corrosion สนิมและการกัดกร่อน r1

101
Fundamental of Corrosion ความรู ้เบื ้องต ้นเรื่องสนิม และการกัดกร ่อน

Upload: malone-wanger

Post on 15-Jul-2015

1.454 views

Category:

Engineering


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

Fundamental of Corrosion

ความรเบองตนเรองสนม และการกดกรอน

Page 2: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การจ าแนกประเภทของการกดกรอน 1

ปฏกรยาไฟฟาเคม 2

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 3

คณสมบตของวสด 4

Contents

Page 3: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การจ าแนกประเภทของการกดกรอน

Page 4: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การจ าแนกประเภทของการกดกรอน กดกรอน (Corrosion) คอ ปฏกรยาระหวางวสดโลหะกบ

สงแวดลอมซงน าไปสการเสอมสภาพของวสดนน และยงผลใหความสามารถในการท าหนาทของวสดดงกลาวเสยไป โดยสวนใหญปฏกรยาดงกลาวจะเปนปฏกรยาเคมไฟฟา แตทงนสามารถเปนปฏกรยาเคม หรอปฏกรยาทางกายภาพของโลหะไดเชนกน

การกดกรอนของเหลก เรยกวาการเกดสนม หรอเหลกออกไซดเกดจากเหลกท าปฏกรยากบออกซเจนโดยออกซเจนจากอากาศหรอน า

Page 5: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การจ าแนกประเภทของการกดกรอน

แบงตามสภาวะแวดลอมทเกดขนสามารถแบงการกดกรอนออกไดเปน 2 ประเภทคอ

การกดกรอนในสภาพชน (Wet corrosion) การกดกรอนประเภทนจะเกดขนเมอโลหะไดรบความเปยกชนจากน าหรอสารละลายอเลกโตรไลท เปนการกดกรอนทเกดขนกบวสดประเภทโลหะมากทสด เชน การเกดสนมเหลก เปนตน

การกดกรอนในสภาพแหง (Dry corrosion) การกดกรอนประเภทน เกดเนองจากสภาพอณหภมการใชงานทสง เชน การกดกรอนทเกดกบเหลกกลา เนองจากกาซภายในเตาสง

Page 6: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การจ าแนกประเภทของการกดกรอน การกดกรอนสามารถจ าแนกตามลกษณะทางกายภาพของการกด

กรอน หรอตามตวแปรทมอทธพลตอการกดกรอน การกดกรอนแบบสม าเสมอ (Uniform corrosion) การกดกรอนในบรเวณจ าเพาะ (Localized corrosion)

แบบมหภาค (Macroscopic scale) • การกดกรอนแบบกลวานก (Galvanic corrosion) • การสญเสยสวนเจอ (Dealloying) • การกดกรอนแบบหลม (Pitting corrosion) • การกดกรอนบรเวณซอก (Crevice corrosion) • การกดเซาะ (Erosion corrosion) • การกดกรอนจากการถครด (Fretting corrosion)

Page 7: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การจ าแนกประเภทของการกดกรอน แบบจลภาค (Microscopic scale)

• การกดกรอนบรเวณขอบเกรน (Intergranular corrosion) • การแตกราวจากแรงเคนและการกดกรอน (Stress corrosion cracking) • การกดกรอนรวมกบความลา (Corrosion fatigue) • การแตกราวจากไฮโดรเจน (Hydrogen embrittlement)

Page 8: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม

Page 9: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม ประกอบดวยสวนส าคญตางๆดงตอไปน

ขวไฟฟา ประกอบดวย 2 ขวคอ cathode และ anode สะพานเกลอ (Salt Bridge) ประกอบดวยเกลอทละลายน าไดด

และมไอออนบวกและไอออนลบทเคลอนทดวยความเรวใกลเคยงกนเชน KCl, NH4NO3 ท าหนาทใหไอออนจากสารละลายหนงขามผานไปอกขางหนงได Zn (s ) + 2OH -(aq) ZnO(s) + H 2O(l) + 2e-

Page 10: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม การพจารณาชวไฟฟาในเซลลไฟฟาเคมโดยอาศย กระแสไอออน (

ion current ) โดยพจารณาวา เมอเกดปฏกรยา เกดไอออนชนดใดทขวไฟฟา โดย ขว Cathode คอ ขวทเกดปฏกรยา Reduction และ ขว Anode คอ ขวทเกดปฏกรยา Oxidation

Page 11: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม เซลลกลปวานก (Galvanic cell) galvanic cell เปนเซลลไฟฟาเคมท า

ใหเกดกระแสไฟฟา เรยกวาเซลลโวลตาอก (Voltaic cell) และเปนเครองมอทท าใหเกดการแลกเปลยนอเลกตรอนระหวางปฏกรยาออกซเดชนและรดกชนผานลวดตวน าไฟฟา แบงเปน 2 ชนดคอ

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

Page 12: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม 1. เซลลปฐมภม (Primary cell) คอเซลลกลวานกชนดทปฏกรยาเคม

ภายในเซลลจะใหผลผลตทไมสามารถผนกลบเปนสารตงตนไดหรอแบบไมผนกลบ ดงนนเมอเซลลเสอมสภาพกจะไมมกระแสไฟฟาไหล ไมสามารถประจไฟเขาไปใหม เชน ถานไฟฉาย เซลลเชอเพลง

Page 13: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม 2. เซลลทตยภม (Secondary cell) คอเซลลกลวานกชนดทปฏกรยา

เคมผนกลบได โดยการตอไฟฟากระแสตรงจากภายนอกเซลลเขาสเซลลในทศทางกลบกนกบทศทางของกระไฟฟาทเกดขนในเซลล เมอเซลลเสอมสภาพกสามารถท าใหเซลลกลบสสภาพเดมได เชน แบตเตอรสะสมไฟฟาแบบตะกว เปนตน

Page 14: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม ตวอยางปฏกรยารดอกซในเซลลกลปวานก ประกอบดวย 2 ครงเซลล โดย

แตละครงเซลลจะประกอบดวยขวไฟฟาทจมลงไปในสารละลาย แทงสงกะสและแทงทองแดงในเซลลเปนขวไฟฟาซงเรยกวา อเลกโทรด (electrode) ขวทเกดปฏกรยาออกซเดชน เรยกวา ขวแอโนด (anode) และขวทเกดปฏกรยารดกชน เรยกวาขวแคโทด (cathode)

ปฏกรยาออกซเดชนทแอโนด (Zn) Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-

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

Page 15: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม

ตวอยางปฏกรยารดอกซในเซลลกลปวานก

Page 16: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ปฏกรยาไฟฟาเคม Galvanic series

Element Ion Electrode 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 0.18

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

Page 17: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

Page 18: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน เราสามารถชะลอการกดกรอนของโลหะไดโดย

1) การเลอกใชวสด (Material selection) 2) การออกแบบ (Design) 3) การปรบสภาพแวดลอม (Modification of environment) และการบ ารงรกษาโลหะ 4) การเคลอบผว/ทาส (Coating/painting) 5) วธการทางไฟฟา-เคม (Electrochemical methods)

Page 19: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 1) การเลอกใชวสด (Material selection) ในกรณทตองเชอมตอโลหะ 2 ชนดทตางกน ควรเลอกโลหะทมคาศกยไฟฟารดกชน (Reduction potential) ใกลเคยงกน เพอปองกนการกดกรอนเนองจากความตางศกย (Galvanic corrosion) ในกรณของเหลกกลาไรสนมทใชงานบรเวณทใกลทะเล เราสามารถลดแนวโนมการเกดการกดกรอนแบบหลม(Pitting) ไดโดยเลอกใชเกรด 316 ทผสมโมลบดนมประมาณ 2 % แทนเกรด 304 ในกรณของเหลกกลาไรสนมทหนาและตองท าการเชอม เราสามารถปองกนการกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular corrosion) ไดโดยเลอกใชเกรดทมคารบอนต า (ไมเกน 0.03% เชน เกรด 316L) หรอเกรดทผสม Ti หรอ Nb (ซงมความสามารถในการจบกบคารบอนไดดกวาโครเมยม) ใสใจเรองการเลอกใชลวดเชอม เพอปองกนการกดกรอนบรเวณรอยเชอม

Page 20: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 2) การออกแบบ (Design)

ออกแบบใหสดสวนพนทของอาโนดตอพนทของคาโธดทสงจะลดการกดกรอนแบบ Galvanic ไดดกวา

ท าการเคลอบโดยการพจารณาอยางรอบคอบ เชน ไมควรทาสบนโลหะททนการกดกรอนนอย (anode) โดยไมทาสบนโลหะทตานทานการกดกรอนมากกวา (คาโธด) เนองจากรขนาดเลก (pin-holes) ในบรเวณททาสไมสมบรณจะท าใหเกดพนทอาโนดขนาดเลก แตมพนคาโธดทขนาดใหญ จงเปนการเรงการกดกรอนเฉพาะบรเวณทอาโนด ลดการสมผสทางไฟฟาระหวางโลหะตางชนดกนเพอปองกน Galvanic corrosion เชน ใชฉนวน (insulator) คน ใชปะเกน (Gasket) ทเปนของแขง เชน เทฟลอนแทนวสดทดดซบของเหลวได

Page 21: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 2) การออกแบบ (Design) ตอ ออกแบบเผอใหชนงานใหมความหนามากขน หรอออกแบบใหชนงานทเปนอาโนดสามารถถอดเปลยน ซอมบ ารงไดงาย ในกรณทสงผานของเหลวทมตะกอนตามทอโลหะ อาจพจารณาใชตวกรองเพอกรองของแขงออก เพอชวยลดการกดเซาะ ส าหรบเหลกกลาไรสนมทไดสญเสยโครเมยมไปในรปของคารไบด (sensitised) เชน ชนงานหนาทผานการเชอม การปรบปรงโดยกระบวนการทางความรอนเพอละลายคารไบดจะสามารถชวยปองกนการกดกรอนตามขอบเกรนได เราสามารถลด Stress corrosion cracking ไดโดยการลดความเคนเหลอคางในชนงานใหต าลง โดยการอบคลายความเครยด ออกแบบควบคมการไหลของสารทขนสงในทอและวาลวใหเหมาะสม โดยค านงถงรปรางและลกษณะทางเรขาคณต หรอการเพมความหนาของวสดบรเวณทถกกดเซาะสง (Erosion corrosion) เปนตน

Page 22: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 2) การออกแบบ (Design) ตอ

ใชการเชอมแทนการใชหมดย า (Rivet) หรอสลกเกลยว (Bolt) ในการยดวสด การเชอมตอโลหะ 2 ชนดทตางกน ควรเลอกใชโลหะทใชเชอมทตานทานการกดกรอนสงกวาโลหะพน (Base metal) ทตองการยดตออยางนอย 1 ตว

การใช Bolt ยดโลหะ การเชอมยดโลหะ

Page 23: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 3) การปรบสภาพแวดลอม (Modification of environment) และการบ ารงรกษาโลหะ

การใชสารยบย งการกดกรอน (inhibitor) เตมในสารละลายทตองการใชล าเลยง จดเกบหรอใชท าการผลต เพอลดการกดกรอนของอปกรณโลหะทสมผส การศกษาถงอทธพลของปจจยทางสงแวดลอมทมตอการกดกรอน เชน การเปลยนสภาพจากคาโธดเปนอาโนดในระบบสงแวดลอมตางๆ เปนตน ท าความสะอาด ตรวจสอบอปกรณและขจดตะกอนทตกคางอยางสม าเสมอ เปนตน

Page 24: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 4) การเคลอบผว/ทาส (Coating/painting)

เปนการปองกนไมใหเหลกถกกบแกสออกซเจนและความชน ซงเปนการปองกนการเกดสนมของเหลกได เปนวธทสะดวก และใหผลดในการปองกนการเกดสนม แตขอควรระวงในการเคลอบผวกคอตองเคลอบอยางมดชด การเคลอบผวมวธดงตอไปน การเคลอบผวดวยพลาสตก การเคลอบผวดวยส การเคลอบผวดวยน ามน การเคลอบผวดวยการรมด า เปนการปองกนการผกรอนของโลหะอกวธหนง โดยการเคลอบสารสด าทแผนโลหะ โดยใชความรอนมดวยกนหลายแบบ เชน การเคลอบผวเหลกดวยสงกะส ดบก หรออนาเมล

Page 25: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน 5) วธการทางไฟฟา-เคม (Electrochemical methods)

วธ Cathodic protection โดยการท าใหโครงสรางทตองการปองกนเปนคาโธด ซงอาจท าโดยการใหกระแสไฟฟา(impressed current) หรอการใชอาโนดสนเปลอง (sacrificial anode) โดยใชวสดตวอนซงท าหนาทเปนอาโนดตอเขากบโลหะทตองการปองกน เพอใหผกรอนแทน

วธ Anodic protection โดยการใชกระแสไฟฟาจากภายนอกท าใหโลหะทตองการปกปองสรางชนฟลมทเสถยร(protective film) ทผวซงจะใชไดกบโลหะเพยงบางชนด ตางจาก Cathodic protection ทสามารถใชกบโลหะไดทกชนด

Page 26: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การเกดสนมเหลก เกดขนจากการทเหลกสมผสกบน าหรอไอน าท

มออกซเจนละลายอย ซงปฏกรยาทเกดขนคอ Fe(s) Fe2+(aq) + 2e- O2(g) + 2H2O + 4e- 2OH-(aq) ซงเมอรวมปฏกรยาการใหและรบอเลกตรอนเขาดวยกนจะได 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O Fe(OH)2(s) โดยผลตภณฑทไดคอ Fe(OH)2 ไมละลายน า และสามารถเกดปฏกรยากบออกซเจน

ตอไปดงน

4Fe(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O 4Fe(OH)3(s) โดย Fe(OH)3 ทเกดขนนมลกษณะขรขระเปนรพรนและมสน าตาลแดง ซงรจกทวไปคอ สนมเหลก ซงเปนผลตภณฑสดทายทเกดขนจากการสกกรอน

Page 27: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

Environment

• Nature of the corrodent

• Operating condition

• Polarization effects

Material properties

• Electrochemical activity of material

• Homogeneity

• Passivity

Physical conditions

• Design

• Stress

• Couples

• External energy

• Mechanical action

Page 28: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

Schematic Summary of the Various Form of Corrosion

Page 29: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

Schematic Summary of the Various Form of Corrosion

Page 30: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

The corrosion appearances on elements and on base metal

Page 31: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

Metallic Corrosion and Its Prevention Uniform Corrosion

Galvanic Corrosion

Pitting Corrosion

Intergranular Corrosion

Crevice Corrosion

Erosion Corrosion

Stress Corrosion Cracking

Selective Leaching

Page 32: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน

การกดกรอนแบบสม าเสมอ (Uniform corrosion)

การกดกรอนแบบสม าเสมอ (Uniform corrosion)

Page 33: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนแบบสม าเสมอ (Uniform corrosion) เปนการกดกรอนท

เกดขนเนองจากโลหะสมผสกบสงแวดลอมโดยอตราการสญเสยของเนอโลหะทบรเวณตางๆ จะใกลเคยงกน ท าใหสามารถวดอตราการกดกรอนและออกแบบการบ ารงรกษาตามชวงระยะเวลาได

การกดกรอน<0.15 มม. ตอป โลหะในหมวดหมนมความตานทานการกดกรอนทดเทาทเหมาะส าหรบชนสวนทส าคญเชน เพลาปม, สปรงและใบพดของปม

การกดกรอน0.15-1.5 มม. ตอป โลหะในหมวดหมนเหมาะส าหรบอปกรณเครองจกรทสามารถยอมใหมการกดกรอนไดสง เชน ถง, ทอ, วาลว และสลกเกลยว

การกดกรอน>1.5 มม. ตอป ไมเหมาะกบส าหรบใชงาน

Page 34: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนแบบสม าเสมอ (Uniform corrosion) การปองกนและการแกไข เลอกใชวสดอนทเหมาะสมกวา ใชสารยบย ง (Inhibitor) การชบเคลอบผวโลหะและการฉาบผวโลหะดวยสารอน (Coatings) การลดความตางศกย (Cathodic protection)

Page 35: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนเนองจากความตางศกย (Galvanic corrosion) เชน เมอ

โลหะ 2 ชนดทตางกนมาเชอมตอกนจะเกดความตางศกยขน ท าใหเกดการไหลของอเลกตรอนระหวางโลหะทงสอง โลหะทตานทานการกดกรอนไดนอยกวาจะเปนอาโนด โลหะทตานทานการกดกรอนไดมากกวาท าหนาทเปนคาโธด โดยระดบการกดกรอนขนกบสภาพสงแวดลอมทโลหะทงสองสมผส ระยะหางจากรอยตอ (การกดกรอนแบบกลวานคจะรนแรงทสดบรเวณใกลรอยตอระหวางโลหะทงสอง และอตราการกดกรอนจะลดลงเมอระยะหางจากรอยตอนนเพมขน) สดสวนพนทของคาโธดตอพนทของอาโนด (ยงสดสวนดงกลาวมาก ความรนแรงของการกดกรอนทอาโนดกจะยงสงขน)

Page 36: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนเนองจากความตางศกย (Galvanic corrosion)

พนผวแคโทดขนาดเลกและผลพนผวแอโนดขนาดใหญในการกดกรอน

เลกนอย

ในทางกลบกน (แคโทดขนาดใหญ และแอโนดขนาดเลก) การกดกรอนจะรนแรง

Page 37: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนเนองจากความตางศกย (Galvanic corrosion)

โลหะทมศกยไฟฟาต ากวาจะเปนอาโนดและเกดการกดกรอน

Page 38: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนเนองจากความตางศกย (Galvanic corrosion) การปองกนการกดกรอนมหลายวธดงน เลอกใชวสดทมคา galvanic Series ใกลเคยงกนเทาทเปนได หลกเลยงอตราสวนของพนทคาโธด/อาโนด ปรบใหพนททงสองใกลเคยงกน ใชฉนวนกนในบรเวณทใชโลหะตางชนดกนมาสมผสกน ใชสารเคลอบผวอยางระมดระวง ดแลการเคลอบผวใหอยในสภาพด เตมสารยบย ง เพอลดความรนแรงของการกดกรอน ออกแบบทใหสามารถเปลยนชนงานทเปนอาโนดไดงาย ตดตงวสดทสามทมคาความตางศกยนอยกวาโลหะทงสอง เพอใหเกดการกดกรอนแทน

Page 39: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนเนองจากความตางศกย (Galvanic corrosion)

ลกษณะการกดกรอนแบบ Galvanic Corrosion

Page 40: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนเปนแบบรลก (Pitting Corrosion) ในโลหะ ปรมาณโลหะทถก

กดกรอนไปเปนสวนเลก แตท าใหเกดความเสยหายไดมาก การตรวจสอบท าไดยาก บางคราวปากรอาจจะเลกจนแทบมองไมเหน แตขางในเปนโพรงใหญเกดจากสาเหตดงน

Concentration Cell ตามบรเวณปะเกนใตหวหมด หรอมมอบตาง ๆ เมอเกดการผกรอน สนมหรอวตถแปลกปลอมอน ๆ จะชวยกนให concentration ระหวาง anode กบ cathode ตางกนมากขน การผกรอนจะด าเนนไปเปนจด ๆ ลกลงไปในโลหะมากขนทกท เกดในน าทม chloride อย มกจะเกดกบ aluminum หรอ stainless steel ซงเปนโลหะทอาศย oxide film ตามผว เพอปองกนการผกรอน ถาผว oxide film เกดเปนร โลหะทจดนนกจะผกรอนไดงาย ยงถาอยในสภาพน านงหรอปรมาณออกซเจนในน ากอาจจะมนอย ท าใหเกดการ oxide film เพอปองกนผวเปนไปไดชา ฉะนน โลหะจะ pit เปนรไดงาย

Page 41: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนเปนแบบรลก (Pitting Corrosion) การปองกนการกดกรอนแบบรลกมหลายวธดงน ไมควรน าโลหะทเกด pitting ไดงาย หรอมแนวโนมอยางชดวาจะเกด pitting ไปใชผลต

เปนอปกรณโรงงานตวอยางเชน การเปลยนจากเหลกสแตนเลส ชนด 18 – 8 ทมโมลบดนม 2% เปนเหลกสเตนเลส ชนด 316 จะท าใหความตานทานการเกด pitting เพมขนอยางมากมาย การเตมโลหะโมลบดนมชวยเพมความสามารถในการปองกน ซงเปนผลมาจาก passive surface มเสถยรภาพเพมขนมากนนเอง

การใชสารยบย ง (inhibitiors) ซงคอสารเคมทเขาไปขดขวางไมใหองคประกอบหลงของปฏกรยาไฟฟาเคมในการกดกรอนเกดขนครบถวนทง 3 ประการ เตมลงไปในสงแวดลอมทอาจจะกอใหเกด pitting ไดงาย ดงนน corrosion จงไมเกดขน

Page 42: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนเปนแบบรลก (Pitting Corrosion)

The shape of Pitting Corrosion

Page 43: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนเปนแบบรลก (Pitting Corrosion)

Pitting Corrosion

Page 44: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular and knife-line attack) มกจะเกดกบ stainless steel Type 18-8 (คอ โครเมยม 18% นกเกล 8%) ทไดรบ heat treatment มาไมถกตอง ถา 18-8 Stainless steel ถกท าใหรอนระหวาง 510 – 760oC เชน ในการเชอมเปนเวลานานพอสมควร (เรยกวา Sensitization) โครเมยมในเหลกจะท าปฏกรยากบ carbon เปน chromium carbide ตกตะกอนมาอยตามบรเวณขอบ grain ฉะนน ปรมาณของโลหะโครเมยมตามบรเวณใกล ๆ ขอบ grain จะมนอยกวาปกต โดยทเหลกชนดนอาศยโครเมยมเปนตวปองกนการผกรอน (เพราะเกดเปน Chromium oxide film ปองกนผว) ถาตามขอบ grain มโครเมยมเมอใชงานในน าหรอกรด กจะเกดการผกรอนโดย eletrochemical corrosion cells ไดโดยรวดเรวตามบรเวณนน บางคราวเนอเหลกถงกบรอนหลนลงมาเปนเมลด ๆ วธปองกนกคอ ตองเผาเหลกชนดนใหรอนถง 1010 – 1120oC เพอให chrormium carbide กลบคนมาเปนโครเมยมดงเดม แลวท าใหเยนผานชวง sensitization temp (510 – 760oC) โดยเรว

Page 45: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular and knife-line attack)

Chromium carbide precipitate

Grain boundaries

Cr23 C6

Page 46: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular and knife-line attack)

Page 47: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนตามขอบเกรน (Intergranular and knife-line attack) การปองกนการกดกรอนแบบเกรนมหลายวธดงน เผาเหลกชนดนใหรอน 1010 – 1120oC เพอให chrormium carbide กลบคนมาเปน

โครเมยมดงเดม แลวท าใหเยนผานชวง sensitization temp (510 – 760oC) โดยเรว ใสโลหะอนทรวมตวกบคารบอน เปนคารไบดไดดกวาโครเมยม เชน Nb, Ta, Ti ใน

ปรมาณมากพอท าใหไมเกดโครมเรยมคารไบด ใชเหลกสเตนเลสทมปรมาณคารบอนนอยกวา 0.03% ซงเราเรยกวาเปนเหลกสเตนเล

สทมโลหะทถก stabilized เพอปองกนปญหา intergranular การปองกนและหลกเลยงปญหา knife-line attack คอ การอบเหลกสเตนเลสนนใหรอน

ประมาณ 1065 oC ซงเปนอณหภมทโครเมยมคารไบดละลายเขาสเนอเกรน แตเกดตะกอนไนโอเบยมคารไบด (หรอคารไบดของ Ta, Ti) ขน ท าใหมความตานทานตอทง knife-line attack และ Intergranular Corrosion แบบทว ๆ ไป

Page 48: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนบรเวณซอก (Crevice Corrosion) มกจะเกดกบ stainless steel Type เปนรปแบบของ electrochemical corrosion ทสามารถเกดขนไดในรอยแยก รอยราว และภายใตเกราะปองกนผวทซงมสารละลาย (นง) อย Crevice corrosion มความส าคญทางดานวศวกรรม เมอมนเกดขนภายใตประเกน rivets และ bolts ซงอยระหวาง valve disks และ seats ซง Crevice corrosion เกดขนในโลหะผสม เชน stainless steels และ titanium, aluminum และ copper alloys Anode reaction : M M+ + e- Cathodic reaction : O2 + 2H2O + 4e- 4OH- เมอดลประจดวยคลอไรดอออน M + Cl- + H2O MOH + H+Cl-

Page 49: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนบรเวณซอก (Crevice Corrosion)

Mechanism of Crevice Corrosion.

Page 50: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนบรเวณซอก (Crevice Corrosion)

Mechanism of Crevice Corrosion.

Page 51: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนบรเวณซอก (Crevice Corrosion) การปองกนการกดกรอนบรเวณซอกมหลายวธดงน ใชการเชอมแทนทการใช riveted หรอ botted ในโครงสรางทางวศวกรรม ออกแบบภาชนะทมรระบาย เพอปองกนการสะสมตวของสารละลาย ใชประเกนทไมดดซบสารละลาย เชน Teflon

Page 52: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนรวมกบการกดเซาะ (Erosion Corrosion) มกจะมใหเหนไดมากในเครองจกร หรออปกรณทตองใชกบน าหรอในของเหลวทมความเรวสง เชน ใบพดของเครองสบน า ขอเลยวของทอ ฯลฯ การผกรอนเปนไปดวยเหต 2 อยางรวมกน คอ electrochemical corrosion ธรรมดา และจากแรงกระแทกของน าหรอผงอน ๆ ทมากบน า โลหะบางชนดอาจจะทนกบสภาพน านงไดด เพราะม oxide film เกดขน แตเมออยในสภาพน าไหลแรงหรอมแรงกระแทกตาง ๆ oxide film จะถกท าลายไป โลหะกจะผกรอนโดยเรว วธปองกนกคอ ตองเลอกโลหะโดยตรวจสอบความคงทนของมนในสภาพทมการเคลอนไหวจรง ๆ

Page 53: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนรวมกบการกดเซาะ (Erosion Corrosion)

Page 54: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนรวมกบการกดเซาะ (Erosion Corrosion) การปองกนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะมหลายวธดงน

เลอกโลหะโดยตรวจสอบความคงทนของมนในสภาพทมการเคลอนไหวจรง ๆ

ออกแบบระบบทอเพอหลกเลยง turbulence, cavitations เคลอบทอดวยวสดททนการกดเซาะ

Page 55: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การแตกราวจากการกดกรอนและความเคน (Stress Corrosion Cracking) เปนผลของ corrosion รวมกบ stress ในเนอโลหะ Stress ม 2 แบบ คอ Stress ภายนอกทกระท ากบโลหะเนองจากการใชงาน และ Stress ภายในเนอโลหะเนองจากการขนรปโลหะหรอการเชอม Stress Corrosion มกเรมจาก corrosion ทจดใดจดหนงบนผวโลหะแบบ pitting ซงจะเปนจดเรมตนของ Stress Corrosion ทกนของ pit จะม stress เพมขนมาก จนท าใหโลหะแยกออกจากกนได โลหะกจะขาดตอไปอกโดยเรว

Tensile stress

Corrosive environment

Susceptible material (Alloy)

Environmentally Induced Cracking

EIC

Page 56: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การแตกราวจากการกดกรอนและความเคน (Stress Corrosion Cracking)

Page 57: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การกดกรอนรวมกบการกดเซาะ (Erosion Corrosion) การปองกนการกดกรอนรวมกบการกดเซาะมหลายวธดงน

การอบโลหะทอณหภมสง เพอคลายความเครยด และลด stress ในเนอโลหะลง (Stress Relief)

ลดความรนแรงของสงแวดลอมโดยรอบโลหะนน เชน ลดอณหภม ลดความเขมขนของสาร และการใชสารยบย ง

Page 58: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนแบบเลอก (Selective leaching or Dealloying) จะเกดกบโลหะผสมทธาตหนงเสถยรกวาอกธาตหนงเมอสมผสกบบรรยากาศ เชน การผกรอนแบบ Dezincification ของทองเหลอง (ทองแดงผสมสงกะส) ทสงกะสจะถกละลายออกไป เหลอไวเหลอแตทองแดงทเปนรพรน ซงแมวารปทรงจะเหมอนเดม แตความแขงแรงจะลดลง Graphitization ของเหลกหลอเทา คอ การผกรอนทเกดขนเนองจากเหลก (อาโนด) ผกรอนไป เหลอตาขายกราไฟตลกษณะแผน (Graphite flake) ทเปนคาโธดไว ท าใหโครงสรางเหลกหลอเทาสญเสยความแขง การแกปญหาท าโดยการใชเหลกหลอกราไฟตกลม หรอเหลกหลออบเหนยว (Malleable cast iron) แทน

Page 59: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนแบบเลอก (Selective leaching or Dealloying)

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

Page 60: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

การปองกนการเกดสนม และการกดกรอน การผกรอนแบบเลอก (Selective leaching or Dealloying) การปองกนการผกรอนแบบมหลายวธดงน

สามารถลดลงปญหาการผกรอนแบบ Dezincification เชน ในทองเหลองโดยการเตมดบกประมาณ 1 % ลงไปเพอเพมการตานทางการกดกรอน เรยกวธการนวาการใชสารยบย ง (inhibitiors)

ลดความรนแรงของสงแวดลอมโดยรอบโลหะนน เชน ลดอณหภม ลดความเขมขนของสาร

Page 61: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

คณสมบตของวสด

Page 62: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เพอความงายตอการศกษาวสดทางวศวกรรม จงไดมการแบงประเภทของวสดออกเปน 4 กลมใหญ ไดแก

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

คณสมบตของวสด

Page 63: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เปนอนนทรยสารทมธาตทเปนโลหะประกอบอยอยางนอย 1 ธาต ตวอยางเชน เหลก ทองแดง อลมเนยม นเกลและไทเทเนยม เปนตน

บางครงอาจมธาตทไมใชโลหะปะปนหรอเจออย เชน C,N2,O2 โครงสรางของโลหะมรปผลก เนองจากมการจดเรยงตวของอะตอม

อยางมระเบยบ เปนสอน าความรอนและไฟฟาไดด โลหะหลายชนดทแขงแรงและออนเหนยว (ductile) ทอณหภมหอง

และหลายชนดทคงความแขงแรงไดดทอณหภมสง

โลหะ (Metal)

Page 64: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

1. โลหะและโลหะผสม

มกแบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1. โลหะทมเหลกเปนองคประกอบและโลหะผสม (โลหะในกลมเหลก)

คอ โลหะทมเปอรเซนตองคประกอบทเปนเหลก เชน เหลกกลาและ เหลกหลอ

2. โลหะทไมมเหลกเปนองคประกอบและโลหะผสม (โลหะนอกกลมเหลก) คอ โลหะทไมมเหลกเปนองคประกอบหรอมเหลกเพยงเลกนอย ตวอยางเชน อลมเนยม ทองแดง สงกะส ไทเทเนยม และนเกล

Page 65: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ท าไมโลหะกลมเหลก จงเปนวสดทถกน า มาใชมากในระดบ อตสาหกรรม

Page 66: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

สารประกอบทมเหลกเปนองคประกอบ มอยเปนจ านวนมากบนเปลอกโลก

เหลกและเหลกกลาสามารถผลตไดดวยกรรมวธการถลง (exaction) การท าใหบรสทธ (refining) การผสมธาตอน (alloying) การขนรป (fabrication) ซงราคาไมแพง

โลหะกลมเหลกสามารถน ามาใชประโยชนไดหลากหลาย เนองจากสามารถดดแปลงใหมสมบตทางกลและสมบตทางกายภาพไดกวางขวาง

Page 67: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกกลา

เหลกกลา คอ โลหะผสมระหวางเหลกกบคารบอน (อาจม

ธาตอนบางเลกนอย) มหลายชนดดวยกน โดยขนกบสวนผสมทางเคม และ

กรรมวธทางความรอน สมบตทางกลของเหลกกลาจะขนอยกบปรมาณคารบอน

(ปกต มปรมาณ < 1.0% โดยน าหนก)

Page 68: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

สามารถแบงกลมของเหลกกลาไดตามปรมาณคารบอน ดงน เหลกกลาคารบอนต า เหลกกลาคารบอนปานกลาง เหลกกลาคารบอนสง

แบงเปนกลมยอยของเหลกกลาไดตามปรมาณของธาตผสมอน ดงน เหลกกลาคารบอนธรรมดา (plain carbon steel) เหลกกลาผสม (alloy steel)

การแบงกลมของเหลก

Page 69: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกกลาคารบอนต า

เปนเหลกกลาทมการผลตใชกนมาก มปรมาณ C < 0.25% โดยน าหนก สามารถเพมความแขงแรงดวยการรดเยน โครงสรางจลภาคประกอบดวย Ferrite และ Pearlite ออน ไมคอยแขงแรง แตเหนยวและแกรงดมาก กลงได ไสได เชอมได ผลตไดในราคาคอนขางต าเมอเปรยบเทยบกบเหลกกลาชนดอนๆ

Page 70: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1
Page 71: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ตวถงรถยนต เหลกโครงสราง (รปตวไอ เหลกกลวง เหลกฉาก หรอเหลกตวแอล) เหลกแผนบางใชท าทอ ท าตวตก สะพาน และกระปองบรรจอาหาร มคา Yield strength 275 MPa Tensile strength 415-550 MPa ความเหนยว 25% Elongation

Page 72: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1
Page 73: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1
Page 74: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกกลาคารบอนต าอกกลมหนง คอ เหลกกลาผสม ต าความแขงแรงสง (High – Strength Low Alloy : HSLA) ซงเปนเหลกทมธาตอนผสมอย เชน ทองแดง วาเนเดยม นเกล และโมลบดนม ซงมความเขมขนรวมกนไมเกน 10% โดยน าหนก เหลกกลากลมนมความแขงแรงสงกวาเหลกกลาคารบอนต าธรรมดา และสามารถเพมความแขงแรงไดโดยใชกรรมวธทางความรอน มความแขงแรง > 480 MPa มความเหนยวสง (ขนรปและกลงไสได) ทนตอการกดกรอนกวาเหลกกลาคารบอนต าธรรมดา น ามาใชท าสะพาน หอสง เสาเสรมตกสง ภาชนะความดน

Page 75: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกกลาคารบอนปานกลาง

ม C ผสมอยประมาณ 0.25% และ 0.60% โดยน าหนก เวลาผลตตองผานกระบวนการทางความรอน คอ ท าใหเปนออสเตนไนต (austenitizing) การท าใหเยนตวอยางรวดเรว (quenching) การอบคนตว (tempering) เพอปรบปรงสมบตทางกล ตองอบคนตวกอนน ามาใชงาน มความสามารถในการชบแขงต า ถาผสม Cr Ni Mo จะชวยเพมความสามารถในการอบชบ

Page 76: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ถาผานกรรมวธทางความรอนแลว จะท าใหมความแขงแรงสงกวาเหลกกลาคารบอนต า แตจะท าใหมความเหนยวและความแกรงลดลง น ามาใชท าลอและรางรถไฟ เกยร เพลาสงก าลงเครองยนต และสวนอนของเครองจกรกล รวมถงโครงสรางทตองการความแขงแรงสง มความแกรงและตานทานตอการกดกรอนไดด

Page 77: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

The American Society for Testing and Materials (ASTM) และ The Society of Automotive Engineers (SAE) ไดก าหนดชนดของเหลกและโลหะชนดอนๆ ดวยเลข 4 หลก โดยท สองหลกแรก : บอกสวนผสมโลหะ สองหลกหลง : บอกปรมาณคารบอน เลขหลกท 3,4 คอปรมาณในหนวย % (น าหนกรอย) เหลกกลาคารบอนธรรมดา จะมสองหลกแรก คอ 1 และ 0 เหลกกลาผสม จะมสองหลกแรก คอ 13, 41, 43 ตวอยางเชน 1060 คอ เหลกกลาคารบอนธรรมดา มปรมาณคารบอน 0.60% โดยน าหนก

Page 78: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

มคารบอนประมาณ 0.60% และ 1.4% โดยน าหนก มคาความแขงสงสด แขงแรงสงสด แตมความเหนยวต าสดในกลม

เหลกกลาคารบอนดวยกน มกใชงานหลกจากทผานการชบแขงและการอบคนตว ใชงานในสภาวะทตองการความตานทานการสกกรอนและตองการความ

คมเพอตดเฉอน ใชท าเครองมอตด (cutting tools) เชน มด มดโกน ใบเลอย แมพมพ

(Die) ส าหรบขนรปวสด สปรง ลวดเหลกความแขงแรงสง เหลกตาบเกลยว

เหลกกลาคารบอนสง

Page 79: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

มโครเมยม วาเนเดยม ทงสเตน และโมลบดนม ผสมอย ซง

เมอน ามาผสมกบ Carbon จะกลายเปนสารประกอบคารไบด (Carbide) ซงเปนวสดทมความแขงสงมาก ทนตอการสกกรอนสง เชน โครเมยมคารไบด (Cr23C6) วาเนเดยมคารไบด

(V4C3) ทงสเตนคารไบด (WC)

Page 80: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1
Page 81: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกกลาไรสนม

ทนทานตอการกดกรอนหรอเกดสนม ในสภาวะแวดลอมตางๆ สง โดยเฉพาะในสภาพบรรยากาศ ธาตผสมหลกคอ โครเมยม ซงจะชวยใหเหลกทนตอการกดกรอน โดยม

Cr ผสมอยอยางนอย 11% โดยน าหนก มธาตอนๆ ผสม เชน Ni, Mo ทชวยใหทนตอการกดกรอน มสมบตทางกลหลากหลาย และทนการกดกรอนดเยยม ใชงานทอณหภมสงได (Tmax ~ 1000 °C)

เครองกาซ turbine เครองตมไอน าอณหภมสง ตลบลกปน เตาเผาอบชบ ยานบน จรวด อปกรณไฟฟานวเคลยร

Page 82: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1
Page 83: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกหลอ

ม C ประกอบอย > 2.14% โดยน าหนก ทางปฏบตมกจะม C อยประมาณ 3.0-4.5 % โดยน าหนก สวนผสมชวงน เหลกหลอจะอยในสภาพของเหลวทอณหภม

ประมาณ 1150 และ 1300 °C ซงมอณหภมหลอมเหลวต า กวาเหลกกลา ดงนนเหลกหลอจงหลอมเหลวไดงาย หลอเปนรปรางชนงานได แตบางชนดจะคอนขางเปราะ ม C ผสมอยในรปของกราไฟต (graphite) สามารถแบงไดเปน เหลกหลอเทา เหลกหลอกราไฟตกลม เหลกหลอ

ขาว เหลกหลออบเหนยว

Page 84: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกหลอเทา

ม C ประกอบอยประมาณ 2.5-4.0% โดยน าหนก ม Si อยประมาณ 1.0-3.0% โดยน าหนก มกราไฟตผสมอยท าใหผวทแตกหกมสเทา จงเรยกวาเหลกหลอเทา ไมแขงแรง เปราะเมอรบแรงดง แตรบพลงงานการสนสะเทอนไดด ทน

ตอการสกกรอนและเสยดสไดมาก ไหลไดด งายตอการหลอเปนชนสวนทมรปรางซบซอน หดตวจากการหลอนอย ราคาถก (ทสด) ใชท าโครงสรางพนรองรบเครองจกรหรออปกรณหนกทตองการรบการ

สนสะเทอน

Page 85: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกหลอเหนยวหรอกราไฟตกลม

ผสม Mg หรอ Ce สมบตทางกลใกลเคยงกบเหลกกลา ใชท าวาลว เสอปม เพลาสงก าลง เกยร ชนสวนรถยนต

เครองจกร

Page 86: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

เหลกหลอขาวและเหลกอบเหนยว

พบในเหลกทมปรมาณ Si ต า (< 1.0% โดยน าหนก) และผาน

กรรมวธการผลตทใหอตราการเยนตวต า รอยแตกมสขาว จงเรยกวา เหลกหลอขาว แขงมาก เปราะ ไมสามารถกลงไสได ใชเปนลกรดในกระบวนการรดเหลก ใชเปนวตถดบในการผลตเหลกอบเหนยว

Page 87: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1
Page 88: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

โลหะผสมนอกกลมเหลก

เหลกกลาและโลหะผสมของเหลก ถกน ามาใชในปรมาณมาก เพราะสมบตทางกลทหลากหลาย ขนรปงาย และผลตไดในราคาถก แตกยงขอจ ากด คอ :

ความหนาแนนคอนขางสง คาความน าไฟฟาคอนขางต า ถกกดกรอนไดงาย ในสภาวะแวดลอมบางสภาวะ

Page 89: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ทองแดงและโลหะผสมของทองแดง

ทองแดงทไมมธาตอนผสม จะออน เหนยว ท าใหกลงไสยาก แตขนรปแบบเยนได ทนทานตอการกดกรอนในสภาพแวดลอมตางๆ

เมอผสมสงกะสลงไปจะรจกในนามของ “ทองเหลอง” โลหะเครองประดบ ปลอกกระสน แผงระบายความรอนใน

รถยนต เครองดนตร วสดหบหอ อปกรณอเลกทรอนกส เหรยญตรา

บรอนซ = โลหะผสมของทองแดงกบธาตอน เชน ดบก อลมเนยม ซลกอน นกเกล

Page 90: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

บรอนซจะแขงแรงกวาทองเหลอง ทนทานการกดกรอนไดด แขงแรงสง

โลหะผสมทองแดง ทน ามาอบชบแลวจะมราคาแพง ใชท าลกปน ตวรองรบเกยรของเครองบนเลก สปรง เครองมอผาตด เครองมอทนตแพทย

โลหะผสมทองแดง-เบรลเลยม (1.0-2.5% โดยน าหนก) เปนวสดทแขงแรงสง (1400 MPa) ทนทานตอการกดกรอน น าไฟฟาไดสงมาก

Page 91: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

อะลมเนยมและโลหะผสมของอะลมเนยม

มความหนาแนนต า (2.7 g/cm3) น าไฟฟาและความรอนไดด ทนการกดกรอนไดด ในสภาวะแวดลอมบางสภาวะ ขนรปงาย มความเหนยวสง ตย.เชน อะลมเนยมฟอยล : ไดจากการรด Al บรสทธ ธาตทใชผสมหลก : Cu Mg Si Mn Zn ถกน ามาใชกบการขนสงเพอลดการใชเชอเพลง Al-Li ใชในอตสาหกรรมเครองบน ยานอวกาศ เนองจากมคาม

หนาแนนต า (2.5-2.6 g/cm3) ทนตอความลาดมาก ความแกรงสง

Page 92: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

แมกนเซยมและโลหะผสมของแมกนเซยม

มความหนาแนนต า (1.7 g/cm3) ขนรปทอณหภมหองยาก โดยมากขนรปรอนทอณหภมประมาณ 200-350 °C

และอ ณ ห ภ ม ห ล อ ม เห ล ว ต า (650 °C)

ไมเสถยร ไมทนตอการกดกรอนในสภาพแวดลอมทเปนน าทะเล แตทนการออกซเดชนในบรรยากาศไดด

ธาตผสม : Al Zn Mn ผงโลหะละเอยดจะตดไฟไดงาย ใชท าเครองบน จรวด และกระเปา ใชแทนพลาสตก เนองจากความหนาแนนใกลเคยงกน แต Mg แขงแรงกวา

recycle ไดมากกวา ราคาไมแพง เลอยโซ ตวหนบ พวงมาลย เสาพวงมาลย โครงทนง คอมพวเตอร มอถอ

Page 93: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

ไทเทเนยมและโลหะผสมของไทเทเนยม

Ti บรสทธ มความหนาแนนต า (4.5 g/cm3) อณหภมหลอมเหลวสง (1668 °C)

แขงแรง เหนยว งายตอการทบขนรป กลงไสได ขดจ ากด:อาจเกดปฏกรยาเคมกบวสดอนไดงายทอณหภมสงและมราคา

แพง ไมเกดปฏกรยากบอากาศ น าทะเล บรรยากาศอตสาหกรรม ตานทานตอ

การกดกรอนทอณหภมสงมาก ใชในโครงสรางเครองบน ยานอวกาศ เครองมอผาตด อตสาหกรรม

ปโตรเลยมและเคม

Page 94: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

โลหะทนอณหภมสง (Refractory)

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

ตวอยางเชน Nb Mo W Ta

โลหะผสม Mo : แมพมพแบบกดอด โครงสรางยานอวกาศ โลหะผสม W : ไสหลอดไฟฟา หลอด X-ray ขวเชอม โลหะผสม Ta : เฉอยตอการเกดปฏกรยากบสงแวดลอมท

อณหภมต ากวา 150 °C มกใชในงานทตองการวสดทนทานการกดกรอน

Page 95: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

โลหะผสมพเศษ (Superalloys)

ใชท าใบพดเครองบน ซงทนตอการกดกรอนทอณหภมสงเปนเวลานานๆ ใชท าเครองปฏกรณนวเคลยรและในอตสาหกรรมปโตรเคม

ธาตหลก : Co Ni Fe

ธาตผสม : Nb Mo W Ta

Page 96: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

โลหะเสถยร (Noble Metals)

กลมธาตโลหะ 8 ชนดทมสมบตกายภาพคลายกน มราคาแพง ออน เหนยว ทนการเกดออกซเดชน

เงน ทอง แพลตตนม แพลเลเดยม โรเดยม รทเนยม อรเดยม ออสเมยม

เงนและทอง สามารถท าใหแขงแรงขนไดถาผสมทองแดงลงไป เชน เงนสเตอรลง (เงน+ทองแดง : 92.5,7.5% โดยน าหนก) , ท าขวไฟฟา ,วสดอดฟน

Page 97: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

โลหะนอกกลมเหลกอนๆ

1. นกเกลและโลหะผสมนกเกล

มความตานทานการกดกรอนสง โดยเฉพาะในสภาพดาง (alkaline) จงใชเคลอบผวโลหะทถกกดกรอนไดงาย “โมเนล” คอ โลหะผสมระหวาง Ni (65 wt%) Cu (28 wt%) ทเหลอ คอ Fe : มความแขงแรงสงมาก ใชท าปม วาลว

Page 98: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

2. ตะกว ดบก โลหะผสมตะกว-ดบก ไมแขงแรง นม และม Tm ต า Ex ลวดบดกร : โลหะผสมตะกว-ดบก

ตะกว : เปนตวกน X-ray เสอแบตเตอร ดบก : ใชเคลอบเหลกกลาคารบอนธรรมดาน ามาใชท ากระปองบรรจอาหาร เพอปองกน ???

Page 99: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

3. สงกะส

เปนโลหะคอนขางออน ม Tm ต า และท าปฏกรยาเคมกบสงแวดลอมตางๆ งาย ถกกดกอนงาย เมอเคลอบสงกะสบนเหลก สงกะสจะถกกดกรอนแทนเหลก เรยกวา “เหลกกลวาไนซ” ใชท าเหลกแผนสงกะส รว หลงคา ผนง สกร ทจบประตรถยนต อปกรณส านกงาน

Page 100: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1

4. เซอรโคเนยม

เหนยว ทนทานตอการกดกรอนในสภาพแวดลอมถกกดกรอนรนแรง Zr ยอมใหอนภาคนวตรอนทะลผานได จงใชเคลอบผวเชอเพลงยเรเนยมในเครองปฏกรณปรมาณ แลวหลอเยนดวยน า นอกจากนยงใชท าตวซลส าหรบทอสญญากาศ

Page 101: Corrosion สนิมและการกัดกร่อน   r1