คุณสมบัติเหล็ก 1.6582 (34CrNiMo6)Aisi 4340 4337 Carbon Steel - 1.7325, DIN 25MoCr4, AISI 8625
การกำหนดระหว่างประเทศ AISI 4340, SS2541, AFNOR 35NCD6, BS970 817M40T, 34HNM
พื้นที่ใช้งาน 1.6582 ใช้สำหรับส่วนประกอบที่ผ่านการชุบแข็งในวิศวกรรมเครื่องกลและ
ยานยนต์และการก่อสร้างเครื่องยนต์ที่ต้องการความเหนียวและความแข็งแรงสูง 1.6582 จัดอยู่ในการ
จัดประเภท AISI 4340,7225,เพลาเหล็กกลม 7225
คุณสมบัติเหล็กทนเหล็ก ST52-3,S355J2, A516G70,S355J2,355j2,A516Grade70,ขายเหล็กบอยเลอร์ SA516-G70,ขายเหล็ก,ขายเหล็กทนสึก ABREX400, ABRAX400,ABREX450,ABREX500, 4130,6587,SUM23,SUM24 ความต้องการเหล็ก 34CrNiMo6 / 1.6582 บริษัท อบอุ่น, 1.6582 เหล็ก, 34CrNiMo6 ที่จะมอบให้, 34CrNiMo6 ระลึกถึงเหล็กเส้นกลม, ความต้องการเหล็ก 34CrNiMo6 บริษัท, 1.6582 Hex Bars ขนาดใหญ่ในอินเดีย
34CrNiMo6 เหล็กเส้นกลม
เหล็กอัลลอย 34CrNiMo6 Round Bar, 34CrNiMo6 Equivalent, 34CrNiMo6 / 1.6582 Bars, 34CrNiMo6 Steel Bar Distributors, Alloy Steel 1.6582 Round Bar, Alloy Steel 34CrNiMo6 / 1.6582 Bars Suppliers in มุมไบ, สแตนเลส
1.6582 Alloys คอยติดตามผู้ส่งออกและรับรองมาตรฐานเหล็กเส้นกลม 34CrNiMo6 ลืมเกี่ยวกับมุมไบที่ไม่ต้องการให้กับสิ่งอื่น ๆ EN 34CrNiMo6 ยังประกอบด้วยเกรดบันสโตนสโตนที่สำคัญอีกด้วย BS EN 10083-3 : 2549 34CrNim06 เหล็กเส้นกลมมีความสามารถในการชุบแข็งที่มีขนาดใหญ่และมีสูงและมีความต้องการสูงเหล็กEN/DIN 34CrNiMo6 สามารถทนความร้อนได้สูงเกินไปและให้ผลตอบแทนต่อไปความรับผิดชอบในการเชื่อมของวัสดุเหล็กเส้นกลม 34CrNiMo6 ถือว่า ต่ำ ที่จะช่วยใช้สำหรับ 34CrNiMo6 ต้องอุ่นที่ขอก่อนการเชื่อมเพื่อขจัดความเครียดหลังกระบวนการเชื่อม1.6582 Steel Round Bar อัดแน่นความสามารถความสามารถและความสามารถพัฒนาความสามารถระดับสูงในด่านที่ได้รับความต้องการ
ซึ่งยังคงความล้าได้ดีเยี่ยม แต่เชื่อมได้ ไม่ดีให้ประสิทธิภาพ, เหล็กนี้ผ่าน การชุบแข็งและอบร้อนก่อนนำไปใช้งานDIN 1. 6582 Steel Round Bars เราต้องการความแข็งแรงสูง เราจะต้องเชื่อมและความสมบูรณ์ของพลาสติกที่ดีDIN 1. 6582 Steel Round Bars ต้องใช้ในการสร้างชิ้นส่วน ส่วนประกอบใหญ่และสำคัญกว่าเช่น คุณจะต้องส่งกำลังโหลดสูง ใบพัดเพอร์ไบน์ ตัวยึด เรียกคืนน้ำหนักแกนหมุนคัปป็อปกลิ้งพิน เพลาขับ เพลา และ เพลาเหล่านี้พวกเขาต้องการผลผลิตที่จำเป็นที่รับ มากสำหรับการก่อสร้างมอเตอร์และเครื่องจักรพวกเขาก็จะได้รับการผลิตชิ้นส่วนที่สามารถรองรับได้มากสำหรับการประมวลผลมอเตอร์เป็นต้น ในระหว่างมอเตอร์อินสแตนซ์
ประเภทเหล็กเกรดพิเศษต่างๆ
เกรด SKS3 SGT DAC SKS93 SKH51 S50C SS400 SKD11 P21 P20 Hitachi Metals : SLD,SLD-M,YCS3,HMD5,SGT,HPM7,HPMM,HPM38,HPMP,YXM1,SS400,S50C,เหล็ก 4130,aisi4130,เหล็ก 4340,aisi4340,เหล็ก aisi 4340H,aisi4340HT,เหล็ก aisi4140,4140,4140H,4140HT,เหล็ก SKH51, yxm1,m2,sncm439,scm440,เหล็ก AISI4140,AISI4340,SK5,SKH51,yxm1,AISI4115, SCM415,SCM440,SCM4,SNCM439,เหล็ก DAC,SKD61,เหล็ก SGT,SKS3,SK85,SK5,
AISI 4340 (DIN-1.6582) (IS-34CrNiMo6) 7225 เหล็กเส้นกลมและแท่ง
Guru Gautam Steels เป็นผู้ผลิต ผู้จำหน่าย และผู้ส่งออก AISI 4340 (DIN-1.6582) (IS-34CrNiMo6) ที่ผลิตจากวัตถุดิบคุณภาพสูง เหล็กกล้า 4340 เหล่านี้มีความเหนียวและความแข็งแรงสูงในสภาวะที่ผ่านการอบด้วยความร้อน โดยมีความล้าที่ดี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ มีจำหน่ายในข้อกำหนด เกรด และขนาดดังต่อไปนี้
เหล็กกล้า (Steel) เป็นวัสดุที่ประกอบไปด้วยธาตุเหล็ก (Iron: Fe (Ferrous)) เป็นสารตั้งต้นพื้นฐาน แล้วก็มีการผสมธาตุต่าง ๆ ลงไปในเนื้อเหล็ก โดยทั่วไปแล้วในเหล็กกล้าจะมีธาตุเหล็กอยู่มากกว่า 90% ที่เหลือจะเจือผสมกับธาตุอื่น ๆ เช่น โมลิบดีนัม, นิเกิล, แมงกานีส ฯลฯ
ส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนจะมีธาตุเหล็กอยู่สูงถึง 99% ที่เหลือจะเป็น คาร์บอน (Carbon) และอาจมีธาตุอื่น ๆ ผสมอยู่เล็กน้อยในเนื้อเหล็กกล้า เหล็กกล้าคาร์บอนนั้นธาตุที่เป็นหลักก็คือเหล็ก และคาร์บอน โดยเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนที่ไปผสม จะมีค่าอยู่ที่ระหว่าง 0-2% แต่ที่พบโดยส่วนใหญ่ในท้องตลาดจะมีคาร์บอนที่ประมาณ 0.15-1.0% 1.6582 เหล็กเส้นกลมโครงสร้างโลหะผสมฟอร์จมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง
ข้อมูลจำเพาะ 34CrNiMo6
สำหรับ 34CrNiMo6 / 1.6582 เราสามารถจัดหาเหล็กเส้นกลมเหล็กแบนเหล็กแผ่นแผ่นและบล็อกสี่เหลี่ยมเหล็กเส้นกลมสามารถเลื่อยได้ตามความยาวและขนาดที่คุณต้องการชิ้นเหล็กสี่เหลี่ยมสามารถเลื่อยได้ตั้ง แต่แท่งแบนหรือแผ่นตามขนาดเฉพาะของคุณสามารถจัดหาแท่งเหล็กเครื่องมือพื้นได้โดยให้แท่งเหล็กสำเร็จรูปที่มีคุณภาพและมีความแม่นยำสูงเพื่อความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด
วิศวกรรมโลหะผสมเหล็ก 34CrNiMo6 คุณสมบัติการใช้งาน
34CrNiMo6 / 1.6582 เหล็กกล้าที่ใช้ในการผลิตเครื่องมือเพื่อความเป็นพลาสติกที่ดีและมีความแข็งแรงสูงโดยปกติจะเลือกชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่และมีความสำคัญเช่นเพลาเพลาเครื่องจักรกลหนักใบพัดกังหันและชิ้นส่วนเกียร์ที่มีน้ำหนักมากตัวยึดเพลาข้อเหวี่ยงเกียร์ตลอดจนการโหลดชิ้นส่วนของโครงสร้างมอเตอร์เป็นต้น
เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่น้อยจะมีความยืดหยุ่น (ความเหนียว) มากกว่า เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่มาก แต่ถ้ามีคาร์บอนผสมลงไปในเนื้อเหล็กมากเท่าไหร่ ก็ทำให้เหล็กเกิดความเปราะมากยิ่งขึ้นด้วย ดังนั้น จะพบว่า เมื่อผสมคาร์บอนเติมเข้าไปในเหล็ก ทำให้เหล็กมีผลต่อความแข็งแกร่ง, ความแข็ง และความเปราะของเหล็ก
ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า
เหล็กกล้ามีอยู่มากมายหลายชนิด ซึ่งขึ้นอยู่กับการผสมธาตุ และกรรมวิธีการผลิต ดังนั้นเรามีความจำเป็นที่จะต้องจำแนกเหล็กออกเป็นชื่อเรียกต่าง ๆ กัน ซึ่งในปัจจุบันมีสถาบันที่ทำงานเกี่ยวกับโลหะมากมาย ยกตัวอย่างเช่น
· สถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าของอเมริกา (American Iron and Steel Institute: AISI)
· สมาคมการทดสอบ และวัสดุของอเมริกา (American Society for Testing and Materials)
· สมาคมวิศวกรยานยนต์อเมริกา (Society of Automotive Engineers : SAE)
· สมาคมวิศวกรเครื่องกลอเมริกา (American Society of Mechanical Engineers :ASME)
· สถาบันมาตรฐานของเยอรมัน (Deutsches Institut für Normung: DIN)
· สถาบันมาตรฐานของญี่ปุ่น (Japanese Industrial Standards :JIS)
· ฯลฯ
องค์กรเหล่านี้กำหนดรายละเอียดของเหล็กกล้าเอาไว้ แตกต่างกันไป การจำแนกเหล็กออกเป็นประเภทเราเรียกว่า ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า (Steel number system) คือระบบการแบ่งเหล็กกล้าออกเป็นประเภทต่าง ๆ โดยเหล็กกล้าจะถูกเรียกเป็นตัวเลข ในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวถึงระบบเรียกชื่อเหล็กกล้าเป็นแบบ AISI และ SAE เป็นหลัก ยกตัวอย่างเช่น AISI/SAE 1121
อธิบาย
ตัวอักษรด้านหน้าเป็นการเรียกชื่อเหล็กตามมาตรฐานในที่นี้ก็คือ สถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าของอเมริกา และสมาคมวิศวกรยานยนต์อเมริกา ส่วนตัวเลขปกติแล้วจะมีตัวเลขอยู่สี่ตัว โดยตัวเลขสองอันดับแรกแสดงถึงสารที่นำมาเจือปน และตัวเลขอีกสองตัวหลังด้านท้าย (มีอยู่บางประเภทจะมีอยู่สามตัวเลข) แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนภายในเนื้อเหล็กกล้า ยกตัวอย่างเช่น AISI/SAE 1020
เป็นไปตามมาตรฐานของ AISI หรือ SAE
o ตัวเลขแรก (1) บอกถึงมีคาร์บอนผสมอยู่
o ตัวเลขลำดับที่สอง (0) ก็คือไม่มีธาตุอื่นผสมอยู่มีเพียงคาร์บอนเท่านั้น
o ตัวเลขสองตัวสุดท้าย (20) เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่ประมาณ 0.20%
ตัวอย่าง AISI/SAE 4340
o เป็นไปตามมาตรฐานของ AISI หรือ SAE
o ตัวเลขสองตัวแรก (43) ก็คือ เหล็กกล้ามีการผสม นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม
o ตัวเลขสองตัวหลัง (40) มีคาร์บอนเป็นส่วนผสมมีค่าประมาณ 0.4%
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้า
เหล็กกล้าคาร์บอน (Plain Carbon Steel)
คือเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเป็นธาตุผสมหลัก มีคุณสมบัติที่ดีในหลายด้าน ทั้งความแข็งแรง ความเหนียว ความแกร่ง และมีราคาถูก นอกจากนี้ยังสามารถทำการอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงได้ ตัวอย่างส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าแสดงดังตารางที่ 1
เกรดเทียบเท่าเหล็กกล้า 34CrNiMo6 / 2CrMo4/DIN 1.7225 /30CrMiMo8/DIN 1.6580
C45/ดินแดง 1.0503
34CrNiMo6/DIN 1.6582 เนื่องจากประสิทธิภาพที่เหนือกว่า ประเทศกระแสหลักจะแทนที่ด้วยเกรดที่ใกล้เคียงกัน รายละเอียดดังนี้:
สหรัฐอเมริกา-ASTM A29:4340
UK-BS970:EN24/817M40
CHINA-GB3077:34Cr2Ni2Mo
ญี่ปุ่น:JIS G4013:SNCM439
อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่เทียบเท่ากับ 34CrNiMo6 อย่างสมบูรณ์ แต่มีองค์ประกอบการผสมประเภทเดียวกันเท่านั้น เมื่อเราใช้พวกมันโดยเฉพาะ เรายังต้องพิจารณาความแตกต่าง
เหล็กกล้า 34CrNiMo6 สามารถไนไตรด์ได้หรือไม่?
ใช่ เหล็กกล้าวิศวกรรมอัลลอยด์ต่ำ 34CrNiMo6 สามารถไนไตรด์ได้
ในระหว่างกระบวนการไนไตรด์ของ 34CrNiMo6 ธาตุ Cr และ Mo จะก่อตัวเป็นไนไตรด์ที่เสถียรเมื่อสัมผัสกับอะตอมของไนโตรเจนที่เพิ่งเกิดขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ธาตุ Mo ไม่เพียง แต่สร้างธาตุไนไตรด์ได้เท่านั้น แต่ยังลดความเปราะบางของวัสดุที่อุณหภูมิไนไตรด์อีกด้วย
หลังการบำบัดด้วยไนไตรด์ เหล็กกล้า 34CrNiMo6 สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสำคัญที่ต้องการประสิทธิภาพพิเศษ เช่น เพลา เฟือง และตัวยึดความแข็งของเหล็ก 34CrNiMo6 คืออะไร?
ภายใต้เงื่อนไขการจัดหาการหลอมอ่อน ความแข็งของเหล็ก 34CrNiMo6 จะต่ำกว่า 248HBW ตามมาตรฐาน แต่ค่าที่วัดได้จริงนั้นดีกว่ามาตรฐาน โดยทั่วไปต่ำกว่า 229HBW
ความแข็งสูงนั้นหาได้ไม่ยากสำหรับเหล็กโลหะผสมต่ำ 34CrNiMo6 ที่มีความสามารถในการชุบแข็งที่ดี เหล็กกล้า 34CrNiMo6 หลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัวจะมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมดี และโดยทั่วไปแล้วความแข็งจะถูกควบคุมระหว่าง 28-34HRC
หากใช้กับเฟืองและเพลาที่ต้องการความแข็งสูง เหล็กกล้า 34CrNiMo6 จะต้องผ่านการไนไตรด์ ความแข็งหลังจากไนไตรดิ้งสามารถเข้าถึง 600-800HV3 โดยมีความลึกของความแข็งไนเตรต 0.1-06 มม.
เหล็กกล้า 34CrNiMo6 สามารถแปรรูปได้หรือไม่ช่างเทคนิคยังคงปวดหัวกับการแปรรูปเหล็กกล้า 34CrNiMo6 หลังจากการหลอมเพื่อทำให้วัสดุอ่อนตัวแล้ว กระบวนการแปรรูปต่อไปก็ค่อนข้างง่าย
แต่ความยากอยู่ที่การประมวลผล 34CrNiMo6 หลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัว เนื่องจากวัสดุนี้สามารถชุบแข็งได้ดีเยี่ยม ความลึกของชั้นชุบแข็งจึงกว้าง จึงเกิดการสึกหรอของเครื่องมือได้ง่ายในระหว่างการประมวลผล ในกรณีนี้ คำแนะนำทั่วไปคือ ลดความเร็วในการประมวลผลและใช้เครื่องมือที่มีความแข็งสูงขึ้นสำหรับการประมวลผล เช่น เครื่องมือ CBN, PCBN
เหล็กกล้า 34CrNiMo6 กับ เหล็กกล้า 30CrNiMo8
ในฐานะที่เป็นเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน 34CrNiMo6 และ 30CrNiMo8 มีลักษณะทั่วไป และแน่นอนว่า มีความแตกต่างที่ชัดเจนสำหรับพวกมัน
ตารางที่ 1 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าคาร์บอน
เกรดเหล็ก ส่วนผสมหลัก (Wt.%)
DIN JIS AISI ชื่อเรียกทางการค้า C Si Mn Cr Mo V
GS-38 S15C 1015 เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ 0.13-0.18 0.10-0.60 0.30-0.60
CK45 S45C 1045 เหล็กเหนียว 0.40-0.52 <0.40 0.50-0.80
CK50 S50C 1050 เหล็กแข็งหัวแดง 0.47-0.55 <0.40 0.60-0.90
เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steels)
เป็นเหล็กกล้าที่มีธาตุประสมรวมกันน้อยกว่า 8% ธาตุที่ผสมอยู่คือ โครเมี่ยม นิกเกิล โมลิบดินั่ม และแมงกานีส ปริมาณของธาตุที่ใช้ผสม แต่ละตัวจะไม่มาก ประมาณ 1 – 2% ผลจากการผสมทำให้เหล็กสามารถชุบแข็งได้ มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับใช้ในการทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เช่น เฟือง เพลาข้อเหวี่ยง จนบางครั้งมีชื่อว่า เหล็กกล้า เครื่องจักรกล (Machine Steels) เหล็กกล้ากลุ่มนี้จะต้องใช้งานในสภาพชุบแข็งและอบก่อนเสมอจึงจะมีค่าความแข็งแรงสูง ตัวอย่างส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าแสดงดังตารางที่ 2
ตารางที่ 2 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าผสมต่ำ
เกรดเหล็ก ส่วนผสมหลัก (Wt.%)
DIN JIS AISI ชื่อเรียกทางการค้า C Si Mn Cr Mo V
34CrNiMo6 SNCM440 4340 เหล็กน้ำมันเฟือง 0.30-0.38 0.10-0.40 0.50-0.80 1.30-1.70 0.15-0.30
42CrMo4 SCM440 4140 เหล็กแข็งหัวฟ้า 0.38-0.45 0.10-0.40 0.60-0.90 0.90-1.20 0.12-0.30
40CrMnMo7 P20 P20 เหล็กงานพลาสติก 0.40 0.40 1.50 1.90 0.20
100Cr6 SUJ2 E52100 เหล็กเพลาลูกปืน 0.90-1.05 0.15-0.35 0.25-0.45 1.35-1.60
15CrNi6 SCN 415 3115 เหล็กคาร์เบอร์ไรซ์ซิ่ง 0.12-0.17 0.10-0.40 0.60-0.90 0.90-1.20
42CrMo4 SCM440H 4140H Machinery steel 0.38-0.45 0.10-0.40 0.60-0.90 0.90-1.20 0.15-0.30
เหล็กกล้าผสมสูง (High alloy steels)
เหล็กกล้าประเภทนี้จะถูกปรับปรุงคุณสมบัติสำหรับการใช้งานเฉพาะอย่าง ซึ่งก็จะมีธาตุประสมรวมกันมากกว่า 8% เช่น เหล็กกล้าทนความร้อน เหล็กกล้าทนการเสียดสี และเหล็กกล้าทนการกัดกร่อน
ตารางที่ 3 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าผสมสูง
เกรดเหล็ก ส่วนผสมหลัก (Wt.%)
DIN JIS AISI ชื่อเรียกทางการค้า C Si Mn Cr Mo V
40CrMoV5-1 SKD61 H13 เหล็กน้ำมันงานร้อน 0.40 1.00 0.40 5.30 1.40 1.00
100MnCrW4 SKS93 O1 เหล็กทนกระแทก 0.95 1.10 0.60 0.10
155CrVMo12-1 SKD11 D2 เหล็กน้ำมันงานเย็น 1.55 0.30 0.30 12.0 0.70 1.00
HS 6-5-2 SKH51 M2 เหล็กไฮสปีด 0.90 4.10 5.0 1.90
36CrMo17 SUS431 431 เหล็กสตาร์แวค 0.38 0.40 0.65 16.0 0.60
105CrMo17 SUS440C 440C เหล็กไร้สนิม 0.90-1.20 16.0-18.0 0.40-0.80
34CrNiMo6,AISI4340,AISI4340HT
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กหล่อ
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กหล่อชนิดต่างๆ แสดงในตารางที่ 4 เหล็กหล่อโดยปกติจะไม่จำแนกเป็นชั้นคุณภาพต่างๆ ตามส่วนผสมทางเคมี แต่จะนิยมแบ่งชั้นคุณภาพด้วยคุณสมบัติเชิงกล เช่น ตามมาตรฐาน JIS จะแบ่งชั้นคุณภาพเหล็กหล่อเทาเป็น FC20 FC25 และ FC30 เป็นต้น โดย FC หมายถึงเหล็กหล่อเทา ส่วนตัวเลข 20 25 และ30 นั้นหมายถึงความต้านทางแรงดึงสูงสุดในหน่วย kg/mm2
From ASM Specialty Handbook, Cast iron
ตารางที่ 4 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กหล่อ
ชนิดของเหล็กหล่อ ส่วนผสมทางเคมี (Wt %)
C Si Mn P S
เหล็กหล่อเทา 2.4-4.0 1.0-3.0 0.2-1.0 0.002-1.0 0.02-0.25
เหล็กหล่อตัวหนอน 2.5-4.0 1.0-3.0 0.2-1.0 0.01-0.1 0.01-0.03
เหล็กหล่อเหนียว 3.0-4.0 1.8-2.8 0.2-1.0 0.01-0.1 0.01-0.03
เหล็กหล่อขาว 1.8-3.6 0.5-1.9 0.25-0.8 0.06-0.2 0.06-0.2
เหล็กหล่ออบเหนียว 2.2-2.9 0.9-1.9 0.15-1.2 0.02-0.2 0.02-0.2
เหล็กกล้าคาร์บอน
เหล็กบริสุทธิ์ในสถานะของแข็งสามารถปรากฏอยู่ได้หลายรูปแบบ(เฟส) คือ
1. อัลฟาเฟอร์ไรต์ (α-ferrite) เป็นเหล็กของแข็งที่ มีโครงสร้างผลึกแบบ body-centeredcubic (BCC)จัดเป็นเฟสในสมดุลที่อุณหภูมิต่ำกว่า 910 องศาเซลเซียส
2. ออสเทนไนต์ (γ-austenite) เป็นเหล็กของแข็งที่ มีโครงสร้างผลึกแบบ face-centered cubic (FCC) จัดเป็นเฟสในสมดุลที่อุณหภูมิสูงกว่า 910 องศาเซลเซียส
3. เดลต้าเฟอร์ไรต์ (δ-ferrite) เป็นเหล็กของแข็งที่มีโครงสร้างผลึกแบบ body-centeredcubic(BCC) แต่ขนาดของโครงผลึกแตกต่างจากแอลฟ่าเฟอร์ไรต์จึงจัดเป็นคนละเฟสกันและพบในสมดุลที่อุณหภูมิสูงกว่า 1390 องศาเซลเซียส
เหล็กบริสุทธิ์มีความแข็งแรงต่ำ จึงมีความต้องการเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุกลุ่มเหล็ก เริ่มจากการเติมคาร์บอน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเพิ่มความแข็งแรงโดยกลไกการเกิดเป็นสารละลายของแข็ง (solid solution strengthening) โดยอะตอมคาร์บอนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมของเหล็ก จะเข้าไปแทรกอยู่ที่ช่องว่างแคบๆ ระหว่างอะตอมเหล็ก(interstitial sites)และเกิดสนามความเค้นรอบๆ อะตอมคาร์บอน ดังนั้นเมื่อจะทำให้เหล็กเกิดการเสียรูปถาวร ซึ่งเป็นการทำให้กลุ่มอะตอมเหล็กเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กันนั้นจึงต้องอาศัยแรงกระทำมากขึ้น ทั้งนี้ในเหล็กอัลฟาที่อุณหภูมิห้องนั้นมีคาร์บอนละลายอยู่ได้สูงที่สุดประมาณ 0.008%โดยน้ำหนัก
เนื่องจากเฟอร์ไรต์นั้นสามารถละลายคาร์บอนได้น้อยมาก ดังนั้นถ้ามีคาร์บอนในเหล็กมากกว่าความสามารถในการละลาย นั่นหมายความว่า คาร์บอนต้องอยู่ในรูปอื่น ซึ่งปกติแล้วในเหล็กกล้านั้น คาร์บอนส่วนที่เกินความสามารถในการละลายจะเกิดการรวมตัวกับอะตอมเหล็กกลายเป็นเหล็กคาร์ไบด์ หรือซีเมนไทต์ (Fe3C) ปกติแล้วโครงสร้างจุลภาคในเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเกินกว่า 0.01% ก็เริ่มมีซีเมนไทต์แล้ว แต่สังเกตไม่เห็นชัดเจนในภาพโครงสร้างจุลภาค ถ้าปริมาณคาร์บอนสูงขึ้น เช่น 0.05% ก็จะสังเกตเห็นซีเมนไทต์ได้ชัดเจน โดยซีเมนไทต์ดังกล่าวเกิดขึ้นร่วมกับเฟอร์ไรต์ในลักษะแถบสลับกันภายในเกรน เรียกรูปแบบโครงสร้างดังกล่าวว่า
“เพิร์ลไลต์”(pearlite) ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนเฟสที่เรียกว่า “ยูเท็กตอยด์” (eutectoid transformation)
เมื่อปริมาณคาร์บอนมากขึ้น ปริมาณของเพิร์ลไลต์ในโครงสร้างจุลภาคก็จะมากขึ้น ในขณะที่ปริมาณเกรนที่เป็นเฟอร์ไรต์เท่านั้นก็จะน้อยลง จนเมื่อปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.8% จะไม่เหลือเกรนที่เป็นเฟอร์ไรต์เท่านั้นอีกเลย แต่เป็นโคโลนีของเพิร์ลไลท์ทั้งหมด ดังนั้นโครงสร้างเพิร์ลไลท์จะมีคาร์บอนอยู่ประมาณ 0.8% เสมอ (ภายใต้เงื่อนไขว่า การเย็นตัวของเหล็กค่อนข้างช้า) เหล็กกล้าที่มีคาร์บอน 0.8% จึงถูกเรียกอีกอย่างว่า เหล็กกล้ายูเท็กตอยด์ (eutectoid steel)
หากปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มสูงขึ้นไปกว่า 0.8% แล้ว คาร์บอนส่วนที่เกิน 0.8% ซึ่งไม่สามารถอยู่ในเพิร์ลไลต์ได้ จะไปอยู่ในรูปของซีเมนไทต์ที่ต่อกันเป็นโครงข่ายตามขอบเกรนของกลุ่มโคโลนีเพิร์ลไลต์ โดยปริมาณซีเมนไทต์ตามขอบเกรนนี้จะมากขึ้นตามปริมาณคาร์บอนที่มากขึ้นด้วย
จากลักษณะดังกล่าวจึงอาจแบ่งกลุ่มของเหล็กกล้าคาร์บอนตามลักษณะโครงสร้างได้เป็น
- เหล็กกล้าไฮโปยูเท็กตอยด์ มีคาร์บอนน้อยกว่า 0.8% (C < 0.8%) โครงสร้างเป็นเกรนเฟอร์ไรต์และเกรนเพิร์ลไลทต์โดยมีมากน้อยตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก
- เหล็กกล้ายูเท็กตอยด์ โครงสร้างเป็น เป็นเกรนเพิร์ลไลต์ทั้งหมด มีคาร์บอนประมาณ 0.8%
- เหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเท็กตอยด์ มีคาร์บอนมากกว่า 0.8% (C > 0.8%) โครงสร้างเป็นเกรนเพิร์ลไลต์ และโครงข่ายซีเมนไทต์ตามขอบเกรน โดยมีมากน้อยตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก
เลี่อย เหล็กกล้าที่ใช้ทำเครื่องมือเหล่านี้มีคุณสมบัติบางอย่างที่ต่างจากเหล็กกล้าที่เราใช้ในงานก่อสร้างทั่วไป เช่น การทนต่อการเสียดสีที่เหนือกว่า การทนต่อแรงกระแทกที่เหนือกว่า การทนต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงที่เหนือกว่า เป็นต้น บางคนอาจตั้งคำถามว่า เหล็กกล้าดังกล่าวมีกรรมวิธีผลิต หรือการเลือกใช้งานแตกต่างจากเหล็กกล้าทั่วไปอย่างไร
ความหมายของเหล็กกล้าเครื่องมือ
เหล็กกล้าเครื่องมือ คือ เหล็กกล้าที่ใช้สำหรับทำเครื่องมือขึ้นรูปโลหะเป็นส่วนใหญ่ เช่น แบบหล่อโลหะในขบวนการอัดฉีดโลหะร้อน (Die casting) แม่พิมพ์สำหรับตีขึ้นรูป หรือตัดวัสดุต่างๆ ซึ่งรวมถึงเหล็ก โลหะนอกกลุ่มเหล็ก และพลาสติก
เหล็กกล้าเครื่องมือจัดเป็นเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนและธาตุผสมอื่นๆ ในปริมาณสูง เพื่อให้มีความสามารถในการชุบแข็งสูง และเพื่อสร้างคาร์ไบด์ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติต้านทานการสึกหรอ
คุณสมบัติที่สำคัญของเหล็กกล้าเครื่องมือ ความสามารถในการชุบแข็ง (Hardenability) คือ คุณสมบัติที่เหล็กกล้าที่บ่งถึงความยาก-ง่ายในการชุบแข็งและความลึกของเหล็กที่แข็งขึ้นจากการชุบแข็ง (quenching) คุณสมบัตินี้จะขึ้นกับส่วนผสมทางเคมีและขนาดของเกรนของเหล็กกล้า โดยเหล็กกล้าที่มีความสามารถในการชุบแข็งสูง จะสามารถทำการชุบแข็งได้ง่ายด้วยลม แต่ถ้าเหล็กกล้ามีความสามารถในการชุบแข็งต่ำ การชุบแข็งด้วยลมจะไม่สามารถทำให้ได้เฟสมาร์เทนไซต์ จึงอาจต้องทำการชุบแข็งด้วยน้ำหรือของเหลวอื่น ซึ่งจะมีผลต่อการบิดตัวของชิ้นงานที่ทำการชุบ คุณสมบัตินี้เพิ่มขึ้นตามปริมาณธาตุผสม ดังนั้น การทำให้ได้ชิ้นงานที่มีความแข็งสูงตลอดชิ้น หรือสามารถชุบแข็งได้ลึก จึงควรเลือกใช้เหล็กกล้าที่มีธาตุผสมสูง โดยโคบอลต์เป็นเพียงธาตุเดียวที่ลดคุณสมบัตินี้
ความเหนียว (Toughness) คือ ความสามารถในการรับพลังงานของวัสดุก่อนที่จะเกิดการแตกหัก เหล็กกล้าเครื่องมือที่ถือว่า มีคุณสมบัติด้านความเหนียวที่ดี คือ กลุ่มที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ หรือปานกลาง คุณสมบัตินี้จำเป็นสำหรับการใช้งานในสภาวะที่ต้องรับแรงกระแทก
ความทนต่อการเสียดสี (Wear resistance) คือ ความสามารถทนต่อการถูกขัดสี ซึ่งรวมถึงการเสียดสีของคมตัดด้วย คุณสมบัตินี้จะเกี่ยวข้องกับความแข็งของเหล็ก และปริมาณคาร์ไบด์ที่ไม่ละลาย (คาร์ไบด์ที่ไม่สลายตัว เมื่อมีการใช้งานในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง) โดยหากเหล็กกล้าเครื่องมือมีความแข็งสูงก็จะทนการเสียดสีได้ดี หรือหากมีคาร์ไบด์ที่ไม่ละลาย (แม้อุณหภูมิสูง) ก็จะทำให้ทนการเสียดสีได้ดีขึ้นเช่นกัน เนื่องจากคาร์ไบด์จะมีความแข็งสูง
การรักษาความแข็งไว้ได้ที่อุณหภูมิสูง (Red-hardness) เป็นคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเหล็กกล้าเครื่องมือที่ต้องได้รับความร้อนจนมีอุณหภูมิสูงกว่า 480 °C โดยธาตุผสมที่ทำให้เกิดคาร์ไบด์ที่เสถียรจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัตินี้ ซึ่งจะทำให้เหล็กกล้าเครื่องมือไม่อ่อนลง (ความแข็งลดลง) อันเนื่องมาจากผลของความร้อนในขณะใช้งานที่อุณหภูมิสูง หรือในขณะทำการอบคืนตัว (tempering)
ความสามารถในการกลึงไส (Machinability) คือ ความสามารถของโลหะที่จะกลึงไส ตก แต่งได้ง่าย และมีผิวที่เรียบภายหลังการกลึงไส
ความต้านทานการสูญเสียคาร์บอน (Resistance to decarburization) การสูญเสียคาร์บอน ซึ่งจะเกิดเมื่ออบเหล็กที่อุณหภูมิสูงกว่า 704 °C (1300°F) เป็นผลให้ความแข็งที่ได้ภายหลังการชุบแข็ง ต่ำลง เหล็กกล้าเครื่องมือที่มีคุณสมบัตินี้ต่ำจะต้องมีวิธีป้องกัน/ควบคุมบรรยากาศในการอบชุบความร้อนเพื่อไม่ให้ชิ้นงานสูญเสียคาร์บอนโดยเฉพาะที่ผิว สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีคาร์บอนเป็นส่วนผสมหลักจะสามารถต้านทานการสูญเสียคาร์บอนได้ดี
การไม่เปลี่ยนรูปร่างหรือขนาด (Non deformation properties) คุณสมบัตินี้สัมพันธ์กับความสามารถในการชุบแข็ง โดยทั่วไปเหล็กกล้าที่สามารถชุบแข็งได้ด้วยลมจะมีการบิดตัวน้อยที่สุด เหล็กกล้าที่ทำการชุบแข็งด้วยน้ำมันทำให้เกิดการบิดตัวปานกลาง และเหล็กกล้าที่ทำการชุบแข็งด้วยน้ำทำให้เกิดการบิดตัวสูงที่สุด ดังนั้นในการออกแบบเลือกเหล็กกล้าเครื่องมือจะต้องคำนึงถึงคุณสมบัติด้านนี้ด้วย
อิทธิพลของธาตุผสมต่อคุณสมบัติของเหล็กกล้าเครื่องมือ คาร์บอน (C) เป็นธาตุผสมสำคัญของเหล็กกล้าเครื่องมือ จะมีผลต่อคุณสมบัติเชิงกลหลายประการ โดยช่วยเพิ่มความแข็ง ความเค้นแรงดึง ความสามารถในการชุบแข็ง แต่จะลดคุณสมบัติความเหนียว และการยืดตัวของเหล็ก นอกจากนี้คาร์บอนจะรวมตัวกับธาตุผสมตัวอื่น เช่น โครเมียม โมลิบดินั่ม ทังสเตน และฟอร์มตัวเป็นคาร์ไบด์ด้วย ซึ่งจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการใช้งานต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น เช่น ความสามารถในการชุบแข็ง ความทนต่อการเสียดสี การรักษาความแข็งไว้ได้ที่อุณหภูมิสูง เป็นต้น
ซิลิกอน (Si) โดยปกติจะพบในเหล็กกล้าเครื่องมือปริมาณ 0.2-0.3% เพราะในการหลอมเหล็กกล้าจะใช้ซิลิกอนเพื่อไล่แก๊สออกซิเจน สำหรับซิลิกอนที่เป็นธาตุผสมจะมีบทบาทช่วยให้คาร์บอนรวมตัวเป็นกราไฟต์ ดังนั้นในเหล็กกล้าเครื่องมือบางประเภทที่มีปริมาณคาร์บอนสูงและผสมซิลิกอนประมาณ 1% จะมีโครงสร้างหลังการชุบแข็งที่ประกอบด้วยกราไฟต์กระจัดกระจาย ซึ่งช่วยให้เกิดความลื่นเมื่อใช้ทำแม่พิมพ์ ลดปัญหาการติดของโลหะในขณะทำการขึ้นรูป ธาตุนี้จะไม่ใช้ตามลำพัง แต่จะผสมร่วมกับโมลิบดินั่ม หรือวานาเดียม โดยให้ผลดีทั้งด้านการลดการเกิดออกซิเดชั่นที่อุณหภูมิสูง ช่วยให้ชุบแข็งง่ายขึ้น และช่วยให้คงความแข็งไว้ได้ดีในขณะอบคืนตัว (tempering)
แมงกานีส (Mn) เป็นธาตุที่มีอยู่ทั่วไปในเหล็กกล้า เนื่องจากในกระบวนการผลิตเหล็กกล้าจะใส่แมงกานีสเป็นตัวกำจัดแก๊ส และรวมตัวกับกำมะถัน (S) การจัดว่า แมงกานีสเป็นธาตุผสมในเหล็กกล้าก็ต่อเมื่อมีปริมาณสูงกว่า 0.6% ขึ้นไป แมงกานีสมีบทบาทในการเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กกล้าเครื่องมือ สำหรับเหล็กที่ผสมแมงกานีสเพียงลำพังจะมีข้อเสียคือ จะเปราะหลังจากอบคืนตัวในช่วงอุณหภูมิ 400-600 °C จึงมักผสมแมงกานีสจะผสมร่วมกับโครเมียม (Cr) และโมลิบดินั่ม (Mo) ซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งได้มากขึ้น กว่าการผสมแมงกานีสเพียงธาตุเดียว
โครเมียม (Cr) เป็นธาตุผสมที่ใส่ลงไปเพื่อคุณสมบัติหลายประการ เช่น เพิ่มความสามารถในการชุบแข็ง เพิ่มคุณสมบัติทนต่อการเสียดสี เพิ่มความเหนียว เป็นต้น โครเมียมสามารถรวมตัวกับคาร์บอนให้คาร์ไบด์ได้หลายรูปแบบ ซึ่งหากมีการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและคาร์ไบด์เหล่านี้ละลายหมด เกรนจะขยายตัวมาก ดังนั้นการใช้งานเหล็กกล้าเครื่องมือที่ผสมโครเมียมตามลำพัง ต้องเลี่ยงการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและทิ้งแช่ไว้ระยะเวลานาน หรืออาจแก้ไขได้โดยผสมวานาเดียมเพื่อชะลอการขยายตัวของเกรน
โมลิบดินั่ม (Mo) ส่วนใหญ่เหล็กกล้าเครื่องมือทำงานร้อน และเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงจะผสมโมลิบดินั่มเพื่อผลในการชุบแข็ง นอกจากนี้ยังทำให้สามารถคงความแข็งของมาร์เทนไซต์ได้จนถึงอุณหภูมิ 500 °C แต่ข้อเสียของโมลิบดินั่ม คือ เหล็กจะเป็นออกไซด์มากที่อุณหภูมิ 1000-1100 °C และมีแนวโน้มทำให้สูญเสียคาร์บอนที่ผิวได้ง่าย จึงมักเติมซิลิกอนเพื่อปรับปรุงข้อบกพร่องนี้
ทังสเตน (W) ที่ผสมลงไปในเหล็กกล้าเครื่องมือทำให้เกิดคาร์ไบด์ที่มีเสถียรภาพสูง สลายตัวได้ช้าที่อุณหภูมิสูง จึงมีบทบาทต้านทานต่อการสึกหรอสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณสมบัติทนต่อการเสียดสี และทนความร้อน โดยเฉพาะหากผสมทังสเตนสูงถึง 18% จะช่วยคงความแข็งไว้ที่อุณหภูมิสูง และรักษาคมตัดได้ดี
โคบอลท์ (Co) เป็นธาตุเดียวที่ลดความสามารถในการชุบแข็ง แต่จะมีบทบาทอย่างมากที่จะช่วยให้เหล็กมีความคม ตัดโลหะได้ดี (High cutting ability) และสามารถรักษาความแข็งได้จนถึงอุณหภูมิสูง จึงพบว่า เหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูง (high speed tool steel) จะผสมโคบอลท์อยู่ด้วย
วานาเดียม (V) มีผลอย่างมากที่ทำให้ได้คาร์ไบด์ที่แข็ง เสถียร ขนาดละเอียด และกระจัดกระจาย ซึ่งมีผลทำให้ได้โครงสร้างที่มีเกรนละเอียด สามารถเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวให้กับชิ้นงานได้
การแบ่งกลุ่มเหล็กกล้าเครื่องมือ เหล็กกล้าเครื่องมือเป็นเหล็กที่มีความหลากหลายในการใช้งาน การเลือกใช้ไม่จำกัดที่จะต้องเลือกเกรดใดเกรดหนึ่ง สามารถใช้งานแทนกันได้ อย่างไรก็ตาม หากแบ่งเหล็กกล้าเครื่องมือตามลักษณะการใช้งานจะสามารถแบ่งได้ 6 ประเภทดังนี้
1. เหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งด้วยน้ำ เป็นเหล็กกล้าคาร์บอน (plain carbon) ที่ผสมคาร์บอน ตั้ง แต่ 0.60-1.40% ดังนั้นคุณสมบัติด้านการชุบแข็ง หรือความลึกของผิวชุบแข็งจึงต่ำ และจำเป็นต้องชุบแข็งด้วยน้ำ ในบางเกรดอาจมีการผสมโครเมียมหรือวานาเดียมลงไปเล็กน้อยเพื่อเพิ่มความสามารถในการชุบแข็ง และทนต่อการเสียดสี
เหล็กกล้ากลุ่มนี้จะมีราคาถูกกว่ากลุ่มอื่น และมีจุดเด่น คือ สามารถกลึงไสเพื่อตก แต่งชิ้นงานได้ง่าย สูญเสียคาร์บอนที่ผิวยาก
จุดด้อยของเหล็กกลุ่มนี้ คือ การชุบแข็งด้วยน้ำอาจมีผลทำให้ชิ้นงานบิดเบี้ยวได้ง่าย และไม่สามารถทนต่อความร้อนได้ จึงไม่สามารถใช้สำหรับงานตัดที่รุนแรงหรือใช้งานซ้ำๆ กันจนเกิดความร้อนได้ ดังนั้นโดยทั่วไปจึงไม่นิยมใช้งานกัน อาจมีการใช้งานบ้างสำหรับทำเครื่องมือตัดที่ใช้ความเร็วต่ำและตัดด้วยแรงเบาๆ เช่น ไม้ อะลูมิเนียม แม่พิมพ์สำหรับทุบหัวขึ้นรูปเย็น (cold heading) เป็นต้น ตัวอย่างการใช้งานของเหล็กกลุ่มนี้ เช่น W1 W2 และ W5
เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น (Cold work tool steels) เป็นกลุ่มที่ใช้ผลิตเครื่องมือสำหรับนำไปใช้ในงานแปรรูปโลหะที่ไม่ได้ให้ความร้อนก่อนการแปรรูป เช่น แม่พิมพ์ตัดแผ่นโลหะเย็น ใบมีดตัดกระดาษ เฟืองกัดไม้ คัดเตอร์ เป็นต้น คุณสมบัติสำคัญที่ต้องการสำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือกลุ่มนี้ คือ ความสามารถในการกลึงไสดี เปลี่ยนแปลงขนาดน้อยหลังการชุบแข็ง (เนื่องจากการชุบแข็งจะทำโดยการชุบ้ำมันหรือให้เย็นตัวในอากาศ) ต้านทานการสึกหรอสูง และมีความเหนียวทนแรงอัดกระแทกได้ดี เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น ได้เแก่
เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็นประเภทชุบด้วยน้ำมัน เป็นกลุ่มที่มีคุณสมบัติต้านทานการสึกหรอสูง และมีความแข็งสูง ซึ่งเป็นผลมาจากมีปริมาณคาร์บอนสูง และคาร์ไบด์ขนาดเล็กที่มีอยู่อย่างกระจัดกระจาย ธาตุผสมเพียงเล็กน้อยของโครเมียม โมลิบดินั่ม และทังสเตน ทำให้สามารถชุบแข็งได้ด้วยน้ำมัน ซึ่งมีข้อดีกว่าเหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งด้วยน้ำ เนื่องจากการชุบแข็งด้วยน้ำมันจะทำให้ชิ้นงานบิดตัว และมีโอกาสแตกน้อยกว่าการชุบแข็งด้วยน้ำอย่างมาก ตัวอย่างการใช้งานเหล็กกล้ากลุ่มนี้ ได้แก่ เครื่องทำเกลียว (taps) เครื่องคว้าน (reamers) ใบตัด (circular cutters) เครื่องคว้านรู (broaches) สว่าน (drills) แม่พิมพ์เจาะรู (blanking dies) หัวกด (punches) แม่พิมพ์ขึ้นรูป (forming dies) แม่พิมพ์สำหรับงานตัดขอบเย็น (cold-trimming dies) ใบมีดตัดขนาดเล็ก (small shear blades) แม่พิมพ์งานลากขึ้นรูป (drawing dies) รวมถึงแม่พิมพ์สำหรับพลาสติกหรือยาง เป็นต้น
การผลิตเหล็กดิบ สินแร่เหล็ก
บริเวณพื้นโลกของเรามีสินแร่อยู่เป็นจำนวนมากมายและอยู่ในลักษณะสารผสม เช่น ดิน หิน ทราย และสินแร่เหล็กผสมกันอยู่ สินแร่เหล็กที่อยู่ในรูปโดดเดี่ยวนั้นไม่มีเลย เพราะแะนั้นการที่จะได้แร่เหล็กบริสุทธิ์นั้นต้องมีขั้นตอนในการผลิตแล้วนำมาผสมกับเนื้อเหล็กผสมอีกครั้งหนึ่งเพื่อปรับปรุงคุณภาพของเหล็กที่จะนำมาใช้งานได้ดียิ่งขึ้น ทำให้เหล็กที่ได้สามารถทนแรงเค้น แรงดึง แรงกด และแรงเฉือนได้ดี ตลอดจนมีความแข็งเพิ่มขึ้น
วัตถุดิบที่ใช้ในการถลุงเหล็กเพื่อให้ได้เหล็กดิบ ประกอบด้วย
ถ่านโค้ก (coke) เป็นเช้อเพลิงสำคัญที่ให้ความร้อนต่อการถลุงในเตาถลุง ซึ่งเป็นสารสังเคราะห์ได้จากกระบวนการโดยการนำถ่านหินมาบรรจุในกล่องเหล็กเพื่อไม่ให้อากาศเข้าได้แล้วนำมาให้ความร้อนจนถ่านภายในร้อนแดง สารไฮโดรคาร์บอนท่อยู่ภายในถ่านหินก็จะระเหยกลายเป็นก๊าซ หลังจากนั้นเทถ่านหินที่ร้อนแดงลงในน้ำก็จะได้ถ่านโค้ก ซึ่งมีลักษณะเป็นรูพรุนและให้ค่าความร้อนสูง ก๊าซที่ได้จากการเผาถ่านก็นำมาใช้ประโยชน์ทางด้านอุตสาหกรรมเคมีได้ เช่น ทำยา ทำสีย้อมผ้า เป็นต้น สำหรับถ่านโค้กที่เหมาะสำหรับในการถลุงควรมีกำมะถันน้อยที่สุด เพราะเมื่อกำมะถันเข้าไปรวมตัวกับเหล็กด
