นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4282474 ครั้ง

www.thummech.com
เป็นความรู้เกี่ยวกับโลหะในทางทฤษฏี ทั้งโลหะที่เป็นเหล็ก และไม่ใช่เหล็ก
โลหะที่เป็นเหล็กที่จะกล่าวก็คือ เหล็ก และเหล็กกล้า
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ฯลฯ
ตัวอย่างที่จะกล่าวในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวเกียวกับ
- กรรมวิธีการผลิตโลหะ
- คุณสมบัติของโลหะ
- การวิเคราะห์โครงสร้างโลหะ
- การปรับสภาพของโลหะ
- แนวทางที่จะนำไปใช้ประโยชน์
-ฯลฯ

ลองติดตามผลงานดูนะครับ ติชมกันได้นะ มีคำถามอะไรก็ถามได้ ถ้ารู้ก็จะตอบให้ครับ

เมื่อการพัฒนาทางด้านวัตถุมีสูง มองมุมกลับ การพัฒนาทางด้านจิตใจ ด้านคุณธรรมก็ต้องให้สูงตามไปด้วย

วัตถุประสงค์ที่ทำก็คือ อยากเห็นประเทศของเรามีความทัดเทียม หรือเหนือกว่าประเทศที่พัฒนาแล้ว มีการสร้างเทคโนโลยีเป็นของตัวเอง ไม่ต้องตามใคร


32 ธาตุต่าง ๆ ที่นำมาผสมในเหล็ก, ชนิดของเหล็กกล้า

 

5.3.1 ธาตุที่นำมาผสม

 

      เหล็กกล้าทั้งหมดจะมีวัสดุธาตุอื่นผสมอยู่ในเนื้อเหล็กที่มีคาร์บอน ส่วนผสมโดยทั่วไปที่ผสมเราเรียก ธาตุที่มาผสม (Alloying element) ธาตุที่นำมาผสมอาจมีเล็กน้อย แต่ส่งผลที่ยิ่งใหญ่ในด้านคุณสมบัติของเหล็กกล้า มาดูธาตุที่นำมาผสมในเนื้อเหล็ก และคุณสมบัติของธาตุนั้นในตารางที่ 5.2

 

ธาตุต่าง ๆ ที่นำมาผสมในเหล็กกล้า

ธาตุ

ผลต่อเหล็ก

กำมะถัน (Sulfer: S)

ความสามารถในการกลึงไส (Machineability)

คาร์บอน (C)

เพิ่มความแข็ง, ความแข็งแกร่ง, ทนทานต่อการสึกหรอ

โคบอลต์ (Cobalt: Co)

ความแข็ง, ทนสึกหรอ

โครเมียม (Cr)

ทนทานต่อการกัดกร่อน, ชุบแข็ง

โคลัมเบียม (Columbium)

การขจัดคาร์ไบน์

ซิลิกอน (Silicon: Si)

ป้องกันเหล็กรวมตัวกันกับออกซิเจน, ชุบแข็ง

ตะกั่ว (lb)

ความสามารถในการกลึงไส

ทังสเตน (W)

คงความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง, ทนต่อการสึกหรอ

เทลลูเรียม (Tellurium: Te)

ความสามารถในการกลึงไส

ไทเทเนียม (Tianium: Ti)

ทนทานต่อการกัดกร่อน, ความแข็งแกร่ง

นิกเกิล (Ni)

ความเหนียว (Toughness), ความแข็งแกร่ง

ฟอสฟอรัส (Phosphorasrus P)

ความแข็งแกร่ง

แมงกานีส (Mn)

ความแข็งแกร่ง, ความสามารถในการแข็งตัว, ตอบสนองต่อการปรับสภาพทางความร้อนได้มากกว่า

โมลิบดีนัม (Mo)

คงความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง, ความสามารถในการแข็งตัว

วาเนเดียม (Vanadium)

ทำให้เม็ดเกรนละเอียด, ความเหนียว

อลูมิเนียม (Al)

ป้องกันการรวมตัวกันกับออกซิเจน (Oxidation), 

ตารางที่ 5.2 ผลของธาตุทั่วไปที่นำมาผสม

 

ตัวอย่างที่ 5.1  เหล็กกล้า AISI/SAE 8622 มีคาร์บอนผสมอยู่ 0.22%, โมลิบดีนัม 0.20%, โครเมียม 0.50% และนิกเกิล 0.55%

รูปเหล็กกล้า AISI/SAE 8622

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      โมลิบดีนัมทำให้เหล็กมีความแข็งแกร่งขึ้นที่อุณหภูมิสูง โครเมียมทำให้ความต้านทานต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้น ในขณะที่นิกเกิลทำให้เหล็กมีความเหนียวเพิ่มขึ้น

 

กล่าวโดยรวม

คาร์บอน, แมงกานีส หรือนิกเกิล ที่เติมในเนื้อเหล็กจะทำให้เกิดความแข็งแกร่ง และทนทานต่อการกัดกร่อน หรือทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้เพิ่มขึ้น

 โครเมียม หรือทองแดงที่เติมเข้าไปในเหล็กทำให้เหล็กเพิ่มความแข็งแกร่ง

ตะกั่ว หรือกำมะถัน ที่เติมลงไปในเนื้อเหล็ก จะทำให้เหล็กมีความสามารถในการกลึงกัดไสได้ง่ายขึ้น

ทังสเตน หรือโมลิบดีนัม ทำให้เหล็กยังคงคุณสมบัติทางฟิสิกส์อยู่ได้ เมื่อเหล็กมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น

 

      การผสมธาตุต่าง ๆ เข้าไปในเนื้อเหล็กที่จะให้เกิดผลดี ก็ต่อเมื่ออัตราส่วนผสมที่เติมเข้าไปอยู่ที่ช่วงค่าค่าหนึ่ง โดยปกติแล้วค่าที่เติมทั่วไปไม่น่าจะเกิน 2% ของธาตุเดียวที่ผสมในเหล็ก ซึ่งจะทำให้มีผลต่อเหล็กแต่ถ้าเติมเข้าไปมากเกินจะเกิดผลต่อเหล็ก จะทำให้เหล็กมีคุณสมบัติที่ผิดปกติไปซึ่งอาจจะส่งผลทางข้อดี หรือทางข้อเสีย

 

ยกตัวอย่างเช่น ฟอสฟอรัส และกำมะถัน ที่เติมเข้าไปในเนื้อเหล็กกล้า จำนวนที่เติมรวมกันไม่ควรเกิน 0.05% เปอร์เซ็นต์ของเนื้อเหล็ก สำหรับนำไปใช้งานทั่วไปถ้ามากไปกว่านี้จะทำให้เหล็กกล้านั้นลดความแข็งแกร่งอย่างมาก ดังนั้นการเติมธาตุในปริมาณมากหรือน้อย ก็ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการนำไปใช้งานด้วย

     

5.3.2 การเปรียบเทียบเหล็กกล้า และเหล็กเหนียว

 

รูปตัวอย่างการใช้งานของเหล็กบริสุทธิ์ที่ไม่มีคาร์บอนผสมอยู่

 

รูปเหล็กกล้าจะมีคาร์บอนผสมอยู่ระหว่าง 0%-2%  

 

รูปเหล็กหล่อจะมีคาร์บอนอยู่ระหว่าง 2%-4%

 

   ความสัมพันธ์กันของเหล็กบริสุทธิ์ หรือเหล็กดัด (Wrought iron), เหล็กกล้า (Steel) ไปจนถึงเหล็กหล่อ (Cast ion) จะเกิดความแตกต่างในเนื้อวัสดุทั้งสามประเภท โดยมีปริมาณการผสมคาร์บอนที่แตกต่างกัน

 

เหล็กบริสุทธิ์จะไม่มีคาร์บอนผสมอยู่เลย เหล็กกล้านั้นจะมีคาร์บอนผสมอยู่ประมาณ 0%-2% เหล็กหล่อจะมีคาร์บอนอยู่ประมาณ 2%-4% แต่ถ้ามีคาร์บอนผสมอยู่ในเนื้อเหล็กสูงถึงประมาณ 6% วัสดุนั้นจะกลายเป็นวัสดุเปราะซึ่งจะไม่สามารถนำมาใช้งานได้

      การเรียกชื่อเหล็กกล้าที่มีความแตกต่างกันไปนั้น ตัวเลขเหล่านี้นอกจากบอกส่วนผสมแล้ว ยังสามารถบ่งบอกได้ถึงปริมาณ, ความแข็งแกร่ง และการต้านทานการกัดกร่อนในเนื้อเหล็กอีกด้วย

 

ตัวอย่างเหล็กกล้าที่เติมธาตุต่าง ๆ เข้าไปในเนื้อเหล็ก

ชนิดของเหล็กกล้าที่ผสมธาตุต่าง ๆ

เหล็กกล้า

ชนิดของเหล็กกล้า

ความแข็งแกร่งทางดึง

(´ 1000 psi)

C

Mn

P

S

Si

Ni

Cr

Mo

V

1025

คาร์บอนธรรมดา(Plain carbon)

60 - 103

0.22-0.28

0.30-0.60

สูงสุด 0.04

สูงสุด 0.05

 

 

 

 

 

1045

คาร์บอนธรรมดา

80 - 182

0.43-0.50

0.60-0.90

สูงสุด 0.04

สูงสุด 0.05

 

 

 

 

 

1095

คาร์บอนธรรมดา

90-213

0.90-1.03

0.30-0.50

สูงสุด 0.04

สูงสุด 0.05

 

 

 

 

 

1112

คาร์บอนตัดอิสระ (Free cutting carbon)

60-100

สูงสุด 0.13

0.70-1.00

0.07-0.12

0.16-0.23

 

 

 

 

 

1330

แมงกานีส

90-162

0.28-0.33

1.60-1.90

0.035

0.040

0.20-0.35

 

 

 

 

2517

นิกเกิล

88-190

0.15-0.20

0.45-0.60

0.025

0.025

0.20-0.35

4.75-5.25

 

 

 

3310

นิกเกิล-โครเมียม

104-172

0.08-0.13

0.45-0.60

0.025

0.025

0.20-0.35

3.25-3.75

1.40-1.75

 

 

4023

โมลิบดีนัม

105-170

0.20-0.25

0.70-0.90

0.035

0.040

0.20-0.35

 

 

0.20-0.30

 

52100

โครเมียม

100-240

0.98-1.10

0.25-0.45

0.035

0.040

0.20-0.35

 

1.30-1.60

 

 

6150

โครเมียม-วาเนเดียม

96-230

0.48-0.53

0.70-0.90

0.035

0.040

0.20-0.35

 

0.80-1.10

 

ต่ำสุด0.15

9840

นิกเกิล-โครเมียม โมลิบดีนัม

120-280

0.38-0.43

0.70-0.90

0.040

0.040

0.20-0.35

0.85-1.15

0.70-0.90

0.20-0.30

 

4140

โครเมียม-โมลิบดีนัม

95-125

0.38-0.43

0.75-1.00

0.035

0.040

0.20-0.35

 

0.80-1.10

0.15-0.25

 

ตาราง 5.3 ธาตุที่ผสมเข้าไปในเหล็กกล้าแต่ละชนิด

 

5.3 ชนิดของเหล็กกล้า

 

เหล็กกล้ามีอยู่หลายประเภท ปกติแล้วแบ่งออกได้เป็น

o  เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon steel)

รูปท่อเหล็กกล้าผสมคาร์บอน

 

o  เหล็กกล้าผสม (Alloy steel)

รูปตัวอย่างเหล็กกล้าผสมที่นำมาทำเป็นโครงตลับลูกปืน

 

o  เหล็กกล้าเครื่องมือ (Tool steel)

รูปเหล็กกล้าเครื่องมือที่นำมาทำแม่พิมพ์โลหะ

 

o  เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel)

รูปตัวอย่างเหล็กกล้าไร้สนิมที่นำมาใช้งานในห้องครัว

 

o  เหล็กกล้าอื่น ๆ เช่น เหล็กกล้าสปริง , เหล็กล้าที่นำมาใช้ในงานไฟฟ้า, เหล็กกล้าทนทานต่อการกัดกร่อนพิเศษ

รูปเหล็กกล้าสปริง

 

เหล็กกล้าคาร์บอนก็มีธาตุอื่นผสมอยู่ด้วยแต่น้อยจึงไม่ค่อยมีคุณสมบัติพิเศษ ทำให้มีราคาที่ถูกกว่าเหล็กกล้าผสม ในเหล็กกล้าผสมจะมีคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น, ความทนทานต่อการกัดกร่อน และความทนทานต่อการเสียดสี ที่อุณหภูมิสูงได้ดี ดูตารางที่ 5.4

 

เหล็กกล้า

เหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กกล้าผสม

ราคาถูก

ราคาแพง

ผสมธาตุเล็กน้อย

ผสมธาตุมาก

ไม่ค่อยมีคุณสมบัติพิเศษ

มีคุณสมบัติพิเศษ

ตารางที่ 5.4 แสดงประเภทเหล็กกล้าที่แบ่งเป็น เหล็กกล้าคาร์บอน และเหล็กกล้าผสม

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ประชาชีจะสับสนเรื่องดีชั่ว
ถ้วนทุกทั่วจะมุดขุดรูหนี
ไม่แน่ใจสิ่งที่ทำนำความดี
เกรงเป็นผีตายตกไปตามกัน”

 

 


บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที