถึง ≥345 MPa
• สัญลักษณ์แสดงระดับคุณภาพ: แบ่งออกเป็นห้าเกรด (A, B, C, D, E) ตามข้อกำหนดด้านความทนทานต่อแรงกระแทกจากต่ำไปสูง (เกรด A ไม่ต้องทำการทดสอบแรงกระแทก เกรด E ต้องทดสอบแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ -40°C) ตัวอย่างเช่น Q345D หมายถึงเหล็กกล้าอัลลอยต่ำที่มีความแข็งแรงคราก 345 MPa และคุณภาพเกรด D
• สัญลักษณ์วิธีการลดออกซิเจน: F (เหล็กไหลได้อิสระ), b (เหล็กกึ่งลดออกซิเจน), Z (เหล็กลดออกซิเจน), TZ (เหล็กลดออกซิเจนพิเศษ) เหล็กลดออกซิเจนมีคุณภาพดีกว่าเหล็กไหลได้อิสระ ในทางวิศวกรรมมักใช้ Z หรือ TZ (อาจละเว้นได้) ตัวอย่างเช่น Q235AF หมายถึงเหล็กไหลได้อิสระ ในขณะที่ Q235B หมายถึงเหล็กกึ่งลดออกซิเจน (ค่าเริ่มต้น)
2. เหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพสูง
รูปแบบหลัก: ตัวเลขสองหลัก + (Mn)
• ตัวเลขสองหลัก: แสดงถึงปริมาณคาร์บอนเฉลี่ย (แสดงเป็นส่วนต่อหมื่นส่วน) เช่น เหล็ก 45 หมายถึงปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.45% เหล็ก 20 หมายถึงปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.20%
• Mn: บ่งชี้ปริมาณแมงกานีสสูง (>0.7%) ตัวอย่างเช่น 50Mn หมายถึงเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีแมงกานีสสูงและมีคาร์บอน 0.50%
3. เหล็กโครงสร้างอัลลอย
รูปแบบหลัก: ตัวเลขสองหลัก + สัญลักษณ์ธาตุโลหะผสม + ตัวเลข + (สัญลักษณ์ธาตุโลหะผสมอื่นๆ + ตัวเลข)
• ตัวเลขสองหลักแรก: ปริมาณคาร์บอนเฉลี่ย (ต่อหมื่นหน่วย) เช่น "40" ใน 40Cr หมายถึงปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.40%
• สัญลักษณ์ของธาตุโลหะผสม: โดยทั่วไปคือ Cr (โครเมียม), Mn (แมงกานีส), Si (ซิลิคอน), Ni (นิกเกล), Mo (โมลิบเดนัม) เป็นต้น ซึ่งแสดงถึงธาตุโลหะผสมหลัก
• ตัวเลขที่ตามหลังองค์ประกอบ: แสดงถึงปริมาณเฉลี่ยขององค์ประกอบโลหะผสม (เป็นเปอร์เซ็นต์) ปริมาณน้อยกว่า 1.5% จะละเว้นตัวเลขหนึ่งหลัก; 1.5%-2.49% จะใช้เลข “2” เป็นต้น ตัวอย่างเช่น ใน 35CrMo จะไม่มีตัวเลขตามหลัง “Cr” (ปริมาณประมาณ 1%) และไม่มีตัวเลขตามหลัง “Mo” (ปริมาณประมาณ 0.2%) ซึ่งหมายถึงเหล็กโครงสร้างผสมที่มีคาร์บอน 0.35% ประกอบด้วยโครเมียมและโมลิบเดนัม
4. เหล็กกล้าไร้สนิม/เหล็กทนความร้อน
รูปแบบแกนหลัก: ตัวเลข + สัญลักษณ์ธาตุโลหะผสม + ตัวเลข + (ธาตุอื่นๆ)
• ตัวเลขนำหน้า: แสดงถึงปริมาณคาร์บอนเฉลี่ย (ในหน่วยส่วนต่อพัน) เช่น “2” ใน 2Cr13 แสดงว่าปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.2% และ “0” ใน 0Cr18Ni9 แสดงว่าปริมาณคาร์บอน ≤0.08%
• สัญลักษณ์ธาตุผสม + ตัวเลข: ธาตุต่างๆ เช่น Cr (โครเมียม) หรือ Ni (นิกเกล) ตามด้วยตัวเลข แสดงถึงปริมาณธาตุเฉลี่ย (เป็นเปอร์เซ็นต์) ตัวอย่างเช่น 1Cr18Ni9 หมายถึงเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกที่มีคาร์บอน 0.1% โครเมียม 18% และนิกเกล 9%
5. เหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน
รูปแบบหลัก: T + ตัวเลข
• T: มาจากอักษรตัวแรกของคำว่า “คาร์บอน” ในระบบพินอิน (Tan) ซึ่งหมายถึงเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับทำเครื่องมือ
• ตัวเลข: ปริมาณคาร์บอนเฉลี่ย (แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์) เช่น T8 หมายถึงปริมาณคาร์บอน ≈0.8%, T12 หมายถึงปริมาณคาร์บอน ≈1.2%
มาตรฐานเหล็กกล้าของสหรัฐอเมริกา: ระบบ ASTM/SAE
การกำหนดชื่อเหล็กกล้าในสหรัฐอเมริกาส่วนใหญ่เป็นไปตามมาตรฐาน ASTM (American Society for Testing and Materials) และ SAE (Society of Automotive Engineers) รูปแบบหลักประกอบด้วย “ตัวเลข + ตัวอักษรต่อท้าย” ซึ่งเน้นการจำแนกเกรดเหล็กและการระบุปริมาณคาร์บอน
1. เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมสำหรับโครงสร้าง (มาตรฐาน SAE/ASTM ทั่วไป)
รูปแบบหลัก: ตัวเลขสี่หลัก + (ตัวอักษรต่อท้าย)
• ตัวเลขสองหลักแรก: ระบุประเภทเหล็กและธาตุผสมหลัก ทำหน้าที่เป็น “รหัสการจำแนกประเภท” ตัวอย่างที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่:
◦10XX: เหล็กกล้าคาร์บอน (ไม่มีส่วนผสมของธาตุผสม) เช่น 1008, 1045
◦15XX: เหล็กกล้าคาร์บอนแมงกานีสสูง (ปริมาณแมงกานีส 1.00%-1.65%) เช่น 1524
◦41XX: เหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบเดนัม (โครเมียม 0.50%-0.90%, โมลิบเดนัม 0.12%-0.20%) เช่น 4140
◦43XX: เหล็กกล้าผสมนิกเกล-โครเมียม-โมลิบเดนัม (นิกเกล 1.65%-2.00%, โครเมียม 0.40%-0.60%) เช่น 4340
◦30XX: เหล็กกล้าผสมนิกเกิล-โครเมียม (ประกอบด้วยนิกเกล 2.00%-2.50% และโครเมียม 0.70%-1.00%) เช่น 3040
• ตัวเลขสองหลักสุดท้าย: แสดงปริมาณคาร์บอนเฉลี่ย (ในหน่วยส่วนต่อหมื่น) เช่น 1045 หมายถึงปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.45% และ 4140 หมายถึงปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.40%
• ตัวอักษรต่อท้าย: ระบุคุณสมบัติเพิ่มเติมของวัสดุ ซึ่งโดยทั่วไปได้แก่:
◦ B: เหล็กกล้าที่มีส่วนผสมของโบรอน (ช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็ง) เช่น 10B38
◦ L: เหล็กกล้าที่มีส่วนผสมของตะกั่ว (ช่วยให้ขึ้นรูปได้ง่าย) เช่น 12L14
◦ H: เหล็กกล้าที่รับประกันความสามารถในการชุบแข็ง เช่น 4140H
2. เหล็กกล้าไร้สนิม (มาตรฐาน ASTM เป็นหลัก)
รูปแบบหลัก: ตัวเลขสามหลัก (+ ตัวอักษร)
• ตัวเลข: แสดงถึง “หมายเลขลำดับ” ที่สอดคล้องกับองค์ประกอบและคุณสมบัติที่กำหนดไว้ การจดจำก็เพียงพอแล้ว ไม่จำเป็นต้องคำนวณ เกรดที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม ได้แก่:
◦304: โครเมียม 18%-20%, นิกเกล 8%-10.5%, เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก (ชนิดที่พบมากที่สุด ทนต่อการกัดกร่อน)
◦316: เติมโมลิบเดนัม 2%-3% ลงใน 304 ทำให้ทนต่อกรด/ด่างได้ดีเยี่ยม และใช้งานได้ดีที่อุณหภูมิสูง
◦430: เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกที่มีโครเมียม 16%-18% (ปราศจากนิกเกล ราคาถูก ขึ้นสนิมง่าย)
◦410: เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกที่มีโครเมียม 11.5%-13.5% (สามารถชุบแข็งได้ มีความแข็งสูง)
• ตัวอักษรต่อท้าย: ตัวอย่างเช่น “L” ใน 304L หมายถึงคาร์บอนต่ำ (คาร์บอน ≤0.03%) ซึ่งช่วยลดการกัดกร่อนตามขอบเกรนระหว่างการเชื่อม และ “H” ใน 304H หมายถึงคาร์บอนสูง (คาร์บอน 0.04%-0.10%) ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง
ความแตกต่างหลักระหว่างการกำหนดระดับชั้นเรียนของจีนและอเมริกา
1. ตรรกะการตั้งชื่อที่แตกต่างกัน
กฎการตั้งชื่อเหล็กของจีนพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงความแข็งแรงของแรงดึง ปริมาณคาร์บอน องค์ประกอบของโลหะผสม ฯลฯ โดยใช้การผสมผสานระหว่างตัวอักษร ตัวเลข และสัญลักษณ์ของธาตุต่างๆ เพื่อสื่อถึงคุณสมบัติของเหล็กได้อย่างแม่นยำ ทำให้จดจำและเข้าใจได้ง่าย ในขณะที่สหรัฐอเมริกาใช้ลำดับตัวเลขเป็นหลักในการระบุเกรดและส่วนประกอบของเหล็ก ซึ่งกระชับแต่ค่อนข้างยากกว่าสำหรับผู้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในการตีความ
2. รายละเอียดในการแสดงองค์ประกอบโลหะผสม
จีนให้ข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบของโลหะผสม โดยระบุวิธีการติดฉลากตามช่วงปริมาณที่แตกต่างกัน ในขณะที่สหรัฐอเมริกาก็ระบุปริมาณโลหะผสมเช่นกัน แต่สัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับธาตุติดตามนั้นแตกต่างจากแนวทางปฏิบัติของจีน
3. ความแตกต่างในการตั้งค่าแอปพลิเคชัน
เนื่องจากมาตรฐานอุตสาหกรรมและแนวทางการก่อสร้างที่แตกต่างกัน จีนและสหรัฐอเมริกาจึงมีข้อกำหนดเฉพาะเกี่ยวกับเกรดเหล็กที่ใช้ในงานบางประเภท ตัวอย่างเช่น ในงานก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก จีนมักใช้เหล็กโครงสร้างความแข็งแรงสูงที่มีส่วนผสมของโลหะเจือต่ำ เช่น Q345 ในขณะที่สหรัฐอเมริกาอาจเลือกใช้เหล็กที่เหมาะสมตามมาตรฐาน ASTM
วันที่เผยแพร่: 27 ตุลาคม 2568
