ประเภทของเหล็กแผ่น


เหล็กแผ่นโดยส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการรีดด้วยลูกรีดเพื่อให้ได้ความหนา ตามที่ต้องการ หากแบ่งประเภทของเหล็กแผ่นตามรูปร่าง แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ
-เหล็กแผ่นม้วน
-เหล็กแผ่นหนา
1. เหล็กแผ่นม้วน จะมีความหนาตั้งแต่ 0.1 –12 มม. ซึ่งยังแบ่งตามลักษณะการผลิตออกเป็น
-เหล็กแผ่นรีดร้อน จะมีความหนาตั้งแต่ 1.0 –12 มม.หรือภาษาตลาดเรียกว่าเหล็กแผ่นดำ เพราะมีผิวสีดำเนื่องจากต้องรีดที่อุณหภูมิกสูงว่า 700 องศาเซนติเกรด โดยมากมักใช้เหล็กแผ่นรีดร้อนในงานท่อ งานถังแก๊ส งานโครงสร้าง งานขึ้นรูปทั่วไปที่ไม่เน้นคุณภาพผิวและเป็นการขึ้นรูปไม่ลึกมาก เหล็กแผ่นรีดร้อนยังมีชนิดที่ผ่านการล้างผิวด้วยกรดเพื่อขจัดสนิมที่เกิดใน การรีดร้อนออก หรือที่เรียกว่าเหล็ก PO (Pickling and oil) เพื่อสามารถทำสีแล้วผิวจะสวยและทนทานกว่า

-เหล็กแผ่นรีดเย็น จะมีความหนาตั้งแต่ 0.1 –3.2 มม.หรือภาษาตลาดเรียกว่าเหล็กแผ่นขาวเพราะเป็นผิวที่ไม่มีสนิมร้อนเหมือน เหล็กแผ่นรีดร้อน มีความสามารถในการปั๊มขึ้นรูปลึกมากกว่าขึ้นตามลำดับ โดยมากมักใช้กับงานขึ้นรูปที่เน้นคุณภาพผิวและเป็นการขึ้นรูปไม่ลึก เช่น ตัวถังรถยนต์ ตัวบอดี้เครื่องใช้ไฟฟ้า เฟอร์นิเจอร์ นำไปเคลือบดีบุกเพื่อผลิตกระป๋อง งานที่ปั้มขึ้นรูปลึก งานต้องการความบาง
-เหล็กแผ่นเคลือบ ชุบผิวจะมีความหนาตั้งแต่ 0.1 –3.2 มม.
เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าชนิดแผ่นเคลือบโลหะผสมสังกะสี
อีกกลุ่มหนึ่งของเหล็กแผ่นคือ เหล็กแผ่นเคลือบ ชุบผิวซึ่งโดยส่วนใหญ่จะเป็นเหล็กกล้าชนิดแผ่นเคลือบโลหะผสมสังกะสี เป็นเหล็กกล้าชนิดแผ่นที่มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในสภาพบรรยากาศทั่ว ไปเหนือกว่าเหล็กกล้าชนิดแผ่นธรรมดา โดยทั่วไปเหล็กจะถูกกัดกร่อนได้ในสภาพแวดล้อมต่างๆ กระบวนการกัดกร่อนเกิดจากการรวมตัวของเนื้อเหล็กกับออกซิเจนเป็นออกไซด์ของ เหล็กซึ่งมีอยู่หลายประเภท การเคลือบเหล็กแผ่นด้วยสังกะสีเป็นวิธีการหนึ่งที่สามารถป้องกันการกัดกร่อน ได้เป็นอย่างดี โดยชั้นเคลือบสังกะสีจะทำหน้าที่ 2 ประการคือ
1. ป้องกันเนื้อเหล็กจากการสัมผัสกับบรรยากาศภายนอก
2. สังกะสีจะทำหน้าที่ผุกร่อนแทนเหล็ก (Sacrificial protection) ในบริเวณขอบตัดของแผ่นเหล็กหรือบริเวณที่เกิดรอยขีดข่วน
ดังนั้นเนื้อเหล็กจะคงอยู่ในสภาพสมบูรณ์จนกว่าชั้นเคลือบสังกะสีในบริเวณ นั้นจะผุกร่อนจะหมด วิธีการนี้เป็นที่นิยมใช้กันมากในการป้องกันเหล็กจากการเกิดสนิม เหล็กกล้าชนิดแผ่นเคลือบโลหะผสมสังกะสีมีหลายชนิดด้วยกัน โดยขึ้นกับกระบวนการผลิตและส่วนผสมของชั้นเคลือบ เหล็กกล้าเคลือบโลหะผสมสังกะสี 5 กลุ่มใหญ่ดังต่อไปนี้
1. เหล็กกล้าชนิดแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีการจุ่มร้อน (Hot Dipped Galvanized; HDG)
เป็นเหล็กกล้าที่เคลือบสังกะสีโดยการผ่านเหล็กกล้าชนิดแผ่นลงในอ่าง สังกะสีหลอมเหลว ผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้สามารถป้องกันการเกิดสนิมได้ดีและมีคุณสมบัติการทาสีติด (Printability) ความสามารถในการเชื่อมและการบัดกรีที่ดี แต่เนื่องจากจุดหลอมเหลวของชั้นสังกะสีมีอุณหภูมิต่ำกว่าชั้นเหล็กกล้า ดังนั้นความสามารถในการเชื่อมแบบต่อเนื่องจึงลดลง โดยเป็นผลมาจากสังกะสีที่ติดกับแท่งอิเลคโทรดในขณะทำการเชื่อม ส่วนการบัดกรีจะทำได้ง่ายหากใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสม ได้แก่ ทองเหลืองและตะกั่ว นอกจากนี้การเคลือบโครเมตภายหลังการเคลือบสังกะสีจะช่วยเพิ่มความสามารถใน การบัดกรีได้มากยิ่งขึ้นด้วย
ข้อจำกัดในการใช้งานคือไม่ควรใช้งานภายใต้สภาวะที่มีการกัดกร่อนที่ รุนแรง เช่น บริเวณชายฝั่งทะเล เขตอุตสาหกรรม ตัวอย่างการใช้งาน เช่น กรอบประตู พื้นสำเร็จรูป ผนังภายในและภายนอกอาคาร อุปกรณ์ระบายความร้อน ท่อระบายอากาศ
2. เหล็กกล้าชนิดแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีการจุ่มร้อนและอบ (Galvanneal หรือ Iron-Zinc coating, IZ)
เป็นเหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเช่นเดียวกับ HDG แต่ต่างกันที่ภายหลังจากการเคลือบผิวด้วยสังกะสี เหล็กกล้าชนิดแผ่นจะถูกส่งผ่านไปยังเตาอบ เพื่อเร่งให้เกิดชั้นของสารประกอบ Zn-Fe ผิวชั้นเคลือบที่ได้จะมีลักษณะสีเทาด้าน (matt gray) สม่ำเสมอและไม่มีลวดลายแพรวพราว (spangle) ผลิตภัณฑ์ที่เคลือบด้วยวิธีนี้จะมีความสามารถในการทาสีติดและความสามารถใน การเชื่อมแบบ spot และ seam เหนือกว่าเหล็กกล้าเคลือบด้วยวิธี HDG เนื่องจากชั้นเคลือบสังกะสีของ HDG มีความสามารถนำไฟฟ้าต่ำกว่าชั้นของแผ่นเหล็ก อีกทั้งจุดหลอมเหลวก็ยังต่ำกว่าแผ่นเหล็กด้วย ส่วนชั้นเคลือบ Zn-Fe ของเหล็ก Galvanneal มีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่าและมีความแข็งมากกว่าเมื่อเทียบกับ HDG ดังนั้นความสามารถในการเชื่อมจึงเทียบเท่าได้กับแผ่นเหล็กซึ่งเป็นโลหะพื้น
เหล็กกล้าเคลือบแบบ IZ นี้ถูกใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยเฉพาะชิ้นส่วนตัวถังภายนอกที่ต้องการคุณสมบัติของการทาสี และการเชื่อมที่ดี รวมถึงใช้ในการผลิตถังน้ำมันรถยนต์ เป็นต้น
3. Galvalume (Zincalume)
เป็นเหล็กกล้าเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเหมือนกับ HDG แต่ต่างกันที่ส่วนผสมภายในอ่างชุบ โดยวิธีนี้จะใช้อลูมิเนียม 55% ซิลิคอน 1.6% และที่เหลือเป็นสังกะสี (JIS Handbook: Ferrous Material & Metallurgy II 2001) โดยธาตุผสมของชั้นเคลือบเหล่านี้จะมีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพที่ต่างกันคือ
- อลูมิเนียม เพิ่มความทนทานต่อการใช้งาน (durability) การป้องกันการกัดกร่อนในตัวเอง และเพิ่มความต้านทานต่อระดับความร้อนที่อุณหภูมิสูง (high temperature resistant)
- สังกะสี เพิ่มการป้องกันการกัดกร่อนโดยการผุกร่อนแทนเหล็ก (sacrificial protection)
การใช้งานของผลิตภัณฑ์ในกลุ่มนี้ เช่น งานที่ต้องการคุณสมบัติทนความร้อน สะท้อนแสงและความร้อนได้ดี การใช้งานผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง เช่น หลังคา ฝาผนัง ท่อ รางน้ำ เหล็กโครงสร้าง รั้ว ป้าย โดยผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนรุนแรง โดยมีระยะเวลาการใช้งานนานกว่าผลิตภัณฑ์ที่เคลือบแบบ HDG และ Galfan ถึง 2-4 เท่าโดยขึ้นกับสภาวะการใช้งาน
นอกจากนี้ยังมีการใช้งานอื่นๆ เช่น ท่อไอเสีย ชิ้นส่วนภายในเครื่องซักผ้า เตาปิ้งขนมปัง เป็นต้น อย่างไรก็ตามข้อจำกัดประการสำคัญ คือ ความสามารถในการเชื่อมที่อยู่ในระดับต่ำ โดยไม่สามารถทำการเชื่อมที่ระดับกระแสไฟฟ้าสูงได้ และไม่สามารถทำการบัดกรีได้
4. Galfan (Galvanized fantastic steel)
เป็นเหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนที่เหมือนกับ HDG แต่ต่างกันที่ส่วนผสมภายในอ่างชุบ โดยการเคลือบแบบ Galfan นี้จะมีส่วนผสมของอลูมิเนียมใกล้จุดยูเทคติคคือประมาณ 5% (Zn-5Al) (โดยมีการผลิตทั้ง Zn-4Al และ Zn-7Al) ซึ่งโครงสร้างที่ได้จะมีขนาดละเอียดโดยเป็นผลมาจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว หลังจากการเคลือบ ผลิตภัณฑ์นี้มีคุณสมบัติทาสีติดดี และผิวชั้นเคลือบไม่มีลวดลายแพรวพราว (spangle) จึงไม่มีการแตกของ spangle ในระหว่างการขึ้นรูป แต่ข้อจำกัดที่สำคัญคือความสามารถในการเชื่อมอยู่ในระดับปานกลางเท่านั้น
การใช้งานของผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ เช่น heatexchanger, ventilator housing,garage doors, sign posts, window frames
5. เหล็กกล้าชนิดแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีทางไฟฟ้า (Electrogalvanized steel)
กระบวนการนี้เป็นการเคลือบสังกะสีด้วยกรรมวิธีทางไฟฟ้าภายในอ่างชุบ โดยมีส่วนประกอบ คือ ขั้วบวก ขั้วลบ และสารละลายอิเลคโทรไลท์ ซึ่งได้แก่ สารละลายสังกะสีซัลเฟต (zinc sulfate)โดยสังกะสีจะเคลือบลงบนแผ่นเหล็กในลักษณะเป็นอิออน ซึ่งจะต่างไปจากวิธีจุ่มร้อนที่เป็นสารละลายของเหลวติดบนแผ่นเหล็ก ดังนั้นประสิทธิภาพในการเคลือบด้วยวิธีทางไฟฟ้าจึงสูงกว่า จากนั้นจะนำไปเคลือบด้วยฟอสเฟต (phosphate treatment; P) หรือโครเมต (Chromate treatment; C) ซึ่งการเคลือบฟอสเฟตจะช่วยให้ความสามารถในการทาสีติดดียิ่งขึ้น ส่วนโครเมตข่วยเพิ่มความสามารถต้านทานการกัดกร่อนและป้องกันคราบต่างๆ ได้
ข้อดีของการเคลือบประเภทนี้ คือ สามารถทำการเคลือบผิวโดยที่ความหนาในแต่ละด้านไม่จำเป็นต้องเท่ากันได้ เนื่องจากการเคลือบทำที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นความสามารถในการขึ้นรูปจะขึ้นกับคุณสมบัติของเหล็กกล้าชนิดแผ่นเป็น หลัก โดยไม่มีผลของความร้อนเหมือนการผลิตแบบจุ่มร้อนที่เหล็กแผ่นจะได้รับความ ร้อนในขณะเคลือบและถูกทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว ผลิตภัณฑ์เคลือบสังกะสีด้วยวิธีทางไฟฟ้ามีความสามารถในการขึ้นรูป การทาสีติด และการเชื่อมที่ดีเยี่ยม การใช้งาน เช่น ตัวถังและชิ้นส่วนภายนอกรถยนต์ ฝาครอบของมอเตอร์ ฝาครอบคอมพิวเตอร์ panels for communications equipmentเป็นต้น
2. เหล็กแผ่นหนา จะมีความหนาตั้งแต่ 10 –200 มม. โดยมากมักใช้ในการต่อเรือ งานก่อสร้าง ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ และงานผลิตหม้อต้มไอน้ำ (Boiler)
ถ้าแบ่งเหล็กแผ่นตามองค์ประกอบทางเคมี แบ่งได้เป็น
- เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าไม่เจือ
- เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าเจือ
- เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าไม่เป็นสนิม
1. เหล็กแผ่นที่เป็น เหล็กกล้าไม่เจือ (Unalloyed Steel Sheet)
เป็นเหล็กกล้าที่มีปริมาณธาตุต่อไปนี้ปนอยู่ห้ามเกินพิกัด คือ ซิลิคอน 0.5%, แมงกานีส 0.8%, อะลูมิเนียมหรือไทเทเนียม 0.1% และทองแดง 0.25%2.
2. เหล็กแผ่นที่เป็น เหล็กกล้าเจือ (Alloyed Steel)
คือ เหล็กที่เจือธาตุต่าง ๆ นอกเหนือไปจากธาตุคาร์บอนและธาตุบางตัวที่ติดมา เนื่องจากกรรมวิธีการถลุง เช่น Mn Si Pธาตุที่เจือจะเจือกับโลหะดังต่อไป คือ โครเมียม นิกเกิล โมลิบดีนัม วุลแฟรม โคบอลต์ วาเนเดียม แมงกานีส
วัตถุประสงค์ของการเติมธาตุเจือลงในเหล็กมีหลายประการคือ  
1. เพิ่มสมบัติด้านการชุบแข็ง
2. ปรับปรุงความแข็งแรงที่อุณหภูมิปกติ และที่อุณหภูมิสูง
3. เพิ่มสมบัติต้านทานการสึกหรอ อันเนื่องมาจากการเสียดสีขณะใช้งาน
4. เพิ่มความเหนียวทนต่อแรงกระแทก
5. เพิ่มสมบัติต้านทานการกัดกร่อน
6. ปรังปรุงสมบัติด้านแม่เหล็ก
เหล็กแผ่นที่เป็น เหล็กกล้าเจือ ยังแยกเป็น
- เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าเจือต่ำ (Low Alloy Steel) จะมีโลหะเจือไม่เกิน 5%
- เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าเจือสูง (High Alloy Steel) จะมีโลหะเจืออยู่เกิน 5%
เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าเจือต่ำ ส่วนใหญ่ จะใช้ผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ต้องรับแรงได้สูง มีความเหนียวดี เช่นเฟือง เพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบเป็นต้น โดยที่โครงสร้างสภาพใช้งานเป็น Tempered martensite (ผ่านการอบชุบก่อนใช้งาน) ยังแบ่งได้เป็น
a) High strength low alloy steels (HSLA)
1. ธาตุเจือคือ Mn Si Ni Cr Cu P และ Mo เป็นต้นรวมแล้วน้อยกว่า 5%
2. %C ต่ำ ไม่เหมาะสำหรับนำไปชุบแข็ง
3. โครงสร้างหลักคือ Ferriteและมี Pearlite ละเอียดกระจายอยู่ทั่วไป โดยธาตุเจือละลายเป็น Solid solutionอยู่ใน Ferrite
4. เหนียว เหมาะกับงานรีด ปั๊มขึ้นรูป เชื่อม เจาะ โครงรถยนต์ ก้ามปู ตัวถังรถยนต์ ล้อรถไฟ เป็นต้น
5. ข้อดีเหนือเหล็กธรรมดาคือ strength และ toughness สูงกว่า ทนการกระแทกดีกว่า เชื่อมได้ง่ายกว่า
6. Ultimate tensile strength 70,000 – 90,000 psi (4,900 – 6,300 kg/cm2)
b) Low – Alloy Engineering Steel (เหล็กกล้าเจือต่ำวิศวกรรม)
1. C อย่างน้อย 0.3% จึงชุบแข็งได้ดี ใช้สร้างชิ้นส่วนที่ต้องเคลื่อนไหวรับแรงสูงในรถยนต์ เครื่องจักร และชุบได้ลึกโดยไม่เกิดแรงเค้นภายใน
2. Strength สูงกว่า เหล็กธรรมดา ถึง 30 – 40%
3. ทนแรงกระแทกได้ดีกว่าเหล็กธรรมดา 2 เท่า
4. ธาตุเจือกลุ่มนี้ได้แก่ Ni Cr Mo ส่วนใหญ่ และอื่น ๆ คือ V, Si, Ti, B, Co
5. มักมี Mnปนอยู่เสมอ (0.4 – 1.00%) บางครั้งขึ้นถึง 1.65%
6. ตัด กลึงได้ง่าย (Free cutting steels) เศษ (chip) มักแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ เหมาะกับเครื่องกลึงอัตโนมัติ
7. มี S 0.08 – 0.33% เพื่อให้ได้ Manganese sulfide กระจายทั่วไปทำให้เนื้อเหล็กเปราะขึ้นเล็กน้อย (ไม่นิยมให้มี Mn สูงในระหว่าง 2- 8% เพราะจะเปราะเกินไป)
เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าเจือสูง มีธาตุเจือ 5% ขึ้นไปจนถึง 50% โดยแบ่งออกตามประโยชน์ใช้สอยเป็น 4 กลุ่มคือ
a) Stainless steels (เหล็กกล้าไร้สนิม)
b) Heat resisting steels
c) Tool steels
d) Special steels
3. เหล็กแผ่นที่เป็นเหล็กกล้าไม่เป็นสนิม (Stainless steels)
ก. เหล็กกล้าสเตนเลสหรือเหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steels) เป็นกลุ่มเหล็กที่มีโครเมียมผสมอยู่เป็นปริมาณมาก (มากกว่า 10%) อาจมีธาตุอื่น เช่น นิกเกิล แมงกานีส คาร์บอน โมลิบดินัมผสมอยู่ด้วย
ข. โครเมียมทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์เคลือบที่ผิวเหล็กทำให้เหล็กทนต่อการเป็นสนิมในบรรยากาศธรรมดาได้ดี
การแบ่งกลุ่ม Stainless steels
1. Austenitic stainless steels. (Cr = 16-26%, Ni = 6-22%) มี Microstructure เป็น Austenite (g, FCC ไม่ติดแม่เหล็ก)
2. Ferritic Stainless steels (Cr = 1.5-27%, C = 0.08-0.2%) มี Microstructure เป็น Ferrite (a, BCC ติดแม่เหล็ก) อ่อน (soft) Ductile
3. Martensitie stainless steels (Cr = 11.5-18%, C = 0.15-1.2%) มี Microstructure เป็น martensitic แข็ง
4. Duplex stainless steels มี Microstructure ผสมกันของทั้ง Austenitic และ Ferritic
5. Precipitation hardening stainless steels แข็งมาก โดยไม่ต้องชุบแข็ง ชื่อจะมีคำ PH ต่อท้าย
การเจาะจงชนิดของเหล็กแผ่นจึงจำเป็นต้องระบุทั้งประเภทตามรูปร่างและตามองค์ประกอบทางเคมี เช่น
- เหล็กแผ่นรีดร้อนชนิดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ
- เหล็กแผ่นรีดเย็นชนิดเหล็กกล้าคาร์บอนสูง
- เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีการจุ่มร้อน กรณีนี้อาจจะไม่ต้องระบุองค์ประกอบทางเคมี เพราะมักจะเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ
- เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีทางไฟฟ้า แบบเคลือบด้วยฟอสเฟต ชนิดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ หรือภาษาตลาดเรียกว่า เหล็กแผ่นชุบซิ้งค์ฟ้า
- เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีทางไฟฟ้า แบบเคลือบด้วยโครเมต ชนิดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ หรือภาษาตลาดเรียกว่า เหล็กแผ่นชุบซิ้งค์เทา
- เหล็กแผ่นหนาชนิดเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง



ติดต่อสอบถาม ปรึกษาได้ตลอด 24 Hrs. 


โทร ฯ 089 504 7949