ยินดีต้อนรับสู่สื่อการเรียนการสอนอิเล็กทรอนิคส์ ในรายวิชา โลหะวิทยา InE221     
 
     
 
เลื่อนลง
บทเรียนที่1
 
บทเรียนที่2
 
บทเรียนที่3
 
บทเรียนที่4
 
บทเรียนที่5
 
คำถามท้ายวิชา

บทเรียนที่5 เหล็กหล่อ
 

 เหล็กหล่อเหนียว

       เป็นเหล็กหล่อที่มีแกรไฟต์ก้อนกลม แทรกอยู่ในเนื้อเหล็ก แกรไฟต์กลมเกิดจาก  การเจือแมกนีเซียม ถึง 0,5% ด้วย
การรวมตัว (combination) ด้วย Ce และ Ca หรือเจือแมกนีเซียมในรูปส่วนเจือนิกเกิล แมกนีเซียมในรูปส่วนเจือเฟอร์โร-
ซิลิคอน-แมกนีเซียม (ferro silicon magnesium) เพิ่มเข้าไปในเบ้า (ladle)

สัญลักษณ์ย่อ : GGG
ความหนาแน่น 7,2 kg/dm3
คาร์บอน 3,5...3,8%
จุดหลอมเหลว 1400 ° C
ความต้านแรงดึง 400...1200 N/mm2
ความยืด 2...20%
การหดตัว 0...2%


 กรรมวิธีการผลิต
กรรมวิธีการผลิตจะใช้เหล็กหล่อดิบพิเศษที่มีกำมะถันน้อยปราศจาก  As Pb Bi Ti  หรือ เศษเหล็กกล้าที่ไม่เจือธาตุเพิ่มคุณ
สมบัติอยู่ด้วย ต้องไม่มีน้ำมันและสนิมเจือปนเตาหลอม ใช้เตาคิวโปลาหลอมก่อนแล้วจึง  ไปหลอมในเตาไฟฟ้าให้สะอาดขึ้น
หรือหลอมในเตาเหนี่ยวนำด้วยกระแสไฟฟ้า ส่วนเจือในเหล็กหล่อเหนียวจะมี 3,3...3,8% C ; 2,4...2,8% Si และ
Mn < 0,5%
 โดยจะต้องมีความสะอาดเป็นพิเศษ แกรไฟต์จึงจะจับตัวกันเป็นก้อนกลมได้ อุณหภูมิเจาะน้ำเหล็กให้ไหลออก
จะประมาณ 1500 ° C จากนั้นจึงมีการใส่ส่วนเจือลงในเบ้า (ladle) ทำให้แกรไฟต์จับตัวเป็นก้อนกลม

 กรรมวิธีทางความร้อน
โครงสร้างเม็ดเกร็นที่ได้ครั้งสุดท้ายจะได้จากกรรมวิธีทางความร้อน ในการเย็นตัวช้า ๆ จะเกิดการแปรสภาพจากโครงสร้าง
พื้นฐานออสเตไนต์ไปเป็นเฟอร์ไรต์ตามระบบเสถียร (stable system) ที่มีแกรไฟต์กลมแทรกอยู่ตรงขอบเม็ดเกร็น ในการ
เย็นตัวเร็วในอากาศจะเกิดการแยกตัวของออสเตไนต์เป็นระบบไม่เสถียร (metastable system)  กลายเป็นโครงสร้างพื้น
ฐานเพิร์ลไลต์ (pearlite) เหล็กหล่อชนิดนี้จะรับแรงสั่นสะเทือนได้น้อยกว่าเหล็กหล่อเทา 2 เท่า คุณสมบัติอื่นเหล็กหล่อชนิด
นี้มีค่าโมดูลัสยืดหยุ่น E ถึง 180000 N/mm2 (moduls of elasticity) ขึ้นอยู่กับค่าความต้านแรงดึง   สามารถขึ้นรูปขณะ
ร้อนและขณะเย็นในขีดจำกัดได้ ทนต่อแรงสั่นสะเทือน แรงดัดและแรงกระแทกได้



                          

รูป เหล็กหล่อเหนียงมีโครงสร้างพื้นฐานเฟอร์ไรต



 

รูป                   เหล็กหล่อเหนียงมีโครงสร้างพื้นฐานเฟอร์ไรต์ (ภาคขยาย 100 :                   1)


                  

รูป แผนภาพแสดงปริมาณเฟอร์ไรต์จากการเจือ C, Si ต่างกัน


รูป                   แผนภาพแสดงปริมาณเฟอร์ไรต์จากการเจือ C,                   Si ต่างกันของเหล็กหล่อเหนียวตาม A. Keller และ W. Duํ                   ํnki


                         

รูป แผนภาพช่วงที่ดีที่สุดของเหล็กหล่อเหนียว (แกรไฟต์กลม)


 รูป                   แผนภาพช่วงที่ดีที่สุดของเหล็กหล่อเหนียว (แกรไฟต์กลม) 



                        

รูป แนวแรงเส้นใยสัมพันธ์กับแกรไฟต์ ในเหล็กหล่อ





รูป                   แนวแรงเส้นใยสัมพันธ์กับแกรไฟต์ ในเหล็กหล่อ



           

รูป เปรียบเทียบคุณสมบัติของเหล็กกล้าหล่อและเหล็กหล่อที่สำคัญ




รูป                   เปรียบเทียบคุณสมบัติของเหล็กกล้าหล่อและเหล็กหล่อที่สำคัญ


       เหล็กหล่อเหนียวจะปาดผิวได้ดี สามารถเชื่อมประสาน (อย่างระมัดระวัง) ที่ปริมาณคาร์บอนสูง  ได้มีความต้านทานต่อ
การสึกหรอความต้านทานต่อการกัดกร่อนและทนการเกิดผิวสะเก็ดได้ดีกว่าเหล็กหล่อเทาเหล็กหล่อออสเตไนต์แกรไฟต์กลม
(มีคุณภาพคล้ายกับเกล็ดแกรไฟต์) ที่ทนต่อการกัดเซาะ ทนต่อความร้อนเฉียบพลันทนต่อการกัดกร่อนในขณะที่รับภาระทาง
กลสูง

 ประโยชน์การใช้งาน
ประโยชน์การใช้งาน ทำเป็นชิ้นส่วนหล่อขนาดเล็กและใหญ่ (ที่หล่อด้วยเหล็กกล้าลำบาก)  เช่น เพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบ ลิ้น ท่อ
ดัดเย็น แม่พิมพ์เปิด เรือน แท่นเครื่อง ฟันเฟือง ชิ้นส่วนรถยนต์ที่รับภาระกระแทก



                            

รูป แผนภาพแสดงการอบอ่อนและอบชุบเหล็กหล่อเหนียวจากสภาพหล่อจริง






                               

รูป แผนภาพแสดงการอบอ่อนและอบชุบเหล็กหล่อเหนียวจากสภาพหล่อจริง




รูป                   แผนภาพแสดงการอบอ่อนและอบชุบเหล็กหล่อเหนียวจากสภาพหล่อจริง





            

รูป ความสัมพันธ์ของอุณหภูมิและโมดูลัศยืดหยุ่น E




รูป ความสัมพันธ์ของอุณหภูมิและโมดูลัศยืดหยุ่น E ของเหล็กหล่อเหนียว (Nodular Cast Iron)




  
                 

รูป ความเค้นที่อุณหภูมิสูงของเหล็กหล่อเหนียว




รูป                   ความเค้นที่อุณหภูมิสูงของเหล็กหล่อเหนียว (ก)                   เฟอร์ริติกไม่เจือและเจือโมลิบดินั่ม(ข)                   เพิร์ลลิติกไม่เจือและเจือดีบุกหรือโมลิบดินั่ม (ทดสอบในเวลาสั้น)





 


 




 

 




 

 

 

การเรียนการสอนโลหะวิทยาฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

1.ความหมายของวัสดุศาสตร์  2. คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ      3. คุณสมบัติเชิงกลของโลหะ  

4. การค้นพบอิเล็กตรอน  5. พันธะเคมี    6. ระบบผลึก   7. การเติบโตของผลึก 

 8. เครื่องตรวจหาโลหะ  9. รังสีเอกซ์    10.  การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ 

11. เฟสไดอะแกรม  12. การกัดกร่อน  13. แบบฝึกหัดโลหะวิทยา

14. เรียนโลหะกับมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ  15. เรือไททานิค อัปปางเพราะความผิดพลาดทางโลหะวิทยาจริงหรือ

16. หนังสือโลหะวิทยาฟิสิกส์

กลับหน้าสารบัญโลหะวิทยาฟิสิกส์

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

โลหะวิทยา