เหล็กหล่อ ( Cast
Iron )
ในบรรดาเหล็กทั้งหมด
เหล็กหล่อดูจะเป็นเหล็กที่นิยมใช้มากที่สุด ทั้งนี้นอกจากจะมีราคาถูกที่สุดแล้ว
ชิ้นงานหล่อรูปพรรณที่ทำด้วยเหล็กหล่อยังสามารถออกแบบให้มีลักษณะซับซ้อนได้
โดยที่การหล่อยังคงทำได้ง่าย
Cast Iron ส่วนใหญ่จะได้จากการหลอม Pig Iron แล้วหล่อแบบออกมา หรืออาจเป็น
Pig Iron ผสมกับพวกเศษเหล็กและเศษเหล็กกล้าต่าง ๆ อุณหภูมิหลอมเหลวประมาณ
1150-1250 ฐC
ซึ่งต่ำกว่าจุดหลอมของเหล็กกล้าทั่วไป การหลอมอาจทำได้โดยง่ายโดยใช้เตาแบบ
Cupola โลหะที่ได้จะไหลตัวได้ดีสามารถหล่อแบบได้อย่างดี Cast Iron โดยทั่วไปจะประกอบด้วย
คาร์บอน 2.8 - 3.6 %
ซิลิกอน 1.0 - 3.0 %
แมงกานีส 0.4 - 1.0 %
ซัลเฟอร์ 0.1 - 0.35 %
ฟอสฟอรัส 0.05 - 1.0 %
เหล็กหล่อยังแบ่งออกเป็นชนิดต่าง
ๆ ได้ถึง 5 ชนิดดังต่อไปนี้
1. เหล็กหล่อเทา ( Gray Iron )
2. เหล็กหล่อขาว ( White Iron )
3. เหล็กหล่อเหนียว ( Ductile Iron
) หรือเหล็กหล่อแกรไฟต์กลม ( Nodular Iron)
4. เหล็กหล่ออบเหนียว ( Malleable Iron
)
5. เหล็กหล่อโลหะผสม ( Alloy Cast
Iron )
องค์ประกอบสำคัญที่ทำให้เหล็กหล่อมีคุณสมบัติต่างกัน
1. ปริมาณส่วนผสมของคาร์บอน
2. ปริมาณธาตุผสมและสารมลทิน ( Impurity )
3. อัตราการเย็นตัวของเหล็กหล่อ
4. กรรมวิธีทางความร้อน ( Heat Treatment ) หลังจากการหล่อ
สำหรับท่านที่ต้องการข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาติดต่อที่
กระผม
นาย
ชูเกียรติ อิ่มเกษม Email:Chukiart2002
@Yahoo.com
1.
เหล็กหล่อเทา ( Gray Cast Iron )
เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนสูง 2 ถึง 4 เปอร์เซนต์ โดยน้ำหนัก และซิลิกอนประมาณ
2 เปอร์เซนต์โดยน้ำหนัก คาร์บอนในเหล็กสีเทาจะตกผลึกเป็นคาร์บอนอิสระในรูปเกล็ด
เรียกว่า แกรไฟต์แบบเกล็ด ( Flake type Graphite ) นอกจากนี้แกรไฟต์ในเหล็กหล่อยังทำให้ความสามารถในการรับการแต่งขึ้นรูป
( Machinability ) ดี เหล็กหล่อเทาโดยทั่วไปจะมีโครงสร้างพื้นฐานเป็นทั้ง
Ferrite และ Pearlite ผสมกัน ความแข็งแรงในการต้านทานแรงดึงก็จะขึ้นกับปริมาณ
Ferrite กับ Pearlite ว่าอย่างไหนจะมีมากกว่ากัน ถ้ามี Ferrite มากความแข็งแรงก็น้อยกว่าอันที่มี
Pearlite มาก
นอกจากโครงสร้างพื้นฐานแล้วองค์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้คุณสมบัติของเหล็กหล่อเทาต่างกันก็ได้แก่
รูปร่างของผลึกแกรไฟต์ ซึ่งจะมีอยู่ 5 ลักษณะคือ
ชนิด A เกล็ดแกรไฟต์กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ
การเรียงตัวไม่เป็นระเบียบ ( Random Orientation Flake type Graphite
) แกรไฟต์ชนิดนี้จะปรากฎในเหล็กหล่อชนิดดีพิเศษ โครงสร้างส่วนใหญ่คือ
Pearlite และ Graphite
ชนิด B เกล็ด แกรไฟต์ กระจายเป็นกลุ่ม
คล้ายดอกกุหลาบ ( Rosette Grouping ) การเรียงตัวไม่เป็นระเบียบ แกรไฟต์ชนิดนี้ประกอบด้วยก้อนยูเทกติก
( Eutectic Cells ) ซึ่งมีกลุ่มแกรไฟต์เล็ก ๆ อยู่ตรงกลาง พบในเหล็กหล่อเทาที่มีปริมาณคาร์บอนสูง
ชนิด C เกล็ดแกรไฟต์ทับกัน ( Superimposed
Flakes ) การเรียงตัวไม่เป็นระเบียบ ลักษณะคล้ายแบบ A แต่มีขนาดใหญ่กว่า
เกิดกับเหล็กหล่อที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 4.3 % โครงสร้างพื้นฐานเป็น
Ferrite เสียส่วนใหญ่ มี Carbide หรือ Cementite น้อย
ชนิด D เกล็ดแกรไฟต์เป็นกลุ่มคล้ายกิ่งไม้
( Interdendritic Segregation ) การเรียงตัวไม่เป็นระเบียบ ปรากฎการณ์นี้จะเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดต่ำกว่าจุดแข็งตัว
แต่น้ำเหล็กยังคงหลอมเหลวอยู่ ( Super Cooling ) ผลึกนี้จึงเกิดระหว่างผลึกของ
Austenite ที่แข็งตัวอยู่ก่อนแล้วทำให้
แกรไฟต์มีรูปคล้ายกิ่งไม้ เหล็กหล่อที่มีแกรไฟต์ชนิดนี่อยู่มักจะมี Ferrite
เป็นพื้นทำให้ความแข็งแรงต่ำ
ชนิด E เกล็ดแกรไฟต์เป็นกลุ่มคล้ายกิ่งไม้
( Interdendritic Segregation ) การเรียงตัวมีระบบอยู่บ้าง ( Preferred
Orientation ) ลักษณะคล้ายกับชนิด D แต่เป็นระเบียบกว่า จะเกิดเมื่อมีปริมาณคาร์บอนผสมอยู่ต่ำ
มีความแข็งแรงสูงกว่าชนิด D เล็กน้อย
ชนิดของเหล็กหล่อ Gray Cast Iron แบ่งตามโครงสร้างพื้นฐานได้
3 ชนิด
- Pearlitic Gray cast Iron มีอัตราการเย็นตัวปานกลาง มีความแข็งแรงสูงโครงสร้างพื้นฐานเป็น
Ferrite
- Ferritic Gray cast Iron มีอัตราการเย็นตัวช้า มีความแข็งแรงต่ำ มีโครงสร้างพื้นฐานเป็น
Ferrite
- Ferritic - Pearlitic Gray Cast Iron มีอัตราการเย็นตัวระหว่างปานกลางกับเย็นตัวช้า
โครงสร้างพื้นฐานเป็น Ferrite และ Pearlite
