หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ธรรมชาติมหัศจรรย์

 

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

บทความพิเศษ

เหล็กที่ใช้ทำเรือ

          วันที่ 15 สิงหาคม 2539  นักวิจัยได้เดินทางไปยังที่ที่เรือไททานิคอัปปางในทะเลแอตแลนติกเหนือและได้นำเหล็กจากลำเรือ  มาศึกษาวิเคราะห์ตามหลักวิชาการโลหวิทยาที่มหาวิทยาลัยมิศซูรีที่รอลล่า  พบว่าส่วนผสมของเหล็กแผ่นตัวเรือมีธาตุไนโตรเจนอยู่น้อยมาก   จึงทำให้เหล็กเปราะมากที่อุณหภูมิต่ำ  แสดงว่าเหล็กนี้ถูกผลิตโดยกระบวนการโอเพนฮาร์ท  ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตเหล็กที่ใช้ในงานโครงสร้างตอนต้นศตวรรษที่ 20  เนื้อเหล็กมีธาตุไนโตรเจนอยู่น้อยแต่ธาตุออกซิเจนอยู่สูงพอใช้  ปริมาณธาตุซิลิคอนก็ต่ำ  แสดงว่าออกซิเจนในเนื้อเหล็กถูกกำจัดเพียงบางส่วน  ปริมาณฟอสฟอรัสสูงกว่าปกติเล็กน้อย  ในขณะที่ปริมาณธาตุกำมะถันสูงมาก ร่วมกับปริมาณธาตุแมงกานีสที่มีอยู่ต่ำ  จึงทำให้อัตราส่วนของแมงกานีสต่อกำมะถันเป็น 6.8  ต่อ 1 ซึ่งเป็นตัวเลขที่ต่ำมากเมื่อเทียบกับเหล็กสมัยใหม่   ปริมาณธาตุฟอสฟอรัส  ออกซิเจน และกำมะถันที่มีอยู่มากในเนื้อเหล็ก  มีแนวโน้มทำให้เหล็กมีคุณสมบัติที่เปราะที่อุณหภูมิต่ำ

        าร์ เดวิส  ได้ให้ความเห็นว่าในสมัยที่มีการสร้างเรือไททานิค  สองในสามที่มีการสร้างเรือไททานิค  สองในสามของปริมาณเหล็กเหนียวที่ผลิตในประเทศเครือจักรภพ  ผลิตโดยกระบวนการโอเพนฮาร์ทในเตาที่บุด้วยอิฐทนไฟที่มีคุณสมบัติเป็นกรด จึงเป็นไปได้ที่เหล็กที่ใช้สร้างเรือไททานิคก็ผลิตในเตาแบบนี้  จึงมีปริมาณธาตุฟอสฟอรัสและกำมะถันในเนื้อเหล็กสูงมาก   เหล็กทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ที่ใช้ในการต่อเรือน่าจะมาจากเมืองกลาสโกว์ของสก๊อตแลนด์

        โครงสร้างจุลภาคของแผ่นเหล็กตัวเรือ  แสดงอนุภาคของแมงกานีสซัลไฟด์ที่จับเป็นกลุ่มก้อน เรียงเป็นแถบตามความยาวของแผ่นเหล็กมากกว่าตามความกว้าง  มีขนาดโดยเฉลี่ย 60.40  ไมโครเมตร   อนุภาคของแมงกานีสซัลไฟด์ยืดยาวไปในทิศของแถบที่เกิดจากการรีดเหล็กขณะร้อน   นอกจากนี้ยังมีการฝังตัวของพวกที่ไม่ใช่โลหะซึ่งมีขนาดเล็กด้วย

        แผ่นเหล็กจากตัวเรือมีความหนาที่กำหนด 1.875 เซนติเมตร  แต่ถูกกัดกร่อนด้วยน้ำทะเลจึงมีความหนาเพียง 1.45  เซนติเมตร  การทดสอบความคงทนต่อแรงดึงเทียบเหล็กมาตรฐานที่มีส่วนผสมคล้ายกัน  พบว่าเหล็กไททานิคมีค่าแรงดึงที่จุดครากต่ำกว่า   แต่ยึดถึงได้มากกว่า อาจเนื่องมาจากมีขนาดเกรนที่โตกว่า

        การทดสอบความคงทนต่อแรงกระทบในช่วงอุณหภูมิ -55  ถึง 179  องศาเซลเซียสของตัวอย่างเหล็กที่ตัดจากแผ่นเหล็กตัวเรือ  โดยมีแกนของตัวอย่างทดสอบขนานไปตามยาวและตามขวางของแผ่นเหล็ก  ที่อุณหภูมิสูง  ตัวอย่างที่เตรียมตามความยาวของแผ่น ทนแรงกระทบได้ดีกว่าตัวอย่างตามขวาง   ที่อุณหภูมิต่ำ  พลังงานที่จะทำให้ชิ้นงานแตกหักมีค่าเดียวกันทั้งตัวอย่างตามยาวและตามขวาง  แถบของอนุภาคแมงกานีสซัลไฟด์เป็นสาเหตุของความแตกต่างของพลังงานที่ทำให้แตกหัก  อุณหภูมิที่ทำให้เหล็กมาตรฐานเปลี่ยนสภาพจากเหนียวเป็นเปราะที่ค่าพลังงาน 20 จูล  ที่ทำให้เหล็กแตกหัก  อยู่ที่ -27  องศาเซลเซียส  ในตัวอย่างเหล็กตามแนวยาวอุณหภูมินี้อยู่ที่ 32 องศาเซลเซียส  และตามขวางที่ 56 องศาเซลเซียส  เห็นได้ชัดว่าเหล็กที่ใช้ทำตัวเรือ  ไม่เหมาะที่จะใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ  อุณหภูมิของน้ำทะเลขณะที่เรือชนภูเขาน้ำแข็งอยู่ที่ -2  องศาเซลเซียส

        เหล็กเหนียวสมัยใหม่มีปริมาณธาตุแมงกานีสสูงกว่า  และธาตุกำมะถันต่ำกว่าเหล็กไททานิค จึงทำให้อัตราส่วนของแมงกานีสต่อกำมะถันมีค่าที่สูงกว่า  จึงลดอุณหภูมิที่เหล็กเปลี่ยนจากเหนียวเป็นเปราะได้อย่างมาก  ประกอบกับเหล็กมาตรฐานมีปริมาณธาตุฟอสฟอรัสที่ต่ำกว่ามาก  จึงทำให้อุณหภูมิดังกล่าวลดต่ำลงด้วย

คลิกเพื่อดูภาพขนาดใหญ่และอ่านเนื้อเรื่องเป็นภาษาอังกฤษ

ของ รศ. ไพลิน  ฤกษ์จิรสวัสดิ์   วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

 

<< หน้าก่อน      หน้าถัดไป >>


1จุดเริ่มต้น

2.  การต่อเรือ

3.  การเดินทาง

4.  ได้รับการเตือน

5.  ชนเข้าอย่างจัง

6.  ไททานิคจม

7.  เหล็กที่ใช้ทำเรือ

8.  สรุป

 

 

 
ข้อสอบเอนทรานซ์  
พจนานุกรมฟิสิกส์

ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c

ฟิสิกส์พิศวง
• เสียงของลำโพงออกมาได้อย่างไร
• การหมุนของลูกข่างกับการตกของแมว
• ความเสถียรภาพของลูกข่าง
• ฮาร์ดดิสก์ทำงานอย่างไร
• เอ็นโทรปี

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)

  ภาพประจำสัปดาห์
 
• ความรู้รอบตัวทั่วไป
• ดาราศาสตร์พิศวง 
• อัลเบิร์ต ไอส์ไตน์ กับกฏการสมมูลของมวล
• ว่าวของแฟลงกลิน
• ระเบิดนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
• เครื่องจักรสเตอริ่ง
• ทฤษฎีความอลวน