DETERMINATION OF INDUSTRIAL-GRADE STEEL PERFORMANCE FOR MAINTENANCE USING FACTORIAL EXPERIMENTAL DESIGN
Keywords:
Heat Treatment, Industrial-Grade Steel, Mechanical Properties of Industrial Steel, Factorial Experimental DesignAbstract
This study aimed to investigate the performance of common industrial steel grades for maintenance applications. A factorial experimental design was employed to analyze the hardness of S45C, SS400, and SCM440 steel before and after heat treatment using one-way and two-way ANOVA methods. The analysis before heat treatment revealed that the average hardness of the three steel grades differed significantly (F = 784.06 > F critical = 3.28). After heat treatment according to the 2² factorial experimental plan, two-way ANOVA showed that the hardness of each steel grade differed significantly, and the type of quenching medium (water or oil) had a significant effect on hardness at the 0.05 level. Hardening in water at 750–850°C produced the highest hardness values: S45C at 72 HB, SS400 at 81 HB, and SCM440 at 88 HB, while oil quenching yielded lower values: S45C at 61 HB, SS400 at 75 HB, and SCM440 at 69 HB. The results indicate that the choice of quenching medium directly affects the mechanical properties of steel, with water quenching providing greater hardness than oil under the same conditions. These findings were presented to three companies using industrial steel for maintenance, providing guidance for selecting appropriate materials based on application and operational requirements.
References
ณัฐพร ยงวงศ์ไพบูลย์. (2564). รูปแบบการจัดการอุตสาหกรรมเหล็กไทยสู่การเป็นอุตสาหกรรมสีเขียวอย่างยั่งยืน. วารสารสันติศึกษาปริทรรศน์ มจร, 9(4), 1580–1593.
ธนะรัตน์ รัตนกูล. (2560). การบำรุงรักษาทวีผลแบบทุกคนมีส่วนร่วมเพื่อเพิ่มค่าประสิทธิผลโดยรวมของเครื่องจักรในอุตสาหกรรมเหล็กรูปพรรณ. วารสารวิชาการคณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง, 10(1), 50–62.
ปทุม พรหมจันทร์. (2568). เฟสไดอะแกรม. สืบค้นจาก http://www.thummech.com/
ปารเมศ ชุติมา. (2545). การออกแบบการทดลองทางวิศวกรรม (พิมพ์ครั้งที่ 1). กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
พิชัย ถีระมัด และพัชรี ชยากรโศภิต. (2566). ปัจจัยที่กำหนดปริมาณการผลิตเหล็กสำเร็จรูปของประเทศไทย. วารสารเศรษฐศาสตร์และบริหารธุรกิจ มหาวิทยาลัยทักษิณ, 17(1), 93–110.
ภชรดิษฐ์ แปงจิตต์ และวราวุธ พันธ์บุญมี. (2566). การปรับปรุงประสิทธิภาพกระบวนการกลึงขึ้นรูปวัสดุ KCF Guide Pin โดยใช้หลักการออกแบบการทดลอง: บริษัทยูเคเอ็นจิเนียริ่งแอนด์ซัพพลาย จำกัด. วิศวกรรมสารเกษมบัณฑิต, 13(1), 35–47.
ศุภกร คนคล่อง. (2565). การศึกษาการแก้ไขปัญหากำลังผลิตล้นเกินของสาธารณรัฐประชาชนจีนด้วยข้อริเริ่มหนึ่งแถบหนึ่งเส้นทาง: กรณีอุตสาหกรรมเหล็ก. วารสารมหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี, 16(1), 56–75.
ไชยเจริญเทค. (2568). อุตสาหกรรมเหล็กมีความสำคัญมากต่อการพัฒนาทางเศรษฐกิจของประเทศไทย. สืบค้นจาก https://www.chi.co.th/article/article-1427/
Arunkumar, P., Muthukumaran, N., Samyb, M.M., Prabhu, L., & Rajeshwari, R. (2021). Investigation on the effect of process parameters in abrasive jet machining process using full factorial design. International Conference on Sustainable Materials, Manufacturing and Renewable Technologies, 47(15), 5395–5400.
Jankovic, A., Chaudhary, G., & Goia, F. (2021). Designing the design of experiments (DOE): An investigation on the influence of different factorial designs on the characterization of complex systems. Energy and Buildings, 250, 111298. Doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111298
Kim, S.J., Lee, H.G., & Park, K.T. (2018). Microstructural evolution and mechanical properties of medium-carbon steels (S45C and SCM440) after heat treatment. Materials Science and Engineering: A, 733, 94–102. Doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.07.058
Logistics. (2025). แนวโน้มอุตสาหกรรมเหล็กการผลิตเหล็กในประเทศปี 2025. สืบค้นจาก https://www.logisticsmag.net/
Mustapha, A.N., Zhang, Y., Zhang, Z., Ding, Y., Yuan, Q., & Li, Y. (2021). Taguchi and ANOVA analysis for the optimization of the microencapsulation of a volatile phase change material. Journal of Materials Research and Technology, 11, 667–680.
Myers, R.H., Montgomery, D.C., & Anderson-Cook, C.M. (2016). Response surface methodology: Process and product optimization using designed experiments. New York, NY: John Wiley & Sons.
