corrosion สนิมและการกัดกร่อน

Fundamental Fundamental Fundamental Fundamental Fundamental Fundamental Fundamental Fundamental

of Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosionof Corrosion

ความรเบ�องตนเร� องสนม และการกดกรอน

•To acknowledge and understand the fundamental of corrosion, types and materials standard, design and practice, application and selection.•To be able to analyze and trouble shoot the basic

Objective

practice, application and selection.•To be able to analyze and trouble shoot the basic problems of corrosion.

การจาแนกประเภทของการกดกรอน1

ปฏกรยาไฟฟาเคม2

Contents

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน3

คณสมบตของวสด4

การจาแนกประเภทของการกดกรอนการจาแนกประเภทของการกดกรอน

การจาแนกประเภทของการกดกรอนกดกรอน (Corrosion) คอ ปฏกรยาระหวางวสดโลหะกบส2งแวดลอมซ2งนาไปสการเส2อมสภาพของวสดน?น และยงผลใหความสามารถในการทาหนาท2ของวสดดงกลาวเสยไป โดยสวนใหญปฏกรยาดงกลาวจะเปนปฏกรยาเคมไฟฟา แตท?งน?สามารถใหญปฏกรยาดงกลาวจะเปนปฏกรยาเคมไฟฟา แตท?งน?สามารถเปนปฏกรยาเคม หรอปฏกรยาทางกายภาพของโลหะไดเชนกน

การกดกรอนของเหลก เรยกวาการเกดสนม หรอเหลกออกไซดเกดจากเหลกทาปฏกรยากบออกซเจนโดยออกซเจนจากอากาศหรอน?า

การจาแนกประเภทของการกดกรอน

แบงตามสภาวะแวดลอมท2เกดข?นสามารถแบงการกดกรอนออกไดเปน 2 ประเภทคอ

� การกดกรอนในสภาพช?น (Wet corrosion) การกดกรอนประเภทน?จะเกดข?นเม2อโลหะไดรบความเปยกช?นจากน?าหรอประเภทน?จะเกดข?นเม2อโลหะไดรบความเปยกช?นจากน?าหรอสารละลายอเลกโตรไลท เปนการกดกรอนท2เกดข?นกบวสดประเภทโลหะมากท2สด เชน การเกดสนมเหลก เปนตน

� การกดกรอนในสภาพแหง (Dry corrosion) การกดกรอนประเภทน? เกดเน2องจากสภาพอณหภมการใชงานท2สง เชน การกดกรอนท2เกดกบเหลกกลา เน2องจากกาซภายในเตาสง

การจาแนกประเภทของการกดกรอนการกดกรอนสามารถจาแนกตามลกษณะทางกายภาพของการกดกรอน หรอตามตวแปรท2มอทธพลตอการกดกรอน

� การกดกรอนแบบสม2าเสมอ (Uniform corrosion)

� การกดกรอนในบรเวณจาเพาะ (Localized corrosion)

�แบบมหภาค (Macroscopic scale)�แบบมหภาค (Macroscopic scale)

• การกดกรอนแบบกลวานก (Galvanic corrosion)

• การสญเสยสวนเจอ (Dealloying)

• การกดกรอนแบบหลม (Pitting corrosion)

• การกดกรอนบรเวณซอก (Crevice corrosion)

• การกดเซาะ (Erosion corrosion)

• การกดกรอนจากการถครด (Fretting corrosion)

การจาแนกประเภทของการกดกรอน�แบบจลภาค (Microscopic scale)

• การกดกรอนบรเวณขอบเกรน (Intergranular corrosion)

• การแตกราวจากแรงเคนและการกดกรอน (Stress corrosion cracking)

• การกดกรอนรวมกบความลา (Corrosion fatigue)

• การแตกราวจากไฮโดรเจน (Hydrogen embrittlement)• การแตกราวจากไฮโดรเจน (Hydrogen embrittlement)

ปฏกรยาไฟฟาเคมปฏกรยาไฟฟาเคม

ปฏกรยาไฟฟาเคมประกอบดวยสวนสาคญตางๆดงตอไปน?

� ข?วไฟฟา ประกอบดวย 2 ข?วคอ cathode และ anode

� สะพานเกลอ (Salt Bridge) ประกอบดวยเกลอท2ละลายน?าไดด และมไอออนบวกและไอออนลบท2เคล2อนท2ดวยความเรวใกลเคยงและมไอออนบวกและไอออนลบท2เคล2อนท2ดวยความเรวใกลเคยงกนเชน KCl, NH4NO3 ทาหนาท2ใหไอออนจากสารละลายหน2งขามผานไปอกขางหน2งได

Zn (s ) + 2OH -(aq) ZnO(s) + H 2O(l) + 2e-

ปฏกรยาไฟฟาเคม� การพจารณาช?วไฟฟาในเซลลไฟฟาเคมโดยอาศย กระแสไอออน (ion current ) โดยพจารณาวา เม2อเกดปฏกรยา เกดไอออนชนดใดท2ข?วไฟฟา โดย ข?ว Cathode คอ ข?วท2เกดปฏกรยา Reduction และ ข?ว Anode คอ ข?วท2เกดปฏกรยา Oxidationข?ว Anode คอ ข?วท2เกดปฏกรยา Oxidation

ปฏกรยาไฟฟาเคม� เซลลกลปวานก (Galvanic cell) galvanic cell เปนเซลลไฟฟาเคมทาใหเกดกระแสไฟฟา เรยกวาเซลลโวลตาอก (Voltaic cell) และเปนเคร2องมอท2ทาใหเกดการแลกเปล2ยนอเลกตรอนระหวางปฏกรยาออกซเดชนและรดกชนผานลวดตวนาไฟฟา แบงเปน 2 ชนดคอ

1. เซลลปฐมภม (Primary cell)1. เซลลปฐมภม (Primary cell)2. เซลลทตยภม (Secondary cell)

ปฏกรยาไฟฟาเคม1. เซลลปฐมภม (Primary cell) คอเซลลกลวานกชนดท2ปฏกรยาเคมภายในเซลลจะใหผลผลตท2ไมสามารถผนกลบเปนสารต?งตนไดหรอแบบไมผนกลบ ดงน?นเม2อเซลลเส2อมสภาพกจะไมมกระแสไฟฟาไหล ไมสามารถประจไฟเขาไปใหม เชน ถานไฟฉาย เซลลเช?อเพลงเซลลเช?อเพลง

ปฏกรยาไฟฟาเคม2. เซลลทตยภม (Secondary cell) คอเซลลกลวานกชนดท2ปฏกรยาเคมผนกลบได โดยการตอไฟฟากระแสตรงจากภายนอกเซลลเขาสเซลลในทศทางกลบกนกบทศทางของกระไฟฟาท2เกดข?นในเซลล เม2อเซลลเส2อมสภาพกสามารถทาใหเซลลกลบสสภาพเดมได เชน แบตเตอรสะสมไฟฟาแบบตะก2ว เปนตนได เชน แบตเตอรสะสมไฟฟาแบบตะก2ว เปนตน

ปฏกรยาไฟฟาเคมตวอยางปฏกรยารดอกซในเซลลกลปวานก ประกอบดวย 2 คร2 งเซลล โดยแตละคร2 งเซลลจะประกอบดวยข?วไฟฟาท2จมลงไปในสารละลาย แทงสงกะสและแทงทองแดงในเซลลเปนข?วไฟฟาซ2งเรยกวา อเลกโทรด (electrode) ข?วท2เกดปฏกรยาออกซเดชน เรยกวา ข?วแอโนด (anode) และข?วท2เกดปฏกรยารดกชน เรยกวาข?วแคโทด (cathode)ข?วท2เกดปฏกรยารดกชน เรยกวาข?วแคโทด (cathode)

� ปฏกรยาออกซเดชนท2แอโนด (Zn) Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

� ปฏกรยารดกชนท2แคโทด

(Cu) Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)

ปฏกรยาไฟฟาเคม

ตวอยางปฏกรยารดอกซในเซลลกลปวานก

ปฏกรยาไฟฟาเคม�� Galvanic seriesGalvanic series

Element IonElectrode Potential

(Volts)

Hydrogen

Overvoltage

(Volts)

Magnesium Mg2+ -1.87 (Base End) 0.7

Aluminium Al3+ -1.35 0.5

Zinc Zn2+ -0.76 0.7

Chromium Cr2+ -0.6 0.32

Iron Fe2+ -0.44 0.18Iron Fe2+ -0.44 0.18

Cadmium Cd2+ -0.4 0.5

Cobalt Co2+ -0.29

Nickel Ni2+ -0.22 0.15

Tin Sn2+ -0.14 0.45

Lead Pb -0.13 0.45

Hydrogen H+ 0.00 -

Antimony Sb3+ +0.11 0.42

Copper Cu2+ +0.34 0.25

Silver Ag+ +0.8 0.1

Gold Au3+ +1.3 (Noble End) 0.35

Oxygen OH- +0.4

Chlorine Cl- +1.36

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนเราสามารถชะลอการกดกรอนของโลหะไดโดย

1) การเลอกใชวสด (Material selection)

2) การออกแบบ (Design)

3) การปรบสภาพแวดลอม (Modification 3) การปรบสภาพแวดลอม (Modification

of environment) และการบารงรกษาโลหะ

4) การเคลอบผว/ทาส (Coating/painting)

5) วธการทางไฟฟา-เคม (Electrochemical methods)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน11)) การเลอกใชวสดการเลอกใชวสด ((Material selection)Material selection)�ในกรณท2ตองเช2อมตอโลหะ 2 ชนดท2ตางกน ควรเลอกโลหะท2มคาศกยไฟฟารดกชน (Reduction potential) ใกลเคยงกน เพ2อปองกนการกดกรอนเน2องจากความตางศกย (Galvanic corrosion)�ในกรณของเหลกกลาไรสนมท2ใชงานบรเวณท2ใกลทะเล เราสามารถลดแนวโนมการเกดการกดกรอนแบบหลม(Pitting) ไดโดยเลอกใชเกรด 316 ท2ผสมโมลบดน2มประมาณ เกดการกดกรอนแบบหลม(Pitting) ไดโดยเลอกใชเกรด 316 ท2ผสมโมลบดน2มประมาณ 2 % แทนเกรด 304�ในกรณของเหลกกลาไรสนมท2หนาและตองทาการเช2อม เราสามารถปองกนการกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular corrosion) ไดโดยเลอกใชเกรดท2มคารบอนต2า (ไมเกน 0.03% เชน เกรด 316L) หรอเกรดท2ผสม Ti หรอ Nb (ซ2 งมความสามารถในการจบกบคารบอนไดดกวาโครเมยม)�ใสใจเร2องการเลอกใชลวดเช2อม เพ2อปองกนการกดกรอนบรเวณรอยเช2อม

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน22)) การออกแบบการออกแบบ ((Design)Design)ออกแบบใหสดสวนพ?นท2ของอาโนดตอพ?นท2ของคาโธดท2สงจะลดการกดกรอนแบบ Galvanic ไดดกวา

�ทาการเคลอบโดยการพจารณาอยางรอบคอบ เชน ไมควรทาสบนโลหะท2ทนการกดกรอนนอย (anode) โดยไมทาสบนโลหะท2ตานทานการกดกรอนมากกวา (คาโธด) เน2องจากรนอย (anode) โดยไมทาสบนโลหะท2ตานทานการกดกรอนมากกวา (คาโธด) เน2องจากรขนาดเลก (pin-holes) ในบรเวณท2ทาสไมสมบรณจะทาใหเกดพ?นท2อาโนดขนาดเลก แตมพ?นคาโธดท2ขนาดใหญ จงเปนการเรงการกดกรอนเฉพาะบรเวณท2อาโนด�ลดการสมผสทางไฟฟาระหวางโลหะตางชนดกนเพ2อปองกน Galvanic corrosion เชน ใชฉนวน (insulator) ค2น�ใชปะเกน (Gasket) ท2เปนของแขง เชน เทฟลอนแทนวสดท2ดดซบของเหลวได

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน22) ) การออกแบบการออกแบบ ((Design)Design) ตอตอ�ออกแบบเผ2อใหช?นงานใหมความหนามากข?น หรอออกแบบใหช?นงานท2เปนอาโนดสามารถถอดเปล2ยน ซอมบารงไดงาย�ในกรณท2สงผานของเหลวท2มตะกอนตามทอโลหะ อาจพจารณาใชตวกรองเพ2อกรองของแขงออก เพ2อชวยลดการกดเซาะ�สาหรบเหลกกลาไรสนมท2ไดสญเสยโครเม2ยมไปในรปของคารไบด (sensitised) เชน �สาหรบเหลกกลาไรสนมท2ไดสญเสยโครเม2ยมไปในรปของคารไบด (sensitised) เชน ช?นงานหนาท2ผานการเช2อม การปรบปรงโดยกระบวนการทางความรอนเพ2อละลายคารไบดจะสามารถชวยปองกนการกดกรอนตามขอบเกรนได�เราสามารถลด Stress corrosion cracking ไดโดยการลดความเคนเหลอคางในช?นงานใหต 2าลง โดยการอบคลายความเครยด�ออกแบบควบคมการไหลของสารท2ขนสงในทอและวาลวใหเหมาะสม โดยคานงถงรปรางและลกษณะทางเรขาคณต หรอการเพ2มความหนาของวสดบรเวณท2ถกกดเซาะสง (Erosion corrosion) เปนตน

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน22) ) การออกแบบการออกแบบ ((Design)Design) ตอตอ

�ใชการเช2อมแทนการใชหมดย ?า (Rivet) หรอสลกเกลยว (Bolt) ในการยดวสด

�การเช2อมตอโลหะ 2 ชนดท2ตางกน ควรเลอกใชโลหะท2ใชเช2อมท2ตานทานการกดกรอนสงกวาโลหะพ?น (Base metal) ท2ตองการยดตออยางนอย 1 ตว

การใชการใช BoltBolt ยดโลหะยดโลหะ การเช2อมยดโลหะการเช2อมยดโลหะ

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน33) ) การปรบสภาพแวดลอมการปรบสภาพแวดลอม ((Modification of environment)Modification of environment) และการบารงรกษาโลหะและการบารงรกษาโลหะ

�การใชสารยบย ?งการกดกรอน (inhibitor) เตมในสารละลายท2ตองการใชลาเลยง จดเกบหรอใชทาการผลต เพ2อลดการกดกรอนของอปกรณโลหะท2สมผส�การศกษาถงอทธพลของปจจยทางส2งแวดลอมท2มตอการกดกรอน เชน การเปล2ยนสภาพจากคาโธดเปนอาโนดในระบบส2งแวดลอมตางๆ เปนตนทาความสะอาด ตรวจสอบอปกรณและขจดตะกอนท2ตกคางอยางสม2าเสมอ เปนตน

จากคาโธดเปนอาโนดในระบบส2งแวดลอมตางๆ เปนตน�ทาความสะอาด ตรวจสอบอปกรณและขจดตะกอนท2ตกคางอยางสม2าเสมอ เปนตน

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน44)) การเคลอบผวการเคลอบผว//ทาสทาส ((Coating/painting)Coating/painting) เปนการปองกนไมใหเหลกถกกบแกสออกซเจนและความช?น ซ2 งเปนการปองกนการเกดสนมของเหลกได เปนวธท2สะดวก และใหผลดในการปองกนการเกดสนม แตขอควรระวงในการเคลอบผวกคอตองเคลอบอยางมดชด การเคลอบผวมวธดงตอไปน?�การเคลอบผวดวยพลาสตกการเคลอบผวดวยพลาสตก�การเคลอบผวดวยส�การเคลอบผวดวยน?ามน�การเคลอบผวดวยการรมดา เปนการปองกนการผกรอนของโลหะอกวธหน2ง โดยการเคลอบสารสดาท2แผนโลหะ โดยใชความรอนมดวยกนหลายแบบ เชน การเคลอบผวเหลกดวยสงกะส ดบก หรออนาเมล

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน55)) วธการทางไฟฟาวธการทางไฟฟา--เคมเคม ((Electrochemical methods)Electrochemical methods)�วธ Cathodic protection โดยการทาใหโครงสรางท2ตองการปองกนเปนคาโธด ซ2 งอาจทาโดยการใหกระแสไฟฟา(impressed current) หรอการใชอาโนดส?นเปลอง (sacrificial anode) โดยใชวสดตวอ2นซ2 งทาหนาท2เปนอาโนดตอเขากบโลหะท2ตองการปองกน เพ2อใหผกรอนแทนกรอนแทน

� วธ Anodic protection โดยการใชกระแสไฟฟาจากภายนอกทาใหโลหะท2ตองการปกปองสรางช?นฟลมท2เสถยร(protective film) ท2ผวซ2 งจะใชไดกบโลหะเพยงบางชนด ตางจาก Cathodic protection ท2สามารถใชกบโลหะไดทกชนด

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการเกดสนมเหลก การเกดสนมเหลก เกดข?นจากการท2เหลกสมผสกบน?าหรอไอน?าท2มออกซเจนละลายอย ซ2 งปฏกรยาท2เกดข?นคอ

� Fe(s) � Fe2+(aq) + 2e-

� O2(g) + 2H2O + 4e-� 2OH-(aq)

ซ2 งเม2อรวมปฏกรยาการใหและรบอเลกตรอนเขาดวยกนจะไดซ2 งเม2อรวมปฏกรยาการใหและรบอเลกตรอนเขาดวยกนจะได

� 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O � Fe(OH)2(s)โดยผลตภณฑท2ไดคอ Fe(OH)2 ไมละลายน?า และสามารถเกดปฏกรยากบออกซเจน

ตอไปดงน?

� 4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O � 4Fe(OH)3(s)

โดย Fe(OH)3 ท2เกดข?นน? มลกษณะขรขระเปนรพรนและมสน?าตาลแดง ซ2 งรจกท2วไปคอสนมเหลก ซ2 งเปนผลตภณฑสดทายท2เกดข?นจากการสกกรอน

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

EnvironmentEnvironment

•• Nature of the Nature of the corrodentcorrodent

•• Operating conditionOperating condition

•• Polarization effectsPolarization effects

•• Electrochemical Electrochemical

Material Material propertiesproperties

•• Electrochemical Electrochemical activity of materialactivity of material

•• HomogeneityHomogeneity

•• PassivityPassivity

Physical Physical conditionsconditions

•• DesignDesign

•• StressStress

•• CouplesCouples

•• External energyExternal energy

•• Mechanical actionMechanical action


Schematic Summary of the Various Form of Corrosion


The corrosion appearances on elements and on base metal

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนMetallic Metallic Corrosion and Its PreventionCorrosion and Its Prevention

� Uniform Corrosion� Galvanic Corrosion� Pitting CorrosionPitting Corrosion� Intergranular Corrosion� Crevice Corrosion� Erosion Corrosion� Stress Corrosion Cracking� Selective Leaching

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนแบบสม2าเสมอการกดกรอนแบบสม2าเสมอ ((UniformUniform corrosion)corrosion)

การกดกรอนแบบสม2าเสมอการกดกรอนแบบสม2าเสมอ ((UniformUniform corrosion)corrosion)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนแบบสม2าเสมอการกดกรอนแบบสม2าเสมอ ((UniformUniform corrosion)corrosion) เปนการกดกรอนท2เกดข?นเน2องจากโลหะสมผสกบส2งแวดลอมโดยอตราการสญเสยของเน?อโลหะท2บรเวณตางๆ จะใกลเคยงกน ทาใหสามารถวดอตราการกดกรอนและออกแบบการบารงรกษาตามชวงระยะเวลาได

� การกดกรอน<0.15 มม. ตอป โลหะในหมวดหมนQมความตานทานการกดกรอนทRดเทาทRเหมาะสาหรบชQนสวนทRสาคญเชน เพลาปWม, สปรงและใบพดของปQมการกดกรอน<0.15 มม. ตอป โลหะในหมวดหมนQมความตานทานการกดกรอนทRดเทาทRเหมาะสาหรบชQนสวนทRสาคญเชน เพลาปWม, สปรงและใบพดของปQม

� การกดกรอน0.15-1.5 มม. ตอป โลหะในหมวดหมนQเหมาะสาหรบอปกรณเครRองจกรทRสามารถยอมใหมการกดกรอนไดสง เชน ถง, ทอ, วาลว และสลกเกลยว

� การกดกรอน>1.5 มม. ตอป ไมเหมาะกบสาหรบใชงาน

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนแบบสม2าเสมอการกดกรอนแบบสม2าเสมอ ((UniformUniform corrosioncorrosion))

การปองกนและการแกไข

� เลอกใชวสดอ2นท2เหมาะสมกวา

� ใชสารยบย ?ง (Inhibitor)

� การชบเคลอบผวโลหะและการฉาบผวโลหะดวยสารอ2น (Coatings) � การชบเคลอบผวโลหะและการฉาบผวโลหะดวยสารอ2น (Coatings)

� การลดความตางศกย (Cathodic protection)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการการกดกรอนเน2องจากความตางศกยกดกรอนเน2องจากความตางศกย ((GalvanicGalvanic corrosioncorrosion)) เชน เม2อโลหะ 2 ชนดท2ตางกนมาเช2อมตอกนจะเกดความตางศกยข?น ทาใหเกดการไหลของอเลกตรอนระหวางโลหะท?งสอง โลหะท2ตานทานการกดกรอนไดนอยกวาจะเปนอาโนด โลหะท2ตานทานการกดกรอนไดมากกวาทาหนาท2เปนคาโธด โดยระดบการกดกรอนข?นกบสภาพส2งแวดลอมท2โลหะท?งสองเปนคาโธด โดยระดบการกดกรอนข?นกบสภาพส2งแวดลอมท2โลหะท?งสองสมผส ระยะหางจากรอยตอ (การกดกรอนแบบกลวานคจะรนแรงท2สดบรเวณใกลรอยตอระหวางโลหะท?งสอง และอตราการกดกรอนจะลดลงเม2อระยะหางจากรอยตอน?นเพ2มข?น) สดสวนพ?นท2ของคาโธดตอพ?นท2ของอาโนด (ย2งสดสวนดงกลาวมาก ความรนแรงของการกดกรอนท2อาโนดกจะย2งสงข?น)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการการกดกรอนเน2องจากความตางศกยกดกรอนเน2องจากความตางศกย ((GalvanicGalvanic corrosion)corrosion)

พ?นผวแคโทดขนาดเลกและผลพ?นผวแอโนดขนาดใหญในการกดกรอน

เลกนอย

ในทางกลบกน (แคโทดขนาดใหญ และแอโนดขนาดเลก) การกดกรอนจะรนแรง


โลหะท2มศกยไฟฟาต2ากวาจะเปนอาโนดและเกดการกดกรอนต2ากวาจะเปนอาโนดและเกดการกดกรอน


การปองกนการกดกรอนมหลายวธดงน?

� เลอกใชวสดท2มคา galvanic Series ใกลเคยงกนเทาท2เปนได

� หลกเล2ยงอตราสวนของพ?นท2คาโธด/อาโนด ปรบใหพ?นท2ท?งสองใกลเคยงกน

� ใชฉนวนก?นในบรเวณท2ใชโลหะตางชนดกนมาสมผสกน� ใชฉนวนก?นในบรเวณท2ใชโลหะตางชนดกนมาสมผสกน

� ใชสารเคลอบผวอยางระมดระวง ดแลการเคลอบผวใหอยในสภาพด

� เตมสารยบย ?ง เพ2อลดความรนแรงของการกดกรอน

� ออกแบบท2ใหสามารถเปล2ยนช?นงานท2เปนอาโนดไดงาย

� ตดต?งวสดท2สามท2มคาความตางศกยนอยกวาโลหะท?งสอง เพ2อใหเกดการกดกรอนแทน


ลกษณะการกดกรอนแบบ ลกษณะการกดกรอนแบบ Galvanic CorrosionGalvanic Corrosion

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการการผกรอนเปนแบบรผกรอนเปนแบบรลกลก ((Pitting Corrosion) Pitting Corrosion) ในโลหะ ปรมาณโลหะท2ถกกดกรอนไปเปนสวนเลก แตทาใหเกดความเสยหายไดมาก การตรวจสอบทาไดยาก บางคราวปากรอาจจะเลกจนแทบมองไมเหน แตขางในเปนโพรงใหญเกดจากสาเหตดงน?

�Concentration Cell ตามบรเวณปะเกนใตหวหมด หรอมมอบตาง ๆ เม2อเกดการผกรอน สนมหรอวตถแปลกปลอมอ2น ๆ จะชวยก?นให concentration ระหวาง anode กบ cathode ตางกนมากข?น การผกรอนจะดาเนนไปเปนจด ๆ ลกลงไปในโลหะมากข?นทกทตางกนมากข?น การผกรอนจะดาเนนไปเปนจด ๆ ลกลงไปในโลหะมากข?นทกท�เกดในน?าท2ม chloride อย มกจะเกดกบ aluminum หรอ stainless steel ซ2 งเปนโลหะท2อาศย oxide film ตามผว เพ2อปองกนการผกรอน ถาผว oxide film เกดเปนร โลหะท2จดน?นกจะผกรอนไดงาย ย2งถาอยในสภาพน?าน2งหรอปรมาณออกซเจนในน?ากอาจจะมนอย ทาใหเกดการ oxide film เพ2อปองกนผวเปนไปไดชา ฉะน?น โลหะจะ pit เปนรไดงาย

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนเปนแบบรลกการผกรอนเปนแบบรลก (Pitting Corrosion) (Pitting Corrosion)

การปองกนการกดกรอนแบบรลกมหลายวธดงน?

� ไมควรนาโลหะท2เกด pitting ไดงาย หรอมแนวโนมอยางชดวาจะเกด pitting ไปใชผลตเปนอปกรณโรงงานตวอยางเชน การเปล2ยนจากเหลกสแตนเลส ชนด 18 – 8 ท2มโมลบดนม 2% เปนเหลกสเตนเลส ชนด 316 จะทาใหความตานทานการเกด pitting โมลบดนม 2% เปนเหลกสเตนเลส ชนด 316 จะทาใหความตานทานการเกด pitting เพ2มข?นอยางมากมาย การเตมโลหะโมลบดนมชวยเพ2มความสามารถในการปองกน ซ2 งเปนผลมาจาก passive surface มเสถยรภาพเพ2มข?นมากน2นเอง

�การใชสารยบย ?ง (inhibitiors) ซ2 งคอสารเคมท2เขาไปขดขวางไมใหองคประกอบหลงของปฏกรยาไฟฟาเคมในการกดกรอนเกดข?นครบถวนท?ง 3 ประการ เตมลงไปในส2งแวดลอมท2อาจจะกอใหเกด pitting ไดงาย ดงน?น corrosion จงไมเกดข?น

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการการผกรอนเปนแบบรผกรอนเปนแบบรลกลก ((Pitting Corrosion)Pitting Corrosion)

The shape of Pitting CorrosionThe shape of Pitting Corrosion

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการการผกรอนเปนแบบรผกรอนเปนแบบรลกลก ((Pitting Corrosion)Pitting Corrosion)

Pitting CorrosionPitting Corrosion

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนตามขอบเกรนการกดกรอนตามขอบเกรน ((IntergranularIntergranular and knifeand knife--line attack) line attack) มกจะเกดกบ stainless steel Type 18-8 (คอ โครเมยม 18% นกเกล 8%) ท2ไดรบ heat treatment มาไมถกตอง ถา 18-8 Stainless steel ถกทาใหรอนระหวาง 510 – 760oC เชน ในการเช2อมเปนเวลานานพอสมควร (เรยกวา Sensitization) โครเมยมในเหลกจะทาปฏกรยากบ carbon เปน chromium carbide ตกตะกอนมาอยตามบรเวณขอบ grain ฉะน?น ปรมาณของโลหะโครเมยมตามบรเวณใกล ๆ ขอบ grain จะมนอยกวาปกต โดยท2เหลกชนดน?อาศยโครเมยมโครเมยมตามบรเวณใกล ๆ ขอบ grain จะมนอยกวาปกต โดยท2เหลกชนดน?อาศยโครเมยมเปนตวปองกนการผกรอน (เพราะเกดเปน Chromium oxide film ปองกนผว) ถาตามขอบ grain มโครเมยมเม2อใชงานในน?าหรอกรด กจะเกดการผกรอนโดย eletrochemicalcorrosion cells ไดโดยรวดเรวตามบรเวณน?น บางคราวเน?อเหลกถงกบรอนหลนลงมาเปนเมลด ๆ วธปองกนกคอ ตองเผาเหลกชนดน? ใหรอนถง 1010 – 1120oC เพ2อให chrormiumcarbide กลบคนมาเปนโครเมยมดงเดม แลวทาใหเยนผานชวง sensitization temp (510 –760oC) โดยเรว

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนตามขอบเกรนการกดกรอนตามขอบเกรน ((IntergranularIntergranular and knifeand knife--line attack)line attack)

Chromium carbide precipitate

Grain boundaries

Cr23 C6

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนตามขอบเกรนการกดกรอนตามขอบเกรน ((IntergranularIntergranular and knifeand knife--line attack)line attack)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนตามขอบเกรนการกดกรอนตามขอบเกรน ((IntergranularIntergranular and knifeand knife--line attack)line attack)การปองกนการกดกรอนแบบเกรนมหลายวธดงน?

� เผาเหลกชนดน? ใหรอน 1010 – 1120oC เพ2อให chrormium carbide กลบคนมาเปนโครเมยมดงเดม แลวทาใหเยนผานชวง sensitization temp (510 – 760oC) โดยเรว

� ใสโลหะอ2นท2รวมตวกบคารบอน เปนคารไบดไดดกวาโครเมยม เชน Nb, Ta, Ti ใน� ใสโลหะอ2นท2รวมตวกบคารบอน เปนคารไบดไดดกวาโครเมยม เชน Nb, Ta, Ti ในปรมาณมากพอทาใหไมเกดโครมเรยมคารไบด

� ใชเหลกสเตนเลสท2มปรมาณคารบอนนอยกวา 0.03% ซ2 งเราเรยกวาเปนเหลกสเตนเลสท2มโลหะท2ถก stabilized เพ2อปองกนปญหา intergranular

� การปองกนและหลกเล2ยงปญหา knife-line attack คอ การอบเหลกสเตนเลสน?นใหรอนประมาณ 1065 oC ซ2งเปนอณหภมท2โครเมยมคารไบดละลายเขาสเน?อเกรน แตเกดตะกอนไนโอเบยมคารไบด (หรอคารไบดของ Ta, Ti) ข?น ทาใหมความตานทานตอท?ง knife-line attack และ Intergranular Corrosion แบบท2ว ๆ ไป

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนบรเวณซอกการกดกรอนบรเวณซอก ((Crevice Corrosion) Crevice Corrosion) มกจะเกดกบ stainless steel Type เปนรปแบบของ electrochemical corrosion ท2สามารถเกดข?นไดในรอยแยก รอยราว และภายใตเกราะปองกนผวท2ซ2 งมสารละลาย (น2ง) อย Crevice corrosion มความสาคญทางดานวศวกรรม เม2อมนเกดข?นภายใตประเกน rivets และ bolts ซ2 งอยระหวาง valve disks และ seats ซ2 ง Crevice corrosion เกดข?นในโลหะผสม เชน stainless steels และ titanium, aluminum และ copper alloysaluminum และ copper alloys

Anode reaction : M →M+ + e-Cathodic reaction : O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH-

เม2อดลประจดวยคลอไรดอออนM + Cl- + H2O →MOH + H+Cl-

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนบรเวณซอกการกดกรอนบรเวณซอก ((Crevice Corrosion)Crevice Corrosion)

Mechanism of Crevice Corrosion.Mechanism of Crevice Corrosion.

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนบรเวณซอกการกดกรอนบรเวณซอก (Crevice Corrosion) (Crevice Corrosion) การปองกนการกดกรอนบรเวณซอกมหลายวธดงน?

� ใชการเช2อมแทนท2การใช riveted หรอ botted ในโครงสรางทางวศวกรรม

� ออกแบบภาชนะท2มรระบาย เพ2อปองกนการสะสมตวของสารละลาย

� ใชประเกนท2ไมดดซบสารละลาย เชน Teflon� ใชประเกนท2ไมดดซบสารละลาย เชน Teflon

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะการกดกรอนรวมกบการกดเซาะ ((Erosion Corrosion) Erosion Corrosion) มกจะมใหเหนไดมากในเคร2องจกร หรออปกรณท2ตองใชกบน?าหรอในของเหลวท2มความเรวสง เชน ใบพดของเคร2องสบน?า ขอเล?ยวของทอ ฯลฯ การผกรอนเปนไปดวยเหต 2 อยางรวมกน คอ electrochemical corrosion ธรรมดา และจากแรงกระแทกของน?าหรอผงอ2น ๆ ท2มากบน?า โลหะบางชนดอาจจะทนกบสภาพน?าน2งไดด เพราะม oxide film เกดข?น แตเม2ออยในสภาพน?าไหลแรงหรอมแรงกระแทกตาง ๆ oxide film จะถกทาลายไป โลหะกจะผกรอนโดยเรว น?าไหลแรงหรอมแรงกระแทกตาง ๆ oxide film จะถกทาลายไป โลหะกจะผกรอนโดยเรว วธปองกนกคอ ตองเลอกโลหะโดยตรวจสอบความคงทนของมนในสภาพท2มการเคล2อนไหวจรง ๆ

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะการกดกรอนรวมกบการกดเซาะ ((Erosion Corrosion)Erosion Corrosion)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะการกดกรอนรวมกบการกดเซาะ (Erosion Corrosion)(Erosion Corrosion)การปองกนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะมหลายวธดงน?

� เลอกโลหะโดยตรวจสอบความคงทนของมนในสภาพท2มการเคล2อนไหวจรง ๆ

� ออกแบบระบบทอเพ2อหลกเล2ยง turbulence, cavitations� ออกแบบระบบทอเพ2อหลกเล2ยง turbulence, cavitations

� เคลอบทอดวยวสดท2ทนการกดเซาะ

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการแตกราวจากการกดกรอนและความเคนการแตกราวจากการกดกรอนและความเคน ((Stress Corrosion Cracking) Stress Corrosion Cracking) เปนผลของ corrosion รวมกบ stress ในเน?อโลหะ Stress ม 2 แบบ คอ Stress ภายนอกท2กระทากบโลหะเน2องจากการใชงาน และ Stress ภายในเน?อโลหะเน2องจากการข?นรปโลหะหรอการเช2อม Stress Corrosion มกเร2มจาก corrosion ท2จดใดจดหน2งบนผวโลหะแบบ pitting ซ2 งจะเปนจดเร2มตนของ Stress Corrosion ท2กนของ pit จะม stress เพ2มข?นมาก จนทาใหโลหะแยกออกจากกนได โลหะกจะขาดตอไปอกโดยเรวแยกออกจากกนได โลหะกจะขาดตอไปอกโดยเรว

Tensile stressTensile stress

Corrosive Corrosive environmentenvironment

Susceptible Susceptible material material (Alloy)(Alloy)

Environmentally Induced CrackingEnvironmentally Induced Cracking

EICEIC

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการแตกราวจากการกดกรอนและความเคนการแตกราวจากการกดกรอนและความเคน ((Stress Corrosion Cracking)Stress Corrosion Cracking)

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะการกดกรอนรวมกบการกดเซาะ (Erosion Corrosion)(Erosion Corrosion)การปองกนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะมหลายวธดงน?

� การอบโลหะท2อณหภมสง เพ2อคลายความเครยด และลด stress ในเน?อโลหะลง (Stress Relief)

� ลดความรนแรงของส2งแวดลอมโดยรอบโลหะน?น เชน ลดอณหภม � ลดความรนแรงของส2งแวดลอมโดยรอบโลหะน?น เชน ลดอณหภม ลดความเขมขนของสาร และการใชสารยบย ?ง

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการผกรอนแบบเลอกการผกรอนแบบเลอก ((SelectiveSelective leachingleaching or or DealloyingDealloying)) จะเกดกบโลหะผสมท2ธาตหน2งเสถยรกวาอกธาตหน2งเม2อสมผสกบบรรยากาศ เชน�การผกรอนแบบ Dezincification ของทองเหลอง (ทองแดงผสมสงกะส) ท2สงกะสจะถกละลายออกไป เหลอไวเหลอแตทองแดงท2เปนรพรน ซ2 งแมวารปทรงจะเหมอนเดม แตความแขงแรงจะลดลง

�Graphitization ของเหลกหลอเทา คอ การผกรอนท2เกดข?นเน2องจากเหลก (อาโนด) ผกรอนไป เหลอตาขายกราไฟตลกษณะแผน (Graphite flake) ท2เปนคาโธดไว ทาใหโครงสรางเหลกหลอเทาสญเสยความแขง การแกปญหาทาโดยการใชเหลกหลอกราไฟตกลม หรอเหลกหลออบเหนยว (Malleable cast iron) แทน

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการผกรอนแบบเลอกการผกรอนแบบเลอก ((SelectiveSelective leachingleaching or or DealloyingDealloying))

Graphitic corrosion of a gray cast iron valve

Micrographic appearance of a dezincification of brass.

Plug Denickelification of 70-30 Cu-Ni

Plug Dezincification of Admiralty Brass

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอนการผกรอนแบบเลอกการผกรอนแบบเลอก ((SelectiveSelective leachingleaching or or DealloyingDealloying) ) การปองกนการผกรอนแบบมหลายวธดงน?

� สามารถลดลงปญหาการผกรอนแบบ Dezincification เชน ในทองเหลองโดยการเตมดบกประมาณ 1 % ลงไปเพ2อเพ2มการตานทางการกดกรอน เรยกวธการน?วาการใชสารยบย ?ง (inhibitiors) ทางการกดกรอน เรยกวธการน?วาการใชสารยบย ?ง (inhibitiors)

� ลดความรนแรงของส2งแวดลอมโดยรอบโลหะน?น เชน ลดอณหภม ลดความเขมขนของสาร

คณสมบตของวสดคณสมบตของวสด

เพ2อความงายตอการศกษาวสดทางวศวกรรม จงไดมการแบงประเภทของวสดออกเปน 4 กลมใหญ ไดแก

โลหะ (Metal)

คณสมบตของวสด

โลหะ (Metal)เซรามก (Ceramics)พอลเมอร (Polymer)วสดผสม (Composites)

เปนอนนทรยสารท2มธาตท2เปนโลหะประกอบอยอยางนอย 1 ธาต ตวอยางเชน เหลก ทองแดง อลมเนยม นเกลและไทเทเนยม เปนตน

บางคร? งอาจมธาตท2ไมใชโลหะปะปนหรอเจออย เชน C,N2,O2 โครงสรางของโลหะมรปผลก เน2องจากมการจดเรยงตวของอะตอม

โลหะ โลหะ (Metal)(Metal)

โครงสรางของโลหะมรปผลก เน2องจากมการจดเรยงตวของอะตอมอยางมระเบยบ

เปนส2อนาความรอนและไฟฟาไดดโลหะหลายชนดท2แขงแรงและออนเหนยว (ductile) ท2อณหภมหอง

และหลายชนดท2คงความแขงแรงไดดท2อณหภมสง

1.1. โลหะและโลหะผสมโลหะและโลหะผสม

มกแบงออกเปน 2 ประเภท คอ

1. โลหะทRมเหลกเปนองคประกอบและโลหะผสม (โลหะในกลมเหลก) คอ โลหะทRมเปอรเซนตองคประกอบทRเปนเหลก เชน เหลกกลาและ คอ โลหะทRมเปอรเซนตองคประกอบทRเปนเหลก เชน เหลกกลาและ เหลกหลอ

2. โลหะทRไมมเหลกเปนองคประกอบและโลหะผสม (โลหะนอกกลมเหลก) คอ โลหะทRไมมเหลกเปนองคประกอบหรอมเหลกเพยงเลกนอย ตวอยางเชน อลมเนยม ทองแดง สงกะส ไทเทเนยม และนเกล

ทาไมโลหะกลมเหลกจงเปนวสดทRถกนาจงเปนวสดทRถกนามาใชมากในระดบอตสาหกรรม

สารประกอบทRมเหลกเปนองคประกอบ มอยเปนจานวนมากบนเปลอกโลก

เหลกและเหลกกลาสามารถผลตไดดวยกรรมวธการถลง (exaction) การทาใหบรสทธb (refining) การผสมธาตอRน (exaction) การทาใหบรสทธb (refining) การผสมธาตอRน (alloying) การขQนรป (fabrication) ซRงราคาไมแพง

โลหะกลมเหลกสามารถนามาใชประโยชนไดหลากหลาย เนRองจากสามารถดดแปลงใหมสมบตทางกลและสมบตทางกายภาพไดกวางขวาง

เหลกกลา

เหลกกลา คอ โลหะผสมระหวางเหลกกบคารบอน (อาจมth.88db.com/.../Post_Detail.page?PostID=155796

เหลกกลา คอ โลหะผสมระหวางเหลกกบคารบอน (อาจมธาตอRนบางเลกนอย)

มหลายชนดดวยกน โดยขQนกบสวนผสมทางเคม และกรรมวธทางความรอน

สมบตทางกลของเหลกกลาจะขQนอยกบปรมาณคารบอน (ปกต มปรมาณ < 1.0% โดยนQาหนก)

สามารถแบงกลมของเหลกกลาไดตามปรมาณคารบอน ดงนQเหลกกลาคารบอนตRาเหลกกลาคารบอนปานกลางเหลกกลาคารบอนสง

การแบงกลมของเหลกการแบงกลมของเหลก

เหลกกลาคารบอนสง

แบงเปนกลมยอยของเหลกกลาไดตามปรมาณของธาตผสมอRน ดงนQเหลกกลาคารบอนธรรมดา (plain carbon steel)

เหลกกลาผสม (alloy steel)

เหลกกลาคารบอนตRาเหลกกลาคารบอนตRา

เปนเหลกกลาทRมการผลตใชกนมากมปรมาณ C < 0.25% โดยนQาหนกสามารถเพRมความแขงแรงดวยการรดเยนโครงสรางจลภาคประกอบดวย Ferrite และ Pearliteโครงสรางจลภาคประกอบดวย Ferrite และ Pearliteออน ไมคอยแขงแรง แตเหนยวและแกรงดมากกลงได ไสได เชRอมไดผลตไดในราคาคอนขางตRาเมRอเปรยบเทยบกบเหลกกลาชนดอRนๆ

ตวถงรถยนต เหลกโครงสราง (รปตวไอ เหลกกลวง เหลกฉาก หรอเหลกตวแอล)เหลกแผนบางใชทาทอ ทาตวตก สะพาน และกระปองบรรจอาหารมคา อาหารมคา Yield strength 275 MPa

Tensile strength 415-550 MPa

ความเหนยว 25% Elongation

เหลกกลาคารบอนตRาอกกลมหนRง คอ เหลกกลาผสมตRาความแขงแรงสง (High – Strength Low Alloy : HSLA) ซRงเปนเหลกทRมธาตอRนผสมอย เชน ทองแดง วาเนเดยม นเกล และโมลบดนม ซRงมความเขมขนรวมกนไมเกน 10% โดยนQาหนก

เหลกกลากลมนQมความแขงแรงสงกวาเหลกกลาคารบอนตRาธรรมดา และสามารถเพRมความแขงแรงไดโดยใชกรรมวธทางความรอน ธรรมดา และสามารถเพRมความแขงแรงไดโดยใชกรรมวธทางความรอน

มความแขงแรง > 480 MPa มความเหนยวสง (ขQนรปและกลงไสได) ทนตอการกดกรอนกวาเหลกกลาคารบอนตRาธรรมดา นามาใชทาสะพาน หอสง เสาเสรมตกสง ภาชนะความดน

เหลกกลาคารบอนปานกลางเหลกกลาคารบอนปานกลาง

ม C ผสมอยประมาณ 0.25% และ 0.60% โดยนQาหนกเวลาผลตตองผานกระบวนการทางความรอน คอ ทาใหเปนออสเตนไนต (austenitizing) การทาใหเยนตวอยางรวดเรว ออสเตนไนต (austenitizing) การทาใหเยนตวอยางรวดเรว (quenching) การอบคนตว (tempering) เพRอปรบปรงสมบตทางกลตองอบคนตวกอนนามาใชงานมความสามารถในการชบแขงตRาถาผสม Cr Ni Mo จะชวยเพRมความสามารถในการอบชบ

ถาผานกรรมวธทางความรอนแลว จะทาใหมความแขงแรงสงกวาเหลกกลาคารบอนตRา แตจะทาใหมความเหนยวและความแกรงลดลงนามาใชทาลอและรางรถไฟ เกยร เพลาสงกาลงเครRองยนต และสวนอRนของเครRองจกรกล รวมถงโครงสรางทRตองการและสวนอRนของเครRองจกรกล รวมถงโครงสรางทRตองการความแขงแรงสง มความแกรงและตานทานตอการกดกรอนไดด

The American Society for Testing and Materials (ASTM) และ The Society

of Automotive Engineers (SAE) ไดกาหนดชนดของเหลกและโลหะชนดอRนๆ ดวยเลข 4 หลก โดยทRสองหลกแรกสองหลกแรก :: บอกสวนผสมโลหะบอกสวนผสมโลหะสองหลกหลงสองหลกหลง :: บอกปรมาณคารบอนบอกปรมาณคารบอนเลขหลกทRเลขหลกทR 33,,44 คอปรมาณในหนวยคอปรมาณในหนวย %% ((นQาหนกนQาหนก××××××××รอยรอย))

เหลกกลาคารบอนธรรมดา จะมสองหลกแรก คอ และ เหลกกลาคารบอนธรรมดา จะมสองหลกแรก คอ 1 และ 0เหลกกลาผสม จะมสองหลกแรก คอ 13, 41, 43

ตวอยางเชน 1060 คอ เหลกกลาคารบอนธรรมดา มปรมาณคารบอน 0.60% โดยน+าหนก

การบาน : คนควาเพRมเตม “มาตรฐานเหลกในอตสาหกรรม”

มคารบอนประมาณ 0.60% และ 1.4% โดยนQาหนกมคาความแขงสงสด แขงแรงสงสด แตมความเหนยวตRาสดในกลม

เหลกกลาคารบอนดวยกน

เหลกกลาคารบอนสงเหลกกลาคารบอนสงเหลกกลาคารบอนสงเหลกกลาคารบอนสง

เหลกกลาคารบอนดวยกนมกใชงานหลกจากทRผานการชบแขงและการอบคนตวใชงานในสภาวะทRตองการความตานทานการสกกรอนและตองการความ

คมเพRอตดเฉอนใชทาเครRองมอตด (cutting tools) เชน มด มดโกน ใบเลRอย แมพมพ

(Die) สาหรบขQนรปวสด สปรง ลวดเหลกความแขงแรงสง เหลกตาบเกลยว

มโครเมยม วาเนเดยม ทงสเตน และโมลบดนม ผสมอย ซRงเมRอนามาผสมกบ Carbon จะกลายเปนสารประกอบคารไบด (Carbide) ซRงเปนวสดทRมความแขงสงมาก ทนตอการสกกรอนสง เชน โครเมยมคารไบด (Cr C ) วาเนเดยมคารไบด กรอนสง เชน โครเมยมคารไบด (Cr23C6) วาเนเดยมคารไบด

(V4C3)

ทงสเตนคารไบด (WC)

เหลกกลาไรสนมเหลกกลาไรสนม

ทนทานตอการกดกรอนหรอเกดสนม ในสภาวะแวดลอมตางๆ สง โดยเฉพาะในสภาพบรรยากาศธาตผสมหลกคอ โครเมยม ซRงจะชวยใหเหลกทนตอการกดกรอน โดยม

Cr ผสมอยอยางนอย 11% โดยนQาหนกCr ผสมอยอยางนอย 11% โดยนQาหนกมธาตอRนๆ ผสม เชน Ni, Mo ทRชวยใหทนตอการกดกรอนมสมบตทางกลหลากหลาย และทนการกดกรอนดเยRยมใชงานทRอณหภมสงได (Tmax ~ 1000 °C)

เครRองกาซ turbine เครRองตมไอนQาอณหภมสง ตลบลกปนเตาเผาอบชบ ยานบน จรวด อปกรณไฟฟานวเคลยร

เหลกหลอเหลกหลอเหลกหลอเหลกหลอ

ม C ประกอบอย > 2.14% โดยนQาหนกทางปฏบตมกจะม C อยประมาณ 3.0-4.5 % โดยนQาหนกสวนผสมชวงนQ เหลกหลอจะอยในสภาพของเหลวทRอณหภม

ประมาณ 1150 และ 1300 °C ซRงมอณหภมหลอมเหลวตRา ประมาณ 1150 และ 1300 °C ซRงมอณหภมหลอมเหลวตRา กวาเหลกกลา ดงนQนเหลกหลอจงหลอมเหลวไดงายหลอเปนรปรางชQนงานได แตบางชนดจะคอนขางเปราะม C ผสมอยในรปของกราไฟต (graphite)สามารถแบงไดเปน เหลกหลอเทา เหลกหลอกราไฟตกลม เหลกหลอ

ขาว เหลกหลออบเหนยว

เหลกหลอเทาเหลกหลอเทาเหลกหลอเทาเหลกหลอเทา

ม C ประกอบอยประมาณ 2.5-4.0% โดยนQาหนกม Si อยประมาณ 1.0-3.0% โดยนQาหนกมกราไฟตผสมอยทาใหผวทRแตกหกมสเทา จงเรยกวาเหลกหลอเทาไมแขงแรง เปราะเมRอรบแรงดง แตรบพลงงานการสRนสะเทอนไดด ทนไมแขงแรง เปราะเมRอรบแรงดง แตรบพลงงานการสRนสะเทอนไดด ทน

ตอการสกกรอนและเสยดสไดมาก ไหลไดด งายตอการหลอเปนชQนสวนทRมรปรางซบซอนหดตวจากการหลอนอย ราคาถก (ทRสด)ใชทาโครงสรางพQนรองรบเครRองจกรหรออปกรณหนกทRตองการรบการ

สRนสะเทอน

เหลกหลอเหนยวหรอกราไฟตกลมเหลกหลอเหนยวหรอกราไฟตกลมเหลกหลอเหนยวหรอกราไฟตกลมเหลกหลอเหนยวหรอกราไฟตกลม

ผสม Mg หรอ Ceสมบตทางกลใกลเคยงกบเหลกกลาใชทาวาลว เสQอปWม เพลาสงกาลง เกยร ชQนสวนรถยนต

เครRองจกร เครRองจกร

เหลกหลอขาวและเหลกอบเหนยวเหลกหลอขาวและเหลกอบเหนยวเหลกหลอขาวและเหลกอบเหนยวเหลกหลอขาวและเหลกอบเหนยว

พบในเหลกทRมปรมาณ Si ตRา (< 1.0% โดยนQาหนก) และผานกรรมวธการผลตทRใหอตราการเยนตวตRารอยแตกมสขาว จงเรยกวา เหลกหลอขาว

กรรมวธการผลตทRใหอตราการเยนตวตRารอยแตกมสขาว จงเรยกวา เหลกหลอขาวแขงมาก เปราะ ไมสามารถกลงไสไดใชเปนลกรดในกระบวนการรดเหลกใชเปนวตถดบในการผลตเหลกอบเหนยว

โลหะผสมนอกกลมเหลกโลหะผสมนอกกลมเหลกโลหะผสมนอกกลมเหลกโลหะผสมนอกกลมเหลก

เหลกกลาและโลหะผสมของเหลก ถกนามาใชในปรมาณมาก เพราะสมบตทางกลทRหลากหลาย ขQนรปงาย และผลตไดในราคาถก แตกยงขอจากด คอ :ถก แตกยงขอจากด คอ :

ความหนาแนนคอนขางสงคาความนาไฟฟาคอนขางต-าถกกดกรอนไดงาย ในสภาวะแวดลอมบางสภาวะ

ทองแดงและโลหะผสมของทองแดงทองแดงและโลหะผสมของทองแดงทองแดงและโลหะผสมของทองแดงทองแดงและโลหะผสมของทองแดงทองแดงทRไมมธาตอRนผสม จะออน เหนยว ทาใหกลงไสยาก

แตขQนรปแบบเยนได ทนทานตอการกดกรอนในสภาพแวดลอมตางๆ

เม-อผสมสงกะสลงไปจะรจกในนามของ “ทองเหลอง”โลหะเครRองประดบ ปลอกกระสน แผงระบายความรอนในโลหะเครRองประดบ ปลอกกระสน แผงระบายความรอนใน

รถยนต เครRองดนตร วสดหบหอ อปกรณอเลกทรอนกส เหรยญตรา

บรอนซ = โลหะผสมของทองแดงกบธาตอRน เชน ดบก อลมเนยม ซลกอน นกเกล

บรอนซจะแขงแรงกวาทองเหลอง ทนทานการกดกรอนไดด แขงแรงสง

โลหะผสมทองแดง ทRนามาอบชบแลวจะมราคาแพง ใชทาลกปน ตวรองรบเกยรของเครRองบนเลก สปรง เครRองมอผาตด เครRองมอทนตแพทย เครRองมอทนตแพทย

โลหะผสมทองแดง-เบรลเลยม (1.0-2.5% โดยนQาหนก) เปนวสดทRแขงแรงสง (1400 MPa) ทนทานตอการกดกรอน นาไฟฟาไดสงมาก

อะลมเนยมและโลหะผสมของอะลมเนยมอะลมเนยมและโลหะผสมของอะลมเนยมอะลมเนยมและโลหะผสมของอะลมเนยมอะลมเนยมและโลหะผสมของอะลมเนยมมความหนาแนนตRา (2.7 g/cm3)

นาไฟฟาและความรอนไดดทนการกดกรอนไดด ในสภาวะแวดลอมบางสภาวะขQนรปงาย มความเหนยวสงตย.เชน อะลมเนยมฟอยล : ไดจากการรด Al บรสทธbตย.เชน อะลมเนยมฟอยล : ไดจากการรด Al บรสทธbธาตทRใชผสมหลก : Cu Mg Si Mn Zn

ถกนามาใชกบการขนสงเพRอลดการใชเชQอเพลงAl-Li ใชในอตสาหกรรมเครRองบน ยานอวกาศ เนRองจากม

คามหนาแนนตRา (2.5-2.6 g/cm3) ทนตอความลาดมาก ความแกรงสง

แมกนเซยมและโลหะผสมของแมกนเซยมแมกนเซยมและโลหะผสมของแมกนเซยมแมกนเซยมและโลหะผสมของแมกนเซยมแมกนเซยมและโลหะผสมของแมกนเซยม

มความหนาแนนตRา (1.7 g/cm3)

ขQนรปทRอณหภมหองยาก โดยมากขQนรปรอนทRอณหภมประมาณ 200-350 °C

และอ ณ ห ภ ม ห ล อ ม เห ล ว ต Rา (650 °C)ไมเสถยร ไมทนตอการกดกรอนในสภาพแวดลอมทRเปนนQาทะเล แตทนการ

ออกซเดชนในบรรยากาศไดดออกซเดชนในบรรยากาศไดดธาตผสม : Al Zn Mn

ผงโลหะละเอยดจะตดไฟไดงายใชทาเครRองบน จรวด และกระเปาใชแทนพลาสตก เนRองจากความหนาแนนใกลเคยงกน แต Mg แขงแรงกวา

recycle ไดมากกวา ราคาไมแพงเลRอยโซ ตวหนบ พวงมาลย เสาพวงมาลย โครงทRนRง คอมพวเตอร มอถอ

ไทเทเนยมและโลหะผสมของไทเทเนยมไทเทเนยมและโลหะผสมของไทเทเนยมไทเทเนยมและโลหะผสมของไทเทเนยมไทเทเนยมและโลหะผสมของไทเทเนยม

Ti บรสทธb มความหนาแนนตRา (4.5 g/cm3)

อณหภมหลอมเหลวสง (1668 °C)แขงแรง เหนยว งายตอการทบขQนรป กลงไสไดขดจากด:อาจเกดปฏกรยาเคมกบวสดอRนไดงายทRอณหภมสงและมราคาขดจากด:อาจเกดปฏกรยาเคมกบวสดอRนไดงายทRอณหภมสงและมราคา

แพงไมเกดปฏกรยากบอากาศ นQาทะเล บรรยากาศอตสาหกรรม ตานทานตอ

การกดกรอนทRอณหภมสงมากใชในโครงสรางเครRองบน ยานอวกาศ เครRองมอผาตด อตสาหกรรม

ปโตรเลยมและเคม

โลหะทนอณหภมสง โลหะทนอณหภมสง (Refractory)(Refractory)

อณหภมหลอมเหลวสงมาก (2468 °C/Nb – 3410°C/W )

ตวอยางเชน Nb Mo W Ta

โลหะผสม Mo : แมพมพแบบกดอด โครงสรางยานอวกาศโลหะผสม Mo : แมพมพแบบกดอด โครงสรางยานอวกาศโลหะผสม W : ไสหลอดไฟฟา หลอด X-ray ขQวเชRอมโลหะผสม Ta : เฉRอยตอการเกดปฏกรยากบสRงแวดลอมทR

อณหภมตRากวา 150 °C มกใชในงานทRตองการวสดทนทานการกดกรอน

โลหะผสมพเศษ โลหะผสมพเศษ ((SuperalloysSuperalloys))

ใชทาใบพดเครRองบน ซRงทนตอการกดกรอนทRอณหภมสงเปนเวลานานๆ ใชทาเครRองปฏกรณนวเคลยรและในอตสาหกรรมปโตรเคมเปนเวลานานๆ ใชทาเครRองปฏกรณนวเคลยรและในอตสาหกรรมปโตรเคม

ธาตหลก : Co Ni Fe

ธาตผสม : Nb Mo W Ta

โลหะเสถยร โลหะเสถยร (Noble Metals)(Noble Metals)

กลมธาตโลหะ 8 ชนดทRมสมบตกายภาพคลายกน มราคาแพง ออน เหนยว ทนการเกดออกซเดชน

เงน ทอง แพลตตนม แพลเลเดยม โรเดยม รทเนยม อรเดยม เงน ทอง แพลตตนม แพลเลเดยม โรเดยม รทเนยม อรเดยม ออสเมยม

เงนและทอง สามารถทาใหแขงแรงขQนไดถาผสมทองแดงลงไป เชน เงนสเตอรลง (เงน+ทองแดง : 92.5,7.5% โดยนQาหนก) , ทาขQวไฟฟา ,วสดอดฟน

โลหะนอกกลมเหลกอRนๆโลหะนอกกลมเหลกอRนๆโลหะนอกกลมเหลกอRนๆโลหะนอกกลมเหลกอRนๆ

1.1. นกเกลและโลหะผสมนกเกลนกเกลและโลหะผสมนกเกล

มความตานทานการกดกรอนสง โดยเฉพาะในสภาพดาง มความตานทานการกดกรอนสง โดยเฉพาะในสภาพดาง (alkaline) จงใชเคลอบผวโลหะทRถกกดกรอนไดงาย“โมเนล” คอ โลหะผสมระหวาง Ni (65 wt%) Cu (28

wt%) ทRเหลอ คอ Fe : มความแขงแรงสงมาก ใชทาปWม วาลว

22.. ตะก-วตะก-ว ดบกดบก โลหะผสมตะก-วโลหะผสมตะก-ว--ดบกดบกไมแขงแรง นRม และม Tm ตRาEx ลวดบดกร : โลหะผสมตะกRว-ดบก

ตะกRว : เปนตวกQน X-ray เสQอแบตเตอร ดบก : ใชเคลอบเหลกกลาคารบอนธรรมดานามาใชทากระปองบรรจอาหาร เพRอปองกน ??? ดบก : ใชเคลอบเหลกกลาคารบอนธรรมดานามาใชทากระปองบรรจอาหาร เพRอปองกน ???

3.3. สงกะสสงกะส

เปนโลหะคอนขางออน ม Tm ตRา และทาปฏกรยาเคมกบสRงแวดลอมตางๆ งาย ถกกดกอนงาย เมRอเคลอบสงกะสบนเหลก สงกะสจะถกกดกรอนแทนเหลก เรยกวา “เหลกกลวาเหลก สงกะสจะถกกดกรอนแทนเหลก เรยกวา “เหลกกลวาไนซ”ใชทาเหลกแผนสงกะส รQว หลงคา ผนง สกร ทRจบประตรถยนต อปกรณสานกงาน

44.. เซอรโคเนยมเซอรโคเนยม

เหนยว ทนทานตอการกดกรอนในสภาพแวดลอมถกกดกรอนรนแรง

ยอมใหอนภาคนวตรอนทะลผานได จงใชเคลอบผวกรอนรนแรงZr ยอมใหอนภาคนวตรอนทะลผานได จงใชเคลอบผวเชQอเพลงยเรเนยมในเครRองปฏกรณปรมาณ แลวหลอเยนดวยนQา นอกจากนQยงใชทาตวซลสาหรบทอสญญากาศ

corrosion สนิมและการกัดกร่อน

Engineering