| รายละเอียดวิทยานิพนธ์ | |
| ชื่อวิทยานิพนธ์ | อิทธิพลของส่วนผสมทางเคมีและโครงสร้างจุลภาคต่อการชุบผิวแข็งเหล็ก Effect of Chemical Composition and Microstructure on Surface Hardening of Steel |
| ชื่อนิสิต | นภนต์ เกื้อน้อย Naphone Keanoi |
| ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา | ผศ ดร ปัญญา ศรีจันทร์ ดร นันทน์ ถาวรังกูร Asst Prof Dr Panya Srichandr Dr Nandh Thavarungkul |
| ชื่อสถาบัน | มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. บัณฑิตวิทยาลัย King Mongkuts University of Technology Thonburi. Bangkok (Thailand). Graduate School. |
| ระดับปริญญาและรายละเอียดสาขาวิชา | วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต. วิศวกรรมศาสตร์ (เทคโนโลยีวัสดุ) Master. Engineering (Materials Technology) |
| ปีที่จบการศึกษา | 2541 |
| บทคัดย่อ(ไทย) | งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาอิทธิพลของพารามิเตอร์ชนิด ของเหล็กต่อการชุบผิวแข็ง กระบวนการชุบผิวแข็งที่ศึกษา คือ กระบวนการพลาสมาไนไตรดิง และกระบวนการแก๊สคาร์บูไรซิ่ง พารามิเตอร์ของการชุบผิวแข็งที่ศึกษา คืออุณหภูมิ และเวลา ในการชุบ และผลการอบชุบที่ศึกษา คือความแข็งผิว การซึมลึก ของผิวแข็งและโครงสร้างจุลภาค และเหล็กที่ใช้ในการศึกษา คือเหล็กที่มีชื่อตามภาษาท้องตลาดว่า เหล็กหัวสีแดง เหล็ก เพลาขาว และเหล็กหัวสีฟ้า นอกจากนั้นได้ศึกษา เหล็กกล้า เติมคาร์บอนผิว เหล็กเครื่องมือกลุ่มทำงานร้อนและเหล็ก เครื่องมือกลุ่มทำงานเย็น ในการศึกษาการชุบผิวแข็งโดยกระบวนการพลาสมา ไนไตรดิงศึกษาที่เวลาเผาแช่ 20 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิเผา 520 550 องศาเซลเซียส และ 570 องศาเซลเซียส ผลการ ศึกษาพบว่า เหล็กหัวสีแดงเผาที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส ให้ความแข็งผิวได้สูงกว่าอุณหภูมิ 520 องศาเซลเซียส และ 570 องศาเซลเซียส และโครงสร้างจุลภาคที่ผิวเหมือนกันคือ ได้ (...)-compound (Fe(,2-3)N) ระยะการเกิดโครงสร้าง จุลภาคที่ผิว ที่อุณหภูมิสูงซึมลึกได้มากกว่าอุณหภูมิต่ำ เหล็กเพลา ขาวเผาที่อุณหภูมิ 520 องศาเซลเซียส ให้ความแข็งผิวได้สูง กว่าอุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส และ 570 องศาเซลเซียส และโครงสร้างจุลภาคที่ผิวเหมือนกันคือได้ (...)-compound (Fe(,2-3)N) ระยะการเกิดโครงสร้างจุลภาคที่ผิววัดได้ เท่ากัน เหล็กหัวสีฟ้าเผาที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส ให้ ความแข็งผิวได้สูงกว่าอุณหภูมิ 520 องศาเซลเซียส และ 570 องศาเซลเซียส และโครงสร้างจุลภาคที่ผิวเหมือนกันคือได้ (...)-compound (Fe(,4)N) ระยะการเกิดโครงสร้าง จุลภาคที่ผิวที่อุณหภูมิสูงซึมลึกได้มากกว่าอุณหภูมิต่ำ เหล็กกล้า เติมคาร์บอนผิวเผาที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส และ 570 องศาเซลเซียส ให้ความแข็งผิวได้สูงกว่าอุณหภูมิ 520 องศา เซลเซียส และโครงสร้างจุลภาคที่ผิวเหมือนกันคือ ได้ (...)-compound (Fe(,4)N) ระยะการเกิดโครงสร้าง จุลภาคที่ผิว ที่อุณหภูมิสูงซึมลึกได้มากกว่าอุณหภูมิต่ำ เหล็ก เครื่องมือกลุ่มทำงานร้อนและเหล็กเครื่องมือกลุ่มทำงานเย็น เผาที่อุณหภูมิให้ความแข็งผิวได้สูงกว่าอุณหภูมิต่ำ และโครง สร้างจุลภาคที่ผิวเหมือนกันคือได้ (...)-compound (Fe(,4)N) ระยะการเกิดโครงสร้างจุลภาคที่ผิว ที่อุณหภูมิสูงซึมลึกได้ มากกว่าอุณหภูมิต่ำ ผลการศึกษาที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส โดยเวลา เผาแช่ 15 20 ชั่วโมง และ 40 ชั่วโมง ได้พบว่า เหล็กหัว สีแดงที่เวลาเผาแช่ 15 และ 40 ชั่วโมง ให้ความแข็งผิวสูง กว่าเวลา 20 ชั่วโมง การเกิดโครงสร้างจุลภาคเหมือนกันคือ (...)-compound (Fe(,2-3)N) ระยะการเกิดโครงสร้าง จุลภาคที่ผิว ที่เวลาเผายาว การซึมลึกได้มากกว่าเวลาเผาสั้น เหล็กเพลาขาวที่เวลาเผาแช่ 15 ชั่วโมง ให้ความแข็งผิวสูง กว่าเวลา 20 ชั่วโมงและ 40 ชั่วโมง เมื่อเวลาเผาแช่ยาว ทำให้ความแข็งผิวลดลงด้วย การเกิดโครงสร้างจุลภาคเหมือน กันคือ (...)-compound (Fe(,2-3)N) ระยะการเกิด โครงสร้างจุลภาคที่ผิว ที่เวลายาวการซึมลึกได้มากว่าเวลา สั้น เหล็กหัวสีฟ้า เหล็กกล้าเติมคาร์บอนผิว เหล็กเครื่องมือ กลุ่มทำงานร้อน และเหล็กเครื่องมือกลุ่มทำงานเย็น ที่เวลา เผาแช่ 20 ชั่วโมง ให้ความแข็งผิวสูงกว่าเวลา 15 ชั่วโมง และ 40 ชั่วโมง เมื่อเวลาเผาแช่ยาวทำให้ความแข็งผิวลดลง ด้วย การเกิดโครงสร้างจุลภาคเหมือนกันคือ (...)-compound (Fe(,4)N) ระยะการเกิดโครงสร้างจุลภาคที่ผิว ที่เวลาเผา แช่ยาวซึมลึกได้มากว่าเผาแช่สั้น ในการศึกษาการชุบผิวโดยแก๊สคาร์บูไรซิ่ง เมื่อเผาที่ อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส และ 920 องศาเซลเซียส เวลา เผาแช่ 4 ชั่วโมง ผลการศึกษาพบว่าเหล็กหัวสีแดงและเหล็ก เพลาขาว ความแข็งผิวแตกต่างกัน คือที่อุณหภูมิต่ำให้ความแข็ง สูงกว่าอุณหภูมิสูง และการเกิดโครงสร้างจุลภาคเหมือนกันคือ มาร์เทนไซต์สำหรับเหล็กหัวสีฟ้า เหล็กกล้าเติมคาร์บอนผิว เหล็กเครื่องมือกลุ่มทำงานร้อนและเหล็กเครื่องมือกลุ่มทำงาน เย็น พบว่าความแข็งผิวเมื่ออบชุบที่อุณหภูมิสูงความแข็งผิวสูง กว่าเมื่ออบชุบที่อุณหภูมิต่ำ แต่การเกิดโครงสร้างจุลภาคที่ผิว เหมือนคือ มาร์เทนไซต์และคาร์ไบด์ เมื่ออบชุบที่อุณหภูมิ 920 องศาเซลเซียส โดยใช้เวลา เผาแช่ 2 4 ชั่วโมงและ 6 ชั่วโมง ผลการศึกษาพบว่าเหล็ก หัวสีแดงที่เวลาเผาแช่ต่างกัน กล่าวคือที่เวลาเผาแช่สั้น ความแข็งผิวสูงกว่าเวลาเผาแช่ยาว โครงสร้างจุลภาค ที่เกิดจะเหมือนกันคือ มาร์เทนไซต์ เหล็กเพลาขาวที่เวลา เผาแช่ 4 ชั่วโมงมีความแข็งผิวสูงกว่า 2 ชั่วโมงและ 6 ชั่วโมง เวลาเผาแช่ยิ่งยาวนานความแข็งผิวจะลดลง การ เกิดโครงสร้างจุลภาคไม่แตกต่างกัน เหล็กสีฟ้าที่เวลาเผา แช่ 2 ชั่วโมงมีความแข็งผิวสูงกว่า 4 ชั่วโมงและ 6 ชั่วโมง เวลาเผาแช่ยิ่งยาวนานความแข็งผิวจะลดลง การเกิดโครงสร้าง จุลภาคไม่แตกต่างกัน เหล็กกล้าเติมคาร์บอนผิวที่เวลาเผาแช่ 2 ชั่วโมงและ 6 ชั่วโมงมีความแข็งผิวสูงกว่าที่ 4 ชั่วโมง และการเกิดโครงสร้างไม่แตกต่างกัน เหล็กเครื่องมือกลุ่ม ทำงานร้อนที่เวลาเผาแช่ 4 ชั่วโมง มีความแข็งผิวสูงกว่า ที่ 3 ชั่วโมงและ 6 ชั่วโมง และการเกิดโครงสร้างไม่ แตกต่างกัน เหล็กเครื่องมือกลุ่มทำงานเย็นที่เวลาเผาแช่ 2 ชั่วโมงและ 4 ชั่วโมง มีความแข็งผิวสูงกว่าที่ 6 ชั่วโมง และการเกิดโครงสร้างจุลภาคไม่แตกต่างกัน ผลการศึกษาโดยสรุป การชุบผิวแข็งโดยกระบวนการ พลาสมาไนไตรดิงและกระบวนการแก๊สคาร์บูไรซิ่ง พบว่าการ เกิดโครงสร้างจุลภาคแตกต่างกัน และความแข็งผิวก็แตกต่าง กันด้วย ชนิดของเหล็กและส่วนผสมทางเคมีของเหล็กมีอิทธิพล สำคัญต่อความแข็งผิวที่เกิดขึ้นในทั้งสองกระบวนการ ตลอดจน อุณหภูมิและเวลาในการอบชุบ |
| บทคัดย่อ(English) | The aim of this research is to investigate the influences of process parameters and types of steels on surface hardening of steels. The processes employed in this study were plasma nitriding and carburizing. The parameters investigated were nitriding and carburizing temperatures and time. The results studied were surface hardness, case depth and microstructure. Experimental materials were low carbon steels, medium carbon steels, low alloy steels, carburizing steels, hot work tool steels and cold work tool steels. In the plasma nitriding process, samples were nitrided at 520, 550 and 570 C for 20 hours. It was found that for low alloy and medium carbon steels the optimum nitriding temperature was 550 C at which the maximum hardness was achieved. It was also found that the case depths were greater at higher nitiding temperatures. For low carbon steel, it was found that maximum hardness was achieved at 520 C. For tool steels, it was found that the higher nitriding temperature the higher the surface hardness. Predominant phases in the surface microstructure were Fe(,2-3)N and Fe(,4)N and nitrides of alloying elements such as chromium and aluminum. As for the nitriding time, it was found the optimum time was 20 hours (compared with 15 and 40 hours) at which maximum hardness was achieved for most steels except the low carbon grade. In the gas carburizing process, it was found that for low and medium carbon steels, carburizing at 900 C yielded higher surface hardness that at 920 C. For other steels i.e. Low anoy and tool steels, it was found that higher surface hardness were obtained at carburizing temperature 920 C compared with those at 900 C. Microstructures in an cases were martensite and carbide As for the carburizing times, different results were obtained for different grades of steels. For medium carbon and low alloy steels, it was found that carburizing for 2 hours yielded higher hardness than 4 and 6 hours. For low carbon and tool steel, maximum surface hardness was achieved when carburizing for 4 hours. There was no significant variation in microstructure. It is concluded that surface hardening by plasma nitriding and carburizing yield different microstructure and surface hardness. Type of steels, chemical compositions as well as process parameters have as effect, to greater and less degree, on the hardness achieved. |
| ภาษาที่ใช้เขียนวิทยานิพนธ์ | |
| จำนวนหน้าของวิทยานิพนธ์ | |
| ISBN | |
| สถานที่จัดเก็บวิทยานิพนธ์ | |
| คำสำคัญ | surface hardness, plasma nitriding, carburizing, effect of temperature surface hardness, effect of times surface hardness, การชุบแข็งเฉพาะผิว, พลาสมาไนไตรดิง, คาร์บูไรซิ่ง, อิทธิพลของอุณหภูมิในการอบชุบผิวแข็ง, อิทธิพลของเวลา ในการอบชุบ |
| วิทยานิพนธ์ที่เกี่ยวข้อง |
|
