เหล็กกล าผสม (alloy...

July 20042009 Lecture Side

Lecture by

Suradet TantrairatnInstructor and Researcher

Chapter TwoWeek2-2

January 2009

Ferrous Metallic Materials in Aircraft

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.

Month 200X2009 Subject Name Aircraft Materials Page 2

Aim of Today

Topic

- Steel Alloy ( เหล็กกลาผสม )

- การปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะดวยวิธี Heat Treatment

- ID of Metal

- Application in Aircraft.

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Steel

Steel

Carbon Steel Alloy Steel

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Alloy Steel

เหล็กกลาผสม (Alloy Steel) หมายถึง เหล็กกลาที่มีธาตุอื่นๆ เชน Cr Mn Si Ni Mo P S W V

Co ผสมอยูดวย เพื่อปรับปรุงใหเหล็กกลามีคุณสมบัติที่แตกตางไปจากเดิม และเปนการตอบสนองตอการนําไปใชงาน นั่นคือ

การเปลี่ยนโครงสราง โดยทําในขั้นกระบวนการผลิตวสัดุ

เพือ่ใหเปลี่ยนสมบัติ

โดยธาตตุางๆ ที่นํามาผสมจะตองอยูในพกิัดที่กําหนด

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.

Month 200X2009 Subject Name Aircraft Materials

Category of Alloy Steel

เหล็กกลาผสม (Alloy Steel) แบงออกเปน 2 ประเภท คือ

2.1 เหล็กกลาผสมต่ํา (Low Alloy Steel) คือเหล็กกลาที่มธีาตุอื่นๆผสมอยูรวมแลวไมเกิน 10.00%มีโครงสรางคลายคลึงเหล็กกลาคารบอนต่ําธรรมดา

2.2 เหล็กกลาผสมสูง (High Alloy Steel) คือเหล็กกลาที่มธีาตุ อื่นๆผสมอยูรวมแลวเกินกวา 10.00%มีคุณสมบัตทินการกัดกรอน และทนการสึกหรอไดดี

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Aim of Today

วัตถุประสงคในการทําเหล็กกลาผสม

1. เพื่อเพิ่มสมบัติทางกล และควบคุมปจจัยที่มีผลตอการชุบแข็ง

2. เพื่อเพิ่มความสามารถในการทนตอแรงกระแทกไดดี

3. เพื่อรักษาผิวใหแข็ง และทนการสึกหรอ

4. เพื่อเพิ่มความตานทานตอการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

5. เพื่อเพิ่มสมบัติทางกลในขณะใชงานที่อุณหภูมิสูง

6. เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับแรงกระตุก

7. เพื่อเพิ่มความสามารถในการแปรรูปดวยเครื่องจักรไดดี

8. เพื่อเพิ่มความตานทานตออุณหภูมิสูงๆ

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


ธาตุที่ผสมในเหล็กกลาผสม

การเปลี่ยนแปลงสมบัติจากการเติมธาตุตางๆ

C : มีความแข็งแรงขึ้น, สามารถชุบแข็งได

ความสามารถในการเชื่อมลดลง จุดหลอมต่ําลง

Cr : มีความแข็งแรงขึ้น, ตานทานการเกิดสนิมและการกัดกรอน

อัตราการขยายตัวลดลง

Mn : รับแรงกระแทกไดดี, เพิ่มความเหนียว และทนการสึกหรอ

ความคงทนตอการแตกหักลดลง©

AIR

BUS

UK

LTD

200

2. A

ll rig

hts

rese

rved

. Con

fiden

tial a

nd p

ropr

ieta

ry d

ocum

ent.



Si : มีความสามารถในการยืดตัวเพิ่มขึ้น, ทนตอการกัดกรอน

ความสามารถในการเชื่อมลดลง

Ni : มีความเหนียว และแข็งแรงขึ้น, ตานทานไฟฟา, คงทนความ

รอน และทนการกัดกรอน

สัมประสิทธิ์การขยายตัวเมื่อไดรับความรอนลดลง

Mo : เพิ่มความแข็ง ทนความรอนสูง และทนการสึกหรอ

สมบัติในการตีขึ้นรูป และอัตราการขยายตัวลดลง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



P : ทําใหน้ําเหล็กไหลตัวดีขึ้น

เพิ่มความแข็งแรง ณ จุกครากใหสูงขึ้น

อัตราการขยายตัว และการรับแรงกระแทกลดลง

S : มีผลตอความเนียว คงทนตอความเคนแรงดึง

ความสามารถในการเชื่อม

การรับแรงกระแทกลดลง

W : เพิ่มความแข็ง ความแข็งแรง และตานทานการกัดกรอน

ทนความรอนไดดี

อัตราการขยายตัวลดลง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



V : เพิ่มความแข็ง ความเหนียว และคงความแข็งที่อุณหภูมิสูง

ไดดี

ไวตอความรอน

Co : เพิ่มความแข็ง และคงความแข็งที่อุณหภูมิสูงไดดี

ความเหนียวลดลง และไวตอความรอน

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


เหล็กกลาผสมที่สําคัญ

เหล็กกลาผสมที่ควรทราบ ไดแก

1. เหล็กกลานิกเกิล (Nickel Steel) มีสมบัติ

- ตานทานการลาตัว

- ทนการกัดกรอน

- มีความเหนียวเพิ่มขึ้น

- ทนตอแรงกระแทกไดดี

- ทนการเสียดสี

- ตีขึ้นรูปไดงาย ©

AIR

BUS

UK

LTD

200

2. A

ll rig

hts

rese

rved

. Con

fiden

tial a

nd p

ropr

ieta

ry d

ocum

ent.



เหล็กกลานิกเกิล (Nickel Steel) แบงออกตามอัตราผสมได 3 ชนิด คือ

- ผสมนิกเกิล 25-30% ใชทําเหล็กกลาที่ตานทานการกัดกรอน ถา

ตองการใหไมเปนแมเหล็กหลังจากหลอมแลวปลอยใหเย็นเอง แตถา

ตองการใหเปนแมเหล็กตองเปาลมหรือจุมในของเหลวใหเหล็กเย็นตัวลง

อยางรวดเร็ว

- ผสมนิกเกิล 30-40% ทําให สปส.การขยายตัวต่ํา ใชทําเครื่องมือ

วัดละเอียด

- ผสมนิกเกิล 50% จะมีคุณสมบัติเปนแมเหล็กที่ดีมาก

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



2. เหล็กกลาโครเมียม (Chromium Steel) มีสมบัติ

- มีความแข็งสูง

- ทนการสึกหรอ

- เปนแมเหล็กไดดี

- เมื่อทําการชุบแข็งแลว จะ

+ ทําใหความแข็งซึมลึก

+ เพิ่มความตานทานการกัดกรอน

+ รักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูงไดดี

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



2. เหล็กกลาโครเมียม (Chromium Steel) ใชทํา

- เฟอง

- ลูกสูบ

- สปริง, สลัก

- เม็ดลูกปน

- ใบมีดตัดเฉือนตางๆ

- เครื่องมือผาตัด

- แมพิมพกดขึ้นรูป

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



3. เหล็กกลาโมลิบดินัม (Molybdenum Steel) มีสมบัติ

- มีสมบัติคลายเหล็กกลาโครเมียม

- สามารถชุบแข็งไดดี

- ทนความรอนไดดีโดยไมเสียความแข็งแรง

- รักษาความแข็งไดที่อุณหภูมิสูงถึง 600๐C

- ตานทานการกัดกรอนไดดี

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



4. เหล็กกลาวานาเดียม (Vanadium Steel) มีสมบัติ

- ทําใหมีเม็ดเกรนที่ละเอียด

- รักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูงได

- มีความสามารถในการชุบแข็งไดดี

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



5. เหล็กกลาแมงกานิส (Manganese Steel) มีสมบัติ

- ทําใหเม็ดเกรนละเอียด

- เพิ่มความสามารถในการชุบแข็งไดดี

- เพิ่มความแข็ง และทําใหมีความแข็งแรงมากขึ้น

- แตความเหนียวจะลดลง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



6. เหล็กกลาทังสเตน (Tungsten Steel) มีสมบัติ


- รักษาความแข็งไดที่อุณหภูมิสูง จนเหล็กรอนแดง

- มีความแข็งแรง และทนความรอนไดสูง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



7. เหล็กกลาไททาเนียม (Titanium Steel) มีสมบัติ


- ถาผสมมากไปจะทําใหการชุบแข็งดอยลง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



8. เหล็กกลาซิลิคอน (Silicon Steel) มีสมบัติ

- ทําใหจุดคราก (Yeild Point) สูงขึ้น

- แตจะทําใหงานเชื่อมประสานไดผลไมดี

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



9. เหล็กกลาโคบอลต (Cobalt Steel) มีสมบัติ

- ทําใหความแข็งแรงสูงขึ้น

- รักษาความแข็งไดเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

- แตชุบแข็งไมคอยได

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



10. เหล็กกลาไรสนิม (Stainless Steel) เปนเหล็กกลาที่ผสมกับโครเมียม

แตมีอัตราการผสมสูง และยังมีการผสมธาตุอื่นๆ อีกดวยเชน Ni Mn Al

เปนตน มีสมบัติ (chromium (18%), nickel (8%), magnesium (8%)

- ปองกันการเกิดสนิม

- ปองกันการกัดกรอนจากกรด

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



11. เหล็กกลารอบสูง (High Speed Steel : HSS) เปนเหล็กกลาที่มีธาตุ

ผสมตางๆ เชน W Cr V เปนตน มีสมบัติ

- สามารถชุบแข็งไดดี

- รักษาความแข็งแรงไดที่อุณหภูมิสูง

- มีความแข็งสูง

- ทนการสึกหรอไดดี

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



12. เหล็กกลาทนแรงดึงสูง (High Tensile Steel) เปนการนําเหล็กกลา

คารบอนต่ํามาผสมดวย Ni 1.50% และ Cr 1.25% มีสมบัติ

- ใชในงานที่ตองทนแรงดึงสูง

ใชทํา

- เฟองเกียร

- เพลาสงกําลัง

- ชิ้นสวนเครื่องจักรกล

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


การปรับปรุงคุณภาพเหล็กกลาดวยความรอน (Heat Treatment)

วัตถุประสงคในการทํา Heat Treatment

1. เพิ่มความแข็ง

2. เพิ่มความเหนียว

3. ลดความเครียดในเนื้อเหล็ก

4. เพิ่มความแข็งที่ผิวเหล็ก

5. ปรับปรุงขนาดเม็ดเกรน

6. ทําใหเนื้อเหล็กออนลงนําไปแปรรูปได

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



การทํา Heat Treatment แบงออกเปน 6 วิธี คือ

1. การชุบแข็ง (Hardening or Quenching) ทําเพื่อเพิ่มความแข็งในเนื้อ

เหล็ก แตเหล็กจะแข็งเปราะ มีความเครียดสูง ความเหนียวต่ํา

2. การอบคืนตัว (Tempering) ทําเพื่อลดความเครียดภายในชิ้นงาน ไมให

เหล็กแข็งเปราะ และเพิ่มความเหนียวขึ้นมา แตเหล็กจะแข็งลดลง

3. การอบออน (Annealing) ทําเพื่อเพิ่มความเหนียวใหแกชิ้นงาน ทําให

เหล็กที่แข็งมากออนตัวลง มี 2 แบบคือ

~ Full Annealing ทําใหเหล็กที่แข็งมากออนตัวลง

~ Process Annealing ทําเพื่อทําลายความเครียด

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



4. การอบปกติ (Normalizing) ทําเพื่อเพิ่มความเหนียวในเนื้อเหล็ก

โดย

การลดขนาดเม็ดเกรนใหละเอียด และมีคุณสมบัติที่สม่ําเสมอทั่วกัน

ทั้งชิ้นงาน

5. การชุบผิวแข็ง (Surface Hardening) ทําเพื่อเพิ่มความแข็งเฉพาะที่

ผิวเหล็กเพราะเหล็กมี C ต่ํากวา 0.50% และตองการทําใหผิวทนตอ

การสึกหรอ©

AIR

BUS

UK

LTD

200

2. A

ll rig

hts

rese

rved

. Con

fiden

tial a

nd p

ropr

ieta

ry d

ocum

ent.


Annealing (การอบออน หรือ อบคลาย)

28

วัตถุประสงคของ การอบเพื่อใหคืนตัว

เนื่องจากเหลก็ทีผ่านการขึ้นรูปเย็น(Cold Working) หรือการหลอมามักจะ

มีความแข็งเพิ่มขึ้น และไมสม่ําเสมอ ทําใหการกลึงหรือไสไดยาก ดังนั้นจึง

จําเปนตองทําลายความแข็งของเหล็กเพือ่กลึงไสไดสะดวก มีสอง 2 วิธี คือ

1. Full Annealing (การอบออนอยางสมบูรณ)

2. Incomplete Annealing หรือ Process Annealing (การอบออนไมสมบูรณ)

2.1 Stress- relief Anneals

2.2 Spheroidising Anneals

หมายถึง

การอบเพื่อใหเหล็กออนลง (Softening) หรือเพื่อทาํใหเหลก็เหนียวขึ้น

(Toughening)

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Full Annealing

เหล็ก Hypo-eutectoid เผาใหมีอุณหภูมิเหนือเสน Ac3 ประมาณ 30-50 oC

เหล็ก Hyper-eutectoid เผาใหมีอุณหภูมิเหนือเสน Ac1 ประมาณ 30-50 oC (ไมเลย Acm)

แชเหล็กทิ้งไวในเตา ใหเปน austenite ทั้งหมด

ปลอยใหเย็นในเตาที่ปดฝาสนิท (ถาเปนเตาไฟฟา ก็เพียงแตถอดปลั๊กออก)

สิ่งที่จะเกิดขึ้น เมื่อเหล็กถกูปลอยใหเย็นชาๆ การเปลี่ยนโครงสรางภายใน

กจ็ะกลับสูสภาพใกลเคียงสมดุลยโครงสรางที่เปนอยูเดิม นั่นคือ มารเทนไซตหรือเบนไนท

จะกลับมาเปนเฟอรไรทและซีเมนไทต ทําใหความแข็งลดลงกลายเปนเหล็กออนนิ่ม

มีความมุงหมาย เพื่อทําใหเหล็กออนลงเพื่อสะดวกในการกลึงไส

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Full Annealing

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Incomplete Annealing (Stress-relief)

เผาเหล็กใหมีอุณหภูมิต่ํากวาเสน Ac1 เล็กนอย (500-650 oC) เมื่อตองการขจัด Stress-relief

แชเหล็กทิ้งไวในเตาไวนานพอสมควรเพื่อใหเหล็กรอนทั่วถึงกัน

(ใหมีอุณหภูมิเทากันถึงภายใน)

สิ่งที่จะเกิดขึ้น วิธีนี้ความแข็งของเหล็กจะลดลงเล็กนอย เพราะโครงสรางของเหล็กแตเดิม

ไมเปลี่ยนแปลงมากนัก แตความเครียดที่มีอยูจะถูกทําลายหมดไป

ปลอยใหเย็นในอากาศ

มีความมุงหมาย เพื่อทําลายความเครียดภายในใหหมดไป เชน เหล็กที่ถูกรีดหรือตีขึ้นรูปมา

ตองผานการ Annealing เพื่อใหความตานทานแรงกระทํานอยลง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Incomplete Annealing(Spheroidising)

0.7-0.8%C เผาใหมีอุณหภูมิต่ํากวา Ac1 และเผาสลับกับสูงกวา Ac1 เพื่อใหออนตัวสูง

>0.8%C เผาใหมีอุณหภูมิสูงกวาเสน Ac1 เล็กนอย เพื่อใหออนตัวสูง

สิ่งที่จะเกิดขึ้น วิธีนี้ทําใหเหล็กมีความเหนียวเพิ่มขึ้น ลดความเปราะลง เนื่องจากการเปลี่ยนโครงสราง

เชนมีดกลึงสามารถกลึงไดผิวที่เรียบขึ้น

ปลอยใหเย็นในอากาศ

มีความมุงหมาย เพื่อทําให pro-eutectoid cementite ขาดเปนชวงๆ และ cementite ใน pearlite

ซึ่งเปนแถบบางๆ (lamella) มีลักษณะเปนเม็ดกลมเล็กๆ (Spheroid)

แชเหล็กทิ้งไวในเตาไวนานพอสมควร (10-15 hr.)

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Incomplete Annealing (Stress-relief Anneals)

500-650 oC

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Incomplete Annealing (Spheroidising Anneals)

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Normalizing (การปรับปรุงความเหนียว)


โดยทั่วไปเหล็กที่ผานการหลอ (Casting) หรือการรีดขึ้นรูปมา มักจะมี

ความแข็งหรือความเหนียวไมสม่ําเสมอตลอดทั้งแทง จึงจําเปนตองนํา

มาทํา Normalizing


การอบเพื่อใหเหล็กมีเหนียวดีขึ้น โดยการลดขนาดของเม็ดเกรนของ

เหล็ก (Grain Size)เพื่อทําใหคุณสมบัติของเหล็กสม่ําเสมอ และขณะเดียวกัน

ก็ลดความเครียดดวย

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Normalizing

แชเหล็กทิ้งไวในเตา (30-60 นาที/ความหนาเฉลี่ย 25 มม.)

ใหอุณหภูมิเทากันหมดทุกจุดตลอดภายในใจกลางดวย

เอาออกจากเตา ปลอยใหเย็นในอากาศธรรมดา

สิ่งที่เกิดขึ้น เหล็กจะมีความเหนียวดีและคุณสมบัติสม่ําเสมอ

เม็ดเกรนของเหล็กจะมีขนาดเล็กกวาแบบ Annealing

เนื่องจากเย็นในอากาศ ดังนั้นอัตราการเย็นตัวจะเร็วกวา

เหล็ก Hypo-eutectoid เผาใหมีอุณหภูมิเหนือเสน Ac3 ประมาณ 30-50 oC

เหล็ก Hyper-eutectoid เผาใหมีอุณหภูมิเหนือเสน Acm ประมาณ 30-50 oC

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Normalizing (การปรับปรุงความเหนียว)

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Tempering (การอบคืนตัว)


เนื่องจากเหล็กที่ผานการชุบ ยอมเกิดความเครียดขึ้นภายใน ถึงมีความแข็ง

เพิ่มขึ้น แตขาดความเหนียว (Ductility) ทําใหเปราะ หลังจากชุบแข็งแลวจึงตอง

นํามาอบ Tempering กอนนําไปใชงานจริง


การอบเพื่อใหเหล็กมีคุณสมบัติเหมาะในการใชงาน ลดความเครียด เพิ่ม

ความเหนียว ลดความเปราะลง

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Tempering

นําเหล็กที่ผานการชุบแลวมาเผาในเตา อุณหภูมิประมาณ 200-400 oC

แชเหล็กทิ้งไวในเตา 1 - 3 ชั่วโมง

เอาออกจากเตา ปลอยใหเย็นในอากาศธรรมดา

สิ่งที่เกิดขึ้น เหล็กที่ผานการชุบ จะมีความเหนียวดีขึ้น แตความแข็งจะลดลงเล็กนอย

ขอควรระวัง ขณะเผาที่อุณหภูมิต่ํา มารเทนไซตจะเปลี่ยนแปลงเล็กนอย จะพยายามเปลี่ยนเปนโครงสรางที่สมดุลยที่อุณหภูมิบรรยากาศ ดังนั้นไมควรเผาอุณหภูมิเกิน 400 oC เพื่อไมใหมารเทนไซตคืนตัวหมด

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Tempering (การอบคืนตัว)

150-250 oC

ทําลายความเครียด/เหนียวสูง

เหนียวสูง/สปริง/ใกลเคียง Bainiteลดความเครียด/hardness ลดลงเล็กนอย

500-650 oC350-450 oC

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Hardening (การชุบแข็ง)

ความแข็งของเหล็กที่ผานการชุบ ขึ้นอยูกับสองสิ่ง คือ

1. ปริมาณ Carbon ในเหล็ก กลาวคือ ถามีมาก โอกาสที่จะเปลี่ยนเปน มาร

เทนไซตก็ยิ่งงาย และทําใหเกิดปริมาณของ มารเทนไซตงาย

2. อัตราความเร็วในการชุบ กลาวคือ ยิ่งเย็นเร็วๆ โอกาสที่ออสเทนไนท จะ

เปลี่ยนเปนมารเทนไซตก็มีมาก ในทางตรงขามถาเย็นชาๆ ออสเทนไนทจะ

เปลี่ยนเปนเฟอรไรท กับซีเมนไตตหมด


การชุบเพื่อใหเหล็กมีความแข็งขึ้น

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Hardening

เผาเหล็กใหรอนถึงอุณหภูมิประมาณ 800-900 oC (ขึ้นกับชนิดของเหล็ก)

ถา C< 0.8%ใหใชอุณหภูมิเลยเสน A3 ประมาณ 50-75 oC

ถา C>0.8% ใหใชอุณหภูมิเลยเสน A1 ประมาณ 50-75 oC เทานั้น

เมื่อเหล็กกลายเปน ออสเทนไนท แชอุณหภูมิไวประมาณ 1 ชม./ความหนา 25 มม.

เอาออกจากเตาทําใหเย็นโดยเร็ว ดวยการจุมในน้ํา (Water Quench)

หรือในน้ํามัน (Oil Quench)

สิ่งที่เกิดขึ้น ออสเทนไนทเปลี่ยนกลับเปนเฟอรไรทและเพิรไลทไมทัน แตใหโครงสรางที่มีความแข็งสูง เรียก มารเทนไซต

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


กรรมวิธีการทํา Hardening

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม

มาตรฐาน หมายถึง ?

การกําหนด ขนาด น้ําหนัก รูปราง สวนผสม คุณสมบัติวัสดุ เพื่อทํา

ใหผูผลิตสามารถผลิตวัสดุชนิดเดียวกันใหไดมาตรฐานเดียวกัน ซึ่งจะทํา

ใหสามารถเลือกใชวัสดุจากผูผลิตรายตางๆ มาใชทดแทนกันไดโดยไมมี

ความแตกตางกัน

มาตรฐานเหล็กมีหลายมาตรฐาน ซึ่งการกําหนดมาตรฐานจะขึ้นอยู

กับแตละประเทศที่เปนผูกําหนด

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



ระบบมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม

ตัวอยางของมาตรฐานเหล็กที่สําคัญ

1. มาตรฐานอเมริกา แบงออกเปน 2 ชนิดคือ

1.1 มาตรฐานสมาคมวิศวกรรมยานยนต (Society of

Automotive Engineer : SAE)

1.2 มาตรฐานสถาบันเหล็กและเหล็กกลาแหงอเมริกา

(American Iron and Steel Institute : AISI)

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



1.1 มาตรฐานสมาคมวิศวกรรมยานยนต (Society of Automotive

Engineer : SAE)

SAE 1 0 2 0

ระบบมาตรฐานวิศวกรรมยานยนตเหล็กกลาคารบอน

ไมมีธาตุอื่นผสม

มี C = 20/100 = 0.20%

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



1.1 มาตรฐาน SAE

SAE 2 5 1 5

ระบบมาตรฐานวิศวกรรมยานยนต

เหล็กกลาผสมนกิเกิล©

AIR

BUS

UK

LTD

200

2. A

ll rig

hts

rese

rved

. Con

fiden

tial a

nd p

ropr

ieta

ry d

ocum

ent.



1.1 มาตรฐาน SAE

SAE 3 2 4 0

ระบบมาตรฐานวิศวกรรมยานยนต

เหล็กกลาผสมนกิเกิลและโครเมียม

ปริมาณนิกเกิล 2% มีโครเมียมเล็กนอย

มี C = 40/100 = 0.40%

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



1.2 มาตรฐานสถาบันเหล็กและเหล็กกลาแหงอเมริกา (American Iron and Steel Institute : AISI)

AISI C 1 0 4 5

ระบบมาตรฐานสถาบันเหล็กและเหล็กกลาแหงอเมริกา

เหล็กกลาที่ผลิตจากเตา Open Heart ชนิดดางเหล็กกลาคารบอน

ไมมธีาตุอืน่ผสม

มี C = 45/100 = 0.45%

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.



1.2 มาตรฐานสถาบันเหล็กและเหล็กกลาแหงอเมริกา (American Iron and Steel Institute : AISI)

AISI E 6 3 5 5

ระบบมาตรฐานสถาบันเหล็กและเหล็กกลาแหงอเมริกา

เหล็กกลาที่ผลิตจากเตา Open Heart ชนิดดางเหล็กกลาผสมโครเมียมและวานาเดียม

มี โครเมียม 3% มีวานาเดียมเล็กนอย

มี C = 55/100 = 0.55%

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


ตารางชนิดของเหล็กกลาคารบอนและเหล็กกลาผสม

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


ตารางชนิดของเหล็กกลาคารบอนและเหล็กกลาผสม

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Aircraft Application

รหัสของเหล็กกลาที่นิยมนํามาใชในอากาศยาน

ANSI 4130 ( chromium-molybdenum alloy ) ( aircraft steel )

เนื่องจาก

- weldability

- fabrication

- hardenability

- resistance abrasion

ANSI 4130 N หมายถึง ผานกระบวนการ Heat treatment ( Normalizing )

ANSI 4130 QT900 degree F หมายถึง ผานการ Quenched เสร็จแลวก็ Tempered ที่อุณหภูมิ

900 องศาฟาเรนไฮท ซึ่งจะมีความแข็งแรงกวา แตราคาก็แพงกวาดวย

( ในหนังสือ Aircraft Spruce )

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Aircraft Application

300M is a low alloy, vacuum melted, steel of very high strength.

Essential it is a modified AISI 4340 steel with silicon, vanadium and

slightly greater carbon and molybdenum content than 4340.

Carbon 0.38-0.46 Silicon 1.45-1.85

Chromium 0.7 – 0.95 Sulphur 0.01 max

Iron Balance Vanadium 0.05 min

Manganese 0.6 – 0.9 Phosphorus 0.01 max

Molybdenum 0.3 – 0.65 Nickel 1.65-2

Use in aircraft landing gear, high strength bolts and airframe parts.

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Application in Nose Landing Gear

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Application in Mounting Engine

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Application in Aircraft

Seat Component

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Application in Aircraft Bolt&Nut

รหัสระบุ คือ AN ( Army Navy Standard ) หรือ MS ( Military Standard )

หรือ NAS ( National Aerospace Standard )

จะมี Minimum Tensile Strength 125,000 PSI

วัสดุเปนเหล็กผสม 4037 (Molebdenum)หรือ 8740 ( Ni Cr Mo ) ซึ่งผานการ Heat

Treatment แลว ทําเกลียวจากนําไปชุปเคลือบผิวดวย Cadmium

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Extra Lesson

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Extra Lesson

©AI

RBU

S U

K LT

D 2

002.

All

right

s re

serv

ed. C

onfid

entia

l and

pro

prie

tary

doc

umen

t.


Extra Lesson

เหล็กกล าผสม (alloy...

Documents