อธิบายหมายเลขเหล็ก AISI/SAE: การอ่าน 4140, 1045 และ 304

ระบบสี่หลักสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กอัลลอย

สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กอัลลอย รหัส SAE/AISI มีสี่หลัก:

• หลักแรก — ตระกูลโลหะผสม: 1 = คาร์บอน, 2 = นิกเกิล, 3 = นิกเกิล-โครเมียม, 4 = โมลิบดีนัม (รวมถึง Cr-Mo และ Ni-Mo), 5 = โครเมียม, 6 = โครเมียม-วาเนเดียม, 7 = ทังสเตน, 8 = นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม, 9 = ซิลิคอน-แมงกานีส
• หลักที่สอง — ปริมาณโดยประมาณของธาตุผสมหลัก ในเหล็กอัลลอย: 23xx มี Ni ประมาณ 3.5%, 31xx มี Ni ประมาณ 1.25% พร้อมโครเมียม ในเหล็กคาร์บอนธรรมดา 10xx จะเป็นเพียง 0
• สองหลักสุดท้าย — คาร์บอน nominal เป็นร้อยละหนึ่งของเปอร์เซ็นต์: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C

ดังนั้น 4140 อ่านว่า "ตระกูล Cr-Mo คาร์บอนประมาณ 0.40%" และ 4340 อ่านว่า "ตระกูล Ni-Cr-Mo คาร์บอน 0.40%" ระบบบอกประเภทสูตรได้ทันที ซึ่งเป็นเหตุผลที่วิศวกรยังคงคิดในระบบนี้

ตระกูลย่อยของเหล็กกล้าคาร์บอน

• 10xx — เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา
• 11xx — เหล็กตัดเฉือนอิสระที่เติมกำมะถันกลับ
• 12xx — เหล็กตัดเฉือนอิสระที่เติมกำมะถันและฟอสฟอรัสกลับ
• 15xx — เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีแมงกานีสสูง (โดยปกติ 1.00–1.65%)

ตัวอักษรภายในรหัสให้ข้อมูลจริง: B บ่งบอกเหล็กที่ผ่านการบำบัดด้วยโบรอน (50B44), L บ่งบอกเหล็กตัดเฉือนอิสระที่มีตะกั่ว (12L14) และ H ต่อท้าย (4140H) หมายความว่าขีดจำกัดความสามารถในการชุบแข็งได้รับการการันตีตามแถบมาตรฐานมากกว่าองค์ประกอบทางเคมีเพียงอย่างเดียว

สเตนเลส: ตรรกะสามหลักที่แตกต่าง

เหล็กสเตนเลสและเหล็กทนความร้อนใช้สามหลัก โดยหลักแรกเป็นตระกูล ไม่ใช่ธาตุ:

• 2xx — ออสเทนนิติก โครเมียม-นิกเกิล-แมงกานีส
• 3xx — ออสเทนนิติก โครเมียม-นิกเกิล: 304, 316, 321 สองหลักสุดท้ายเป็นเลขลำดับภายในตระกูล
• 4xx — เหล็กโครเมียม: มาร์เทนซิติก (410, 420) และเฟอร์ริติก (430, 409)
• 5xx — เกรดทนความร้อนโครเมียมต่ำ
• 6xx — เกรดชุบแข็งด้วยการตกตะกอน (630 หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ 17-4 PH)

ตัวอักษรต่อท้ายมีความสำคัญเท่ากับตัวเลข: L = คาร์บอนต่ำ (≤ 0.03%), H = คาร์บอนสูงที่ควบคุมไว้สำหรับงานคืบ, N = เสริมความแข็งแรงด้วยไนโตรเจน, Ti/Nb = เกรดที่ทำให้เสถียร (316Ti, 347)

ธรรมเนียมอีกสองข้อที่ควรรู้

• ตัวอักษร E หน้ารหัส (E52100 เหล็กแบริ่ง) ในอดีตหมายถึงการหลอมด้วยเตาไฟฟ้า ซึ่งเป็นหลักประกันกระบวนการที่แนบมากับโลหะผสมเดียวกัน ไม่ใช่โลหะผสมที่ต่างกัน
• รหัสที่มีสามหลักแรกเหมือนกันแต่คาร์บอนต่างกัน เป็นเหล็กที่แตกต่างกันในพฤติกรรม: 4130, 4140 และ 4150 นำตระกูลสูตร Cr-Mo เดียวกันไปสู่งานท่อ งานเพลา และงานสปริงตามลำดับ โดยอาศัยเพียงปริมาณคาร์บอนและการอบชุบด้วยความร้อนที่คาร์บอนนั้นอนุญาต

ข้อควรระวัง

รหัสอธิบายเฉพาะองค์ประกอบทางเคมี nominal เท่านั้น ไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับรูปแบบผลิตภัณฑ์ การอบชุบด้วยความร้อน หรือสมบัติที่การันตี ซึ่งมาจากข้อกำหนด ASTM/ASME ที่สั่งซื้อ AISI เองไม่ได้ดูแลระบบนี้อีกต่อไป การดูแลส่งผ่านไปยัง SAE และ ASTM และตัวเลขยังคงอยู่ formally ในรูปแบบการกำหนด UNS (G41400, S30400) ที่ข้อกำหนดสมัยใหม่อ้างอิง เกรดสองเกรดที่มีรหัสสี่หลักเหมือนกันในข้อกำหนดที่ต่างกัน เป็นตระกูลโลหะผสมเดียวกัน ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แทนกันได้โดยอัตโนมัติ