วันศุกร์ที่ 7 มีนาคม พ.ศ. 2557

เหล็กและเหล็กกล้า

   วัสดุเหล็กและเหล็กกล้าสามารถทำการผลิตด้วยกรรมวิธีต่างๆ ได้ด้วยการเจือวัสดุอื่นๆ ลงไป และการผ่านกรรมวิธีทางความร้อน (Heat Treatment) เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่จะนำไปใช้งานตามสภาพหรือสภาวของงาน ด้วนเหตุนี้เหล็กและเหล็กกล้าจึงเป็นวัสดุช่างที่ใช้กันบ่อยที่สุด

 เหล็กดิบ (Pig Iron)
    ความหนาแน่น  6,7 kg/dm^3 ถึง 7,3 kg/dm^3 มีจุดหลอมเหลวประมาณ 1300 'c มีปริมาณคาร์บอนประมาณ 3-5% เป็นเหล็กที่ได้มาจากเตาสูง (Blast Furnace) โดยตรง (ไม่มีการผ่านกรรมวิธีอื่นอีก) ปกติมีคาร์บอนอย่างน้อย 2,1% ขึ้นไป เหล็กประเภทนี้ไม่สามารถขึ้นรูปในขณะร้อนและเย็นด้วยเครื่องจักรได้ เหล็กดิบแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
     1. เหล็กขาวมีแมงกานีสอยู่ทำให้มีการก่อตัวของคาร์บอนขึ้น ปกติจะมีคาร์บอนประมาณ 3-4% คาร์บอนนี้จะทำปฏิกิริยาทางเคมีรวมตัวกับเนื้อเหล็ก (ผลึกเม็ดเกรนของเหล็ก) กลายเป็น Fe3C (เหล็กคาร์ไบด์) ดังนั้นจึงไม่มีแกรไฟด์รวมอยู่ด้วย ทำให้มีลักษณะแข็งเปาะ มีเม็ดละเอียดสีขาวเหมือนเงิน เหล็กนี้จะนำไปทำเป็นเหล็กกล้า เหล็กหล่อเหนียวขาว และเหล็กกล้าหล่อ
      2. เหล็กดิบเทา มีซิลิคอนปนอยู่ ซิลิคอนจะผลักคาร์บอนออกจากผลึกเม็ดเกร็นของเหล็กให้อยู่ในรูปแกรไฟด์ (Graphite) ซึ่งจะแทรกตัวอยู่ระหว่างผลึกเม็ดเกร็นของเหล็ก (เพราะคาร์บอนไม่ทำปฏิกิริยารวมตัวกับเนื้อเหล็ก) เหล็กชนิดนี้จะนำไปทำเป็นเหล็กหล่อ (Cast Iron) และเหล็กหล่อเหนียวดำ
     เหล็กดิบเทานี้มีเม็ดเกร็นสีเทาแก่ มีความอ่อน เปาะ น้อยกว่าเหล็กดิบขาว
     เหล็กดิบเทานี้มีคาร์บอนประมาณ 3 ถึง 5% ซึ่งจะนำไปทำเป็นเหล็กหล่อ