เหล็ก (Iron) vs เหล็กกล้า (Steel): ต่างกันอย่างไร? คู่มือฉบับสมบูรณ์

ความแตกต่างพื้นฐาน: เหล็ก vs เหล็กกล้า

• เหล็ก (Iron - Fe): คือธาตุโลหะที่พบได้ในธรรมชาติในรูปของ "สินแร่" ซึ่งต้องผ่านกระบวนการ "ถลุง" เพื่อให้ได้เป็นเหล็กบริสุทธิ์ มีคุณสมบัติแข็งแต่เปราะ และมักนำไปเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตเหล็กประเภทอื่น
• เหล็กกล้า (Steel): คือโลหะผสม (Alloy) ที่เกิดจากการนำเหล็ก (Iron) มาปรับปรุงคุณภาพโดยการลดปริมาณคาร์บอนลง และอาจมีการเติมธาตุอื่นๆ เข้าไป ทำให้ได้วัสดุที่มีความแข็งแรง, เหนียว, ยืดหยุ่น และแปรรูปได้ง่ายกว่าเหล็กบริสุทธิ์มาก เหล็กกล้าไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติ แต่เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น

เจาะลึก 2 ประเภทหลักของเหล็กที่ใช้ในอุตสาหกรรม

ในการใช้งานจริง เราสามารถแบ่งเหล็กที่ผ่านการแปรรูปแล้วออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ ตามปริมาณคาร์บอน:

1. เหล็กหล่อ (Cast Iron)

เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนสูง (มากกว่า 2%) ทำให้มีคุณสมบัติ **แข็งแต่เปราะ** ไม่สามารถนำไปรีดหรือดัดขึ้นรูปได้ ทำได้เพียงการ "หล่อ" ให้เป็นรูปทรงที่ต้องการเท่านั้น นิยมใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ไม่ต้องรับแรงกระแทกสูง เช่น เสื้อสูบ, ฐานเครื่องจักร

• เหล็กหล่อเทา (Gray Cast Iron): มีกราไฟต์เป็นแผ่น ทำให้รับแรงสั่นสะเทือนได้ดี
• เหล็กหล่อขาว (White Cast Iron): แข็งและทนการเสียดสีได้ดีเยี่ยม แต่เปราะมาก
• เหล็กหล่อกราไฟต์กลม (Ductile Iron): เหนียวกว่าเหล็กหล่อเทา รับแรงกระแทกได้ดีขึ้น
• เหล็กหล่ออบเหนียว (Malleable Cast Iron): ผ่านการอบเพื่อเพิ่มความเหนียว

2. เหล็กกล้า (Steel)

เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 2% ทำให้มีความ **เหนียวและสามารถแปรรูปได้หลากหลายวิธี** (รีด, ดัด, พับ, เชื่อม) จึงเป็นเหล็กที่นิยมใช้มากที่สุดในโลก ตั้งแต่งานก่อสร้างไปจนถึงชิ้นส่วนรถยนต์ โดยแบ่งย่อยได้อีกเป็น:

2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel)

เป็นเหล็กกล้าที่มีส่วนผสมหลักคือคาร์บอน แบ่งตามปริมาณคาร์บอนได้ 3 ระดับ:

• คาร์บอนต่ำ (Low Carbon Steel): คาร์บอนน้อยกว่า 0.2% มีความนิ่มและเหนียวสูง รีดเป็นแผ่นหรือดึงเป็นเส้นได้ง่าย เช่น เหล็กเส้น, เหล็กแผ่น (SPCC)
• คาร์บอนปานกลาง (Medium Carbon Steel): คาร์บอน 0.2% - 0.5% มีความแข็งแรงและทนทานการสึกหรอดีขึ้น นิยมใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เพลา เฟือง
• คาร์บอนสูง (High Carbon Steel): คาร์บอนมากกว่า 0.5% มีความแข็งสูงมาก สามารถนำไปชุบแข็งเพื่อเพิ่มความแข็งได้อีก นิยมใช้ทำเครื่องมือ, สปริง, ใบมีด

2.2 เหล็กกล้าผสม (Alloy Steel)

คือเหล็กกล้าคาร์บอนที่ถูก "อัปเกรด" โดยการเติมธาตุอื่นๆ เข้าไปโดยเจาะจงเพื่อให้ได้คุณสมบัติพิเศษ เช่น:

• เติมโครเมียม: เพื่อให้ทนทานการกัดกร่อน (กลายเป็น สแตนเลส)
• เติมทังสเตน, โมลิบดีนัม: เพื่อให้ทนความร้อนสูง (เป็น เหล็กเครื่องมือ - Tool Steel)
• เติมแมงกานีส: เพื่อให้ทนทานการสึกหรอและแรงกระแทกสูง