เหล็กหล่อ กับ ท่อเหล็กอาบสังกะสี ต่างกันอย่างไร?

เหล็กและเหล็กกล้าเป็นโลหะสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก วัสดุทั้งสองมีคุณสมบัติพิเศษที่ทำให้พวกเขาแตกต่างจากวัสดุอื่นๆ และเทคโนโลยีและกระบวนการที่ทันสมัยได้พัฒนาส่วนย่อยใหม่ — เหล็กหล่อและเหล็กชุบสังกะสี สิ่งเหล่านี้มีการใช้งานที่หลากหลายในหลายอุตสาหกรรม ครัวเรือน และระบบบำบัดน้ำเสีย บทความนี้จะอธิบายความแตกต่างระหว่างเหล็กหล่อกับเหล็กชุบสังกะสี และอภิปรายว่าความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลต่อการใช้งานในท่อและท่อน้ำทิ้งอย่างไร

องค์ประกอบ
ส่วนประกอบหลักของเหล็กหล่อมาจากแร่เหล็ก จากนั้นจึงเกิดโลหะผสมที่ทำจากเหล็ก คาร์บอน และซิลิคอน โดยปกติจะประกอบด้วยคาร์บอน 2 ถึง 4% และซิลิกอนในปริมาณที่น้อยกว่า สิ่งเจือปน เช่น แมงกานีส ซัลเฟอร์ และฟอสเฟต มักพบอยู่ในเหล็กหล่อ ส่วนประกอบเพิ่มเติมเหล่านี้มักมีขนาดเล็กเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของเหล็กหล่อ

เหล็กชุบสังกะสีทำจากคาร์บอนหรือเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาซึ่งเป็นโลหะผสม เหล็กกล้าคาร์บอนทำจากสององค์ประกอบ: เหล็กและคาร์บอน โลหะอื่นๆ ที่มีอยู่ในโลหะผสมนี้คือแมงกานีส ซิลิคอน และทองแดง โดยทั่วไปจะประกอบด้วยโลหะผสมน้อยกว่า 0.60% ซึ่งหมายความว่าผลกระทบต่อคุณสมบัติของโลหะผสมนั้นไม่มีนัยสำคัญ

การตระเตรียม
เหล็กหล่อเตรียมโดยใช้เตาถลุงเหล็กและทำจากโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนหรือเหล็กหมู ในระหว่างกระบวนการนี้ เหล็กหล่อจะถูกขึ้นรูปโดยตรงจากโลหะหลอมเหลว สิ่งเจือปนที่กล่าวมาอาจถูกเผาไหม้ออกไปในระหว่างขั้นตอนนี้ อย่างไรก็ตาม คาร์บอนก็สามารถเผาไหม้ได้ในลักษณะเดียวกัน ซึ่งควรเปลี่ยนก่อนที่เหล็กหล่อจะเสร็จสมบูรณ์ เหล็กหล่อจะมีข้อบกพร่องหากขาดธาตุคาร์บอนและซิลิกอน หลังจากเตาหลอมแล้ว เหล็กหล่อไม่จำเป็นต้องมีการขัดเกลาด้วยค้อนและอุปกรณ์อื่นๆ ผลลัพธ์ที่ได้คือกระบวนการกลั่นที่เข้มข้นน้อยลงและมีผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายราคาถูกลง

เหล็กชุบสังกะสีทำจากเหล็กคาร์บอนที่เคลือบด้วยชั้นสังกะสีป้องกัน ซึ่งทำในกระบวนการที่เรียกว่าการชุบสังกะสีซึ่งมีอยู่หลายประเภท เช่น การพ่นด้วยความร้อน การจุ่มร้อน การชุบด้วยไฟฟ้า และอื่นๆ ในการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนจะถูกจุ่มลงในสังกะสีหลอมเหลวร้อนที่มีอุณหภูมิสูงถึง 460°C หลังจากเคลือบเสร็จแล้วก็ยกกลับขึ้นและสัมผัสกับบรรยากาศ การสัมผัสนี้จะทำให้สังกะสีทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ทำให้เกิดซิงค์ออกไซด์ นอกจากนี้ ยังทำปฏิกิริยากับคาร์บอนในอากาศจนเกิดเป็นซิงค์คาร์บอเนต ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นสีเทาบนพื้นผิวของเหล็ก แม้ว่าเหล็กจะถูกเคลือบด้วยองค์ประกอบอื่นแล้ว แต่เหล็กก็ยังคงมีความอ่อนตัวและใช้งานได้อย่างง่ายดายด้วยเครื่องจักรผลิตโลหะอื่นๆ

ความต้านทาน
โดยทั่วไปเหล็กหล่อมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ มีความต้านทานสูงกว่าโลหะผสมเหล็กบางชนิด เหล็กหล่อยังทนทานต่อการสึกหรอและสามารถรองรับการสั่นสะเทือนได้ อย่างไรก็ตาม เหล็กหล่อมีความอ่อนไหวต่อน้ำทะเลสูง และสึกกร่อนและเป็นหลุมได้ง่ายเมื่อต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูงเป็นเวลานาน เหล็กหล่ออาจมีความเปราะมากกว่าโลหะแปรรูปอื่นๆ

เหล็กชุบสังกะสีมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะอื่นๆ ส่วนใหญ่ การลดการกัดกร่อนมี 2 วิธี ซึ่งมาจากกระบวนการชุบสังกะสี สังกะสีหลอมเหลวจะเคลือบพื้นผิวของเหล็กกล้าคาร์บอนเหมือนความเจ็บปวด และก่อให้เกิดชั้นออกไซด์ที่เกาะติดกันมาก อีกทั้งยังมีสังกะสีแอโนดเพื่อรับการกัดกร่อนแทนเหล็กอีกด้วย

หากการเคลือบสังกะสีเสียหายหรือมีรอยขีดข่วน ขั้วบวกสังกะสียังสามารถปกป้องเหล็กโดยรอบได้ สังกะสีที่เหลือยังสามารถสร้างชั้นเคลือบป้องกันซิงค์ออกไซด์ใหม่ได้ เช่นเดียวกับอะลูมิเนียม สังกะสีมีปฏิกิริยาสูงต่อออกซิเจน จึงดูดซับออกซิเจนส่วนใหญ่ที่สังกะสีสัมผัสด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กที่อยู่ด้านล่างสารเคลือบจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม

การใช้งาน
เหล็กหล่อเป็นวัสดุโลหะที่ทนทานและทนทานปานกลาง ทำให้เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย เหล็กหล่อสามารถนำมาใช้ทำเกียร์รถยนต์ ส่วนประกอบ และท่อสำหรับรถยนต์ได้ สามารถใช้กับแม่พิมพ์เครื่องมือโลหะและชิ้นส่วนเครื่องจักรสำหรับการผลิตได้ เหล็กหล่อยังพบได้ทั่วไปในเครื่องครัวเนื่องจากใช้ทำความร้อนได้ดี และอุปกรณ์ทำอาหารเหล็กหล่อที่พบมากที่สุดก็คือกระทะทอด อย่างไรก็ตาม คุณยังสามารถหาซื้ออุปกรณ์เหล็กหล่อ แม่พิมพ์อบ และกระทะปรุงอาหารได้ด้วย นอกจากนี้ยังพบได้ในท่อประปา แม้ว่าจะไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายและโดยทั่วไปไม่แนะนำสำหรับบ้านใหม่

เหล็กชุบสังกะสีเป็นที่นิยมเนื่องจากมีการใช้งานที่ยาวนานและมีคุณสมบัติทนทาน ตัวอย่างที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของการใช้งานคือท่อประปา ชั้นป้องกันของสังกะสีช่วยป้องกันสนิมได้ง่าย ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดกร่อน เหล็กชุบสังกะสียังใช้ในโครงเหล็กในการก่อสร้างบ้านอีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทำชิ้นส่วนและกรงตัวถังรถยนต์ส่วนใหญ่ได้อีกด้วย โลหะนี้ยังสามารถพบได้ในอุปกรณ์ป้องกันและป้ายทางหลวงบนถนน

ข้อดี
โลหะทั้งสองชนิดนี้มีพื้นผิวที่หนากว่าเมื่อเทียบกับโลหะประเภทอื่นๆ ซึ่งมีส่วนทำให้มีความเหนียวและทนทานต่อการสึกหรอ ข้อดีของเหล็กหล่อเหนือเหล็กอยู่ที่ความสามารถในการกักเก็บความร้อนได้นานกว่าเหล็กประเภทอื่นๆ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการอุณหภูมิที่แรงและสม่ำเสมอ เช่น การปรุงอาหาร อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและเปราะน้อยกว่า จึงไม่เหมาะกับการใช้งานที่ต้องสัมผัสของเหลวและแรงดันสูง เช่น ท่อประปา

เหล็กกัลวาไนซ์มีข้อดีทั้งหมดที่คุณมักจะพบได้เมื่อใช้เหล็ก อีกทั้งยังมีความต้านทานที่ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ เหล็กชุบสังกะสียังอ่อนตัวได้ดีกว่าเหล็กหล่อ ซึ่งหมายความว่าท่อและท่อเหล็กชุบสังกะสีสามารถผลิตและปรับแต่งตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการได้ง่ายกว่า เหล็กชุบสังกะสีมีข้อดีเพิ่มเติมในการต้านทานช่วงเวลาที่เปียกและแห้งเป็นระยะๆ ซึ่งจะทำให้โลหะอื่นๆ ส่วนใหญ่เกิดสนิม ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตส่วนประกอบระบบประปา