Jewel Iron: การขึ้นรูปที่แม่นยำ และความแข็งแรงที่ไม่ธรรมดา!

blog 2024-11-13 0Browse 0

Jewel iron (Fe₃C), หรือที่รู้จักกันในชื่อ cementite, เป็นเฟสของคาร์บอน (Carbon) ที่อยู่ในสถานะของแข็งผสมกับเหล็ก (Iron) ในโครงสร้างอัตราส่วน 6.67% ของคาร์บอนต่อ 93.33% ของเหล็ก ซึ่งเราสามารถพบได้ในเหล็กกล้าและเหล็กหล่อ

cementite มีความแข็งและทนทานสูงมาก โดยมีค่าความแข็ง Brinell อยู่ที่ประมาณ 800-1000 และจุดหลอมละลายสูงถึง 1,276°C ถึงแม้ว่าจะมีความแข็งสูง แต่ cementite ก็มีความเปราะ

โครงสร้าง และสมบัติของ Jewel Iron

Cementite มีโครงสร้างผลึกแบบออร์ทโรมบิก (Orthorhombic) ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของเหล็กและคาร์บอนที่เรียงตัวกันในรูปแบบพิเศษ โดยอะตอมของเหล็กจะอยู่บริเวณมุมของหน่วยเซลล์ และอะตอมของคาร์บอนจะอยู่ตรงกลางของแต่ละด้าน

สมบัติที่โดดเด่นของ cementite ได้แก่:

ความแข็งสูง: Cementite เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีความแข็งสูงที่สุดในบรรดาโลหะผสม
ความทนทาน: ความแข็งและความหนาแน่นของ cementite ทำให้มีความทนทานต่อการสึกหรอ
ความนำไฟฟ้าต่ำ: Cementite มีความนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเหล็ก
ความเปราะ: Cementite เป็นวัสดุที่มีความเปราะสูง

การใช้งาน Jewel Iron

เนื่องจาก cementite มีความแข็งและทนทานสูง จึงถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย เช่น:

เครื่องมือตัด: cementite ถูกใช้ในการผลิตเครื่องมือตัด เช่น ตะไบ ขวาน และมีด เนื่องจากความแข็งของ cementite ช่วยให้เครื่องมือเหล่านี้คงสภาพ sharpness และทนทานต่อการสึกหรอ
ชิ้นส่วนเครื่องจักร: Cementite ถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องการความแข็งและทนทาน เช่น กรีด (Gear), แกนหมุน, และลูกปืน
เหล็กกล้าที่มีความแข็งสูง: Cementite เป็นองค์ประกอบสำคัญในเหล็กกล้าที่มีความแข็งสูง ซึ่งถูกนำไปใช้ในการผลิตอาวุธ, โครงสร้างอาคาร, และเครื่องจักรหนัก

การผลิต Jewel Iron

Cementite ไม่ได้ถูกผลิตขึ้นเป็นวัสดุแยกต่างหาก แต่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเหล็กและคาร์บอน ซึ่งมักจะเกิดขึ้นในกระบวนการหลอมเหล็กกล้า

เมื่อเหล็กที่ละลายแล้วผสมกับคาร์บอน, cementite จะเริ่มก่อตัวขึ้น โดยมักจะอยู่ในรูปของเกรนขนาดเล็กที่กระจายอยู่ทั่วไปในโครงสร้างของเหล็กกล้า

ปริมาณ cementite ที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนที่เติมลงไปในเหล็ก

เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนต่ำ (Low-Carbon Steel): จะมี cementite อยู่ในปริมาณน้อย
เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนสูง (High-Carbon Steel): จะมี cementite อยู่ในปริมาณมาก

การควบคุมการเกิด cementite

การควบคุมปริมาณและขนาดของเกรน cementite เป็นสิ่งที่สำคัญในการผลิตเหล็กกล้าที่มีคุณสมบัติตามต้องการ

เทคนิคต่างๆ ที่ถูกใช้ในการควบคุมการเกิด cementite ได้แก่:

การควบคุมอัตราส่วนคาร์บอน: ปริมาณคาร์บอนที่เติมลงไปในเหล็ก
อุณหภูมิการหลอม: อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะช่วยให้ Cementite ละลายได้ดีขึ้น
อัตราการระบายความร้อน: การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจะทำให้ Cementite เกิดขึ้นในรูปของเกรนขนาดเล็ก

ตารางแสดงคุณสมบัติของ Jewel Iron (Cementite)

สมบัติ	ค่า
ความแข็ง Brinell	800-1000
จุดหลอมละลาย	1,276°C
โครงสร้างผลึก	ออร์ทโรมบิก (Orthorhombic)