มารู้จักเหล็กกล้าสองเฟส

เหล็กกล้าสองเฟส (Dual phase steel) เป็นเหล็กกล้าชนิดใหม่ที่พัฒนามาจาก เหล็กกล้าผสมต่ำความแข็งแรงสูง (High strength low alloy) มีโครงสร้างจุลภาคประกอบด้วยสองเฟส คือ เฟอร์ไรต์ (Ferrite) และมาร์เทนไซต์(Martensite) หรืออาจประกอบด้วยเฟสเบนไนต์ (Bainite) และเพิร์ลไลต์ (Pearlite) ประกอบด้วยก็ได้ เหล็กประเภทนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับอุตสาหกรรมรถยนต์

แสดงการใช้เหล็กกล้าชนิดต่างๆ ในชิ้นส่วนรถยนต์

โครงสร้างจุลภาคประกอบด้วยสองเฟส คือ เฟอร์ไรต์ และมาร์เทนไซต์ หรืออาจประกอบด้วยเฟสเบนไนต์ ซึ่งมีสมบัติพิเศษคือ มีค่าความเค้นแรงดึงสูง และมีความสามารถในการขึ้นรูปได้ดีสามารถขึ้นรูปที่มีความซับซ้อนได้ดี

โครงสร้างจุลภาคประกอบด้วย มาร์เทนไซต์ (สีเทา) เฟอร์ไรท์ (สีขาว)

กรรมวิธีผลิตเหล็กกล้าสองเฟสโดยการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้า (ส่วนใหญ่จะใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ) เหลือเส้น A1 แต่ไม่เหนือเส้น A3 คงอุณหภูมิไว้จนมั่นใจว่าชิ้นงานทั้งหมดเป็นเฟสออสเทนไนต์ทั้งชิ้นงาน (ขึ้นกับความหนา) ซึ่งส่วนใหญ่ประมาณ 30 นาที ต่อความหนา 1 นิ้ว จากนั้นเย็นตัวอย่างรวดเร็วในน้ำ

แสดงอุณหภูมิในการใช้การผลิตเหล็กกล้าของเหล็กกล้าคาร์บอน

สมบัติทางกล

จากโครงสร้างจุลภาคจะส่งผลต่อสมบัติทางกลต่อค่าความแข็งแรงและค่าความเหนียวของเหล็กกล้า

เปรียบเทียบสมบัติทางกลของเหล็กกล้าสองเฟสกับเหล็กกล้า HSLA

จากการทดสอบสมบัติทางกล (เทนไซต์) จะเห็นได้ว่าเหล็กกล้าสองเฟสมีค่า Stress (ความแข็งแรง) และค่า Strain (การยืดตัว) สูงกว่าเหล็กกล้า HSLA (High strength low alloys) ซึ่งเราสามารถอธิบายด้วยกลไกการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชั่น (Dislocation) เมื่อชิ้นงานที่เป็นเหล็กกล้าสองเฟสผ่านการขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนต่างๆของรถยนต์ จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชั่น เมื่อดิสโลเคชั่นเคลื่อนที่ชนเฟสที่มาร์เทนไซต์ที่มีความแข็งแรงสูง จะทำให้ชิ้นงานมีค่าความแข็งแรงสูงด้วย ซึ่งค่าความเหนียวมากจากโครงสร้างเฟอร์ไรท์ในเหล็กกล้าสองเฟส

แสดงกลไกการเคลื่อนที่ของดิสโลเคชั่นในเหล็กกล้าสองเฟส

ปัจจุบันเหล็กกล้าสองเฟสจะมีการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมค่อนข้างสูง ซึ่งการวิเคราะห์เกี่ยวกับสมบัติต่างๆ ของเหล็กกล้าสองเฟสนั่นมีความสำคัญมากซึ่งขึ้นกับตัวแปรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นตัวแปรทางด้านกระบวนการทางความร้อน เช่น อุณหภูมิ เวลา หรือตัวแปรด้านอื่นๆ เช่น ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าที่จะนำมาทำเป็นเหล็กกล้าสองเฟส เป็นต้น หรือแม้กระทั่งการศึกษาการกัดกร่อนของเหล็กกล้าสองเฟสในสภาวะการใช้งานในปัจจุบัน

ที่มา : http://www.uss.com/

สนใจรายละเอียดเพิ่มเติม http://www.mate-kmutnb.net/

ข้อคิดดีๆ จากวิศวกรรมวัสดุ

MATE ภาคอะไร? อาจเคยได้ยินคำถามนี้บ่อยๆ และก็คงตอบกลับไปว่า "วิศวกรรมวัสดุไง"... แต่ในใจอาจคิดว่า.." อะไรวะ ไม่มีใครรู้จักเลยหรอ! มันไม่ใช่เรื่องแปลกที่ไม่มีคนรู้จัก ... เพราะถ้าถามเราว่ารู้จักทุกคณะ ทุกสาขาในสถาบันนี้หรือเปล่า... เราก็คงตอบไปว่าไม่ ...พี่น้องวัสดุเอย...เจ้าเพิ่งเข้ามาศึกษาเพียง รุ่น 1-2-3-4-5-6,,,-10 รุ่น เท่านั้นจะหวังให้เด่นดังได้อย่างไรภาคอื่นได้ไฉน พวกเจ้าทั้งหลายก็เป็นเหมือนพวกเหล็กที่เค้าโยนเข้าเตาเผา ยังไม่ทันร้อน ยังต้องใช้เวลาหล่อหล่อมและปรับปรุงสมบัติอีกมากมาย ไม่มีใครบอกว่าเจ้าจะออกมาเป็นเหล็กชนิดไหน ... เจ้าอาจจะไม่ใช่คนที่มีพรสวรรค์ทางด้านปัญญาแต่นั้นไม่ได้หมายความว่าเจ้าโง่เขลา... ทุกคนมีพรแสวง ขึ้นอยู่กับว่าจะใช้มันมากน้อยแค่ไหน หลายคนบอกว่ามันไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำ... แต่มันก็คงไม่ยากเกินไป ไม่จำเป็นต้องไปแข่งกับใครๆ มากมาย เพราะการชนะอะไรๆ ก็ไม่เท่าชนะใจตัวเอง เหล็กที่แข็งยังมีความเปราะ เหล็กที่อ่อนถึงจะมีความแข็งน้อยแต่ก็มีความเหนียวมาก เราทุกคนต่างๆมีข้อดีต่างกัน ถ้ามีน้อยก็จงสร้างถ้า
มีมากก็จงอย่าลืมตัว

วิศวกรรมวัสดุจะยิ่งใหญ่ได้คงไม่ใช่เพียงข้ามคืน แต่จะเกิดขึ้นได้ถ้าเราช่วยกันสร้างขึ้น อันดับแรกเราต้องสร้างความภาคภูมิใจ ถ้าตัวเราเองไม่ภูมิใจแล้ว แล้วใครเค้าจะมาภูมิใจกับเราด้วย

อันดับที่สองความรักและความสามัคคี ร้อยพ่อพันแม่-ต่างบ้านต่างเมือง ทุกคนต่างๆกัน
มันไม่ง่ายเลยที่จะรวมกันได้ ความเป็นเพื่อนไม่ใช่แค่เรียนร่วมห้องเดียวกัน เลิกเรียนแล้วกลับบ้าน ตัวใครตัวมัน ความเป็นพี่น้องก็ไม่ใช่แค่เรามาเรียนก่อนหรือมาเรียนหลังไม่ได้นับถือกันแบบนั้น มันสร้างขึ้นด้วยใจ ไม่มีใครบังคับได้... การทำกิจกรรมต่างๆ ทำให้ทุกคนได้รู้จักกัน ได้พูดคุยกัน ได้ช่วยเหลือกัน จึงจะทำให้เกิดความสัมพันธ์ขึ้น

จะมีประโยชน์อะไรถ้าเรียนได้ A แต่ไม่มีเพื่อนจริงๆ เลยสักคน ลองถามตัวเองซิ ว่าอยากมีเพื่อนเป็นหนังสือเท่านั้นหรือ? ใน 1 ปี มีกิจกรรมไม่ได้มากมาย จะเสียเวลามากหรือ? เสียเงินมากหรือ? มนุษย์เป็นสัตว์สังคม ไม่ว่าจะอยู่ในสังคมแบบไหนก็ตามทุกคน ย่อมปรับตัวให้เข้ากับสังคมนั้นๆ เพื่อให้เป็นที่ยอมรับ เหมือนต้นไม้ที่รู้จักเอนอ่อนตาม กระแสลมพายุหรือกระแสน้ำที่เชี่ยวกราด ไม่เพียงแต่จะไม่หักแต่ยังคงเจริญเติบโตต่อไปอีกได้ ความสำเร็จของเราก็คือความยิ่งใหญ่ของวิศวกรรมวัสดุในอนาคต จงทำวันนี้ให้ดีที่สุดเพื่ออนาคตที่ดีในวันข้างหน้า จงทำเพื่อตนเองอย่างไม่เห็นแก่ตัว และจงทำเพื่อคนอื่นอย่างไม่ลืมตนเอง....

เครดิต : หนังสือรุ่น วิศวกรรมวัสดุ พระนครเหนือ โดยพี่ ต้นหญ้า45-1066-401-0