การปรับปรุงสมบัติเชิงกลของใบมีดพรวนดินโดยใช้การบำบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักร

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาสมบัติเชิงกลและศึกษาความสัมพันธ์ของโครงสร้างจุลภาคต่อสมบัติเชิงกลของใบมีดพรวนดินที่ผ่านการบาบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักรโดยได้ทาการปรับปรุงความแข็งของใบมีดพรวนดินด้วยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคด้วยการบาบัดด้วยความร้อน ตลอดจนศึกษาการความต้านทานการสึกกร่อนของใบมีดพรวนดินก่อนและหลังการบาบัดด้วยความร้อน ทั้งนี้เพื่อที่จะสามารถประยุกต์ความรู้สาหรับการออกแบบกระบวนการทางโลหะวิทยาเพื่อให้ได้โลหะที่มีสมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งาน โดยงานนี้แบ่งออกเป็นสามส่วน ได้แก่ การศึกษาส่วนประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาคของใบมีดพรวนดินก่อนการบาบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักร การศึกษาผลของการบาบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักรและแบบอุณหภูมิคงที่ต่อโครงสร้างจุลภาคของใบมีดพรวนดิน และการศึกษาสมบัติเชิงกลของใบมีดพรวนดินก่อนและหลังการบาบัดด้วยความร้อน การวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบของใบมีดพรวนดินก่อนการบาบัดด้วยความร้อนพบปริมาณคาร์บอน 0.581 ร้อยละโดยน้าหนัก ซึ่งเป็นเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์ การศึกษาโครงสร้างจุลภาคด้วยเทคนิคจุลทรรศนศาสตร์แสง และจุลทรรศนศาสตร์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ พบโครงสร้างเบนไนต์ที่เกิดที่อุณหภูมิสูง การศึกษาผลของการบาบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักรต่อโครงสร้างจุลภาคของใบมีดพรวนดินด้วยอุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส จานวน 5 วัฏจักร โดยแต่ละวัฏจักรใช้เวลา 5 นาทีและทาให้เย็นตัวในอากาศที่มีลมพัดผ่าน พบโครงสร้างเบนไนต์ที่มีขอบเขตค่อนข้างกลมและพบวัฏภาคของเฟอร์ไรต์อยู่ตาแหน่งขอบเกรนของโครงสร้างเบนไนต์ โดยปริมาณของเบนไนต์มีแนวโน้มลดลงส่วนปริมาณของเฟอร์ไรต์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามจานวนวัฏจักร สาหรับผลของการบาบัดด้วยความร้อนแบบอุณหภูมิคงที่ ด้วยอุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส โดยใช้เวลาที่แตกต่างกัน ได้แก่ 5 10 15 และ 60 นาทีและทาให้เย็นตัวในน้ามันซิลิโคน พบโครงสร้างเบนไนต์และมาร์เทนไซต์ เมื่อเวลาเพิ่มขึ้นโครงสร้างมาร์เทนไซต์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นและพบโครงสร้างเบนไนต์มีแนวโน้มลดลง และที่เวลาเป็น 60 นาที พบการสลายตัวของโครงสร้างเบนไนต์ และเกิดการตกผลึกของวัฏภาคคาร์ไบด์อยู่ด้านในของเบนไนต์เกรน การศึกษาสมบัติเชิงกลของใบมีดพรวนดินก่อนและหลังการบาบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักร พบค่าความแข็งและความต้านทานการสึกกกร่อนมีค่าต่ากว่าใบมีดพรวนดินก่อนการบาบัดด้วยความร้อน และมีแนวโน้มลดลงเมื่อจานวนรอบของการบาบัดด้วยความร้อนเพิ่มขึ้น ซึ่งแสดงถึงการมีความความยืดหยุ่นดีขึ้น ดังนั้นจึงปรับปรุงกระบวนการบาบัดด้วยความร้อนเพื่อปรับปรุงค่าความแข็ง โดยทาการบาบัดด้วยความร้อนในสภาวะอุณหภูมิคงที่โดยใช้การเปลี่ยนแปลงเวลา พบค่าความแข็งของใบมีดพรวนดินที่ผ่านการบาบัดด้วยความร้อนมีแนวโน้มสูงขึ้นตามเวลาที่ใช้ตั้งแต่ 5 ถึง 15 นาที จากนั้นมีค่าลดลงเมื่อใช้เวลา 60 นาที สาหรับค่าความต้านทานการสึกกร่อนของตัวอย่างที่ผ่านการบาบัดด้วยความร้อน 5 นาทีมีค่าเพิ่มขึ้นจากชิ้นงานที่ผ่านการทาออสเตนไนต์ และมีแนวโน้มลดลงเมื่อใช้เวลาในการบาบัดด้วยความร้อนเพิ่มขึ้น คำสาคัญ: เหล็กกล้า การบาบัดด้วยความร้อนแบบวัฏจักร สมบัติเชิงกล โครงสร้างจุลภาค จุลทรรศนศาสตร์อิเล็กตรอน

คำสำคัญ