อิทธิพลของวานาเดียมต่อค่าความแข็งและค่าพลังงานแรงกระแทกในสภาพหล่อ ของเหล็กกล้าซิลิกอนแมงกานีส
คำสำคัญ:
เหล็กกล้าซิลิกอน-แมงกานีส, ความแข็ง, พลังงานแรงกระแทก, วานาเดียมบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของวานาเดียม (V) ต่อค่าความแข็งและค่าพลังงานแรงกระแทกของเหล็กกล้าซิลิกอน แมงกานีส ส่วนผสมเริ่มต้นคาร์บอนร้อยละ 0.59 - 0.71 ซิลิกอนร้อยละ 1.71 - 1.86 และแมงกานีสร้อยละ 0.83 - 0.92 โดยน้ำหนัก ชิ้นงานทดสอบหล่อขึ้นรูปด้วยแบบทรายหล่อ มีส่วนผสมวานาเดียมในปริมาณตั้งแต่ร้อยละ 0.002 ถึง 0.296 โดยน้ำหนัก ทำการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค ทดสอบความแข็งและพลังงานแรงกระแทกแบบชาร์ปี้ จากผลการทดลองพบว่า โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานทดสอบทุกชิ้นปรากฎเฟสเพริลไลต์เกือบทั้งหมด แม้ว่าจะมีส่วนผสมคาร์บอนต่ำกว่าจุดยูเทกทอยด์ (คาร์บอนร้อยละ 0.76 โดยน้ำหนัก) และมีปริมาณเฟสออสเทนไนต์ตกค้างเล็กน้อย ชิ้นงานมีขนาดเกรนเพริลไลต์ลดลงเมื่อปริมาณวานาเดียมเพิ่มขึ้น ผลทดสอบสมบัติเชิงกลพบว่า ความแข็งของชิ้นงานเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณวานาเดียมเช่นกันโดยมีค่าสูงสุดคือ 309 HBได้รับในชิ้นงานที่เติมวานาเดียมในปริมาณร้อยละ 0.296 โดยน้ำหนัก ส่วนค่าพลังงานแรงกระแทกพบว่าไม่แตกต่างกันมากนักแม้ว่าจะเพิ่มปริมาณวานาเดียมในปริมาณเล็กน้อย ค่าพลังงานแรงกระแทกมีค่าสูงสุดเท่ากับ 11.92 จูลต่อตารางเซนติเมตร ได้จากชิ้นงานที่เติมวานาเดียมในปริมาณร้อยละ 0.08 และ 0.26 โดยน้ำหนัก
เอกสารอ้างอิง
Japanese Standards Association. JIS Handbook 2018 Ferrous Materials & Metallurgy I. Japan: Japanese Standards Association; 2018.
Thanom L. Development of Sugarcane Cutting Blade for Hardness Comparison, Industrial Engineering Network Conference, 2012,17-19 October 2012, Page 1666-1670.
Won Jong Nam, Chong Soo Lee, Deok Young Ban. Effects of alloy additions and tempering temperature on the sag resistance of Si–Cr spring steels. Materials Science and Engineering. 2000; A289: 8-17.
Shizhong Wei, Jinhua Zhu, liujie Xu. Effects of vanadium and carbon on microstructures and abrasive wear resistance of high speed steel. Tribology International. 2006; 39 : 641–648.
Supachai P. Physical metallurgy for engineers Vol 2. [n.p.]; 2009.
Supachai P. Physical metallurgy for engineers Vol4. [n.p.]; 2003.
Solano-Alvarez W., Fernandez Gonzalez L., Bhadeshia H.K.D.H. The effect of vanadium alloying on the wear resistance of pearlitic rails. Wear. 2019: 436-437.
Zhang Q, Zhao Y, Yuan G, Yang W. The effect of vanadium on microstructure and mechanical properties of Fe-based high-strength alloys. Results in Physics. 2019; 15: In press.
Ganwarich P. Effect of vanadium and niobium alloying elements on the microstructure and mechanical properties of a drop forging microalloyed HSLA steel. Songklanakarin J. Sci. Technol. 2016; 38(4): 357-363.
Todic A, Cikara D, Todic T, Pejovic B, Camagic I, Vukojevic V. The Influence of the Vanadium Content on the Toughness and Hardness of Wear resistant High-alloyed Cr-Mo Steel. FME Transactions. 2017; 45(1): 130-134.
Carlos Garcia-Mateo, Lucia Morales-Rivas, Francisca G. Caballero, David Milbourn,Thomas Sourmail. Vanadium Effect on a Medium Carbon Forging Steel. Metals. 2016; 6(130): 1-12.
Wang P, Li Z, Lin G, Zhou S, Yang C, Yong Q. Influence of Vanadium on the Microstructure and Mechanical Properties of Medium-Carbon Steels for Wheels. Metals. 2018; 8(978): 1-14.
ASTM A 536 – 84. Standard Specification for Ductile Iron Castings. ASTM International 2019.
Bunlang S, Somnuk W. Tabllenbuch Metall. 7thed. Bangkok: King Mongkut's University of Technology North Bangkok; 2011.
Supachai P. Physical metallurgy for engineers Vol 1. Ubon Ratchathani : Science and Engineering; 2004.
Omar D. To Investigation the Structure and Morphology of Iron Metallic by Difference Techniques. Journal of Nanotechnology & Advanced Materials 2015; (No. 2): 57-61
Rafael Magalhães Triani, Fábio Edson Mariani, Lucas Fuscaldi De Assis Gomes, Pedro Gabriel Bonella De Oliveira, George Edward Totten and Luiz Carlos Casteletti. Improvement of the Tribological Characteristics of AISI 8620, 8640 and 52100 Steels through Thermo - Reactive Treatments. Lubricants 2019; (7, 63): doi:10.3390/lubricants7080063.
Wang P, Li Z, Lin G, Zhou S, Yang C, Yong Q. Influence of Vanadium on the Microstructure and Mechanical Properties of Medium-Carbon Steels for Wheels. Metals 2018; 8(978): 1-14.
Stephen R. Shatynski. The Thermochemistry of Transition Metal Carbides: Oxidation of Matals 1979; (Vol 13. No. 2): 105-118.
Strnadel B, Mares V. Effect of micro-cracks in nonhomogeneous stress field on fracture instability in structural components. AIMS Materials Science 2016; 3(4): 1534-1543.
