วัสดุช่างเชื่อม-03

หนว่ ยการเรียนร้ทู ่ี 3 โลหะนอกกลุ่มเหลก็

โลหะหนัก โลหะหนัก (Heavy Metal) ทเ่ี ปน็ โลหะนอกกลุ่มเหลก็ หมายถึง โลหะทม่ี ีความหนาแน่นมากกวา่ 4 กก./ดม.3 โลหะหนกั ท่ีใชง้ านกันมากและร้จู ักท่วั ไป เช่น ทองแดง ตะก่วั สงั กะสี ดบี ุก เป็นตน้ ทองแดง (Copper : Cu) - ความหนาแนน่ 8.93 กก./ดม.3 - จดุ หลอมเหลวประมาณ 1,085 C (ทองแดงย่ิงบรสิ ุทธมิ์ ากจะหลอมเหลวยาก เพราะถา่ ยเทความร้อนได้ด)ี - ความเคน้ แรงดงึ สงู สุด 20-36 กก./มม.2 (ถา้ เป็นเส้นเลก็ ๆ อาจจะมคี ่าความเคน้ แรงดึงสูงสดุ 60 กก./มม.2) สนิ แร่ทองแดงเกิดขึ้นในธรรมชาตทิ ี่สาคญั คือ สินแร่ทองแดงไพไรต์ ซงึ่ เกดิ ปนอยู่กบั เหล็ก สินแรท่ องแดงออกไซด์ สินแร่ ทองแดงดา และสินแร่ทองแดงคารบ์ อเนต กระบวนการถลุงทองแดงมี 2 วธิ ี คอื 1. กรรมวธิ แี หง้ กรรมวิธีน้ีทองแดงจะถูกถลุงเพ่ือทาการแยกกามะถันออกจากสินแร่ และก้อนทองแดง โดยการค่ัวให้แร่ทา ปฏิกิริยากับ ออกซเิ จน จะไดท้ องแดงออกไซดจ์ ากเตาพน่ ลม เมอื่ เผาหลาย ๆ ครง้ั จะได้ทองแดงทีบ่ รสิ ทุ ธิ์ ลักษณะการผลติ ดังแสดงในรูป

โลหะหนกั แสดงการผลิตทองแดงบรสิ ทุ ธ์ิ

โลหะหนกั 2. กรรมวธิ เี ปยี ก วธิ นี ี้ตอ้ งนา แร่ทองแดงมาแช่กบั กรดกามะถันหรือกรดเกลือ เพ่ือกัดทองแดงออกจากเน้ือแร่ ทองแดงจะเข้าไปละลายอยู่ ในกรด และนาน้ากรดที่ได้ไปแยกด้วยไฟฟ้า ทองแดงจะไปเคลือบอยู่ที่แผ่นข้ัวลบ วิธีน้ีเหมาะสาหรับใช้กับแร่ทองแดงท่ีมี ปริมาณเน้อื แร่ตา่ แสดงวิธผี ลติ ทองแดงดว้ ยวธิ ีเปยี ก (Electrolytic) จากรูป เมื่อปล่อยไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไป สิ่งสกปรกในทองแดงหรือส่ิงเจือปนอ่ืนจะตกตะกอนอยู่ด้านล่าง ส่วนทองแดง บริสุทธิ์จะลอยไปจับตัวท่ีข้ัวลบ ทาให้ได้ทองแดงบริสุทธ์ิ 99.9% และจะนามาหลอมเป็นแท่ง เพื่อผลิตเป็นทองแดงรูปพรรณ ต่าง ๆ

โลหะหนกั การแบง่ ชนดิ ของทองแดง โลหะทองแดงในทางการค้า แบ่งออกได้หลายเกรด ดงั น้ี 1. ทองแดงทัฟฟิช เป็นทองแดงที่มีปริมาณออกซิเจนผสมอยู่ประมาณ 0.02-0.05% โดยน้าหนัก ซึ่งออกซิเจนที่ เหลอื อยู่เกิดจากการตกค้างขณะหลอ่ โดยผสมกบั ทองแดงเป็น Cu2O เป็นส่วนมาก 2. ทองแดงปราศจากออกซิเจน เป็นทองแดงท่ีมีค่าการนาไฟฟ้าสูง มีความบริสุทธ์ิประมาณ 99.95% และจะไม่มี ออกซิเจนผสมอยู่เลย มีความเหนยี ว สามารถยืดตวั ไดด้ ี สามารถดึงขึน้ รปู ได้ดี และมคี ุณสมบัตกิ ารนาไฟฟ้าสงู 3. ทองแดงออกซิไดซ์ฟอสฟอรัสต่า เป็นทองแดงท่ีมีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.92% และมีฟอสฟอรัสประมาณ 0.009% ซึ่งฟอสฟอรัสที่มีอยู่นี้เกิดจากการเติมขณะท่ีหลอมละลายทองแดงเพื่อช่วยในการลดออกซิเจน ซ่ึงจะเป็นสาเหตุให้ ทองแดงชนิดน้มี คี ณุ สมบตั ิการนาไฟฟา้ ลดลงเล็กนอ้ ย

โลหะหนกั 4. ทองแดงดีออซิไดซ์ฟอสฟอรัสสูง เป็นทองแดงท่ีมีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.95% และมีฟอสฟอรัสผสมอยู่ประมาณ 0.02% ดงั น้ันจงึ ทาใหค้ ณุ สมบตั ิการนาไฟฟา้ ลดลงมาก ไมเ่ หมาะกับการใชเ้ ป็นตัวนาไฟฟ้า นิยมนาไปใช้ทาทอ่ ตา่ ง ๆ 5. ทองแดงเจือเงนิ เปน็ ทองแดงบรสิ ุทธิ์ประมาณ 99.9% และมีเงินผสมอยู่ประมาณ 0.03% การผสมเงินลงไปด้วยน้ัน เพื่อทาให้ช่วยเพิ่มอุณหภูมิในการเกิดผลึกใหม่ของทองแดง ซึ่งจะทาให้ทองแดงแข็งขึ้น และป้องกันการอ่อนตัวขณะทาการ บดั กรี และจะไมท่ าใหค้ ุณสมบตั กิ ารนาไฟฟ้าของทองแดงลดลง 6. ทองแดงอาร์เซเนียล เป็นทองแดงที่ผสมสารหนูลงไปประมาณ 0.25-0.50% เพ่ือช่วยให้คุณสมบัติในการต้านทาน แรงดึง ต้านทานต่อการกัดกร่อน และเพิ่มอุณหภูมิการเกิดผลึกใหม่ ทาให้ง่ายต่อการข้ึนรูป แต่จะทาให้คุณสมบัติด้านการนา ไฟฟ้าลดลงมาก 7. ทองแดงผสมเทลลูเรียมหรือซีลีเนียม โดยผสมลงไปประมาณ 0.5% เพื่อท่ีจะช่วยให้ง่ายต่อการตกแต่งด้วย เคร่ืองจกั รกล

โลหะหนกั ทองเหลอื ง (Brass : Ms) เป็นโลหะผสมของทองแดง และมีสังกะสีผสมเป็นธาตุหลัก สังกะสีที่ผสมลงไปจะมีผลทาให้ทองเหลืองมีคุณสมบัติ ต้านทานแรงดงึ และความเหนียวสูงข้ึน สีของทองเหลืองจะเปลี่ยนไปตามปริมาณส่วนผสมของสังกะสี ถ้าผสมน้อยทองเหลือง จะเป็นสแี ดงชมพู ถ้าผสมมากจะมสี ีเหลอื ง ทองเหลอื งจะมีสว่ นผสมของทองแดงและสงั กะสหี ลายอัตราสว่ น ซงึ่ แต่ละชนดิ จะใช้ งานและมีคณุ สมบตั ติ า่ งกนั ทีใ่ ช้กนั มากได้แกส่ ่วนผสมดังนี้ 70 : 30 ทองเหลืองชนิดน้ีจะมีสังกะสีผสมอยู่ประมาณ 30% โดยน้าหนัก เป็นทองเหลืองท่ีมีความเหนียวและความ แข็งแรงสูง นิยมใช้ทาปลอกกระสุน และยังอาจนาไปผลิตเป็นแผ่นโดยการรีดเย็น และเหมาะที่จะนา ไปแปรรูปโดยกรรมวิธี การทางานเย็น 60 : 40 ทองเหลืองชนิดน้ีจะมีสังกะสีผสมอยู่ประมาณ 40% โดยน้าหนัก เหมาะสาหรับงานหล่อหรือการนาไปแปรรูป โดยกรรมวิธกี ารทางานรอ้ น

โลหะหนกั คุณสมบัติของทองเหลืองโดยทั่วไป จะมีความต้านทานและทนต่อการกัดกร่อนได้ไม่ดีเมื่อมีปริมาณของสังกะสีเพิ่มข้ึน ทองเหลอื งเมอ่ื สมั ผัสกบั น้าเกลอื จะถูกกัดกร่อนได้เร็วมาก ดงั นนั้ จึงนิยมผสมธาตุอ่ืน ๆ เพื่อเพ่มิ คุณสมบัตใิ นดา้ นต่าง ๆ ธาตุที่ ผสมเข้าไปในทองเหลอื ง เชน่ นิกเกิล ตะก่ัว อะลูมิเนียม เหล็ก แมงกานีส เป็นต้น ธาตุต่าง ๆ ที่ผสมในทองเหลืองจะมีผลดัง แสดงในตาราง

โลหะหนกั แสดงผลของธาตทุ ี่ผสมในทองเหลอื ง

โลหะหนกั บรอนซ์ดบี กุ (Tin Bronze) เป็นโลหะผสมระหว่างทองแดงกับดีบุก ซึ่งจะมีดีบุกผสมกว่า 6% โลหะชนิดน้ีจะมีความแข็งและมีความต้านทานต่อการ กดั กรอ่ นไดด้ ีกว่าทองเหลอื งมาก แต่ความเหนยี วจะนอ้ ยกวา่ ทองเหลืองบรอนซด์ บี ุกนิยมใชท้ าแบรง่ิ ซ่งึ ดีบุกที่ผสมลงไปน้ันจะ ช่วยลดความเสยี ดทานทผ่ี วิ หนา้ ของโลหะไดด้ มี าก นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มธาตุชนิดอ่ืนลงไปได้เพอ่ื เพิ่มคุณสมบัตอิ ่ืน ๆ เชน่ การเติมสังกะสแี ละตะกั่ว เป็นตน้ สงั กะสีทเี่ ติมลงในบรอนซ์น้นั โดยปกติจะมีปรมิ าณไม่มากนกั ซึง่ จะทาหนา้ ท่เี ปน็ ตัวลดออกซเิ จน และยงั ชว่ ยให้โลหะไหล ตัวดีในขณะหล่อ นอกจากนี้การเพ่มิ สงั กะสีลงไปจะทาใหบ้ รอนซด์ ีบุกมีราคาถูกกว่าเดิม เพราะจะช่วยลดปริมาณส่วนผสมของ ดีบกุ ลงไปไดบ้ ้าง ส่วนตะกั่วที่เติมลงไปน้ันจะช่วยทาหน้าที่เพิ่มคุณสมบัติให้กับบรอนซ์ ทาให้สามารถนา ไปตกแต่งด้วยเคร่ืองจักรได้ง่าย แต่จะทา ให้ความเหนียวของบรอนซล์ ดลง นอกจากทองเหลืองและบรอนซ์ดีบุกจะเป็นโลหะผสมของทองแดงแล้ว โลหะผสมที่มีทองแดงเป็นธาตุหลักยังมีอีกหลาย ชนิดด้วยกัน เช่น ฟอสเฟอร์บรอนซ์ โดยการผสมฟอสฟอรัสเติมลงในบรอนซ์ดีบุก หรือบรอนซ์อะลูมิเนียม จะเป็นโลหะผสม ทองแดงและอะลูมิเนยี ม เปน็ ต้น

โลหะหนัก นิกเกิล (Nickel : Ni) นิกเกิลเป็นโลหะท่ีมีลักษณะเป็นสีเขียวแถบเหลือง เป็นโลหะหนักที่มีราคาแพง 60% ของนิกเกิลจะใช้ในการผลิตเหล็ก สเตนเลส และเหล็กกล้าผสมนิกเกิล นอกจากนี้แล้วยังใช้เคลือบผิวโลหะชนิดอ่ืนด้วย เพราะจะมีคุณสมบัติต้านทานต่อการกัด กรอ่ น และยังทาใหผ้ วิ สวยงามด้วย คณุ สมบัตขิ องนิกเกลิ 1. มีอุณหภูมิในการหลอมละลายสงู ใกล้เคยี งกบั เหลก็ 2. มคี วามเหนียวและทนต่อการกระแทกได้ดีท่ีอณุ หภมู ติ ่า 3. มคี วามแขง็ แรงท่ีอุณหภมู ิใชง้ านสูง ๆ 4. ใชส้ าหรบั เคลอื บผวิ โลหะอน่ื เพ่ือป้องกนั การกัดกร่อน 5. มคี ุณสมบัตทิ างกลสูงคลา้ ยกับเหลก็ กลา้ 6. มคี วามตา้ นทานต่อการกัดกร่อนท้งั กรดและด่างได้ดี 7. เปน็ ตัวนาไฟฟา้ พอใช้ได้ แตไ่ ม่ดเี ท่ากบั ทองแดง 8. ชว่ ยเพม่ิ คุณสมบตั ใิ นการเป็นสารแม่เหล็ก

โลหะหนัก ชนิดของนิกเกิล นิกเกิลในทางการค้าจะเป็นโลหะท่ีมีนิกเกิลไม่น้อยกว่า 93% โดยน้าหนัก ซึ่งแบ่งเป็นชั้นคุณภาพต่าง ๆ ตามปริมาณ สว่ นผสมของนกิ เกิลและธาตุทผ่ี สมในโลหะ ซง่ึ มีชนิดต่าง ๆ ดังนี้ A นิกเกิล (A Nickel) เป็นนิกเกิลบริสุทธ์ิทางการค้า ที่มีส่วนผสมของนิกเกิลรวมกับโคบอลต์ ไม่น้อยกว่า 99% โดยน้าหนัก แต่สาหรับ A นิกเกิลหล่อจะผสมซิลิคอน 2% เพื่อช่วยเพ่ิมคุณสมบัติการไหลตัวของน้าโลหะหล่อ นิกเกิลชนิดน้ีเหมาะสาหรับใช้งานท่ี ตอ้ งการความแขง็ แรง และทนตอ่ การกดั กร่อนที่ดีดว้ ย สาหรบั โลหะ A นิกเกิล นยิ มนาไปใช้ทาขดลวดความรอ้ น D นิกเกิล และ E นกิ เกิล (D Nickel และ E Nickel) D นกิ เกลิ จะมธี าตแุ มงกานสี ผสมอยปู่ ระมาณ 4.5% ส่วน E นิกเกิลจะมีธาตุแมงกานีสผสมอยู่ประมาณ 2% โดยน้าหนัก แมงกานสี จะชว่ ยเพิ่มคณุ สมบัตติ า้ นทานต่อการกัดกร่อนภายใต้บรรยากาศของกา มะถันที่อุณหภูมิสูงได้ นิกเกิลชนิดนี้เหมาะ สาหรบั นาไปทาหวั เทียนรถยนต์ สาหรบั นกิ เกิลท่วั ๆ ไปไม่ควรใช้งานในบรรยากาศที่มีกามะถันสูง เพราะจะทาให้ละลายและ แตกตวั เม่อื รอ้ น

โลหะหนัก เพอรม์ านกิ เกิล (Permanickel) เป็นนิกเกิลที่ผสมแมกนีเซียมและไทเทเนียมลงไป ซึ่งจะทาให้มีความแข็งแรงสูง มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางด้านความแข็งโดยวิธีทางความร้อนได้ และยังมีคุณสมบัติในการนาไฟฟ้าได้ดีพอสมควร เหมาะสาหรับใช้งานทต่ี ้องการความแข็งแรงสงู มาก เช่น เพลา กา้ นสบู ปรบั และไดอะแฟรม เป็นต้น ดิวรานิกเกิล (Duranickel) เป็นนิกเกิลที่มีธาตุอะลูมิเนียมผสมอยู่ประมาณ 4.5% โดยน้าหนัก นอกจากนี้ยังผสมธาตุอื่นท่ีสาคัญ ได้แก่ ไทเทเนียม และซลิ คิ อน ซง่ึ ธาตุดงั กลา่ วจะช่วยเพ่มิ ความแข็งแรงใหส้ งู ขึ้น และยงั สามารถปรบั ปรุงความแขง็ ได้โดยวิธที างความร้อน โลหะ ชนิดนี้จะมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนและมีความแข็งแรงสูง แต่คุณสมบัติของการเป็นแม่เหล็กและการนาไฟฟ้าไม่ดีนัก การใชง้ านโดยทัว่ ไปจะเหมอื นกับเพอรม์ านิกเกลิ

โลหะหนกั โมเนล (Monel) เป็นโลหะผสมระหว่างนิกเกิลกับทองแดง ซึ่งจะมีส่วนผสมของนิกเกิลต่อทองแดงประมาณ 2 : 1 โดยน้าหนัก ซึ่ง ทองแดงท่ผี สมเข้าไปนจี้ ะทาให้ราคาลดลง ข้นึ รปู ง่าย และมคี วามตา้ นทานตอ่ การกดั กร่อนของกรด ดา่ งและเกลือได้ดี และยังมี คณุ สมบัติทางกลสูงกว่าทองเหลอื งและบรอนซ์ อินโคเนล (Inconel) เป็นโลหะผสมระหว่างนิกเกิล - โครเมียม - เหล็ก (76 : 16 : 8) มีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพคล้ายกับ โมเนลมาก แตร่ าคาจะถูกกว่า โลหะชนิดน้ีจะมีความแข็งแรงสูง ต้านทานต่อการกัดกร่อนได้ดีทนต่อการแตกหักเม่ือได้รับแรง กระแทก และไม่เกดิ ปฏิกิริยาทอ่ี ุณหภมู ิสงู จึงนยิ มนาไปใชท้ าอุปกรณ์สาหรับทาอาหาร เคร่ืองอบ เครื่องพลาสเจอไรซ์ และถัง เกบ็ นา้ มัน และยังใช้กบั งานทไ่ี ด้รบั ความรอ้ นสลบั ความเยน็ สลบั ไปมาได้ จึงใช้นาไปทาอปุ กรณใ์ นเตาอบชุบโลหะ แฮสเทลลอย (Hastelloy) เปน็ โลหะผสมนิกเกิลท่ีนยิ มใช้งานที่อุณหภมู ิสงู ซง่ึ มหี ลายชนิด ไดแ้ ก่ - แฮสเทลลอย A (นิกเกิล 57%, โมลิบดินัม 20% และเหล็ก 20%) และแฮสเทลลอย B (นิกเกิล 62%, โมลิบดินัม 28%, เหลก็ 5% และคาร์บอน 1%) โลหะชนิดนี้เม่ือผ่านการทางานแบบเย็นแล้ว จะทาให้มีความแข็งแรงและมีความเหนียว เพ่ิมมากข้ึน และยงั มคี วามต้านทานตอ่ การกัดกรอ่ นได้ดมี าก จงึ นยิ มใชท้ าอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมเคมี

โลหะหนกั - แฮสเทลลอย C (นิกเกลิ 54%, โมลบิ ดินมั 17%, โครเมยี ม 15%, เหลก็ 5%, และทังสเตน 4%) เหมาะสาหรับใชก้ ับ บรรยากาศท่ีมีการทาปฏิกิริยาและอุณหภูมิสูงประมาณ 1,200 C จึงเหมาะสาหรับใช้ในการทาช้ินส่วนของเตาทาง อุตสาหกรรม และชิน้ สว่ นของเคร่อื งบนิ ทตี่ อ้ งใชง้ านกบั อณุ หภูมสิ ูง ๆ เชน่ ท่อหางของเครอ่ื งยนต์ ใบพัดเทอร์ไบด์ เปน็ ต้น - แฮสเทลลอย D (นิกเกิล 85%, ซิลิคอน 10%, ทองแดง 3%, แมงกานีส 1% และอะลูมิเนียม 1%) ซิลิคอนจะทาให้ การไหลตัวของน้าโลหะดี แต่จะตกแต่งด้วยเคร่ืองจักรกลค่อนข้างยากและผิวสุดท้ายจะต้องนาไปเจียระไน โลหะชนิดนี้มี คุณสมบตั ติ ้านทานตอ่ กรดกามะถันที่อณุ หภมู สิ งู ได้ดี นยิ มใชท้ าทอ่ และขอ้ ต่อต่าง ๆ ในอตุ สาหกรรมเคมี อลิ เลียม (Illium) เป็นโลหะผสมประกอบดว้ ยธาตนุ ิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดินัม และทองแดง โลหะชนิดนี้มีความต้านทานต่อการกัดกร่อน ของกรดดนิ ประสวิ และกรดกามะถันเขม้ ขน้ ไดด้ มี าก ไนโครม (Nichrome) เป็นโลหะผสมระหว่างนิกเกลิ กับโครเมียม โลหะชนิดน้ีมีความต้านทานไฟฟ้าสูงมาก และรักษาความแข็งแรงไว้ได้ แม้ว่า จะใช้งานทอ่ี ุณหภมู ิสูงกต็ าม นิยมใชท้ าเป็นลวดความตา้ นทาน

โลหะหนกั สงั กะสี (Zine : Zn) เป็นโลหะที่ใช้กันอยู่ทั่วไป นิยมมากในการทาช้ินส่วนเคร่ืองใช้สอย และเครื่องตกแต่งต่าง ๆ ที่ทาด้วยโลหะ คุณสมบัติ ของสังกะสีมีหลายประการ เชน่ มอี ุณหภูมิการหลอมละลายตา่ ง่ายตอ่ การนาไปตกแต่งดว้ ยเครอ่ื งจกั ร มคี วามตา้ นทานต่อการ เกิดสนิม มีความแขง็ แรงสงู พอใช้ สามารถนาไปเคลือบผวิ โลหะชนิดอ่นื เพอ่ื ทาใหส้ วยงาม มีความคงทน และราคาไม่แพงนกั การแบง่ ชนดิ ของสังกะสี โดยทว่ั ไปจะแบ่งตามความบรสิ ทุ ธ์ิ และคุณภาพของสังกะสีท่ีนิยมใชใ้ นงานอตุ สาหกรรมมีดงั นี้ 1. สังกะสีขึ้นรูป จะเป็นสังกะสีท่ีขึ้นรูปให้มีลักษณะต่าง ๆ ข้ึนอยู่กับการนา ไปใช้งานส่วนใหญ่สังกะสีชนิดน้ีค่อนข้าง บรสิ ทุ ธ์ิ ซึ่งอาจมธี าตุอนื่ ผสมอยู่ดว้ ย แต่เปน็ สว่ นนอ้ ย ตะกั่วและแคดเมียม เป็นธาตุท่ีช่วยทาให้สังกะสีเกิดการกัดกร่อนอย่างสม่าเสมอทั่วถึงกันนอกจากนี้แล้วแคดเมียมจะทา ให้สังกะสมี คี วามแข็งแรงกวา่ การผสมตะกวั่ เข้าไปเพยี งอย่างเดยี ว ทองแดง ผสมไดร้ ะหว่าง 0.85 - 1.25% เพ่ือช่วยให้สังกะสีมีความแข็งแรงดีขึ้นนอกจากน้ียังอาจเติมแมกนีเซียมลงไป เพ่ือเพ่มิ ความแข็ง และเตมิ ไทเทเนียม เพ่ือชว่ ยเพิม่ ความต้านทานต่อการเกดิ การครพี * (Creep) การใช้งานของสังกะสขี ้ึนรูป โดยทวั่ ไปนยิ มใชท้ าสงั กะสีลอน สงั กะสีแผ่น รางน้าแผน่ ป้ายช่อื เปน็ ตน้

โลหะหนกั 2. สังกะสีหล่อ ซ่ึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่นิยมใช้มากในปัจจุบัน มีลักษณะเป็นรูปพรรณต่าง ๆ หรือผ่านการหล่อ สาหรับ สงั กะสีหล่อมกั จะผสมธาตทุ ชี่ ่วยเพ่มิ คุณสมบตั ิในด้านต่าง ๆ ทองแดง จะช่วยเพิ่มความเค้นแรงดึงให้กับสังกะสี และเม่ือรวมเข้ากับอะลูมิเนียมจะทาให้มีความแข็งแรงเพิ่มมากข้ึน ทองแดงทผี่ สมไม่ควรเกนิ 3.5% เพราะถ้ามีมากกว่าน้นั จะทาให้สังกะสีมีการไหลตัวไมด่ ีขณะทาการหล่อ อะลูมเิ นยี ม จะผสมในสังกะสรี ะหวา่ ง 3.5 - 4.5% เพื่อชว่ ยใหค้ วามแขง็ แรง และความเหนยี วเพม่ิ มากข้นึ และยังชว่ ยให้ คณุ สมบัติการไหลตัวในขณะทาการหลอ่ ดขี ึน้ แมกนีเซียม จะผสมในสงั กะสอี ยู่ระหว่าง 0.30 - 1.0% เพ่ือชว่ ยลดการเปล่ยี นแปลงปรมิ าตรของโลหะสงั กะสไี ด้ สาหรบั สังกะสีหลอ่ ทไ่ี ดจ้ ากการหลอ่ ในแบบพิมพท์ ่ีใช้แรงดันไม่สงู มากนกั ส่วนมากมกั ใชส้ ังกะสีทบี่ ริสุทธ์ิมาหล่อ ซ่ึงจะทา ให้สงั กะสีมีรูพรนุ ไมม่ ากนัก เนือ้ แนน่ ดี มีขนาดท่ีแนน่ อน และสามารถหล่อใหเ้ ป็นช้ินบาง ๆ ได้ สังกะสีนิยมใช้นามาเคลือบผิวของโลหะชนิดอ่ืน เพื่อป้องกันการผุกร่อนและเพ่ิมความคงทน สวยงาม เช่น ลวดเหล็ก เหล็กแผ่นทาถังเก็บน้า สังกะสีมุงหลังคา รางน้า เป็นต้น การเคลือบสังกะสีบนแผ่นโลหะอ่ืนโดยทั่วไปนิยมทาโดยวิธีการชุบ รอ้ น เพราะสามารถทาได้อยา่ งรวดเรว็ และตอ่ เน่ืองได้

โลหะหนัก ตะกัว่ (Lead : Pb) เป็นโลหะที่มีลักษณะเป็นสีขาว มีจุดหลอมต่า (237 C) จึงจัดไว้ในกลุ่มโลหะขาว ทนต่อการกัดกร่อนต่าง ๆ ได้ดีมาก โดยเฉพาะอยา่ งย่งิ ทนตอ่ กรดตะกัว่ เป็นโลหะท่ีสาคัญมากในงานอุตสาหกรรม จะถูกนาไปใช้ผลิตหม้อแบตเตอร่ี โดยใช้ตะกั่ว ทาเป็นแผ่นธาตุ สารประกอบของตะก่ัวใช้ผสมในน้ามันเบนซินเพื่อเพ่ิมค่าออกเทนให้สูงขึ้น และป้องกันการน็อกของ เคร่อื งยนต์ ประโยชน์ของตะก่ัว ใช้ทาภาชนะบรรจุนา้ กรด ทาแผน่ แบตเตอรี่ ทาโลหะหุ้มสายเคเบลิ ทาโลหะแบริง่ ทาสีขาว เน่ืองจาก ตะก่ัวมีน้าหนักมาก จึงนิยมใช้เป็นน้าหนักถ่วงความสมดุลของล้อรถยนต์ และมีความหนาแน่นสูงมาก จึงเหมาะท่ีจะใช้เป็น ฉากปอ้ งกันรงั สีตา่ งๆ ในการแพทย์ และในการทดสอบงานเช่ือม โทษของตะกั่วมีหลายชนิด การทางานกับตะก่ัวต้องระมัดระวังเป็นอย่างมาก อย่าสูดไอตะก่ัวหลอมเหลวเข้าไป เพราะ ตะกว่ั ทีเ่ ข้าสู่ร่างกายจะเป็นอันตราย อาจเสียชีวติ ได้ และตะกวั่ ยงั สามารถซมึ เข้าส่ผู ิวหนังไดอ้ ีกดว้ ย ถ้าเด็กได้รับพิษของตะก่ัว จะทาใหเ้ ด็กกลายเป็นเด็กปัญญาอ่อน

โลหะหนกั ดีบุก (Tin : Sn) เป็นโลหะสีขาวและอ่อน จัดเป็นโลหะขาวเช่นเดียวกับตะกั่ว มีจุดหลอมเหลวต่า (232 C) นิยมใช้ทาเป็นโลหะบัดกรี นอกจากนี้ยงั ใชผ้ สมกับโลหะอน่ื เพอื่ เพมิ่ ความแข็งแรง เชน่ ทองแดง อะลูมเิ นยี ม และตะก่ัว เปน็ ต้น คณุ สมบัติทส่ี าคญั ของดีบกุ มหี ลายประการดว้ ยกนั เชน่ มจี ดุ หลอมละลายตา่ ทนต่อการกดั กรอ่ นไดด้ ี มคี ณุ สมบตั ิหลอ่ ล่ืน ดี และไมเ่ ป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ จึงนามาใชเ้ คลือบแผ่นเหล็ก หรือโลหะชนิดอืน่ ทาเปน็ ภาชนะบรรจอุ าหาร ประมาณ 50% ของดีบุกท่ีใช้งาน จะนามาเคลือบโลหะอ่ืนเพื่อป้องกันการกัดกร่อน และนอกจากนี้ยังทาเป็นแผ่นบาง ๆ สาหรับห่ออาหารได้ อีกด้วย โลหะบัดกรที ่ีใช้ในงานบัดกรีออ่ น (Soldering) จะเป็นโลหะผสมระหว่างตะก่ัวกับดีบุกซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีอุณหภูมิหลอม ละลายตา่ สามารถประสานโลหะใหต้ ิดเข้าดว้ ยกัน รอยต่อจะมคี วามแข็งแรง

โลหะหนัก โลหะดบี ุกผสมและโลหะตะกวั่ ผสม นยิ มใชท้ าแบรงิ่ จึงมีชื่อเรียกวา่ โลหะแบริ่ง ซึง่ มีคุณสมบตั ิทั่วไปดังน้ี 1. มีความแข็งแรงสูง ทนต่อแรงกดของเพลาไดด้ ี 2. ทนต่อแรงกระแทกไดด้ ี 3. ทนต่อการเสยี ดสแี ละการสึกหรอไดด้ ี 4. มอี ุณหภมู กิ ารหลอมละลายต่าและหล่อได้ง่าย 5. ทนต่อการกดั กร่อน เน่ืองจากนา้ มนั หล่อลื่นได้ดี 6. สามารถรกั ษาคณุ สมบตั ทิ างกลไดด้ ี ถึงแม้ว่าจะใช้งานทอี่ ุณหภมู ิสงู

โลหะเบา โลหะเบา (Light Metals) ท่ีเป็นโลหะนอกกลุ่มเหล็ก หมายถึง โลหะท่ีมีความหนาแน่นน้อยกว่า 4 กก./ดม.3 ที่ใช้งาน และร้จู ักกนั ท่ัวไป เช่น อะลมู เิ นยี ม แมกนีเซียม ไทเทเนยี ม เปน็ ต้น อะลมู เิ นยี ม (Aluminium : Al) โลหะเบา (Light Metals) ที่เป็นโลหะนอกกลุ่มเหล็ก หมายถึง โลหะท่ีมีความหนาแน่นน้อยกว่า 4 กก./ดม.3 ที่ใช้งาน และรู้จกั กันทว่ั ไป เชน่ อะลูมิเนยี ม แมกนเี ซียม ไทเทเนียม เป็นต้น เปน็ โลหะทีร่ ูจ้ กั กันอยา่ งแพรห่ ลาย มนี ้าหนกั เบา (2.7 กก./ดม.3) และมีจุดหลอมเหลวต่า (658 C) คุณสมบัติท่ีสาคัญ ของอะลมู เิ นยี มมีหลายประการ มีความหนาแน่นนอ้ ย น้าหนกั เบาแต่มคี วามแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง สามารถนาไปขึ้นรูป ด้วยกรรมวิธีต่าง ๆ ได้โดยง่าย เนื่องจากมีอุณหภูมิหลอมเหลวต่า จึงทาให้ง่ายต่อการหล่อ มีความสามารถเพียง 62% เม่ือ เทียบกบั ทองแดงนยิ มใช้ทาสายสง่ ไฟฟ้าแรงสงู เพราะมนี า้ หนักเบา มคี ณุ สมบตั ิการนาความรอ้ นสงู และไมเ่ ปน็ พิษต่อร่างกาย จึงใชท้ าภาชนะหงุ ต้มอาหาร และมีความตา้ นทานต่อการกัดกร่อนในบรรยากาศได้ดี การกาหนดสัญลักษณข์ องอะลูมิเนยี ม สัญลกั ษณ์ของอะลูมเิ นียม ตามทีส่ มาคมอะลมู ิเนียมแหง่ อเมรกิ า* ไดก้ าหนดขึ้น แบง่ เป็นประเภทใหญ่ได้ 2 ประเภท คือ อะลมู ิเนียมข้นึ รปู เย็น และอะลูมเิ นยี มขึน้ รปู เย็นผสม

โลหะเบา แสดงตวั เลขสัญลักษณ์ของอะลูมิเนยี มผสมข้นึ รูป ตวั เลขหลักทส่ี อง แสดงส่วนผสมอน่ื เพิ่มเติมเขา้ ไป โดยใช้ตัวเลข 1 - 9 ตัวเลขหลักท่ีสามและสี่ แสดงถึงส่วนผสมที่แตกต่างกันของโลหะผสมชนิดย่อย ๆ ท่ีอยู่ในกลุ่มเดียวกัน รายละเอียด ส่วนผสมของอะลูมเิ นียมชนดิ ตา่ ง ๆ ดงั แสดงในตาราง

โลหะเบา แสดงสว่ นผสมของอะลูมเิ นยี ม

โลหะเบา โดยปกติอะลูมิเนียมบรสิ ุทธิน์ ้ันจะมีความแข็งแรงไม่มากนัก แต่มีความเหนียวมาก ดังน้ันสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทาง กลของอะลมู เิ นยี มใหด้ ีข้นึ ได้ โดยการผสมธาตบุ างอย่างลงไป เชน่ ทองแดง แมงกานสี ซิลคิ อน แมกนเี ซยี ม สังกะสี เป็นต้น

โลหะเบา แมกนเี ซยี ม (Magnesium : Mg) เป็นโลหะเบาอีกชนิดหน่ึง เบาประมาณครึ่งหนึ่งของอะลูมิเนียม และจัดว่าเป็นโลหะท่ีเบาท่ีสุดท่ีใช้ในงานวิศวกรรม (ลิเธียมเปน็ โลหะที่เบาทสี่ ุดในโลก) แมกนีเซียมบรสิ ทุ ธิ์เป็นโลหะโครงสรา้ งไม่ไดเ้ ลย เพราะมีความแข็งแรงน้อยมาก คุณสมบตั ิที่สาคญั ของแมกนีเซียมมีหลายประการ ได้แก่ มีความแข็งแรงต่อน้าหนักสูงมากทาหน้าที่เป็นตัวลดออกซิเจน และกามะถนั ในการผลิตนิกเกลิ และทองแดงผสม มีความสามารถในการนาไปตกแต่งด้วยเคร่ืองจักรได้ดี แต่มีความต้านทาน ต่อการกัดกร่อนของบรรยากาศทีเ่ ปน็ เกลอื และนา้ ทะเลไดต้ า่ ติดไฟได้งา่ ย และจะไดเ้ ปลวไฟดี ซ่ึงนยิ มใช้ในการทาพลุ นิยมใช้ ในอตุ สาหกรรม หลายชนิดเช่น ใช้สร้างจรวด เครอ่ื งบิน ลอ้ และกระบะรถยนต์ ช้นิ ส่วนในเครอื่ งทอผ้า และเคร่ืองพิมพ์ดีด เป็น ต้น แมกนีเซียมท่ีใช้กันในทางวิศวกรรมเกือบทุกชนิดเป็นแมกนีเซียมผสม ซ่ึงจะผสมธาตุที่สาคัญ ได้แก่ แมงกานีส อะลูมิเนียม สังกะสี ธาตุต่าง ๆ เหล่าน้ีนิยมผสมกับแมกนีเซียม แต่บางครั้งต้องการคุณสมบัติพิเศษอ่ืนบางอย่าง อาจจะผสม ธาตุอืน่ ลงไปเล็กน้อย เช่น เซอรโ์ คเนยี ม ซีเรียม ทอเรยี ม และเบรลิ เรียม เปน็ ตน้

โลหะเบา สัญลกั ษณข์ องแมกนีเซยี ม มาตรฐานตาม ASTM B 275-61 และ B 296-61 ได้กาหนดสญั ลกั ษณข์ องแมกนเี ซียมตามธาตทุ ี่ผสมอย่ดู งั น้ี XXX อกั ษร 1 ตัว แสดงความแตกต่างของโลหะผสม ตวั เลข 2 หลัก แสดงสว่ นผสมของธาตหุ ลัก - หลกั ท่ี 1 แสดงปรมิ าณของธาตผุ สมตัวแรก - หลกั ท่ี 2 แสดงปรมิ าณของธาตผุ สมตัวทส่ี อง อักษรไมเ่ กนิ 2 ตวั เป็นสญั ลกั ษณข์ องธาตุผสมหลัก

โลหะเบา แสดงอกั ษรท่ใี ชแ้ ทนธาตผุ สมหลัก ตัวอยา่ งสญั ลกั ษณ์ AZ91A จากสญั ลักษณ์ หมายถึง โลหะแมกนเี ซียมท่มี อี ะลมู ิเนยี มและสงั กะสีผสมเป็นธาตุหลักซึ่งมีอะลูมิเนียมผสมอยู่ 9% และมี สังกะสีผสมอยู่ 1%