เทคโนโลยีวัสดุอุตสาหกรรม

แผนการจัดการเรียนรู้ วชิ า เทคโนโลยวี ัสดุอุตสาหกรรม รหัสวชิ า30111-2001 หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชพี ชน้ั สงู (ปวส.) พทุ ธศกั ราช 2557 ประเภทวิชาชา่ งอุตสาหกรรม สาขาวชิ าเทคนคิ อุตสาหกรรม ภาคเรียนท่ี 1 ปกี ารศึกษา 2563 จดั ทำโดย นายอนชุ า เพชรทอง ตำแหน่งครพู เิ ศษสอน วิทยาลยั เทคนคิ ชลบรุ ี สำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา กระทรวงศกึ ษาธกิ าร

คำนำ แผนการจัดการเรียนรู้เล่มนี้ ผู้จัดทำได้เรียบเรียงข้ึนเพื่อใช้ประกอบการสอน วิชาเทคโนโลยี วัสดุอุตสาหกรรม รหสั 30111-2001 ตามหลักสูตรประกาศนียบตั รวิชาชีพช้ันสงู พุทธศักราช 2563 โดยจดั ทำแผนการเรยี นรู้ 18 สัปดาห์ สปั ดาห์ละ 3 ชั่วโมง โดยแบง่ หัวขอ้ เนื้อหาเป็น 9 หัวข้อ ประกอบด้วย วัสดุและการแบ่งประเภท คุณสมบัติและการทดสอบวัสดุ เหล็กดิบ เหล็กหล่อ เหล็กกล้าและมาตรฐานเหล็ก โครงสร้างอะตอมและพันธะ ระบบและโครงสร้างผลึก การเกิดเกรน และผลึก แผนภูมสิ มดุลภาค แผนจัดการเรยี นรู้จะจัดตามทส่ี ถานศึกษากำหนด โดยมีลักษณะรายวชิ า สมรรถนะประจำหน่วยการเรียน ตารางวิเคราะห์หลักสูตร กำหนดการสอนและแผนการจัดการเรียนรู้ แตล่ ะหนว่ ย ผู้จัดทำหวังเป็นอย่างย่ิงว่าแผนจัดการเรียนรู้เล่มน้ี จะเป็นประโยชน์ต่อการจัดการเรียนการ สอน ถา้ ทา่ นมขี ้อเสนอแนะใด ๆ ผจู้ ดั ทำยินดีรับฟังเพื่อนนำไปปรับปรุงแกไ้ ขต่อไป และขอขอบคุณมา ณ โอกาสนี้ นายอนชุ า เพชรทอง

แผนการจดั การเรียนรู้ จุดประสงค์รายวิชา เพอ่ื ให้ 1. มีความรคู้ วามเข้าใจเก่ียวกับหลกั การแบ่งกล่มุ คณุ สมบตั ิ และการใชง้ านของวัสดุในงาน อุตสาหกรรม 2. นาความรู้ไปใช้วิเคราะหป์ ัญหาเกย่ี วกับวสั ดแุ ละเลอื กใช้วัสดไุ ด้เหมาะสมกบั ประเภทของงาน 3. นาความรไู้ ปใชป้ รับปรุงคุณสมบัติของเหล็กกล้าด้วยความร้อนอย่างงา่ ยในโรงงาน 4. นาความรไู้ ปใชท้ ดสอบวัสดุอย่างง่ายในโรงงาน 5. ปฏบิ ตั ิงานดว้ ยความรับผิดชอบ มเี จตคติทด่ี ีในการสบื เสาะหาความรู้เก่ยี วกับวสั ดศุ าสตร์ และ ตระหนักถงึ ประสิทธภิ าพและความประหยัด มกี ิจนสิ ัยในการทางานดว้ ยความรอบคอบและปลอดภัย สมรรถนะรายวิชา 1. แสดงความรใู้ นการอ่านและเขยี นรหัสวัสดุตามมาตรฐาน ISO, JIS, DIN, BS, AISI, และ SAE 2. วเิ คราะห์ปัญหาเกยี่ วกบั วัสดแุ ละเลอื กใชว้ สั ดุไดเ้ หมาะสมตามขอ้ กาหนดการใชง้ าน 3. ปรับปรงุ คุณสมบตั ขิ องเหล็กกลา้ ดว้ ยความรอ้ นตามขอ้ กาหนด 4. ทดสอบวัสดุอยา่ งง่ายในโรงงานตามขอ้ กาหนด คาอธิบายรายวิชา ศึกษาและปฏิบัติเก่ียวกับค่าคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุประเภทแก็ส ของเหลว ของแข็ง หลักการ แบ่งกลุ่มคุณสมบัติ และการใช้งานของวัสดุอุตสาหกรรม คุณสมบัติทางกายภาพ ทางกล และทางเคมีของ โลหะ การแบ่งประเภทมาตรฐาน การเลือกใช้งานเหล็กกล้าและเหล็กหล่อ กรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติของ โลหะ การทดสอบวัสดุอย่างง่ายในโรงงาน การทดสอบวัสดุแบบทาลายและไม่ทาลาย คุณสมบัติของอโลหะ และการใช้งาน วัสดสุ งั เคราะหแ์ ละการใชง้ านวัสดใุ หม่ๆในงานอุตสาหกรรม (Advanced materials) เช่นวัสดุ งานคอมโพสิต วัสดุข้ันสูงในอุตสาหกรรมยานยนต์ วัสดุนาโน หรือนาโนคอมโพสิตชนิดของสารหล่อลื่นและ การใช้งาน การกดั กรอ่ นในโลหะและการป้องกัน วัสดุอันตรายและสัญลักษณ์ ระบบการกาหนดช่ือเรียก และ สญั ลักษณ์ของวสั ดตุ ามมาตรฐานนยิ ม เช่น ISO, JIS, DIN, DIN EN , BS, AISI, SAE , มอก. ฯลฯ

แผนการสอน หนวยท่ี 1 สอนครงั้ ที่ 1 ชื่อวิชา เทคโนโลยวี สั ดอุ ตุ สาหกรรม ชอ่ื หนว ย วสั ดุและการแบง ประเภท ช่ัวโมงรวม 3 ชื่อเร่ือง วสั ดุและการแบงประเภท จํานวนชัว่ โมง 3 หัวขอ เรื่องและงาน 1. การแบง ประเภทของวัสดุ 2. การทําเหมอื งแร สาระสาํ คัญ เมือ่ ใดกต็ ามทอ่ี งคก รทางธรุ กจิ มีความตอ งการทจ่ี ะผลติ สนิ คาใหมข ึน้ มาหรอื ทาํ การปรับปรุงสินคา เดิมใหดขี น้ึ ส่งิ ท่ตี องนํามาพิจารณาในการดําเนินการ ไดแก ความเปน ไปไดท างเทคนคิ และความ เปน ไปไดทางเศรษฐศาสตร การเลือกวัสดทุ ่ีจะนาํ มาใชจ ะตอ งผา นการพิจารณาความเปน ไปไดท ง้ั 2 กรณีดงั กลา ว การพจิ ารณาทางเทคนคิ เปน การพิจารณาเลือกวัสดใุ หเหมาะกับสภาพการใชงานที่ กําหนด สว นการพจิ ารณาทางเศรษฐศาสตรเ ปนการพจิ ารณาเก่ียวกบั ตนทนุ ของวัสดุ วัสดบุ างชนดิ ที่ ทําการเลือกมาใชมคี วามเหมาะสมในการใชง านไดต รงตามทก่ี ําหนด แตมรี าคาแพงซึ่งเปนการไม คุมคาในเชงิ ของการทําธุรกิจ ดังนั้น ในการเลอื กวสั ดุจึงตอ งคาํ นึงถงึ ความเปนไปไดท ้ัง 2 กรณี สมรรถนะท่พี ึงประสงค (ความรู ทักษะ คณุ ธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณวิชาชพี ) 1. อธบิ ายความหมายของวัสดปุ ระเภทโลหะไดอ ยางถูกตอง 2. อธิบายความหมายของการทาํ เหมืองแรไ ดอยางถูกตอง เนื้อหาสาระ ชนิดของวัสดใุ นงานอุตสาหกรรม 1. กลมุ ทีเ่ ปน โลหะ 1.1. โลหะประเภทเหลก็ 1.2. โลหะประเภทไมใ ชเหลก็ 2. กลมุ ทีเ่ ปนอโลหะ 2.1. สารสงั เคราะห 2.2. สารธรรมชาติ

กลุม ท่เี ปนโลหะ โลหะ หมายถงึ วสั ดทุ ไี่ ดจ ากการถลุงสนิ แรตา ง ๆ โลหะท่ใี ชกนั อยา งแพรหลายในงาน อุตสาหกรรม ไดแก เหลก็ อลมู เิ นยี ม ทองแดง ทองเหลอื ง ทองคํา เงิน ดบี กุ สงั กะสี เปน ตน โลหะ คอื วัสดุทไี่ ดจ ากการถลุงจากสินแรตาง ๆ ทเี่ กดิ โดยธรรมชาติ มีการจัดเรียงตวั ของอะตอม เปน ระเบยี บกวา อโลหะ คุณสมบตั ิของโลหะ 1. เปนตวั นาํ ไฟฟาไดด ี 2. เปน ตวั นําความรอ นไดด ี 3. มีความเหนยี วและแข็งแรงสูง 4. มีอณุ หภูมิปกติเปน ของแข็ง 5. มจี ดุ หลอมละลายสูง 6. สามารถทนตอการทบุ ตี หรือการยดื ข้นึ รปู ได 7. เคาะเสียงดงั กังวาน 8. คงทนถาวรไมผ ุพงั งา ย 9. มีความถวงจําเพาะสงู 10. มผี วิ เปน มนั วาว ภายหลังการตกแตง โลหะแบง เปน 2 ประเภท 1. โลหะประเภทเหล็ก (Ferrous Metal) หมายถงึ โลหะทม่ี ีเหลก็ เปนสวนประกอบอยู ไดแก เหล็กหลอ เหล็กกลา เหล็กประสม เหล็กเหนียว 2. โลหะประเภทไมใ ชเหลก็ (Non – Ferrous Metal) หมายถึง โลหะท่ีไมม ีเหลก็ เปน สวนประกอบอยู เชน อะลมู เิ นยี ม ทองแดง สงั กะสี ตะก่ัว ดีบกุ เปนตน โลหะทีไ่ มใ ชเ หล็กยังแบงได เปน พวกโลหะหนัก และโลหะเบา นอกจากนีย้ งั มีพวกโลหะประสมและโลหะซนิ เตอร เชน ทองเหลือง บรอนซ เงนิ เยอรมนั นาค ทองเค โลหะแข็ง เปน ตน กลุมที่เปนอโลหะ อโลหะ หมายถึง วตั ถุทไี่ ดจ ากธรรมชาติ หรือไดจ ากการสังเคราะหม า วัสดุทไ่ี มใชโลหะมกั จะมี คุณสมบัตติ รงกันขา มกบั กลุมท่ีเปน โลหะ ไดแก ยาง แกว พลาสติก ไม ฯลฯ อโลหะแบง เปน 2 ประเภท 1. สารสังเคราะห หมายถงึ สารท่เี กิดจากวัสดทุ ีส่ ังเคราะห หรือผลิตขึน้ ดว ยมนุษย เชน ซเี มนต กระดาษ แกว กระเบอ้ื ง พลาสติก ฯลฯ 2. สารธรรมชาติ หมายถึง สารท่ีเกิดจากสงิ่ มีชวี ติ ตามธรรมชาติ เชน หนังสตั ว ไม ยาง ใยหิน ฯลฯ

สมบัตขิ องอโลหะ 1. เปนตัวนาํ ไฟฟา ไมดี 2. เปนตวั นําความรอนไมด ี 3. มีจดุ หลอมละลายตํ่า 4. ไมท นตอ การทุบตีหรือข้ึนรูป 5. มผี วิ หยาบไมม นั วาว 6. เคาะไมมเี สยี งดงั 7. มีความถว งจาํ เพาะตาํ่ ลกั ษณะสําคญั ของโลหะวัสดุชาง ผิว ผิวของโลหะแตละชนดิ ไมเหมอื นกนั เชน เหล็กกลา ผวิ เรียบ เกรนละเอยี ด สเี ทา เคาะ เสียงดงั เหลก็ หลอ ผวิ หยาบ เกรนโตหยาบ มสี ีดาํ ขรุขระ ลักษณะการเลอื กวสั ดมุ าใชง าน 1. ความหนาแนน 2. ความแข็งของผิว 3. ความเปราะ 4. ความสามรถในการอดั รีดขึ้นรูป 5. ความแกรงและความยดื หยุน ตวั การทําเหมืองแร โลหะเปน วสั ดุท่ีถกู นาํ มาใชม ากทีส่ ดุ ในบรรดาวัสดุที่มีอยูทั้งหมดโดยโลหะเหลาน้ันอยใู นสนิ แร ชนิดตา ง ๆ ซึ่งจะตอ งนาํ สนิ แรมาทาํ การขจดั ส่ิงเจือปนออก และนาํ ไปผา นกระบวนการผลิต จนกระทั่งไดว ัสดอุ อกมาใชงาน สินแรตา ง ๆ จะพบอยตู ามพน้ื โลกซ่งึ แบงออกได 2 ลักษณะ คือ 1. การทาํ เหมืองแรใ ตดนิ ( Underground Mining) ใชในกรณที ่แี หลงแรอยลู กึ ลงไปใตพ ื้นโลก กรรมวธิ กี ารทําเหมืองใตด ินจะทําการเจาะโดยอาศัยเพลาเจาะแนวตง้ั เจาะลงไปยงั บรเิ วณท่ีมีแร และ จะลําเลียงแรท ไี่ ดขึ้นมาโดยอาศยั รถลําเลียง , สายพายลําเลยี ง (Conveyors) 2. การทําเหมืองหลุมเปด (Open pit Mining)ใชในกรณีท่ีแหลงแรอ ยบู รเิ วณเปลอื กโลก โดย อาศัยรถตักทาํ การตักสนิ แรข้ึนมา รูปท่ี 1 การทําเหมืองแรหลุมเปด

สรปุ เน้ือหา ชนิดของวัสดุในงานอตุ สาหกรรมแบงออกไดเ ปน 2 กลุม ใหญ ๆ กลุม ที่เปนโลหะ ⇒ แบงออกไดเปน โลหะประเภทเหลก็ และโลหะประเภทไมใชเหล็ก กลมุ ที่เปนอโลหะ ⇒ แบง ยอยไดเปน สารสงั เคราะห และสารธรรมชาติ การทําเหมอื งแร โลหะเปน วัสดทุ ถ่ี ูกนํามาใชมากที่สุดในบรรดาวัสดทุ ม่ี อี ยูท ัง้ หมด โดยโลหะเหลา น้ันอยูในสินแร ชนดิ ตาง ๆ ซึ่งจะตองนําสนิ แรมาทาํ การขจัดสิง่ เจอื ปนออก และนําไปผา นกระบวนการผลติ จนกระท่งั ไดว ัสดอุ อกมาใชง าน สนิ แรแบง ออกได 2 ลกั ษณะ คือ 1. การทาํ เหมอื งแรใตด ิน (Underground Mining) 2. การทําเหมืองหลมุ เปด (Open pit Mining) กจิ กรรมการเรยี นการสอน ขั้นตอนการสอนหรือกจิ กรรมของครู ข้นั ตอนการเรยี นหรอื กิจกรรมของนักเรยี น 1. ข้นั นาํ เขาสบู ทเรียน ทักทายแนะนําตัวและแสดงความคุนเคยกบั 1. ทาํ กจิ กรรมสาํ รวจบคุ ลกิ ภาพของตัวเอง ฟง นักเรยี น บรรยายรายละเอียดวชิ า จดุ ประสงคร ายวิชา และบอกรายละเอียดเก่ียวกับการประเมินผล อธิบายรายละเอยี ดรายวชิ าและจุดประสงค รายวิชา รายวชิ า และบอกรายละเอียดการประเมินผล รายวิชา 2. ข้นั บรรยาย บรรยายเก่ียวกบั การแบงประเภทของวสั ดุ 2. ฟงการบรรยายจดบนั ทึกสวนทส่ี ําคญั ลงสมุด การทําเหมอื งแร ตอบคําถามเมอ่ื ถกู ถาม รวมกจิ กรรมที่ผสู อน กําหนด และถามเมอ่ื ไมเ ขาใจในเนื้อหาท่เี รียน 3. ข้ันสรปุ สรปุ ทบทวนเนอ้ื หาโดยการใชค าํ ถามเพ่อื 3. ตอบคาํ ถามกับผสู อนเปนการทบทวนความรู ทบทวนความเขา ใจเกย่ี วกบั เนอื้ หาทเ่ี รยี น โดย ความเขาใจในเรื่องท่ีเรยี น การสุมผูเรียนใหต อบคาํ ถาม สังเกตความสนใจ ซกั ถามปญหาและขอสงสัย

งานที่มอบหมายหรอื กิจกรรม - ทาํ แบบฝก หัดทายบทเรียน กอ นเรียน - เตรยี มหนงั สือ และเอกสารประกอบการสอน - เตรยี มส่อื แผน ใสประกอบการสอน ขณะเรยี น - แจกเอกสารประกอบการเรยี น - สังเกตพฤติกรรมของผเู รยี นในการต้ังใจเรยี นหรือไม - สงั เกตวา ผเู รยี นมีความเขาใจในสิ่งท่ีเรยี นไหม หลงั เรียน - สรปุ เนื้อหาการเรยี น - ใหท าํ แบบฝก หดั ทายบทเรียน ส่ือการเรยี นการสอน - การนาํ เสนอดวย Power Point สื่อสิง่ พมิ พ - เอกสารประกอบการสอนเกย่ี วกบั ประเภทวสั ดตุ าง ๆ สื่อโสตทัศน (ถามี) - แผน ใสแสดงรายละเอียดเนือ้ หารายวชิ า และวธิ ีการวดั ผล - หุนจําลองหรือของจริง (ถา ม)ี การประเมินผล กอนเรียน - ความสนใจ ความพรอมในการเรยี นรู - การใหความรวมมอื ในการตอบคาํ ถาม

ขณะเรยี น - รวมกิจกรรมดวยความกระฉบั กระเฉง เชน ในการตอบคําถาม หรอื การซักถาม - ผูเ รียนฟงการบรรยายจดบันทึกในสว นทสี่ าํ คัญลงสมดุ หลงั เรยี น - ทําแบบฝก หดั หลังเรยี น - สอบยอยทายช่ัวโมงเรียน คาํ ถาม แบบฝก หดั ท่ี 1 1. วสั ดุท่ีใชงานอยูสามารถแบง ออกได 2 ประเภทใหญไ ดแกอ ะไรบาง 2. วสั ดทุ มี่ คี วามสําคญั มากที่สุดตอ งานอตุ สาหกรรม และมีปริมาณการใชง านมากที่สดุ ไดแ ก วัสดุ ประเภทใด 3. เหล็กหลอ จัดอยใู นวัสดปุ ระเภทใด และอยูในกลุม ใด 4. อะลูมเิ นียม,ทองแดง,เปนโลหะทอ่ี ยูในกลมุ ใด 5. ซีเมนต, เซรามิค,แกว เปนอโลหะประเภทใด 6. พลาสติก , ยาง , หนงั เปน อโลหะประเภทใด 7. การทาํ เหมืองแรส ามารถแบงออกได 2 ลักษณะ อะไรบาง 8. การพจิ ารณาความเหมาะสมในการใชงาน ในดานการรับแรง เปน การพิจารณาดา นใด 9. กลมุ เหลก็ มีอะไรบา ง 10. นอกกลุม เหลก็ มีอะไรบาง

แผนการสอน หนวยที่ 2 ช่อื วิชา เทคโนโลยวี ัสดอุ ุตสาหกรรม สอนคร้ังท่ี 2-3 ช่อื หนวย คุณสมบัตแิ ละการทดสอบวสั ดุ ชว่ั โมงรวม 6 ช่ือเรื่อง คณุ สมบตั แิ ละการทดสอบวสั ดุ จํานวนชวั่ โมง 365 หัวขอ เร่ืองและงาน 1. คณุ สมบตั ิของวสั ดุในงานอตุ สาหกรรม 2. การนําไปใชง าน 3. การจดั เกบ็ และการบํารงุ รักษา 4. การตรวจสอบวัสดุแบบทําลายสภาพ 5. การตรวจสอบวัสดุแบบไมท ําลายสภาพ สาระสาํ คญั เมื่อมองรอบ ๆ ตวั เรา จะพบวาสงิ่ ของตาง ๆ ลวนทาํ มาจากวัสดทุ ีต่ า งชนิดกนั ท้ังนี้ ขนึ้ อยู กับความเหมาะสม และปจจัยอนื่ ๆ เชน ความแข็งแรง ความสวยงาม ความทนทาน เปนตน นอกจากน้ี ยังมีการจัดเก็บและการบาํ รุงรักษาท่ีแตกตางกัน ดงั น้นั ในการเลอื กใชว สั ดุใหเหมาะสมกับการใชง านจงึ มีความจําเปน ทตี่ อ งทราบเกี่ยวกับ คุณสมบตั ิรวมถงึ การจัดเกบ็ และการบาํ รุงรักษาของวสั ดุนั้น ๆ ดว ย สมรรถนะท่พี ึงประสงค (ความรู ทักษะ คุณธรรม จรยิ ธรรม จรรยาบรรณวชิ าชีพ) 1. อธิบายความหมายสมบัตขิ องวัสดุในงานอตุ สาหกรรม 2. เลือกใชวสั ดทุ ่ีเหมาะสมกบั งานไดถ กู ตอง 3. อธบิ ายการจดั เก็บและการบาํ รุงรักษาวสั ดไุ ดถ ูกตอง 4. อธบิ ายการตรวจสอบวัสดุแบบทําลายสภาพไดอยางถูกตอ ง 5. อธิบายการตรวจสอบวสั ดแุ บบไมทําลายสภาพไดอยางถกู ตอง เน้ือหาสาระ คุณสมบัติของวสั ดุในงานอุตสาหกรรม ไดแ ก 1. คุณสมบัติทางเคมี (Chemical Properties) เปนคณุ สมบตั ทิ ีเ่ กี่ยวกับปฏิกิรยิ าทางเคมีของ วสั ดุ การเลอื กวัสดุเพอ่ื นาํ ไปใชใ นงานชาง จะตอ งคาํ นึงถึงคณุ สมบตั ทิ างเคมขี องวสั ดุ ไดแ ก ความ ทนทานตอ การกัดกรอน ความทนทานตออณุ หภูมิ ซ่งึ ตอ งคาํ นึงถงึ สว นผสมทางเคมีตามความ ตอ งการในการใชง าน 2. คุณสมบตั ทิ างฟสิกส (Physical Properties) เปน คุณสมบัติทไ่ี มเ กยี่ วกบั แรงท่ีมากระทํา

แตเก่ียวกับคุณภาพ หรอื คณุ ลกั ษณะของเน้ือวสั ดุ ไดแ ก การนาํ ไฟฟา ความหนาแนน สัมประสทิ ธิ์ การขยายตวั และความตา นทานไฟฟา เปนตน 3. คุณสมบัตทิ างกล ( Mechanical Properties) เปน คณุ สมบตั ิท่ีเกี่ยวกบั ปฏิกิรยิ าท่เี กดิ ขึน้ ของวัสดุ เมอื่ มแี รงจากภายนอกมากระทํา ไดแก ความแข็งแรง ความสามรถในการยืดตวั ความ เหนยี ว เปน ตน คุณสมบตั ิทางกลของวสั ดุเปนคุณสมบตั ิทม่ี ีความสําคัญมาก ดงั น้นั ในการเลอื กใชวัสดุ จะตอง แนใ จวาวัสดุนน้ั สามารถรบั แรงที่มากระทําไดเ พียงพอ คณุ สมบตั ิทางกลที่สําคญั ไดแก ความแข็งแรง (Strength) คอื ความสามารถในการรบั แรง โดยวัสดุไมเ สียรูปทรง แตกรา ว หรือพังทลาย ท้งั น้ี ขนึ้ อยกู บั ความแข็งแรงของวัสดุ โดยวดั เปนแรงตอพืน้ ทีห่ นาตัดของวัสดทุ ีร่ ับแรง มหี นวยเปน ปอนด (PSI) หรือนิวตนั ตอ ตารางเมตร (N/m2) โดยแบง เปน 1. ความแขง็ แรงทางแรงดงึ (Tensile Strength) คอื แรงท่มี ากระทําอยใู นลกั ษณะการ ดึง (Tensile) และแนวแรงต้งั ฉากกับพ้ืนทห่ี นาตดั ของวสั ดทุ าํ ใหว ัสดุออกแรงตา นเเพื่อไมใ หเ กดิ การขาดออกจากกนั 2. ความแขง็ แรงทางแรงกด ( Compressive Strength) คือ แรงท่ีมากระทําอยใู น ลกั ษณะการกดอัด ( Compressive) และแนวแรงต้งั ฉากกบั พื้นที่หนา ตดั ของวัสดุ ทาํ ใหวัสดุออก แรงตา นทานเพ่ือไมใ หเกดิ การแตกหัก 3. ความแขง็ แรงทางแนวเฉอื น (Shear Strength) คือ แรงทม่ี ากระทาํ อยใู นลักษณะการ เฉือน (Shear) แนวแรงจะขนานกบั พื้นท่หี นาตัดของวสั ดุ ทาํ ใหว สั ดุออกแรงตา นเพอ่ื ไมใหถ ูกเฉือน ขาดออกจากกัน 4. ความแขง็ แรงในการรบั แรงบิด ( Torsion Strength) คือ ความสามารถของวสั ดใุ น การตานทานตอ การถูกบดิ ใหหมนุ ไปตามทศิ ทางของแรงท่มี ากระทํา ความเคน (Stress) เมื่อชนิ้ สวนของเครอื่ งจกั รหรือโครงสรา งตา ง ๆ ไดร ับแรงจากภายนอกมากระทาํ จะเกิด แรงตา นภายในจากวสั ดุทใ่ี ชทําชนิ้ สวนเหลา นัน้ ข้ึน แรงตา นที่เกิดขึ้นนีเ้ รยี กวา ความเคน การวัดคา ความเคนจะวัดเปนแรงตอพนื้ ท่หี นา ตัดของชิน้ สวนทร่ี ับแรง ความเคน มี 3 ชนดิ ความเคนแรงดงึ , ความเคน แรงกดและความเคนเฉือน ถาความเคน ท่เี กดิ ขึน้ มคี าตํ่ากวา คา ความแขง็ แรงของวัสดุ แสดงวา ชิน้ สว นน้ันสามารถใชงานตอ ไปได แตถาความเคน ทเี่ กิดขน้ึ มีคาสงู กวาคา ความแข็งแรง ของวัสดุ แสดงวาชิ้นสวนนนั้ ไมส ามารถนําไปใชง านได ถาหากนําไปใชงานจะเกดิ ความเสยี หายขึน้ การคํานวณหาคาความเคน ทเี่ กิดขึ้น สามารถคํานวณไดโดยอาศัยสูตร ดังน้ี σ F= A เมอื่ σ = ความเคน ตัวอยา ง F = แรงที่มากระทาํ ตอ วัสดุ A = พนื้ ทหี่ นาตัดของวสั ดุ

แทงเหลก็ ขนาดเสน ผาศนู ยก ลาง 10 มม. ถูกดึงดวยแรง 500 นวิ ตนั จงหาคา ความเคน ที่ เกดิ ขนึ้ ในแทง เหลก็ นี้ วิธที ํา แรงดงึ ในแทงเหลก็ (F) = 500 นวิ ตัน พ้นื ท่หี นาตดั ของแทงเหล็ก (A) = π x (d)2 4 = π x (10)2 4 = 78.539 มม.2 จากสูตร σ F= A = 500 78.539 ∴ ความเคน ท่ีเกดิ ขน้ึ = 6.366 นิวตัน/มม.2 ความเครยี ด (Strain) การเปล่ยี นแปลงขนาดของวสั ดุ เมอื่ มแี รงมากระทําการวัดคา ความเครียดจะวัดเปน ขนาดทีเ่ ปลย่ี นไปตอขนาดเดิม ความเครยี ดมี 3 ชนิด คือ ความเครียดแรงดงึ , ความเครียดแรง กด และความเครียดเฉือน การหาคาความเครยี ด สามารถคํานวณไดจ ากสูตร ดังนี้ ε=δ 1 เม่ือ ε = ความเครยี ด δ = คาความเปลย่ี นของวสั ดุขนาดวัสดุ 1 = ขนาดเดมิ ของวสั ดุ ตัวอยาง ลวดยาว 1 เมตร ถูกแรงดงึ ทําใหยดื ออก 2 มม. จงหาคา ความเครียดที่เกดิ ข้ึนง วธิ ีทาํ คาความเปล่ียนแปลงขนาด (δ) = 2 มม. ขนาดความยาวเดิม (1) = 1 เมตร = 1,000 มม. จากสตู ร ε= δ l =2 1000

∴ ความเครียดท่เี กิดข้นึ = 0.002 1. ความแข็งแรงของผิว (Hardness) คือ ความสามารถตานทานตอ การถูกขูดขีด หรือกดใหเ ปนรอย โดยมาตรการวดั จะเทยี บกบั เพชร ซ่ึงเปนวัสดทุ ี่แขง็ ที่สุด 2. ความสามารถในการยืดตัว ( Ductility) คือ ความสามารถในการยืด แผข ยาย ออกตวั เปนแผนบาง ๆ โดยไมเกิดการแตกราวไดงา ย 3. ความเหนยี ว (Toughness) คอื ความตานทานตอการแตกหักของวสั ดคุ วาม เหนยี วจึงเปนความสามารถของวัสดใุ นการทีจ่ ะดดู ซมึ พลงั งานที่เกดิ ขน้ึ จากแรงภายนอกท่มี า กระทาํ การวัดคาความเหนียวของวัสดุ อาศัยการทดสอบทางแรงกระแทก (Impact) 4. ความสามารถในการเปล่ยี นรูป (Malleability) คอื การท่วี สั ดุเปลยี่ นรูปอยา ง ถาวร เมื่อไดร บั แรงกดโดยไมเ กดิ ความเสียหายดงั น้นั วสั ดุทมี่ คี วามสามารถในการเปล่ยี นรปู ทีด่ ี สามารถนาํ มาทาํ การรีดขึ้นรูปหรอื การตขี ึ้นรปู ดวยคอนตี โดยไมเกดิ การแตกหักไดดี รูปท่ี 1 การรีดข้นึ รปู วสั ดุ การทดสอบวสั ดุ จากท่ีกลา วมาแลววา ในการเลือกวสั ดุมาใชง าน น้นั จําเปนตองทราบถึงคุณสมบัติของวสั ดุ เสียกอน การที่เราจะทราบคณุ สมบตั ขิ องวัสดุไดจ ะตอ งอาศัยวธิ ีการทดสอบวสั ดซุ ง่ึ เปนการศึกษา ถึงพฤติกรรมของวัสดุ ภาวะใตสภาวะที่กําหนด การทดสอบวัสดุแบง ออกได 2 ลกั ษณะ คอื 1. การทดสอบแบบทําลาย ( Destructive Testing) การทดสอบลักษณะน้ี ชน้ิ วัสดุทดสอบ (Specimen) ที่มาทําการการทดสอบ จะเกิดการชาํ รุดเสยี หาย ไมสามารถนาํ กลบั มาใชใหมได การทดสอบทาํ ลายสวนมากใชสําหรับทดสอบเพือ่ หาคณุ สมบตั ทิ างกลของวสั ดุ 2. การทดสอบแบบไมท ําลาย ( Nondestructive Testing) การทดสอบลักษณะนชี้ นิ้ วสั ดุ ทดสอบจะไมเกดิ การชํารุดเสียหาย ปกติจะใชส าํ หรบั ตรวจสอบหาขอบกพรอ งในวสั ดุ และ ผลิตภณั ฑ

การทดสอบวสั ดแุ บบทาํ ลาย การทดสอบแบบทําลาย มอี ยูห ลายชนิด ในที่นจ้ี ะกลา วเฉพาะการทดสอบทมี่ คี วามสาํ คญั บาง ชนิด ไดแก 1. การทดสอบทางแรงดงึ ( Tensile Test) เปน การทดสอบเพอ่ื ทีจ่ ะหาคาความแขง็ แรงของ วสั ดุ ไดแ ก ความยดื หยุน , ความแขง็ แรงทางแรงดงึ สงู สุด , ความแข็งแรงท่จี ุดคราก ( Yield Strength) รปู ท่ี 2 ช้ินวัสดุทดสอบแรงดงึ ในการทดสอบจะทําการดเพม่ิ แรงแรงดึงขน้ึ ทีละนอ ย และทาํ การบนั ทึกคาความเปลย่ี นแปลง ทีเ่ กดิ ข้ึนระหวาความเคนข้ึนทลี ะนอ ย และทาํ การบนั ทึกคาความเปล่ียนแปลงที่เกดิ ขึน้ ระหวาง ความเคน ( Stress) และความเครียด ( Strain) จนกระท่งั ชนิ้ ทดสอบขาดออกจากกัน จากนั้น นาํ มาเขยี นกราฟแสดงความสมั พันธร ะหวา งความเคนและความเครยี ด รปู ที่ 3 กราฟความสัมพันธร ะหวา งความเคน และความเครียด จากกราฟสามารถนํามาอธบิ ายพฤตกิ รรมของวัสดภุ ายใตสภาวะตา งๆ ทางแรงดึงไดดังนี้ ชว ง 0 - A ลักษณะของเสน กราฟเปนเสนตรง ความสมั พนั ธระหวางความเคน และ ความเครยี ดจะเปน สดั สว นกนั ถาปลอ ยแรงดงึ ออกวสั ดุจะกลับสสู ภาพเดิม จุด A เรียกวา จุด จํากดั ความเปน สว น (Proportional Limit) ชวง A – B ลักษณะของเสนกราฟจะเปน เสนโคงสัน้ ๆ ความสมั พนั ธระหวางความเคน กับ ความเครยี ดท่เี กดิ ข้ึนไมเ ปนสดั สว นกนั ถา ปลอ ยแรงดงึ ออกวัสดุจะกลับสูงสภาพเดมิ จุด เรยี กวา จดุ คราก (Yield strength) ชว ง C – E ลักษณะของเสน กราฟจะเปนเสน โคง ยาว วัสดทุ ีอ่ ยภู ายใตแ รงดึงในชว งนี้จะเกิด

การเปลยี่ นแปลงขนาดอยา งถาวร ถา ปลอ ยแรงดงึ ออกวสั ดจุ ะไมก ลบั คืนสูส ภาพเดมิ จดุ D เปน จุด ที่มคี วามแข็งแรงทางแรงดึงสูงสุด (Ultimate Strength) จุด E เปนจดุ ท่วี ัสดเุ กดิ การขาดออกจาก กนั (Breaking Point) รูปที่ 4 แสดงการขาดของวัสดลุ กั ษณะตา ง ๆ 2. การทดสอบทางแรงกด (Compression Test) เปน การทดสอบเพ่ือหาคา ความแข็งแรง ของวสั ดุ รปู ท่ี 5 การทดสอบทางแรงกด 3. การทดสอบทางแรงกระแทก (Impact Test) เปนการทดสอบเพือ่ ศกึ ษาถงึ พฤติกรรมของ วสั ดุภายใตแรงทีม่ ากระทํา โดยแรงท่ีมากระทาํ น้นั อยูในลกั ษณะแรงเคล่ือนที่ ( Dynamic Load) จดุ มงุ หมายหลักของการทดสอบแรงกระแทก เพอื่ ทีจ่ ะหาความสามารถของวสั ดใุ นการดดู ซมึ พลังงานทีเ่ กดิ จากแรงมากระทาํ ซ่งึ เปนตัวกําหนดคณุ สมบัติทางดา นความเหนียว ( Toughness) ของวัสดุ รูปท่ี 6 เคร่อื งทดสอบแรงกระแทก การทดสอบแรงกระแทก มีอยู 2 แบบ ซึ่งตา งกันตรงวธิ กี ารจบั ยดึ ชิ้นวัสดทุ ดสอบ

3.1. แบบชารป  (Charpy) 3.2. แบบไอซอด (Izod) 4. การทดสอบความแขง็ (Hardness Test) การทดสอบความแข็งทใี่ ชใ นอตุ สาหกรรม มอี ยหู ลายวธิ ีดงั น้ี 4.1. การทดสอบความแข็งแบบบรเิ นล (Brinell Hardness) การทดสอบวิธนี ้ีทาํ โดยการกดลกู บอลเหล็กกลา ขนาดเสน ผาศนู ยกลาง 10 มิลลิเมตรลง บนผิววัสดุทท่ี ําการทดสอบ โดยใชแ รงกด 3 ,000 สําหรับวัสดแุ ข็ง และ 500 กิโลกรัมสําหรับวสั ดุ ออน ทาํ การกดประมาณ 30 วนิ าที หลงั จากน้นั ทาํ การวัดขนาดเสนผาศนู ยกลางของรอยกดเพ่อื นาํ มาคํานวณหาคา ความแขง็ BHP = 2P πD(D - √ D2 - d2) เมอ่ื BHP = คา ความแข็งบริเนล P = แรงท่ใี ชก ดลูกบอลเหล็กกลา D = ขนาดเสน ผาศูนยก ลางลกู บอลเหลก็ ลา d = ขนาดเสนผาศูนยก ลางของ รปู ท่ี 7 รอยกดจากการทดสอบความแขง็ รปู ท่ี 8 เครอ่ื งทกสอบความแขง็ บรเิ นล 4.2. การทดสอบความแขง็ แบบบรอ คเวล (Rockwell Hardness Test)

การทดสอบความแขง็ วิธนี ี้ อาศัยหัวกด 2 ชนิด คอื หวั กดเพชรทมี่ ีลักษณะทรงกรวยและหัว กดลกู บอลเหล็กกลาขนาดเสน ผา ศูนยก ลาง 1 /16 และ 1/8 น้ิวแรงที่ใชก ด 60 , 100 และ 150 กโิ ลกรมั ขนึ้ อยูกบั สเกลมาตรฐาน และหัวกดทใ่ี ช รปู ท่ี 9 เครื่องทดสอบความแขง็ แบบบรอคเวล 4.3. การทดสอบความแขง็ แบบวคิ เกอร (Vickers Hardness Test ) การทดสอบความแขง็ วิธนี อ้ี าศัยหัวกดเพชรรูปปร านดิ ซ่งึ มมี มุ 136  ทําการลงบนวสั ดุ จากนัน้ วดั พน้ื ที่ของรอยกดท่เี กดิ ข้ึน 4.4. การทดสอบความแข็งแบบชอร (Shore Schleroscope Test) การทดสอบวธิ นี ท้ี าํ โดยการปลอ ยกอ นนาํ้ หนักจากระดับความสงู ที่กําหนดไวใ หลงมา กระทบวสั ดทุ ที่ าํ การทดสอบ กอนน้ําหนกั จะกระดอนกลับข้ึนไป ซงึ่ จะทําการวดั ความสงู นไี้ ว โดยมี สเกลวดั คาความสูงต้งั แต 1 ถงึ 100 ลักษณะ 4.5. การทดสอบความลา (Fatigue Testing) ความเสียหายของช้นิ สวนเครือ่ งจักรและโครงสรา งตา ง ๆ บางคร้ังมผี ลเนื่องมาจากการ รบั แรงทมี่ ากระทาํ ซ้ํา ๆ กนั ตลอดเวลา ทาํ ใหค าความเคน สะสมเพิ่มขน้ึ เรือ่ ย ๆ และคอ ย ๆ ขยาย เพม่ิ ข้นึ ทลี ะนอ ยจนถงึ จดุ ท่ที ําใหเกิดความเสยี หายข้นึ การทดสอบแบบไมท ําลาย การทดสอบแบบไมทําลาย จะมลี ักษณะเปน การตรวจสอบหาจุดบกพรอ งของวสั ดุและ ผลติ ภัณฑเ ปน สว นใหญ การทดสอบแบบไมทาํ ลายมีอยูห ลายชนดิ ไดแ ก 1. การทดสอบดว ยตาเปลา (Visual Examination Test) การทดสอบวิธนี ้ีเปน วธิ ีทเ่ี กาทส่ี ุดและใชม ากในการตรวจสอบหาจดุ บกพรอ งท่ีเกิดขนึ้ บนผวิ วสั ดุ เชน ตรวจสอบรอยรา ว เปน ตน 2. การทดสอบโดยการฉายรังสี (Radiographic Tests) การทดสอบวิธนี ี้ ทําโดยการฉายรังสีผานวสั ดุทีท่ ําการทดสอบ จดุ บกพรอ งของวัสดจุ ะปรากฏ ภาพออกมาใหเหน็ 3. การทดสอบดวยคลน่ื เสียง (Ultrasonic Tests) อาศยั คลนื่ เสียงสง ผา นไปยงั ชนิ้ ทดสอบ ถา ภายในชนิ้ ทดสอบมีจดุ บกพรอ งเกดิ ข้นึ คลืน่ เสียง จะไปกระทบและจะสง คลื่นกลับมายังเครอ่ื งวัด

รูปท่ี 10 การทดสอบดวยคลืน่ เสยี ง 4. การทดสอบดว ยแมเ หล็ก (Magnetic Tests) เปนการวิเคราะหถ งึ คุณลกั ษณะทางแมเ หล็กของวสั ดุ ซ่ึงมีความสัมพันธก บั สวนผสมของวัสดุ ดังนนั้ ถา คณุ ลักษณะทางแมเ หลก็ ของวัสดนุ นั้ ในการทดสอบจะใชผงเหล็กในการสงั เกตการ เปล่ียนแปลงของสนานแมเ หล็กท่เี กิดขนึ้ รูปท่ี 11 การตรวจสอบรอยรา วโดยการทดสอบแมเหล็ก สรปุ เนอ้ื หา คณุ สมบัตขิ องวสั ดุ 1. คุณสมบัติทางเคมี เปนคณุ สมบัติทีเ่ กยี่ วกบั ปฏกิ ริ ิยาทางเคมีของวัสดุ 2. คณุ สมบัติทางฟส กิ ส เปนคณุ สมบัตทิ ่ไี มเ กยี่ วกบั แรงทม่ี ากระทํา แตเ ก่ียวกับคุณภาพหรอื คุณลกั ษณะของเนื้อวสั ดุ 3. คุณสมบัติทางกล เปนคณุ สมบัตทิ เี่ กี่ยวกบั ปฏิกิริยาท่ีเกดิ ข้นึ ของวสั ดุ เม่อื มีแรงจาก ภายนอกมากระทาํ การทดสอบแบบทําลาย (Destructive Testing) การทดสอบลักษณะนี้ ช้นิ วสั ดทุ ดสอบ (Specimen) ทมี่ าทาํ การการทดสอบ จะเกดิ การ ชาํ รุดเสยี หาย ไมสามารถนํากลบั มาใชใหมไ ด การทดสอบทาํ ลายสว นมากใชสําหรบั ทดสอบเพื่อ หาคุณสมบตั ทิ างกลของวัสดุ การทดสอบแบบไมท าํ ลาย (Nondestructive Testing)

การทดสอบลกั ษณะนีช้ ิ้นวสั ดทุ ดสอบจะไมเกดิ การชาํ รดุ เสียหาย ปกตจิ ะใชสาํ หรบั ตรวจสอบ หาขอบกพรอ งในวสั ดุ และผลิตภณั ฑ กิจกรรมการเรยี นการสอน ข้ันตอนการสอนหรอื กจิ กรรมของครู ขั้นตอนการเรียนหรือกิจกรรมของนักเรยี น 1. ขน้ั นําเขาสบู ทเรียน ทักทาย แนะนาํ ตัว และแสดงความคุนเคย 1. ทํากิจกรรมสํารวจบุคลิกภาพของตัวเอง กบั นักเรยี น ฟง บรรยายรายละเอียดวชิ า จุดประสงค รายวิชา และบอกรายละเอียดเกยี่ วกับการ อธิบายรายละเอยี ดรายวชิ าและจุดประสงค ประเมนิ ผลรายวิชา รายวชิ า และบอกรายละเอยี ดการประเมนิ ผล รายวิชา 2. ข้ันบรรยาย บรรยายเกย่ี วกบั สมบตั ขิ องวัสดุในงาน 2. ฟงการบรรยายจดบันทึกสวนทส่ี ําคัญลง อุตสาหกรรมการนําไปใชง านการจดั เกบ็ และการ สมดุ ตอบคาํ ถามเม่ือถกู ถาม รวมกจิ กรรม บาํ รุงรกั ษาการตรวจสอบวสั ดุแบบทําลายสภาพ ท่ผี สู อนกาํ หนด และถามเมื่อไมเ ขา ใจใน การตรวจสอบวัสดุแบบไมทาํ ลายสภาพ เน้ือหาที่เรียน 3. ขัน้ สรปุ สรปุ ทบทวนเนื้อหาโดยการใชค าํ ถามเพือ่ 3. ตอบคาํ ถามกับผูสอนเปน การทบทวน ทบทวนความเขา ใจเก่ียวกับเนอ้ื หาท่เี รียน โดย ความรูความเขา ใจในเรอ่ื งที่เรยี น การสุมผูเรียนใหตอบคําถาม สังเกตความสนใจ ซกั ถามปญหาและขอ สงสยั งานทมี่ อบหมายหรือกจิ กรรม - ทําแบบฝก หดั ทายบทเรยี น

กอ นเรียน - เตรยี มหนงั สอื และเอกสารประกอบการสอน - เตรยี มสื่อแผน ใสประกอบการสอน ขณะเรยี น - แจกเอกสารประกอบการเรยี น - สงั เกตพฤตกิ รรมของผเู รียนในการต้งั ใจเรยี นหรอื ไม - สงั เกตวา ผเู รยี นมีความเขา ใจในสิ่งที่เรยี นไหม หลังเรียน - สรุปเนือ้ หาการเรยี น - ใหทําแบบฝกหดั ทายบทเรยี น สอ่ื การเรียนการสอน - การนําเสนอดว ย Power Point สือ่ สิง่ พมิ พ - เอกสารประกอบการสอนเกีย่ วกับประเภทวัสดุตา ง ๆ สอื่ โสตทศั น (ถามี) - แผนใสแสดงรายละเอียดเนอื้ หารายวิชา และวธิ กี ารวดั ผล - หุนจาํ ลองหรอื ของจริง (ถาม)ี การประเมินผล กอนเรยี น - ความสนใจ ความพรอ มในการเรียนรู - การใหค วามรว มมอื ในการตอบคาํ ถาม ขณะเรยี น - รวมกิจกรรมดวยความกระฉบั กระเฉง เชน ในการตอบคาํ ถาม หรือการซกั ถาม - ผเู รยี นฟงการบรรยายจดบนั ทกึ ในสว นทสี่ ําคญั ลงสมดุ

หลังเรียน - ทําแบบฝกหดั หลงั เรยี น - สอบยอ ยทา ยช่วั โมงเรียน คําถาม แบบฝก หดั ที่ 2 1. คณุ สมบตั ิของวัสดุ แบงออกได 3 ลักษณะ ไดแ ก คณุ สมบัตใิ ดบา ง 2. คาความรอนจําเพาะ , ความแนน และความสามารถในการทําความเย็นจัดอยใู นคุณสมบตั ิใด 3. ความแข็งแรง , ความแขง็ , ความสามารถในการยืดตัวจดั อยใู นคณุ สมบตั ิใด 4. ความแข็งของวสั ดุ แบงออกได 3 ชนดิ ตามลักษณะของแรงท่ีมากระทาํ ไดแกความแขง็ แรง ทางดานใด 5. มาตรฐานการวัดความแข็ง โมหสเกล แบงออกไดกีห่ มายเลขอะไรบา ง 6. เพชร มีคา ความแขง็ โมหส เกล หมายเลขใด 7. ทัลค มีคา ความแข็งโมหส เกล หมายเลขใด 8. จงใหเหตผุ ลวา เพราะเหตใุ ดจึงตองมกี ารทดสอบวัสดุ 9. การทดสอบทางแรงดงึ (Tensile Test) เปน การทดสอบประเภทใด 10. การทดสอบหาจุดบกพรอ ง โดยการ X-Ray เปนการทดสอบประเภทใด 11. กราฟที่ไดจากการทดสอบแรงดึง จะบอกใหทราบถงึ อะไรบาง 12. การทดสอบทมี่ ลี ักษณะแรงเคลอ่ื นที่ (Dynamic Load) คอื การทดสอบชนดิ ใด

แผนการสอน หนว ยท่ี 3 ชื่อวิชา เทคโนโลยวี สั ดุอตุ สาหกรรม สอนครงั้ ที่ 4-5 ชอ่ื หนวย เหล็กดบิ ชั่วโมงรวม 6 จาํ นวนชั่วโมง 3 ชื่อเรอื่ ง เหลก็ ดบิ หัวขอ เรอื่ งและงาน 1. วัตถุดบิ ทีใ่ ชใ นการถลุงเหลก็ ดบิ 2. การปรับปรุงสนิ แรเ หลก็ 3. เตาสูง 4. ปฏกิ ริ ิยาท่เี กดิ ข้ึนภายในเตาสูง 5. สวนผสมของเหลก็ ดบิ สาระสําคญั สนิ แรเ หล็กท่ขี ดุ ข้ึนมาโดยกรรมวธิ ีการทําเหมืองแร มลี ักษณะเปน เหลก็ ไมบรสิ ุทธิ์จึงไมอาจนํามาใชงานไดทนั ทีเนือ่ งจ สง่ิ เจือปนอยู โดยเฉพาะออกซเิ จน ซ่ึงมอี ยูเปน จาํ นวนมากในสินแรเ หล็ก ออกซเิ จนเหลานจี้ ะอยใู นรูปของเหล็กออกไซด ดังนั้น กอ นทจี่ ะนําสินแรเ หล็กไปใชงานประโยชน จะตองทําการขจดั ออกซิเจนทําโดยการถลงุ สินแรเ หล็กภายในเตาส (Blast Furnace) ลกั ษณะ ดงั รูป รปู ท่ี 1 ลักษณะภายนอกของเตาสูง สมรรถนะท่พี ึงประสงค (ความรู ทกั ษะ คุณธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณวิชาชพี ) 1. สามารถอธิบายความหมายของเหล็กดบิ ไดอ ยางถกู ตอ ง 2. สามารถบอกสว นประกอบของเตาสูงไดอยางถูกตอง

เนือ้ หาสาระ การถลงุ สินแรเ หล็กเปนข้ันตอนแรกของกระบวนการผลิตเหล็ก เหล็กท่ไี ดจากเตาสงู เรียกวา เหล็กดบิ ซงึ่ เปน วตั ถดุ บิ ที่นาํ ไปใชง านในการผลติ เหลก็ หลอ และและเหล็กกลาในขั้นตอนตอไป วตั ถุดิบที่ใชในการถลงุ เหลก็ ดิบ วัตถดุ บิ ที่ปอ นเขา เตาสงู เพื่อทาํ การถลุงจนไดผลผลติ ออกมาเปนเหล็กดบิ ประกอบดว ย วัตถุดบิ หลัก 6 ชนดิ คือ สนิ แรเ หลก็ ,ถา นโคก ,หนิ ปูนและอากาศ สินแรเหล็ก (Iron Ore) สนิ แรเหลก็ เปนวตั ถดุ ิบหลักทีใ่ หเ น้ือเหล็กออกมาจากทาํ การถลุง สินแรเหลก็ ถกู ขุดขน้ึ มาจากพืน้ โลกโดย กรรมวิธกี ารทําเหมอื งแร 1.1. แมกนไี ตท (Magnetite) เปน สินแรเหลก็ ที่มีคณุ สมบัตคิ วามเปนแมเ หลก็ สูง มีสนี ํา้ ตาลประมาณเหลก็ ท่ี ผสมอยูภายในสินแรประมาณ 65% มรี าคาแพง และขดุ พบนอยกวาชนดิ อน่ื แมกนไี ตท Fe2O4 1.2. เฮมาไตท (Hematite) สนิ แรเ หลก็ ชนิดนีม้ ีสแี ดง ไมมีคณุ สมบตั ิความเปน แมเหลก็ มปี รมิ าณเหล็ก ผสมอยูประมาณ 50% เฮมาไตทมสี ตู รทางเคมีวา Fe2O3 1.3. ทาโคไนท (Taconite) สินแรเ หลก็ ชนดิ นีป้ กตมิ สี เี ขียว มคี ณุ สมบัตคิ วามเปนแมเหลก็ สูง มีปรมิ าณ เหล็กผสมอยูนอยกวาแมกนไี ตท , เฮมาไตท โดยมเี หลก็ ผสมอยปู ระมาณ 30 % ซลิ กิ าผสมอยเู ปนจํานวนมาก เปนสนิ แร เหลก็ ทีม่ รี าคาถูกนอกจาน้ีแลว ยงั มีสินแรเ หล็กอีกหลายชนิดทใี่ ชในการถลุงเหลก็ ดิบ

1.4. ถานโคก เปน เช้ือเพลิงหลกั ท่ใี ชใ นการถลงุ เหลก็ นอกจากนัน้ ยงั เปน สารท่ที ําใหป ฏกิ ริ ยิ าทางเคมภี ายในเตา เปนไปอยางสมบูรณขณะทาํ การถลงุ 1.5. หนิ ปูน (Limestone) หรือมีชือ่ ทางเคมีวา แคลเชียมคารบอเนต ( CaCo3) เปนวัตถดุ บิ ท่ีมีคงวามสาํ คัญอกี อยา งหนึ่งในการผลิตเหล็กดิบท่ตี องใสห นิ ปนู ลงไป กเ็ พอื่ ใหท าํ หนาที่เปนฟล๊กั (Flux) แยกสารเจือปนในสนิ แรเหลก็ ออก 1.6. เศษเหล็ก (Scrap Iron ) สาเหตทุ ่ีตองใสเ ศษเหลก็ ทผ่ี านการถลุงมาแลวครั้งหนึ่งลงไปดวยเน่ืองจาก ตอ งการประหยดั สินแรท าํ ใหล ดตน ทนุ การผลิตลง แตเศษเหลก็ ท่ีใสล งไปนน้ั จะมีการคดั เลือกเหลก็ ทีม่ ีสารเจือปนจําพวก ที่มใิ ชเ หลก็ (Non ferrous) เชน สงั กะสี ดบี กุ ฯลฯ ใหป ะปนอยนู อยทส่ี ุดเพราะสารเหลา นีท้ ําใหเ กิดปฏกิ ิริยาภายใน เต 1.7. อากาศ เปน วัตถดุ บิ ที่สาํ คญั อกี อยา งหนงึ่ เนอื่ งจากในการเผาไหมภ ายในเตาตองการออกซิเจนเขา ไป ชว ยในการเผาไหมเ ปนอยา งมาก แหลงออกซเิ จนทหี่ างา ยท่สี ุด คอื จากอากาศทใี่ ชหายใจน่นั เอง

1.8. นา้ํ ใชส าํ หรบั ระบายความรอนบริเวณเปลอื กเตาซึง่ ทําดวยดว ยแผน เหล็ก น้ําทใ่ี ชต อ งเปน น้ําสะอาด โดยท่วั ไปอาจใชน ํ้าจากแมนาํ้ ลําคลองแตไ มค วรใชนํ้าทะเล เพราะอาจกดั กรอนช้ินสวนของเปลอื กเตาใหชํารุดไดง า ย การถลุงสนิ แรเ หลก็ โดยใชเ ตาสูง เตาสูง (Blast Furnace) หรอื เตาลมพน มีลกั ษณะคลา ยปลอยปลองไฟ ขนาดประมาณ 10 x 10 x 30 ม. มีลักษณะปลองกลาง ปากและกน เตาเรยี ว เปลอื กนอกเปน เหลก็ แผน ผนงั ภายในเตาเรียงดวยอฐิ ทนไฟ มลี มรอนเปา เขา ตรงกลางบริเวณหลอมละลาย อุณหภูมปิ ระมาณ 1600 - 1900 C จะทํางานตลอด 24 ชัว่ โมง ราว ๆ 10 ปจ ะ หยดุ ซอมแซม ข้ันตอนการเตรยี มแร 1. นําสินแรไ ปลาง หิน ดิน ทราย 2. บดใหเปนผงละเอยี ด 3. แยกเฉพาะผงเหล็กโดยใชแมเ หลก็ 4. ผสมผงถาน หินปูน 5. อบไลความชื้น 6. อัดใหเ ปน กอนกลมขนาด 10 – 15 มม. วิธีการถลุงเหล็กดิบ สินแรเหลก็ หนิ ปูน และถา นโคก จะถกู ปอ นทางดานบนของเตาเรยี งแยกกนั เปนชั้น ๆ ความรอ นในการถลงุ ได จากการเผาไหมข องถานโคก โดยมีลมรอนเปาจากดา นลางของเตาเพ่อื ชวยในการเผาไหมและหินปนู จะรวมตวั กับสาร มลทนิ และสง่ิ สกปรกตาง ๆ เกิดเปนฟองขีต้ ระกรนั ลอยอยดู า นบน สวนเนอ้ื เหลก็ จะรวมตัวกับคารบ อนในถา นโคกแลว จมลงดานลาง จากนั้นกจ็ ะรใู หน ้ําเหล็กไหลออกมาลงพิมพทีเ่ ตรียมไวจ ะไดเ หลก็ เปน แทง ที่เรียกวา เหลก็ ดิบ กรรมวธิ ีการผลิตเหลก็ กลา 1100 – 1600 การผลติ เหลก็ กลา เปน กระบวนการทีต่ อ งการเหลก็ ที่มคี ารบ อน 0.1 – 1.5% และใชอ ุณหภูมิ องศาเซลเซยี ส และพยายามลดสารมลทินออกใหมากท่สี ุด วตั ถดุ ิบทใ่ี ชในการผลิตเหล็กกลา 1. เหลก็ ดบิ (Pig Iron) 2. เศษเหล็กกลา (Steel scrap) 3. สารทเี่ ติมเพื่อปรบั ปรุงคณุ สมบัตเิ หล็กการหลอมดวยเตาไฟฟา (Electrical furnace)

วิธนี ้จี ะใชเ หลก็ กลาที่ไดจากเครือ่ งจักรมาบรรจลุ งเตา แลว อาศัยการอารคจากประกายไฟ ( Electric Arc) ท่โี ดย จากแทงคารบอนมายงั เหลก็ เกิดการหลอมละลายเปนน้าํ โลหะ และหนิ ปนู จะรวมตวั กับสารมลทินกลายเปน ข้ีตะกรนั ลอยอยูด านบน เน่ืองจากเตาไฟฟา สามารถใหความรอ นไดร วดเรว็ และไดอณุ หภมู สิ งู จึงไดรับความนิยมมาก การหลอมดว ยเตาเบสเซมเมอร ( Bessemer Furnace) เตาเบสเซมเมอร จะมลี กั ษณะคลายถังขนาดใหญตง้ั อยูบนขา 2 ขา หมนุ ไดรอบแกน เปลือกเตาเปนเหลก็ ภายในจุ ดว ยอิฐทนไฟ มีรูลมอยดู า นลา งการผลติ ลา ทาํ โดยรับนาํ้ เหล็กจากเตาสูง แลว มาเติมธาตตุ า ง ๆ ลงไปตามชนิดของ เหล็กกลา ท่ีจะผลติ นน้ั ๆ การหลอมดว ยเตาเปา ออกซเิ จนโดยตรง (Direct Oxygen ) เปน การพฒั นามาจากเตาเบสเซมเมอร โดยพน อากาศซึง่ มีออกซเิ จน แลไนโตรเจน เขา ไปแลว ไนโตเจนจะทํา ปฏิกิริยากบั เหล็กทาํ ใหเ หลก็ แขง็ เปราะ หลักการทํางาน คอื เติมน้ําเหล็กดิบ เศษเหล็กกลา ลงไปแลว เปาอากาศเขา ไป เตมิ หินปนู การหลอมดว ยเตากระทะ (Open Hearth) เปนที่ใชเชอื้ เพลิงในการเผาไหม โดยทําทอไว 2 ขา ง ๆ ละ 2 ทอ เปน ทอ ของลมรอน และกาซรอนโดยพนเขาไป ทําใหเ กดิ อณุ หภมู ิสงู วตั ถุดบิ คอื เศษเหลก็ กลา และนํา้ มนั ดบิ 50 – 50% หรอื เศษเหลก็ กลา เพียงอยา งเดียวก็ได กรรมวธิ ีการผลิตเลก็ หลอ เหลก็ หลอเปน วสั ดทุ ่ขี ึ้นรูปดว ยการหลอ มีอยหู ลายชนดิ แตกตางกนั ตามกรรมวธิ ีการผลติ เหลก็ หลอการผลิตจาก เหล็กดบิ ผสมเศษเหล็กหลอ และเศษเหล็กกลาเกา ๆ โดยนํามาเผารวมกบั ถานโคกและหินปูนในเตาคิวโพโบลาจนหลอม ละลายแลว เทลงในแบบหลอ การหลอมละลายดวยเตาควิ โพลา (Cupola Furnace) มีลักษณะคลายเตาสูง แตเ ลก็ กวาเปน รูปทรงกระบอก เปลือกเตาทําจากเหล็กเหลก็ แผนภายในเรยี งดวยอฐิ ทนไฟ มี ทอ ลมเพ่อื ชวยในการลกุ ไหมจากกนเตา มีประตูสาํ หรบั บรรจุวตั ถดุ ิบเขาเตา และทีก่ นเตามบี านพับทเ่ี ปด - ปดได สาํ หรับเอาเศษทีเ่ หลอื จากการหลอออก โดยขณะหลอมจะปดแลว ใชเ สาคาํ้ ยนั ไว ฟนกน เตาจะเปนทรายท่ีกระทงุ แนนมี ความลาดเอยี งมรี สู าํ หรับเจาะใหน ํา้ โลหะไหลออกมาได โดยท่ัวไปแลว เตาควิ โพลา มีขนาดประมาณ 12 - 24 ม. เสน ผา ศูนยก ลางนอก 0.6 - 3.0 ม. และใน 0.4-2.5 ม. วัตถดุ ิบทใ่ี ชในการผลิตเหล็กหลอไดแก 1. เหล็กดิบ (Pig Iron) 2. เศษเหลก็ เหนียว (Steel Scrap) 3. เศษเหล็กหลอ (Cast Iron Scrap) 4. ฟล๊ักซ (หนิ ปนู ) 5. ถา นโคก 6. ถานไม หรือเชอ้ื เพลิงอื่น วิธีการหลอมเหลก็ หลอ

ในการหลอมเหลก็ หลอ กระทาํ โดย ใสวัตถุดิบลงเปน ช้นั ๆ ไดแ ก ถานไม ถานโคก ฟลก๊ั ซ เศษเหล็กหลอ และเหลก็ เหล็กกลา โดยตอ งเรียงตามลําดับ คือ ไดแ ก ถานไม ถา นโคก ฟล๊ักซ เศษวัสดุ (เหลก็ หลอและเหล็กเหล็กกลา) แลวเติม ถานไม ถานโคก ฟล๊กั ซ เศษวัสดุ ไปเรื่อย ๆ จนเต็มเตา โดยถา นไมจะชวยในเร่ืองการลกุ ตดิ ไฟถา นโคกเปน เช่ือเพลงิ และใหคารบ อนแกเ น้ือโลหะฟล๊ักซน ิยมใชห ินปูน ทาํ หนาท่รี วมกับสารมลทนิ ใหอ อกมาในรปู ของ ตะกรนั (Slag) เมือ่ ปฏบิ ัตติ ามขน้ั ตอนแลว รอใหเกดิ การละลายทว่ั ท้งั เตา แลว เจาะรเุ อานา้ํ โลหะไปเทลงแบบทเ่ี ตรียมไว การปรับปรงุ สินแรเ หลก็ สนิ แรเหล็กท่ขี ุดข้นึ มาจากพื้นโลกจะมีส่ิงตา ง ๆ เจือปนอยู เชน ดิน หนิ ทรายจึงไมส ามารถนําไปทําการลงทนุ ใน กระบวนการผลติ เหล็กลง ดงั นั้น เพอื่ เปนการเพ่มิ ประสทิ ธภิ าพและคณุ ภาพตลอดจนเปน การลดตนทุนในกระบวนการ ผลิตเหลก็ ลง สินแรเหลก็ ทีจ่ ะนาํ มาทาํ การถลงุ จะตองไดร ับการปรับปรุงกอ น เพ่อื เพม่ิ เปอรเ ซน็ ตของเหล็กใหสูงข้นึ การปรับปรุงสินแรเหลก็ เปนการขจดั สงิ่ เจือปนตาง ๆ ออก ซ่งึ ประกอบดวยกระบวนการบดสินแร (Crushing) , การแยก สินแร( Screening) และการลางสนิ แร (Washing) ขนั้ ตอนหลัก 4 ข้นั ตอน 1. การบดสินแรเหล็ก นําเอาสินแรเ หลก็ ท่จี ะทําการถลุงมาทําการบดใหเ ปน ผงละเอียด 2. การแยกสนิ แรเ หล็ก นาํ เอาผงเหลก็ แรเหล็กมาทําการแยกเอาสิ่งเจือปนออกโดยอาศยั เครอื่ งแยกแบบแมเ หล็ก (Magnetic Separator) ซ่งึ จะดูดผงแรเ หล็กไว 3. การอดั ขนึ้ รปู สนิ แรเหลก็ จากผงสินแรเ หลก็ มาทําการแยกดว ยเครื่องแยกแมเหลก็ จะไดผ งสนิ แรเหลก็ ที่มีเหล็ก ผสมอยูประมาณ 60 - 65% ซ่งึ ยงั ไมส ามารถนําไปทําการถลุงภายในเตาสงู ได เนอ่ื งจากจะเกดิ การฟงุ กระจายเมื่อทํา การเปาอากาศรอ นเขา ไป ดังน้นั จะตอ งนําเอาผงเหลก็ มาทาํ การอัดขน้ึ รูปในลกั ษณะกอนกลมการอบ สนิ แรเหล็กที่ ผา นการอัดขึน้ รปู แลว จะถูกนํามาผานกรรมวิธกี ารอบดว ยความรอนทีเ่ รยี กวา กรรมวธิ ซี ินเตอร ( Sintered) ทีอ่ ุณหภมู ิ 8,400 F เพอ่ื ใหเกิดความแขง็ แรงไมแตกออกเปน ผงในขณะขนยา ย ปฏกิ ริ ยิ าทีเ่ กิดขึ้นภายในเตาสูง หลังจากทําการบรรจวุ ตั ถุดิบเขาไปในเตาสูง และทาํ การจุดถา นโคก จากน้นั เปาลมรอนเขาไปภายในเตา ลมรอน จะชวยใหถ านโคก ลกุ ไหมท าํ ใหเ กิดกา ซคารบ อนมอนนอกไซด (CO) ขึ้นเปนจํานวนมาก กา ซคารบอนมอนนอกไซด ท่จี ะ ไปทําใหเกดิ ปฏิกริ ยิ าขนึ้ ภายในเตาสูง โดยจะนาํ เอาออกซิเจนทีอ่ ยใู นสนิ แรเหลก็ ออกมาสําหรับปฏกิ ริ ิยาทเี่ กดิ ขนึ้ ที่ เปนไปได ดังน้ี Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 Fe2O3 + 3C 2Fe+3CO ขณะท่ีวัตถุดบิ เคลื่อนตัวลงมาใกลส ว นหลอมละลาย อณุ หภูมิของวตั ถดุ ิบจะเพ่มิ ขึ้นเหล็กดบิ จะมลี กั ษณะเปนรูพรุน เน่อื งจากออกซเิ จนที่อยภู ายในสนิ แรเ หลก็ ถูกขจัดออกซง่ึ สภาวะเชนนเ้ี หลก็ จะดูดซมึ เอาคารบอนเขา มาเปน จาํ นวนมาก ทําใหจุดหลอละลายของเหลก็ ต่าํ ลง และจะละลายเปน เหลก็ ดิบไหลลงมายงั สวนกน เตา

สว นผสมของเหลก็ ดบิ ธาตุทผี่ สม ปรมิ าณ (%) คารบ อน 3.0-4.5 แมงกานีส 0.15-2.5 ซิลกิ อน 1.0-3.0 ซลั เฟอร 0.05-0.1 ฟอสฟอรสั 0.1-2.0 สรุปเนือ้ หา เหล็กท่ีนาํ ไปใชประโยชนนน้ั จะตอ งนาํ สินแรเหล็กตา งๆมาผา นวิธกี ารถลุง เพ่ือทาํ การแยกเหลก็ ออกจากส่ิงเจอื ปน ทม่ี ีอยตู ามธรรมชาติ จึงจะไดเหลก็ ดิบซ่งึ เปน วตั ถุดบิ ทจ่ี ะนาํ ไปผลติ เหล็กกลา และผลติ ออกเปนเหล็กหลอเพื่อนาํ ไปใช ประโยชนในชางอตุ สาหกรรม ซ่งึ ในกรรมวีการผลิตทไ่ี ดอ อกมาเปน วัสดุเหลก็ ตาง ๆ กรรมวิธีการผลติ เหลก็ ดิบการถลงุ สินแรเหลก็ โดยใชเตาสูงในการผลิตเหล็กตา ง ๆ ผลิตโดยใน เตาหลอมมีหลายชนิดซง่ึ ในการหลอมเราควรเลือกใชเ ตาในการหลอมท่ีเหมาะส กจิ กรรมการเรยี นการสอน ขั้นตอนการสอนหรอื กจิ กรรมของครู ข้ันตอนการเรียนหรอื กจิ กรรมของนักเรียน 1. ขน้ั นาํ เขา สบู ทเรยี น ทกั ทายแนะนําตวั และแสดงความคนุ เคยกับนกั เรียน 1. ทาํ กจิ กรรมสาํ รวจบุคลิกภาพของตวั เอง ฟง บรรยาย อธิบายรายละเอียดรายวชิ าและจุดประสงค รายละเอียดวชิ า จุดประสงครายวิชา และบอก รายวชิ า และบอกรายละเอยี ดการประเมนิ ผลรายวชิ า รายละเอียดเกยี่ วกบั การประเมนิ ผลรายวิชา 2. ขั้นบรรยาย บรรยายเกี่ยวกบั วัตถุดิบทีใ่ ชในการถลงุ เหลก็ ดิบ 2. ฟงการบรรยายจดบันทกึ สว นท่สี าํ คัญลงสมุด ตอบ การปรับปรุงสนิ แรเ หล็กเตาสูงปฏกิ ิริยาที่เกิดข้ึนภายใน คําถามเมือ่ ถูกถาม รว มกิจกรรมที่ผูสอนกําหนด และถาม เตาสูงสวนผสมของเหลก็ ดบิ เมื่อไมเ ขาใจในเนือ้ หาท่ีเรยี น 3. ขั้นสรุป สรุป ทบทวนเน้ือหาโดยการใชคําถามเพือ่

ทบทวนความเขา ใจเก่ียวกับเนอ้ื หาทเ่ี รยี น โดยการสมุ 3. ตอบคาํ ถามกบั ผสู อนเปน การทบทวนความรคู วามเขาใจ ผูเรียนใหต อบคาํ ถาม สังเกตความสนใจ ซักถาม ในเรอ่ื งทเ่ี รยี น ปญหาและขอ สงสยั งานทมี่ อบหมายหรือกจิ กรรม - ทาํ แบบฝก หัดทา ยบทเรยี น กอนเรยี น - เตรยี มหนงั สอื และเอกสารประกอบการสอน - เตรยี มสื่อแผนใสประกอบการสอน ขณะเรียน - แจกเอกสารประกอบการเรยี น - สงั เกตพฤตกิ รรมของผูเรียนในการต้งั ใจเรียนหรอื ไม - สงั เกตวา ผเู รยี นมคี วามเขาใจในส่ิงทเ่ี รยี นไหม หลังเรียน - สรปุ เนือ้ หาการเรยี น - ใหท ําแบบฝกหัดทายบทเรยี น ส่อื การเรยี นการสอน - การนําเสนอดวย Power Point สื่อสง่ิ พิมพ - เอกสารประกอบการสอนเก่ยี วกับประเภทวสั ดตุ าง ๆ สอ่ื โสตทัศน (ถา มี) - แผนใสแสดงรายละเอียดเน้อื หารายวชิ า และวธิ กี ารวัดผล - หนุ จําลองหรอื ของจริง (ถา ม)ี

การประเมินผล กอ นเรียน - ความสนใจ ความพรอ มในการเรยี นรู - การใหค วามรว มมอื ในการตอบคาํ ถาม ขณะเรียน - รว มกิจกรรมดวยความกระฉบั กระเฉง เชน ในการตอบคาํ ถาม หรอื การซกั ถาม - ผูเรียนฟง การบรรยายจดบนั ทกึ ในสวนทีส่ ําคญั ลงสมดุ หลงั เรียน - ทําแบบฝก หัดหลงั เรียน - สอบยอยทายชั่วโมงเรียน คําถาม แบบฝกหัดที่ 3 1. การถลงุ เหล็กหมายถงึ กรรมวธิ ีอะไร 2. การถลงุ เหลก็ ดบิ จะอาศัยเตาอะไรทําการถลงุ 3. ถา นโคก เปนวตั ถดุ ิบทใ่ี ชในการถลุงเหล็กดบิ เราใสถา นโคก เพอื่ วตั ถุประสงคใ ด 4. หนิ ปนู เปนวัตถุดบิ ท่ีใชในการถลงุ เหลก็ ดิบ เราใสห นิ ปนู เพ่ือวัตถปุ ระสงคใด 5. สนิ แรเหลก็ ทใ่ี ชใ นการถลงุ เหล็กดบิ ทม่ี ีปริมาณเหล็กผสมอยมู ากทสี่ ดุ ไดแ กส นิ แรชนิดใด 6. จงบอกขั้นตอน ในการปรบั ปรุงสินแรเ หล็กกอนทําการถลงุ มาพอเขาใจ 7. จงบอกข้ันตอนการบรรจวุ ัตถดุ ิบเขาเตาสงู 8. บรเิ วณสว นใดของเตาสงู ทมี่ ีความรอนสูงสดุ 9. วัตถดุ ิบจะเร่ิมหลอมละลายบรเิ วณสว นใดของเตา 10. เหล็กดบิ จะใชเ ปนวัตถดุ บิ ในการผลติ เหล็กชนดิ ใดบา ง

แผนการสอน หน่วยที่ 4 ช่ือวิชา เทคโนโลยีวัสดอุ ุตสาหกรรม สอนครง้ั ท่ี 6-7 ชื่อหน่วย เหลก็ หลอ่ ช่ือเร่ือง เหลก็ หลอ่ ชวั่ โมงรวม 6 จานวนช่ัวโมง 3 หวั ข้อเร่ืองและงาน 1. คณุ สมบตั ทิ ว่ั ไปและการใชง้ าน 2. เตาควิ โพล่า 3. ส่วนประกอบของเตาควิ โพล่า 4. วัตถทุ ป่ี อู นเขา้ เตาควิ โพลา่ 5. การบรรจุวตั ถุดบิ เข้าเตาควิ โพล่า 6. การทางานของเตาควิ โพลา่ 7. ชนิดของเหล็กหลอ่ 8. มาตรฐานเหลก็ หล่อ สาระสาคญั เหลก็ หล่อถูกนามาใชง้ านอตุ สาหกรรมเน่อื งจากมรี าคาถูก และมคี ณุ สมบัตใิ นการใชง้ านทดี่ ี ไดแ้ ก่ ความสามารถในการหล่อขน้ึ รูป,มคี วามแขง็ แรงในการรับแรงกดสูง, มคี วามตา้ นทานตอ่ การสึก ไดด้ ี และมคี ณุ สมบตั เิ ป็นตวั รองรับน้าหนักทด่ี ี แตอ่ ย่างไรกต็ ามเหลก็ หล่อมคี ณุ สมบตั ใิ นการรับแรง กระแทกไมด่ ี และมคี วามสามารถในการยืดตวั ไดต้ า่ สมรรถนะทพี่ งึ ประสงค์ (ความรู้ ทกั ษะ คณุ ธรรม จรยิ ธรรม จรรยาบรรณวิชาชีพ ) 1. สามารถบอกคณุ สมบตั ทิ วั่ ไปและการใชง้ านไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง 2. บอกสว่ นประกอบของเตาควิ โพล่าไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง 3. อธิบายการทางานของเตาควิ โพลา่ ไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง 4. บอกชนิดของเหลก็ หล่อไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง เนอื้ หาสาระ เหลก็ หล่อ (Cast Iron) หมายถงึ เหลก็ หลอ่ ทมี่ คี าร์บอนผสมอยู่ประมาณ 2 ถึง 4 เปอร์เซน็ ต์ เหลก็ หลอ่ เป็นเหลก็ ทไ่ี ดม้ าจากการนาเอาเหลก็ ดบิ มาทาการหลอมใหมภ่ ายในเตาหลอม เตาทนี่ ิยมใช้ไ ดแ้ กเ่ ตาควิ โพลา่ (Cupola) จากนัน้ ทาการเทน้าเหลก็ ลงในแบบหลอ่ เมอ่ื เหลก็ เย็น ตวั ลงกจ็ ะไดช้ ้ินงานเหลก็ หลอ่ ตามลกั ษณะและรูปร่างของแบบหลอ่

รปู ที่ 1 การเทนา้ เหล็กหลอ่ ลงในแบบ คณุ สมบตั ทิ วั่ ไปและการใช้งาน เหล็กหลอ่ ถูกนามาใชง้ านอตุ สาหกรรมเนือ่ งจากมรี าคาถกู และมคี ณุ สมบัตใิ นการใชง้ านทดี่ ี ไดแ้ ก่ ความสามารถในการหล่อขนึ้ รูป,มคี วามแขง็ แรงในการรับแรงกดสูง , มคี วามตา้ นทานตอ่ การ สึกไดด้ ี และมคี ณุ สมบัตเิ ปน็ ตวั รองรับน้าหนักทด่ี ี แตอ่ ย่างไรกต็ าม เหลก็ หลอ่ มคี ณุ สมบตั ใิ นการรับ แรงกระแทกไมด่ ี และมคี วามสามารถในการยืดตวั ไดต้ า่ รปู ที่ 2 ตวั อย่างงานหล่อ จากคณุ สมบัตดิ งั กลา่ วเหลก็ หล่อจึงถูกมาใช้งานทาฐานเครื่องจักรตา่ งๆ เสอ้ื สูบของเครื่องยนต์ , โครงปมั๊ น้า , เฟอื งส่งกาลงั , ลอ้ สายพาน เป็นตน้ เตาควิ โพลา่ (Cupola Furnace) เตาควิ โพล่า เปน็ เตาทใี่ ช้ในการผลิตเหล็กหล่อ โดยการนาเหลก็ ดบิ มาทาการหลอมละลาย ภายในเตา ลักษณะของเตาควิ โพลา่ คล้ายกบั เตาสูง แตม่ ขี นาดเล็กกว่าโครงสร้างของเตามลี กั ษณะ ไมซ่ ับซอ้ น เปลือกรอบนอกของเตาทาจากเหลก็ หล่อ ภายในเตากอ่ อฐิ ทนไฟโดยรอบ

รปู ท่ี 3 ส่วนประกอบเตาควิ โพลา่ สว่ นประกอบของเตาควิ โพลา่ เตาควิ โพล่าประกอบดว้ ยสว่ นตา่ ง ๆ ดงั รูปท่ี 3 ซึ่งแตล่ ะส่วนมลี ักษณะและหน้าที่ ดงั น้ี 1. ฐานเตา เตาควิ โพลา่ จะว่าอยู่บนฐานเตา ซ่งึ ทาจากเหล็กแผน่ กลม มเี สารองรับอยู่ 4 เสา ท่ี บริเวณส่วนกน้ เตา จะมปี ระตรู ูปครึ่งวงกลม 2 บานตดิ อยู่ ประตนู จ้ี ะถกู ปิดโดยมเี สาค้ายัน ( Prop) เปน็ ตวั ยันประตไู ว้ในขณะทเ่ี ตากาลังทางานอยู่ 2. รูน้าเหลก็ (Tap Hole) เมอื่ เหล็กหล่อ ถกู หลอมละลายกลายเปน็ น้าเหลก็ จะถูกนาออกจาก เตาโดยผ่านออกทางรูน้าเหลก็ 3. รขู ้ีตะกรัน (Slag Hole) รูขีต้ ะกรันอยู่ดา้ นหลังของเตาบริเวณใตช้ อ่ งลม เป็นรูสาหรับ ให้ขีต้ ะกรันทเ่ี กดิ จากการหลอดละลายเหลก็ ไหลออกจากเตา 4. ช่องลม (Tuyer) เป็นทางสาหรับใหล้ มเปุาผา่ นเข้าไปในเตาเพอ่ื ชว่ ยในการเผาไหมโ้ ดยปกติ ชอ่ งลมจะเรียงอยู่รอบเตาในลกั ษณะแถวเดยี ว แตส่ าหรับเตาขนาดใหญ่ จะมอี ยู่ 2 แถว ลกั ษณะของ ช่องลม สว่ นทตี่ ดิ กบั ผนังเตาจะบานออกเพอื่ ใหล้ มทผ่ี ่านเข้าไปเกดิ การกระจายอย่างสมา่ เสมอ 5. กลอ่ งลม (Wind Box) กลอ่ งลมตดิ อยู่ โดยรอบกบั ตวั เตาในลักษณะวงแหวนในระดบั

เดยี วกบั ชอ่ งลม กล่องลมทาหน้าทร่ี ับลมทเี่ ปุาเขา้ มาเพอ่ื สง่ ตอ่ ไปยังชอ่ งลมตา่ ง ๆ ทอี่ ยู่รอบเตา นอกจากนบ้ี ริเวณชอ่ งลมมแี ผน่ กนั ทางลม ทาหน้าทเ่ี ป็นประตปู ิดเปิดให้ลมผา่ นเขา้ เตา เพอ่ื เปน็ การ ควบคมุ สภาวะภายในเตาควิ โพล่า 6. หลงั คาครอบปลอ่ งเตา (Spark arrester) ตดิ ตงั้ อยู่ดา้ นบนสุดของเตา ทาหน้าทป่ี อู งกนั ประการไฟและเขมา่ ตา่ ง ๆ ทเ่ี กดิ ขน้ึ จากการเผาไหมไ้ มใ่ ห้เกดิ การฟงูุ กระจาย 7. ช่องเตมิ วสั ดุ (Charge door) ตดิ ตงั้ อยู่บริเวณกงึ่ กลางของช่วงความสงู ของเตาเป็นช่อง สาหรับปอู นวตั ถดุ บิ เขา้ ไปภายในเตา ช่องนจี้ ะมขี นาดใหญ่พอสาหรับขนาดของวัตถดุ บิ ทจี่ ะทาการ ปูอนผ่านเข้าไป วัตถดุ บิ ทป่ี อ้ นเข้าเตาควิ โพลา่ ในการผลติ เหลก็ หล่อโดยเตาควิ โพล่า วัตถุดบิ ทจ่ี ะนามาปอู นเขา้ เตาเพอ่ื ทาการหลอมละลาย ประกอบดว้ ย เหลก็ ดบิ (Pig Iron) เป็นวตั ถดุ บิ หลักทจ่ี ะให้เน้ือเหล็กหลอ่ ออกมาจากการหลอมละลาย เหล็ก ดบิ ทใ่ี ช้ในการทาเหลก็ เป็นชนิด Foundry Pig ปริมาณทใี่ ช้ 8 ถงึ 10 สว่ นโดยน้าหนัก 1. ถ่านโคก๊ (Coke) เปน็ วตั ถดุ บิ ทใ่ี หค้ วามร้อนในการหลอมละลายภายในเตา ประมาณถา่ นโคก๊ ทใ่ี ช้ประมาณ 1 ส่วนของเหลก็ ดบิ โดยน้าหนัก 2. หนิ ปนู (Limeston) หินปนู ทปี่ ูอนเขา้ เตาสงู จะทาหน้าทเี่ ปน็ ตวั ประสาน บรรดาสงิ่ สกปรก ตา่ งๆ ให้รวมตวั เปน็ ข้ีตะกรัน ปริมาณหินปนู ทใ่ี ชป้ ระมาณ 40 กโิ ลกรัมตอ่ เหลก็ 1 เมกกะกรัม 3. ลม (Air) ลมเป็นวัตถุดบิ ทใ่ี ชช้ ว่ ยในการเผาไหม้ ปริมาณลมทใ่ี ช้ในการหลอมละลายเหลก็ หล่อ ขึ้นอยู่กบั คณุ ภาพของถา่ นโคก๊ และอตั ราสว่ นของถา่ นโคก๊ กบั เหล็กดบิ ทป่ี อู นเข้าเตา การบรรจวุ ตั ถดุ บิ เข้าเตาควิ โพลา่ กอ่ นทาการปอู นวตั ถดุ บิ เขา้ เตา จะตอ้ งปดิ ประตทู ก่ี น้ เตากอ่ น และทาการรองพน้ื กน้ เตาดว้ ย ทราย โดยให้พนื้ ทรายเอยี งลาดต่าลงมาทางดา้ นหน้าของเตา ให้ไดร้ ะดบั เดยี วกบั ระดบั ลา่ งของรูน้า เหล็ก หลังจากนนั้ ทาการบรรจุวัตถุดบิ เรียงลาดบั ดงั นี้ 1. ถา่ นโคก๊ 2. หนิ ปนู 3. เหลก็ ดบิ และเศษเหลก็ สาหรับถ่านโคก๊ ทบี่ รรจุไปคร้ังแรกจะบรรจุลงมากกว่าปกติ โดยใหถ้ า่ นโคก๊ เลยรูลมขน้ึ มา ประมาณ 1 ถึง 1.35 เมตร เนือ่ งจากจะใชเ้ ป็นเชอ้ื เพลงิ ในตอนเร่ิมตน้ จากนนั้ บรรจุวตั ถุดบิ เรียง ตามลาดบั ตามปริมาณทกี่ าหนด ลักษณะการบรรจุวตั ถดุ บิ เข้าเตา การทางานของเตาควิ โพลา่ การทางานของเตาเผาควิ โพลา่ เริ่มตน้ จากการจุดถา่ นโคก๊ ให้ตดิ ไฟ (ปกตจิ ะใชฟ้ นื เปน็ เชื้อใน การจุดถ่านโคก๊ ) ปริมาณถ่านโคก๊ ทเี่ ตมิ ลงไปจะตอ้ งมปี ริมาณทเี่ หมาะสมไมม่ ากไมน่ ้อยจนเกนิ ไป เมอื่ ถา่ นโคก๊ ตดิ ไฟแลว้ จะทาการเปาุ ลมเขา้ ไปภายในเตา หลังจากนัน้ ทาการเตมิ หนิ ปูน ,เหลก็

ดบิ และเศษเหลก็ ลงไป การเตมิ วัตถดุ บิ นจี้ ะทาสลบั กนั ไปจนกระทงั่ ความสงู ของวัตถดุ บิ ถึงระดบั ของ ช่องเตมิ วตั ถุดบิ เมอื่ เหลก็ เกดิ การหลอมละลาย จะไหลลงดา้ นล่างบริเวณกน้ เตา เมอ่ื ปริมาณน้าเหล็กมมี ากพอ จะทาการเจาะรูขต้ี ะกรัน เพอ่ื เอาขีต้ ะกรันออกอ่ น หลังจากนนั้ จะเจาะรูน้าเหลก็ น้าเหล็กจะไหล ออกจากเตาลงสเู่ บา้ เพอ่ื นาไปเทลงในแบบหล่อตอ่ ไป ชนดิ ของเหลก็ หลอ่ เหลก็ หล่อทใ่ี ชอ้ ยู่ในอตุ สาหกรรม สามารถแบ่งออกได้ 5 ชนิด แตล่ ะชนิดมคี ณุ สมบัตแิ ละ ปริมาณคาร์บอนแตกตา่ งกนั ตารางท่ี 1 แสดงให้เหน็ ถึงส่วนผสมทางเคมขี องเหล็กหล่อแตล่ ะชนิด 1. เหลก็ หลอ่ สเี ทา ( Gray Cast Iron) เหลก็ หล่อสีเทาเปน็ เหล็กหลอ่ ทม่ี ปี ริมาณการใช้งานมากทส่ี ดุ มคี าร์บอนผสมอยู่ 2.5 ถงึ 4 % คาร์บอนทผี่ สมอยู่ประมาณ 0.8 % อยู่ในรูปของเหล็กคาร์ไบด์ (Fe3C) นอกจากนัน้ จะอยู่อย่างอสิ ระ ในรูปของกราไฟต์ ดงั นนั้ เมอื่ ทาการหักเหล็กหลอ่ ชนิดนอี้ อก จะมองเหน็ เนื้อเหลก็ เปน็ สีเทา ซงึ่ เปน็ สขี องกราไฟต์ รปู ท่ี 4 เหล็กหล่อสเี ทา ประเภท D 2. เหลก็ หลอ่ ขาว (White Cast Iron) เหลก็ หลอ่ สีขาว เปน็ เหล็กทม่ี คี าร์บอนผสมอยู่ประมาณ 1.8 – 3.6 % คาร์บอนทผ่ี สมอยู่นีจ้ ะ ไมอ่ ยู่ในรูปของกราไฟต์ แตจ่ ะอยู่ในรูปของเหล็กคาร์ไบด์ เมอ่ื หักเหลก็ หล่อชนิดน้อี อกจะมองเหน็ เปน็ สีขาว รปู ที่ 5 เหลก็ หล่อสขี าวกาลังขยาย 1000 เท่า 3. เหลก็ หลอ่ มัลเลยี เบลิ้ (Malleable Cast Iron) เหลก็ หลอ่ มลั เลียเบล้ิ ทาจากเหล็กหลอ่ สีขาว โดยการให้ความร้อนแกเ่ หลก็ ทอ่ี ณุ หภูมิ 1 ,600 o F

(เพม่ิ อณุ หภูมอิ ย่างช้า ๆ) ทงิ้ ไว้ 25 ถึง 60 ชง่ั โมง หลงั จากน้ันคอ่ ย ๆ ทาใหเ้ ย็นตวั ลง ดว้ ยอตั รา 10oF ตอ่ ชงั่ โมง เหล็กหลอ่ สีขาวจะกลายเปน็ เหลก็ หลอ่ มลั เลียเบลิ้ ซงึ่ มคี ณุ สมบัตแิ ตกตา่ งจาก เหลก็ หลอ่ สขี าว โดยจะมคี วามออ่ นและมคี วามเหนียวเพมิ่ ขึ้น รปู ที่ 6 เหลก็ หลอ่ มลั เลียเบิ้ล 4. เหลก็ หลอ่ โนดลู าร์ (Nodular Cast Iron) เปน็ เหลก็ หล่อเหนียว ในบางคร้ังเรียกวา่ Ductile Cast Iron หรือเหล็กหลอ่ กราไฟตก์ อ้ นกลม Spherulitic graphite Cast Iron เป็นเหล็กหลอ่ ทรี่ วมเอาขอ้ ดขี องเหล็กหล่อสีเทาและเหล็กกล้า เขา้ ดว้ ยกนั ผลติ ข้ึนโดยการหลอมเหล็กดบิ ชนิดเดยี วกบั ทใ่ี ชท้ าเหล็กสีเทา และเตมิ แมกนีเซยี มลง ไป แมกนีเซยี มจะเปลีย่ นรูปร่างของกราไฟตไ์ ห้เปน็ กอ้ นกลม รปู ที่ 7 เหล็กหล่อโนดลู าร์ 5. เหลก็ หลอ่ ประสม (Alloy Cast Iron) เหลก็ หลอ่ ประสม เป็นเหลก็ หลอ่ ทนี่ าเอาธาตอุ น่ื ๆ มาประสมเขา้ ไปเพอ่ื เปลี่ยนลักษณะโครงสร้าง และปรับปรุงคณุ สมบัตใิ ห้เหมาะสมกบั สภาพการใช้งานเฉพาะอย่าง มคี ณุ สมบตั ทิ นตอ่ การสึกหรอ , การกดั กร่อน และความร้อนไดด้ ี

เหลก็ หลอ่ ประสมมอี ยู่หลายชนิดตามธาตทุ ปี่ ระสมอยู่ ไดแ้ ก่ 5.1. เหล่อหล่อ ประสมโครเมยี มสูง ( High Chromium Cast Iron) เปน็ เหลก็ หล่อทมี่ ี โครเมยี มผสมอยู่ประมาณ 20 ถึง 30 % เหล็กหล่อชนิดนี้มคี ณุ สมบัตทิ นตอ่ การสึกหรอได้ 5.2. เหลก็ หลอ่ ประสมซิลกิ อนสูง (High Silicon Cast Iron) เหลก็ หลอ่ ชนิดนมี้ ซี ลิ กิ อนผสม อยู่ประมาณ 14 % ขึน้ ไปมคี ณุ สมบตั ทิ นตอ่ ความร้อนไดด้ ี 5.3. เหลก็ หล่อประสมนิเกลิ สงู (High Nickel Cast Iron) เหลก็ หล่อชนิดนีม้ นี ิเกลิ ผสมอยู่ ประมาณ 14 ถึง 30% มคี ณุ สมบัตแิ ข็งแรงและทนตอ่ การสกึ หรอไดด้ ี มาตรฐานเหลก็ หลอ่ มาตรฐานเหล็กหล่อมอี ยู่ดว้ ยกนั หลายระบบ ซึง่ กาหนดขึน้ ในประเทศตา่ ง ๆ แตม่ าตรฐานทนี่ ิยม ใชก้ นั อย่างกวา้ งขวาง คอื มาตรฐานของประเทศเยอรมนั ตะวนั ตก (DIN) การกาหนดมาตรฐานเหลก็ หล่อระบบนี้ จะใช้ตวั อกั ษรกบั ตวั เลขเปน็ สัญลักษณโ์ ดยตวั อกั ษรจะ บอกให้ทราบถึงชนิดของเหล็กหลอ่ ส่วนตวั เลขจะบอกให้ทราบถึงคา่ ความแข็งแรงทางแรงดงึ (Tensile Strength) ของเหลก็ หลอ่ ชนิดนั้น สัญลักษณท์ ใี่ ชแ้ ทนชนิดของเหล็กหลอ่ ดงั น้ี GG หมายถงึ เหล็กหลอ่ สเี ทา GGG หมายถึง เหลก็ หล่อโนดลู าร์ GT หมายถึง เหล็กหล่อมลั เลยี เบลิ้ GTS หมายถึง เหล็กหล่อมลั เลยี เบล้ิ สดี า GTW หมายถึง เหลก็ หล่อมลั เลียเบลิ้ สีขาว GS หมายถงึ เหล็กเหนียวหล่อ ตวั อย่าง GG 10 หมายถงึ เหลก็ สเี ทา มคี า่ ความแขง็ แรงทางแรงดงึ 10 กก./มม.2 ตวั อย่าง GGG 60 หมายถึง เหลก็ หล่อโนดลู าร์ มคี า่ ความแขง็ แรงทางแรงดงึ 60 กก./มม.2 สรปุ เนอ้ื หา คณุ สมบตั ทิ วั่ ไปและการใช้งาน เหล็กหลอ่ ถูกนามาใชง้ านอตุ สาหกรรมเน่อื งจากมรี าคาถกู และมคี ณุ สมบตั ใิ นการใชง้ านทด่ี ี ไดแ้ ก่ ความสามารถในการหล่อข้นึ รูป,มคี วามแขง็ แรงในการรับแรงกดสูง, มคี วามตา้ นทานตอ่ การสึก ไดด้ ี และมคี ณุ สมบัตเิ ปน็ ตวั รองรับน้าหนักทดี่ ี แตอ่ ย่างไรกต็ ามเหล็กหลอ่ มคี ณุ สมบัตใิ นการรับแรง กระแทกไมด่ ี และมคี วามสามารถในการยืดตวั ไดต้ ่า เหล็กหลอ่ สีเทา (Gray Cast Iron) เหล็กหลอ่ ขาว (White Cast Iron) เหล็กหล่อ มลั เลยี เบล้ิ เหล็กหล่อโนดลู าร์ (Nodular Cast Iron) เหลก็ หล่อประสม(Alloy Cast Irons) กจิ กรรมการเรยี นการสอน

ข้ันตอนการสอนหรอื กจิ กรรมของครู ขั้นตอนการเรียนหรือกจิ กรรมของนกั เรยี น 1. ข้ันนาเข้าสบู่ ทเรยี น 1. ทากจิ กรรมสารวจบุคลิกภาพของตวั เอง ฟงั งาน บรรยายรายละเอยี ดวิชา จุดประสงคร์ ายวชิ า ที่ ทกั ทายแนะนาตวั และแสดงความคนุ้ เคยกบั และบอกรายละเอยี ดเกยี่ วกบั การประเมนิ ผล นักเรียน รายวิชา มอบ หมา อธบิ ายรายละเอยี ดรายวชิ าและ ย จุดประสงคร์ ายวิชา และบอกรายละเอยี ดการ หรอื ประเมนิ ผลรายวชิ า กจิ ก รรม 2. ขั้นบรรยาย บรรยายเกยี่ วกบั คณุ สมบตั ทิ วั่ ไปและการใช้ 2. ฟงั การบรรยายจดบันทกึ สว่ นทสี่ าคญั ลงสมดุ - งานเตาควิ โพล่าสว่ นประกอบของเตาควิ โพลา่ วัตถุ ตอบคาถามเมอื่ ถกู ถาม ร่วมกจิ กรรมทผี่ ู้สอน ทา ทปี่ อู นเข้าเตาควิ โพลา่ การบรรจุวัตถุดบิ เขา้ เตาควิ กาหนด และถามเมอื่ ไมเ่ ขา้ ใจในเนือ้ หาทเี่ รียน แบบ โพลา่ การทางานของเตาควิ โพลา่ ชนิดของ ฝึกหั เหล็กหลอ่ มาตรฐานเหล็กหลอ่ 3. ตอบคาถามกบั ผสู้ อนเปน็ การทบทวนความรู้ ด ความเขา้ ใจในเรื่องทเี่ รียน ท้าย 3. ข้ันสรุป บทเรี สรุป ทบทวนเนอ้ื หาโดยการใช้คาถามเพอ่ื ยน ทบทวนความเขา้ ใจเกยี่ วกบั เนอ้ื หาทเี่ รียน โดย การสมุ่ ผเู้ รียนให้ตอบคาถาม สงั เกตความสนใจ กอ่ น ซักถามปัญหาและข้อสงสัย เรียน ประกอบการสอน -เ - เตรียมสื่อแผ่นใสประกอบการสอน ตรีย ม หนัง สอื และ เอกส าร ขณะเรียน - แจกเอกสารประกอบการเรียน

- สังเกตพฤตกิ รรมของผู้เรียนในการตงั้ ใจเรียนหรือไม่ - สังเกตวา่ ผู้เรียนมคี วามเขา้ ใจในส่งิ ทเ่ี รียนไหม หลงั เรยี น - สรุปเนอื้ หาการเรียน - ให้ทาแบบฝกึ หัดทา้ ยบทเรียน สอื่ การเรยี นการสอน - การนาเสนอดว้ ยPower Point สอื่ สงิ่ พิมพ์ - เอกสารประกอบการสอนเกย่ี วกบั ประเภทวัสดตุ า่ ง ๆ สอ่ื โสตทศั น์ (ถา้ มี) - แผน่ ใสแสดงรายละเอยี ดเนอ้ื หารายวิชา และวิธีการวดั ผล - หนุ่ จาลองหรือของจริง (ถา้ ม)ี การประเมินผล กอ่ นเรยี น - ความสนใจ ความพร้อมในการเรียนรู้ - การให้ความร่วมมอื ในการตอบคาถาม ขณะเรยี น - ร่วมกจิ กรรมดว้ ยความกระฉับกระเฉง เชน่ ในการตอบคาถาม หรือการซกั ถาม - ผู้เรียนฟงั การบรรยายจดบันทึกในสว่ นทส่ี าคญั ลงสมดุ หลงั เรียน

- ทาแบบฝึกหัดหลังเรียน - สอบย่อยทา้ ยชว่ั โมงเรียน คาถาม แบบฝกึ หดั ที่ 4 1. เหลก็ หลอ่ หมายถึงเหล็กทม่ี ลี กั ษณะใด 2. การผลติ เหลก็ หลอ่ นิยมใชเ้ ตาชนิดใด 3. เพราะเหตใุ ด จึงนิยมใช้เหล็กหลอ่ มาทาเป็นฐาน และโครงสร้างของเครื่องจักรกล 4. วัตถุดบิ ทใ่ี ช้ในการผลิตเหลก็ หลอ่ มอี ะไรบา้ ง 5. จงบอกลาดบั ขัน้ ตอนการเตมิ วัตถุดบิ ลงในเตาผลติ เหล็กหลอ่ 6. ถ่านโคก๊ ทเ่ี ตมิ ลงไปในเตาคร้ังแรกควรมปี ริมาณเท่าใด 7. เพราะเหตใุ ด รอยหกั ของเหล็กหลอ่ สีเทาจึงมสี ีเทา 8. คาร์บอนทอ่ี ยู่ในเหลก็ หล่อสเี ทาส่วนมากจะอยู่ในรูปใด 9. คาร์บอนทอี่ ยู่ในเหล็กหล่อสขี าว ส่วนมากจะอยู่ในรูปใด 10. เหลก็ หล่อมลั เลยี เบลิ้ ผลิตมาจากเหล็กหล่อชนิดใด 11. ลกั ษณะราไฟตท์ อ่ี ยู่ในเหลก็ หลอ่ โนดลู าร์ มลี ักษณะอย่างไร 12. เหลก็ หล่อ GGG35 มคี วามหมายอย่างไร 13. เหล็กหล่อ GT 60 มคี วามหมายอย่างไร 14. เหล็กหลอ่ GTS 35 มคี วามหมายอย่างไร 15. เหลก็ หล่อ GG 20 มคี วามหมายอย่างไร

แผนการสอน หนวยที่ 5 ชือ่ วชิ า เทคโนโลยวี ัสดอุ ตุ สาหกรรม สอนครงั้ ที่ 8-9 ชือ่ หนวย เหล็กกลา ชั่วโมงรวม 6 ช่ือเร่อื ง เหล็กกลา จํานวนชั่วโมง 3 หวั ขอ เรื่องและงาน 1. การผลิตเหล็กกลา 2. ชนิดของเหลก็ กลา 3. เหลก็ กลาคารบอน 4. เหลก็ กลาผสม 5. มาตรฐานเหลก็ กลา 6. กรรมวิธกี ารแปรรปู เหลก็ กลา สาระสําคญั เหลก็ กลา ( Steel) เปน วสั ดุชา งประเภทเหล็กท่ีมคี วามสาํ คญั และถูกใชมากทสี่ ดุ ใน อุตสาหกรรมการผลิตและกอสรา ง มีปริมาณ คารบ อนผสมอยรู ะหวาง 0.05 – 1.7% ซึ่งมีคา อยู ระหวางเหล็กออ นและเหลก็ หลอ วตั ถดุ ิบท่ใี ชส าํ หรบั ผลติ เหล็กกลา ไดแ กเหลก็ ดบิ และเศษเหล็ก โดยนาํ มาทําการหลอมภายใน เตา ซึ่งมีอยหู ลายชนิดแลว แตกรรมวธิ กี ารผลิตที่เลือกใช อยา งไรกต็ ามกรรมวิธกี ารผลิตเหลก็ กลา แต ละวธิ ี มจี ุดมุง หมายเหมือนกนั คอื 1. ขจัดสิ่งเจอื ปนท่อี ยูในเหล็กดบิ ออกใหม ากท่ีสดุ เทาทที่ ําได 2. ปรบั ปรงุ ปรมิ าณคารบอนท่ีผสมอยใู หไดตามชนดิ ของเหลก็ กลา ท่ีตองการ 3. สามารถเติมสารผสม (Alloy Element) ตามท่ีตองการได สมรรถนะทพี่ งึ ประสงค (ความรู ทักษะ คณุ ธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณวิชาชพี ) 1. อธิบายความหมายการผลิตเหลก็ กลาอยางถูกตอ ง 2. บอกชนิดของเหลก็ กลาไดอ ยางถูกตอง 3. สามารถบอกความหมายของมาตรฐานเหลก็ กลา ไดอ ยา งถกู ตอง 4. อธิบายกรรมวิธีการแปรรปู เหลก็ กลาได

เน้ือหาสาระ การผลติ เหล็กกลา การผลิตเหลก็ กลาทใ่ี ชอยปู จ จบุ ันมีอยหู ลายกรรมวิธกี ารผลติ มีข้นั ตอนและวิธีการทีแ่ ตกตางกัน กรรมวธิ ีการผลิตเหลก็ กลา ไดแ ก 1. กรรมวิธเี บสเซมเมอร (Bessemer steel) เปนกรรมวธิ กี ารผลิตเหลก็ กลา ท่เี กาแกท สี่ ดุ คิดคนข้นึ โดยเซอร เฮนรี่ เบสเซมเมอร (Sir Henry Bessemer) ชาวองั กฤษ ในป ค.ศ. 1856 การผลติ วิธีนี้อาศยั เตาเบสเซมเมอร ซึง่ มีลักษณะ เหมอื นถงั นาํ้ ขนาดใหญ บรเิ วณบนของเตาจะเปดออกจากแผน เหล็กกลา ภายในบุอฐิ ทนไฟ ท่ี ดา นขางของเตามีแกนหมนุ ทง้ั 2 ขาง ทําหนาทร่ี องรับเตาและทําใหเ ตาสามารถเอียงไดข นาดความสูง ของเตาหลายขนาด ตัง้ แต 15 ถึง 22 ฟตุ ลกั ษณะของเตาแสดง ดงั รปู 1 รปู ท่ี 1 เตาเบสเซมเมอร กรรมวธิ ีการผลติ เหล็กกลาดว ยเตาเบสเซมเมอร เรม่ิ จากการบรรจนุ า้ํ เหล็กดิบที่ไดจากเตา สงู ลงในเตาเบสเซมเมอรซึ่งเอยี งรับน้ําเหล็กดิบในแนวราบดังรปู 1 หลงั จากทําการบรรจนุ ้าํ เหลก็ ดบิ เรียบรอยแลว เตาจะถกู หมุนใหอ ยูในแนวต้ัง ดังรูป 1 จากนัน้ จะเปาอากาศดวยแรงดันประมาณ 15 ปอนดตอ ตารางนวิ้ ผานเขา ไปยังนํ้าเหล็กดิบทางชองอากาศดานลางของเตา คารบอนท่อี ยใู นนาํ้ เหล็ก ดิบจะรวมตัวเขากับออกซเิ จนในอากาศเปน กาซคารบ อนมอนอคไซด ซ่ึงจะถูกเผาไหมและถกู เปา ออก จากเตา เหล็กกลาทไ่ี ดจ ากกรรมวธิ นี ้ีเรียกวา เหล็กกลาเบสเซมเมอร กรรมวิธเี บสเซมเมอรใหอ ตั ราการผลิตเหลก็ กลาสงู มาก ประมาณ 0.9 ตันตอ นาที อยา งไร กต็ ามปจ จุบันกรรมวธิ ีนมี้ กี ารใชนอ ยลง เน่ืองจากไดมีการนาํ เอากรรมวิธกี ารผลติ โดยใชเตากระทะ (Open Heart Process) มาใชแ ทน 2. กรรมวธิ กี ารผลติ โดยเตากระทะ (Open Heart Process)

กรรมวธิ ีการผลิตเหลก็ กลาวธิ ีนี้ไดร บั การพัฒนาข้ึนในประเทศอังกฤษเม่อื ป ค.ศ. 1860 กรรมวิธี นี้เปน ทีน่ ยิ มใชก นั มากในการผลิตเหลก็ กลา การผลติ จะอาศัยเตากระทะดงั รูป 2 ลกั ษณะของเตากระทะท่ีบริเวณสวนหลอมละลายจะทําเปนแอง สี่เหล่ยี มคลายกระทะ ขนาด ความกวา งประมาณ 30 ฟตุ ยาวประมาณ 90 ฟตุ ทก่ี นเตาจะมรี ูสาํ หรับเจาะเอานําเหล็กออก (Top Hole) บริเวณดานขา งเตาทงั้ 2 ขาง จะมหี อ งอุน เชอ้ื เพลิง และอากาศซง่ึ ภายในจะกอ ดว ยอฐิ ทนไฟชนดิ พเิ ศษ หองทัง้ 2 นีจ้ ะทาํ หนาทีเ่ กบ็ ความรอน เพอ่ื ใชสําหรบั อุน เชื้อเพลิงทใี่ ชในการหลอม เหลก็ กลา การทํางานของหองอุน ทัง้ 2 หอ งจะทาํ สลบั กนั โดยขณะทห่ี องอนุ ดานหนึง่ กาํ ลงั รบั ความ รอ นจากกา ซที่เกิดจากการหลอมเหลก็ หองอุน อกี ดานหนึ่งจะทาํ หนาท่ีอนุ เช้ือเพลิงเพ่ือใชใ นการ หลอมเหล็ก การทาํ งานของหอ งอุนทง้ั 2 หองจะทําสลบั กัน โดยใชเวลาประมาณ 30 นาที รปู ท่ี 2 เตากระทะ วตั ถดุ บิ ท่ีใชในการผลิตเหลก็ กลา โดยเตากระทะประกอบดว ย 2.1. เหล็กดิบ ปรมิ าณท่ีใชประมาณ 50% เหลก็ ดบิ ทใ่ี ชอ าจอยใู นลกั ษณะนํา้ เหล็กดบิ หรอื เหลก็ ดิบท่ีเปน กอ นแข็ง 2.2. เศษเหล็กกลา ปรมิ าณทใ่ี ชประมาณ 50% 2.3. หินปูน เพอื่ ทาํ หนา ทเี่ ปนตวั ประสานสงิ่ เจือปนตางๆ ใหก ลายเปน ขตี้ ะกรนั 2.4. เชื้อเพลงิ ทน่ี ยิ มใชไดแกน ํ้ามนั หรือกา ซ 2.5. อากาศ เพอื่ ใหอ อกซเิ จนทอี่ ยใู นอากาศไปรวมตวั กบั คารบ อน เปนการขจัดคารบอน

ออกจากนาํ้ เหล็กและจะชวยในการเผาไหม การทํางานของเตาจะมีรอบเวลาการทาํ งานตัง้ แตการบรรจุวัตถุดิบเขาเตาจนกระท่งั ไดน้าํ เหลก็ จะใชเวลาประมาณ 8 ถึง 10 ชั่วโมง โดยเฉลย่ี นํา้ เหล็กดบิ จะถูกเจาะออกจากเตาโดยมเี บา รองรับ และนําไปเทลงแบบเพือ่ ทาํ เปนอินกอท (lngot) เตากระทะปกติใชส ําหรับผลติ เหล็กกลาคารบอนเปน สวนใหญ แตก ็สามารถใชผลติ เหล็กกลาผสมได 3. กรรมวิธเี บสิคออกซเิ จน (Basic Oxygen Process) เปน กรรมวิธกี ารผลติ เหลก็ กลาวธิ ีใหม ซึ่งเริม่ เปน ที่นยิ มใชในปจ จุบนั โดยมแี นวโนมวา กรรมวิธี นี้จะเขา มาแทนทก่ี ารผลติ เหลก็ กลา โดยเตากระทะ ขอดีของกรรมวธิ ีนีค้ อื จะใชเ วลาในการผลิตนอ ย ประมาณ 55 นาทีตอ รอบการผลิต ประสิทธิภาพการผลติ จะขน้ึ อยูกับความบริสุทธิข์ องกาซ ออกซเิ จนท่ีใช วตั ถุดบิ ทีใ่ ชในการผลติ เหล็กกลา โดยกรรมวิธีเบสิคออกซเิ จน ประกอบดวย 3.1. นาํ้ เหล็กดบิ ปรมิ าณท่ใี ชป ระมาณ 65 ถงึ 85% 3.2. เศษเหล็กกลา ปริมาณทใ่ี ชป ระมาณ 15 ถึง 35% 3.3. หินปูน เพ่ือประสานกบั สงิ่ เจอื ปนกลายเปนข้ตี ะกรนั 3.4. กาซออกซิเจนบรสิ ุทธิ์ (คาความบริสทุ ธิ์ 99.5%) รูปที่ 3 เตาเบสคิ ออกซเิ จน

ลกั ษณะของเตาทีใ่ ชในการผลิตเหล็กกลา โดยกรรมวิธีเบสิค ออกซเิ จน ดงั รูปที่ 3 เปนเตาทท่ี ํา จากแผนเหลก็ กลา ภายในบุอฐิ ทนไฟ บริเวณดานขางเตาจะมีแกนหมนุ 2 ขาง เปนตัวรองรับเตา และทาํ ใหเตารองรบั เตาและทําใหเตาสามารถหมุนเอียงได 180 o การทาํ งานของเตาเร่ิมตน โดยการเอยี งเตาเพือ่ รอรับวตั ถุดบิ โดยจะบรรจุเศษเหลก็ ลงไปกอน และบรรจนุ ้าํ เหล็กดิบตามลงไป หลังจากนน้ั จะทําการหมนุ เตาใหมาอยูในแนวตั้ง เลอ่ื นทอ ออกซิเจน พรอ มฝาครอบมาปด ครอบปากเตา ทาํ การปรับตาํ แหนง ทอใหไ ดร ะยะหา งจากวัตถดุ ิบภายในเตาตาม กําหนด 4. กรรมวธิ ผี ลิตเหล็กโดยใชเ ตาไฟฟา (Electric Furnace Process) เปนกรรมวธิ ีท่ีใชใ นการผลติ เหล็กกลาพิเศษ เชน เหล็กกลาทําเคร่ืองมือ ( Tool Steel ) เหลก็ กลาไรสนมิ ( Stainless Steel) เปน ตน เตาไฟฟาท่ีใชนจ้ี ะไมใ ชเ ช้ือเพลิงหรอื กา ซแตจะใช กระแสไฟฟา ในการใหความรอน กระแสไฟฟา ท่ีนิยมใชไ ฟฟากระแสสลับ 3 เฟส ความรอ นเกดิ จาก การอารค ระหวางแทง อิเลก็ โทรดกบั วตั ถุดิบในเตา,การอารค ระหวา งแทง อิเลก็ โทรดกบั แทง อิเล็กโทรดหรือจากการเหน่ยี วไฟฟา ข้ึนอยูกบั ชนดิ ของเตา เตาไฟฟา แบงออกได 3 ชนิด คอื 4.1. เตาไฟฟา ชนดิ อารค โดยตรง (Direct Arc Furnace) เตาไฟฟา ชนิดนเี้ ปนที่นยิ มใชมากที่สดุ ลักษณะของเตาคลา ยถวยนา้ํ ชาใหญส ามารถเอยี ง เพื่อทาํ การเทนํา้ เหล็กลงเบา ทมี่ ารองรับได ฝาดานบนของเตาสามารถหมนุ เปด ออกเพอื่ ทําการบรรจุ วตั ถดุ บิ ได ทฝ่ี าเตามีแทงอิเล็กโทรดทรงกระบอกขนาดใหญ (ขนาด 5 ถงึ 25 นิว้ ) ตดิ ตั้งอยโู ดยเสยี บ ทะลุผานฝาเตาผา นเขาไปภายในเตา แทง อิเลก็ โทรดทําจากคารบ อนหรอื กระไฟต ความรอ นที่ใชใน การหลอมละลาย ระยะเวลาในการหลอมละลายประมาณ 3 ถึง 6 ชัว่ โมง ขึ้นอยกู บั ขนาดของเตา ซง่ึ ขนาดของเตาจะมีต้งั แตข นาด 2 ตัน ถงึ 200 ตนั ลักษณะของเตาแสดงรปู ท่ี 4 รปู ท่ี 4 เตาไฟฟาชนิดอารคโดยตรง

การผลติ เหล็กกลา ดวยไฟฟาชนิดนี้ ทาํ ไดทัง้ แบบกรดและแบบดางวธิ กี ารผลิตแบบกรดปกติ จะใชสาํ หรับผลิตเหล็กกลาชนดิ พเิ ศษ ขอดขี องเตาชนดิ นี้สามารถใหค วามรอ นในการหลอมเหลก็ ได สงู ( สงู กวา 3500 oF) และรวดเร็ว การควบคุมอุณหภมู ทิ ําไดแ นนอนและไมใชเช้ือเพลงิ จึงทําให เหล็กกลา ท่ไี ดม ีคณุ ภาพดี 4.2. เตาไฟฟา ชนิดอารค ทางออ ม (Indirect Are Eurnace) เตาชนดิ นีแ้ ตกตางจากเตาชนิดอารค โดยตรง ตรงท่คี วามรอ นทีใ่ ชในการหลอมเหลก็ ได จากการอารคระหวางแทงอิเลก็ โทรด 2 แทงซ่ึงวางในแนวเหนือวัตถดุ บิ ดังรูปท่ี 5 วัตถุดิบจะไดรบั ความรอ นจากการแผรังสที ่เี กิดจากการอารค ของแทง อิเลก็ โทรด เตาชนิดนี้ปกตเิ ปนเตาขนาดเลก็ และใชน อยกวา เตาชนิดอารคโดยตรง รปู ท่ี 5 เตาไฟฟาชนดิ อารค ทงออม 4.3. เตาไฟฟา ชนดิ เหน่ยี วนํา (Induction Furnace) เปนเตาไฟฟาทเี่ ริม่ นิยมใชก ันมากในปจจบุ นั ปกติใชส ําหรับผลิตเหล็กกลา ทีม่ ปี รมิ าณการ ผลิตไมม าก และใชในงานหลอเหลก็ กลา (Steel Casting) ลกั ษณะของเตาเปนเตารปู ทรงสี่เหล่ยี มทํา จากแผน เหลก็ กลา ผนังเตาดว ยอิฐทนไฟ ภายในเตาจะมีเบา น้ําเหลก็ ซ่ึงลอ มรอบดว ยฉนวนความ รอ นและฉนวนไฟฟา โดยดานนอกฉนวนไฟฟา จะมีทอทองแดงพนั เปนขดวางอยูโ ดยรอบเตา ภายใน ทอ ทองแดงจะมีนา้ํ ไหลหมุนเวยี นอยู เพื่อระบายความรอ นท่เี กดิ ขนึ้ ซ่งึ จะชวยไมใ หทอ ทองแดงเกิด การละลาย ลักษณะของเตาแสดงดงั รปู ท่ี 6 และ รูปที่ 7

รปู ที่ 6 ภาพตดั แสดงลักษณะภายในเตาเหนย่ี วนาํ การทํางานของเตา หลงั จากบรรจุวตั ถุดบิ เขาเตาแลว จะปลอยกระแสไฟฟาผา นไปใหเกดิ สนามแมเหล็กข้ึน ซึ่งจะไปเหน่ียวนาํ กับวัตถุดิบภายในเตาซ่งึ เตาเปรยี บเหมอื นเปน ขดลวดทุติยภมู ิ (Secondary) ของหมอแปลงไฟฟาทาํ เกิดความรอนขน้ึ ซง่ึ จะไปหลอมเหล็กกลาทีอ่ ยูในเตา รปู ที่ 7 เตาไฟฟาชนดิ เหน่ียวนาํ ชนิดของเหล็กกลา เหลก็ กลา ท่ผี ลติ ขน้ึ มาในปจจบุ นั สามารถแบงออกได 2 ชนิด 1. เหล็กกลา คารบอน (Carbon Steel) 2. เหลก็ กลา ผสม (Alloy Steel) เหล็กกลาคารบอน

เปนเหลก็ กลา ท่ีมคี ารบ อนเปนสวนผสมหลัก ดงั นัน้ คณุ สมบัติของเหลก็ กลาชนดิ นี้ขึ้นอยูกบั ปรมิ าณคารบ อนแบง ออกได 3 ชนดิ คือ 1. เหล็กกลาคารบอนตาํ่ (Low Carbon Steel) มีคารบอนผสมอยรู ะหวาง 0.08 - 0.35% เหลก็ กลาคารบอนตา่ํ ไมส ามารถนํามาชุบแขง็ ได เนอ่ื งจากคารบ อนท่ผี สมอยูมีปรมิ าณนอ ยเปน เหลก็ ท่ผี ลติ จากเตากระทะ หรือเตาเบสอิ อกซิเจนใชทํา หมุดย้ํา ,โซ ,งานตขี น้ึ รูปและชนิ้ สวนเคร่ืองจักรกลทไ่ี มตองการความแข็งแรงมาก นอกจากน้ียังใชใน งานกอสราง , ทาํ สะพานและเรือ รูปที่ 8 ผลิตภณั ฑท ่ีทําจากเหลก็ กลาคารบอนตาํ่ 2. เหล็กกลาคารบ อนปานกลาง (Medium Carbon Steel) มคี ารบ อนผสมอยรู ะหวา ง 0.35 - 0.50% เหล็กชนิดนี้สามารถนํามาชบุ แข็งได โดยการชบุ นาํ้ (Water Quench) ความแข็งทไี่ ดจากการชุบประมาณ 40 – 60 Rockwell c เหลก็ กลา คารบอนปาน กลางใชทําสลกั เกลยี ว , เพลารถยนต , รางรถไฟ , เพลาขอเหวยี่ ง , เคร่อื งมือตาง

รูปที่ 9 ผลติ ภณั ฑท่ที าํ จากเหลก็ กลา คารบอนปานกลาง 3. เหล็กกลา คารบอนสงู (High Carbon Steel) ปรมิ าณคารบอนทผ่ี สมอยูในเหลก็ กลา ชนดิ นี้ มากกวา 0.55 % แตไมเ กนิ 1.7 % เหล็กกลา คารบ อนสงู ผลิตจากเตาไฟฟา สามารถนาํ มาทําชบุ แข็งไดด ี แตขึ้นรูปไดยากกวาเหลก็ กลา คารบ อน ชนิดอน่ื ๆ และราคาแพง ดังน้ัน จึงมีท่ีใชงานจํากัด โดยใชท าํ สปรงิ , เครอ่ื งมือตัด และเคร่ืองมอื ทางการเกษตร รูปที่ 10 ผลิตภณั ฑทําจากเหลก็ กลา คารบ อนสงู เหล็กกลาผสม

เหล็กกลา ผสม เปน เหลก็ กลาทมี่ คี ารบ อนเปนสว นผสมหลกั และมีธาตอุ ่ืนผสมเพิม่ เตมิ ธาตุที่ ผสมเพิ่มเตมิ ธาตทุ ีผ่ สมเขาไปเพื่อทาํ การปรบั ปรงุ คณุ สมบัตขิ องเหลก็ กลาใหด ีขึ้น ไดแ ก 1. เพ่ือเพม่ิ ความแข็งแรงและความแข็งใหแ กเหลก็ 2. เพมิ่ คณุ สมบตั ิทางกลตาง ๆ ใหม คี าสูงขึ้น 3. เพิม่ ความตา นทานตอการกดั กรอ น และการสกึ หรอ เหล็กกลาผสมแบง ออกได 3 ชนิด ดังนี้ 1. เหลก็ กลา ผสมตา่ํ (Low Alloy Steel) เปนเหล็กที่มธี าตุอ่ืนผสมอยูไมเกิน 4 % ธาตทุ ่ผี สมในเหลก็ กลา คารบอนต่าํ ไดแกคารบอน , ฟอสฟอรัส , โมลิบดินั่ม , แมงกานีส , ซลิ กิ อน , ทองแดง ,โครเมยี มและนิเกลิ โดยที่ฟอสฟอรัส , แมงกานสี ,โครเมียม และนิเกลิ ผสมเขาไปเพอื่ เพ่ิมความแข็งแรงใหแกเหล็กโมลิบดนิ ่มั ผสมเพ่ือความ แขง็ แรงและความแขง็ ทองแดงผสมเพื่อเพ่ิมความตานทานตอการกดั กรอน รปู ท่ี 11 ผลติ ภัณฑท ่ีทําจากเหล็กกลา ผสมตา่ํ 2. เหล็กกลา ผสมปานกลาง (Medium Alloy Steel) เปนเหลก็ กลาทถี่ ูกพฒั นาขนึ้ มาเพอื่ ปรับปรงุ คุณสมบตั ดิ านความแข็งในการนํามาใชในงานท่ี เหล็กกลาคารบ อนไมอ าจใหผลในการใชไดด ี เหลก็ กลา ผสมปานกลางสามารถนํามาทําการชบุ แขง็ ได ดี ในการปรบั ปรงุ คณุ สมบตั ดิ า นความแข็ง พบวาการเพิ่มธาตุผสมพรอ มกนั หลายชนิดจะให