อิทธิพลของปริมาณอนุภาคแกรไฟต์ที่มีผลต่อโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกล ของเหล็กหล่อแกรไฟต์กลมในอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนยานยนต์
Abstract
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปริมาณอนุภาคแกรไฟต์ (Nodule count) ที่มีผลต่อปริมาณสัดส่วนโครงสร้างจุลภาค เฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ และสมบัติทางกลของเหล็กหล่อแกรไฟต์กลม งานวิจัยนี้จึงทำการทดลองผลิตเหล็กหล่อแกรไฟต์กลม โดย การหลอมด้วยเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า ทำการปรับปรุงส่วนผสมธาตุคาร์บอนและซิลิกอนให้ได้ปริมาณคาร์บอนเทียบเท่า ในช่วง 3.95-4.45 %CE และควบคุมกระบวนการอินนอคคูเลชั่น (Inoculation) 0.30 - 0.32% โดยน้ำหนัก กระทำพร้อมกับการทำ แมกนีเซียมทรีทเมนท์ (Nodulization) ในเบ้าผสมที่อุณหภูมิ 1500 - 1520 องศาเซลเซียส ที่ใช้ปริมาณแมกนีเซียมแตกต่างกัน ทดสอบหาความต้านทานแรงดึง และทำการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค ปริมาณอนุภาคแกรไฟต์โดยใช้โปรแกรมวิเคราะห์ภาพ (Image analysis) ผลการวิจัยพบว่าปริมาณแมกนีเซียมตกค้าง (Residual Mg) ที่เพิ่มขึ้นมากในช่วง 0.065 - 0.075% โดยน้ำหนัก ทำให้ปริมาณอนุภาคแกรไฟต์ลดลงเหลือ 78 อนุภาคต่อตารางมิลลิเมตร (Nodules/mm2) เกิดอนุภาคแกรไฟต์รูปร่างผิดปกติ มีผลต่อ ปริมาณสัดส่วนโครงสร้างจุลภาคเฟอร์ไรต์เปลี่ยนแปลงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ จากผลดังกล่าวทำให้สมบัติทางกลโดยเฉพาะ ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยสรุป จะเห็นว่าปริมาณอนุภาคแกรไฟต์และปริมาณแมกนีเซียมตกค้างมีผลต่อ สัดส่วนโครงสร้างจุลภาคเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ และสมบัติทางกลในเหล็กหล่อแกรไฟต์กลม
คำสำคัญ : เหล็กหล่อแกรไฟต์กลม, ปริมาณอนุภาคแกรไฟต์, ลักษณะรูปร่างอนุภาคแกรไฟต์, สัดส่วนโครงสร้างจุลภาค, ชิ้นส่วนยานยนต์
(การประชุมวิชาการ การวิจัยภาคปฏิบัติและการพัฒนา ครั้งที่ 1 เชียงใหม่)
Abstract
This research aims to study the effect of graphite nodule count on the proportions of ferrite and pearlite, mechanical properties and microstructure of ductile cast iron. The ductile cast iron casting was produced by induction furnace, adjusting carbon and silicon content for carbon equivalent of 3.95-4.45 %CE, treated with FeSi 4.8%Mg alloy, and inoculated with FeSi-Ba alloys 0.30-0.32 % by weight, using the sandwich method and late stream inoculation. The metal was poured at approximately 1500-1520 oC with different residual magnesium contents. The tensile strength, microstructure of ferrite / pearlite, and nodule count were mainly determined. The results suggested that the residual magnesium range of 0.065-0.075 %Mg reduced the nodule count to 78 nodules/mm2, with a shape deterioration of spheroidal graphite. This also resulted in reductions in the proportion of ferrite in the structure and the elongation at break. In summary, it can be concluded that the nodule count and the residual magnesium greatly affected the relative amount of ferrite and pearlite in the matrix and the mechanical properties of the ductile cast iron.
Keywords : Ductile cast iron, Nodule count, Graphite nodule shape, Proportions in matrix, Automotive parts
(selected from 1st Symposium on Hands-on Research and Development, Chiang Mai)
