ไม่มีชื่อเรื่องภาพนิ่ง

เตรียมหน่วยการสอน(UNIT LESSON PREPARATION)

วิชา วัสดุและโลหะวิทยา เวลา 12.50 – 17.30 น.

วันที่ - การสอนครั้งที่ 1

หัวข้อเรื่อง – หัวข้อย่อย วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม
- แนะตัวผู้สอนและผู้เรียน เมื่อผู้เรียนจบหน่วยนี้แล้วจะสามารถ

- ชี้แจงเนื้อหาวิชาและการวัดผล 1. บอกหัวข้อเนื้อหาและวิธีการวัดผลได้

- ทบทวนความรู้พื้นฐานของผู้เรียน 2. แสดงความคิดเห็นที่มีต่อวิชาได้



เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

บทน า ผู้สอน: กล่าวแนะน า
กล่าวทักทายผู้เรียนและแนะน าประวัติการ ตัวผู้สอน

เรียนการท างานของผู้สอน ผู้เรียน: แนะน าชื่อให้

ชี้แจงเนื้อหาประกอบคู่มือวิชาโดยสังเขป อาจารย์รู้จัก

(Course Outline)
1.ชื่อวิชาและรายละเอียด ( Title Description)


วิชา 3103 - 2008 โลหะวิทยาการเชื่อม
3 (4) ผู้สอน: บรรยาย

สภาพวิชา เป็นหลักสูตรระดับ ปวส. สาขา ผู้เรียน: ดูคู่มือพร้อม
ช่างเทคนิคโลหะ ฟั งบรรยายและจด 20(20)

หลักสูตร วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสาคร สาระส าคัญ

ศึกษาและทดสอบเกี่ยวกับหลักการของโลหะ
วิทยางานเชื่อม รูปแบบโครงสร้างอะตอม

การจับยึดของอะตอม การแบ่งชนิดของ

โลหะหนักและโลหะเบา โครงสร้างผลึก
ต่างๆ การเกิดของผสมแบบแทรกตัวและ

แบบแทนที่

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

การวิเคราะห์กราฟการแข็งตัวจากของเหลว ผู้สอน: บรรยาย

มาเป็ นของแข็งใน Fe – C Diagram การเกิด ผู้เรียน: ดูคู่มือพร้อม

เกรน Void และ Dislocation การเปลี่ยนขั้นถาวร ฟั งบรรยายและจด
Stress – Stain Diagram การเกิด Recystallization สาระส าคัญ

TTT Diagram และการปรับปรุงโครงสร้างของ

เหล็กต่างๆ ด้วยความร้อน การเกิดความแข็ง
ของเหล็กกล้า ลักษณะโครงสร้างของส่วน

ต่างๆของแน วเชื่ อมต่อชน ตัว V การ

เปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล็กกล้า การเย็นตัว

จากของเหลวเป็นของแข็งในแนวเชื่อม ความ
แตกต่างของ การกระจายความร้อนของ

กระบวนการเชื่อมต่างๆอิทธิพลของธาตุต่าง

ๆ ในแนวเชื่อมที่มีผลต่อโครงสร้างภายใน 20(40)
โลหะ การเกิด Hot Crack, Cold Crack, การใช้ ผู้สอนถาม: นักศึกษา

Shuffler Diagram, Weld ability ของอลูมิเนียม เคยเรียนวิชาอะไรที่

นิเกิล ทองแดง ไทเทเนียม และเหล็กหล่อ เกี่ยวข้องกับงานเชื่อม

การตรวจสอบโครงสร้างมหัพภาคและจุลภาค บ้าง
งานเชี่อม เหล็กกล้า เหล็กกล้าคาร์บอนและ ผู้เรียน: ตอบค าถาม

โลหะนอกกลุ่มเหล็ก ทดสอบความแข็ง

แนวเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอน


2. พื้นฐานที่จ าเป็น( Require Background)

2.1 โลหะวิทยาเบื้องต้น
2.2 งานเชื่อมไฟฟ้าเบื้องต้น

2.3 งานเชื่อมแก๊สเบื้องต้น

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

3. จุดประสงค์รายวิชา( Educational ผู้สอน: บรรยาย

Objection) ผู้เรียน: ดูคู่มือพร้อม
ฟั งบ
3.1 เพื่อให้ความเข้าใจหลักการเกี่ยวกับ รรยายและจด
โลหะวิทยาการเชื่อมตามมาตรฐาน สาระส าคัญ

3.2 เพื่อให้สามารถปฏิบัติงานด้านโลหะ
วิทยาการเชื่อมตามมาตรฐาน

3.3 เพื่อให้มีกิจนิสัยการท างานด้วยความ

รอบคอบและปลอดภัย

มาตรฐานรายวิชา ผู้สอนถาม: นักศึกษา

1. เข้าใจหลักการและวิธีการตรวจสอบงาน มีต าราเรียนเกี่ยวกับ
เชื่อมตามมาตรฐาน วิชาการเชื่อม หรือ

2. ตรวจสอบงานเชื่อมโลหะแบบไม่ท าลาย โลหะวิทยาบ้างหรือ 20(60)

สภาพและรายงานผลตามมาตรฐาน เปล่า
3. ทดสอบความแข็งแนวเชื่อมเหล็กกล้า ผู้เรียน: ตอบค าถาม

และรายงานผลตามมาตรฐาน

4. ต าราเรียนประกอบการเรียน
4.1 บัณฑิต ใจชื่น. โลหะวิทยากายภาพ1.

กรุงเทพมหานคร. พรีซิชั่นอิคปเมนท์,

มปท.

4.2 สมบูรณ์ เต็งหงษ์เจริญแลบัณฑิต
ใจชื่น. การตรวจสอบงานเชื่อมโลหะ.

พิมพ์ครั้งที่ 2. กรุงเทพมหานคร. แล็บ

ซับพลาย, 2540.

4.3 อดิศักดิ์ วรรณะวัลย์. วิศกรรมการ
เชื่อม. กรุงเทพมหานคร. ประกอบเม

ไตร, 2521.

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

5. วัสดุอุปกณ์ที่นักศึกษาควรมี ผู้สอน: บรรยาย

5.1 สมุด ผู้เรียน: ดูคู่มือพร้อม

5.2 เครื่องเขียน ฟั งบรรยายและจด
5.3 ต าราประกอบการเรียน สาระส าคัญ

6. เครื่องอ านวยความสะดวกในการเรียนการ

สอน

6.1 เครื่องฉายข้ามศีรษะ
6.2 กระดานไวท์บอร์ดพร้อมปากกา

7. แผนการเรียนการสอน

1. แนะน าตัวผู้สอน เนื้อหาที่จะเรียนและ
ทบทวนความรู้เดิม

2. โครงสร้างอะตอม และแรงยึดเหนี่ยว

ระหว่างอะตอม
3. การรวมตัวของโลหะ การเกิดของผสม ผู้สอนถาม: นักศึกษา

4. การวิเคราะห์การแข็งตัวของเหลวมาเป็น มีความเข้าเกี่ยวกับ

ของแข็งใน Fe- C Diagram โลหะวิทยาเรื่องใดบ้าง 20(80)

5. กรรมวิธีทางความร้อน(Heat treatment) ผู้เรียน: ตอบค าถาม
6. การเกิดโครงสร้างทางโลหะวิทยาในรอย

เชื่อม

7.การกระตัวจายความร้อนของกระบวนการ

เชื่อม
8. การเปลี่ยนรูป(Deformation)

9. อิทธิพลของธาตุต่างๆในแนวเชื่อมที่มีผล

ต่อโครงสร้าง
10. อิทธิพลของธาตุต่างๆในแนวเชื่อมที่มีผล

ต่อโครงสร้าง (ต่อ)

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

11. ล าดับการเชื่อม ผู้สอน: บรรยาย

12. การแตกร้าวในงานเชื่อม (Crack) ผู้เรียน: ดูคู่มือพร้อม
13. การแตกร้าวในงานเชื่อม (ต่อ) ฟั งบรรยายและจด

14. ความสามารถในการเชื่อมของโลหะ สาระส าคัญ

15. การหาเฟสที่เกิดขึ้นโดยใช้ Shuffler

Diagram

16. ความสามารถในการเชื่อมและคุณสมบัติ
ของโลหะต่างๆ ที่น ามาเชื่อม

17. กรรมวิธีการตรวจสอบรอยเชื่อมแบบไม่

ท าลาย
18. กรรมวิธีการตรวจสอบรอยเชื่อมแบบไม่

ท าลาย (ต่อ) 20(100)

19. คุณสมบัติของผู้ตรวจสอบงานเชื่อม
20. สอบปลายภาค ผู้สอนถาม: นักศึกษา

8. วิธีการสอน ( Method of Instruction) มีความเข้าเกี่ยวกับ

8.1 บรรยาย โลหะวิทยาเรื่องใดบ้าง
8.2 บรรยายประกอบแผ่นใส ผู้เรียน: ตอบค าถาม

8.3 รายงาน

9.วิธีการวัดผล

9.1 - คะแนนเก็บ 40 %
- จิตพิสัย 20 %

- ปฏิบัติ 20 %

9.2 - คะแนนสอบ 60 %

-สอบย่อย 40 %
-สอบปลายภาค 20 %

รวม 100 %

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

10.การตัดเกรด ผู้สอน: บรรยาย

คะแนน เกรด ผู้เรียน: ดูคู่มือพร้อม

80 ขึ้นไป 4.0 ฟั งบรรยายและจด
75 – 79 3.5 สาระส าคัญ

70 – 74 3.0

65 – 69 2.5
60 – 64 2.0

55 – 59 1.5

50 – 54 1.0

ต ่ากว่า 50 0 10(110)


ทบทวนความรู้พื้นฐานและทัศนคติ ผู้ ส อ น : ท บ ท ว น

1. มีทัศนคติที่ดีต่ออาชีพ ความรู้พื้นฐานของ
2. เหล็กกล้าคาร์บอนต ่ามีโครงสร้าง นักเรียน

ประกอบด้วยเฟสอะไรบ้าง ผู้เรียน: ตอบค าถาม

3. ความหมายของการชุบแข็ง และอภิปรายร่วมกัน
(Hardening)

4. นักศึกษาคิดว่าโครงสร้างของเหล็ก

เฟสใดดีที่

5. ลักษณะของแนวเชื่อมที่ดีควรเป็ น
อย่างไร



สรุป ผู้สอน: สรุป

ผู้เรียน: สรุปร่วมกับ 10(120)

ผู้สอน

สรุปเนื้อหา

ค าอธิบายรายวิชา(โลหะวิทยางานเชื่อม)
ศึกษารูปแบบโครงสร้างและการจับยึดอะตอม การแบ่งชนิดของโลหะ โครงสร้างผลึกต่างๆ การ

เกิดของผสมแบบแทรกตัวและแบบแทนที่ การวิเคราะห์การฟการแข็งตัวของเหลวมาเป็นของแข็ง

ในแผนภาพสมดุลย์(Fe- C Diagram) การเกิดเกรน การเปลี่ยนแปลงถาวรความสัมพันธ์ของ

ความเครียดและความเค้น (Stress- Strain Diagram) การปรับปรุงโครงสร้างของเหล็กต่างๆ ด้วย
ความร้อนการเกิดความแข็งแรงของเหล็กกล้าต่างๆ ลักษณะโครงสร้างและส่วนต่างๆ ของแนว

เชื่อม การเปลี่ยนโครงสร้างของเหล็กกล้า การเย็นตัวจากของเหลวเป็นของแข็งของแนวเชื่อม

ความแตกต่างของการกระจายความร้อนของกระบวนการเชื่อมแบบต่างๆ อิทธิพลของธาตุต่างๆใน

แนวเชื่อมซึ่งมีผลภายในต่อโครงสร้างของโลหะ การเกิดการแตกร้าวในงานเชื่อม และ
ความสามารถในงานเชื่อม(Weld abilility) กรรมวิธีการตรวจสอบรอยเชื่อมแบบไม่ท าลาย

วันเวลาเรียน

เรียนทุกวันศุกร์ เวลา 09.50 – 11.50น. และมีเวลาเรียนจริงทั้งหมด 20 สัปดาห์


วิธีการวัดผล

1. ข้อสอบแบบบรรยาย

2. ข้อสอบแบบเลือกตอบ
3. รายงานและ / หรือมอบหมายงาน

- คะแนนเก็บ 40 % - คะแนนสอบ 60 %

- จิตพิสัย 20 % -สอบย่อย 40 %

- ปฏิบัติ 20 % -สอบปลายภาค 20 %
รวม 100 %

การตัดเกรด

คะแนน เกรด คะแนน เกรด
80 ขึ้นไป 4.0 60 – 64 2.0

75 – 79 3.5 55 – 59 1.5

70 – 74 3.0 50 – 54 1.0
65 – 69 2.5 ต ่ากว่า 50 0

เตรียมหน่วยการสอน ( UNIT LESSON PREPARATION)

วิชา วัสดุและโลหะวิทยา เวลา 12.30 – 17.30 น.

วันที่ - การสอนครั้งที่ 2
หัวข้อเรื่อง-หัวข้อย่อย วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม

1.โครงสร้างอะตอมและการเกิดผลึกรวมของ เมื่อเรียนจบหน่วยนี้แล้วผู้เรียนสามารถ:

โลหะ 1.อธิบายการเกิดแรงยึดเหนี่ยวของโครงสร้าง
2.ลักษณะการเกาะตัวของอะตอม โลหะได้

3.ลักษณะของโครงสร้างผลึก 2.อธิบายของโครงสร้างผลึกทั้ง 7 ชนิดได้

4.การตกผลึกของโลหะ 3.บอกองค์ประกอบที่ส าคัญในการควบคุมขนาด
5.ลักษณะการเกิดเกรน เกรนได้

6.การควบคุมขนาดเกรน 4.อธิบายการเกิดเกรนและความแตกต่างของ

ขนาดเกรนได้

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

บทน า ผู้สอน : กล่าวน าเร้า

โลหะวิทยางานเชื่อมเป็นวิชาที่มีลักษณะคล้าย ความสนใจ
กับโลหะวิทยา ซึ่งก่อนที่จะเข้าใจเนื้อหาวิชา ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

อย่างลึกซึ้งจ าเป็นจะต้องมีพื้นฐานในเรื่องต่างๆ และจดสาระส าคัญ

ของโลหะก่อนได้แก่ โครงสร้างอะตอมของ
โลหะ, แรงยึดเหนี่ยวต่าง ๆ ของโลหะและการ

เกิดเกรน การเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยา

ความสามารถใน การเชื่อม การบิดตัว A 10(10)

ข้อบกพร่องและการแตกร้าว การปรับปรุงแนว
เชื่อม กรรมวิธีความร้อน รวมทั้งการตรวจสอบ

แนวเชื่อม สิ่งเหล่านี้ จะมีอิทธิพลต่อความ

ปลอดภัยของโครงสร้างรอยเชื่อมซึ่งเป็นทางที่

วิศกรรมการผลิตต้องการ

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

1. โครงสร้างอะตอม ผู้ ส อ น : บ ร ร ย าย

อ ะ ต อ ม เป็ น สิ่ งที่ เล็ ก ที่ สุ ด ข อ งธาตุ ที่ เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

ประกอบด้วย อิเล็คตรอน โปรตรอน และ แผ่นใส
นิวตรอน อนุภาคทั้ง 3 ส่วน คือโปรตรอน ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

(Proton +) นิวตรอน(Neutronมีประจุไฟฟ้าเป็น และจดสาระส าคัญ

กลาง)และอิเล็กตรอน (Electro - )โดยมี

โปรตรอนและอิเล็กตรอนอัดตัวกันอยู่กึ่งกลาง
อะตอม เรียกว่า “นิวเคลียส(Nuclease )” ซึ่งท า

หน้าที่เสมือนเป็นแกนกลาง(Core)ของอะตอม

ดังรูปที่ 1


A,B 15(25)






รูปที่1โครงสร้างของอะตอม

2. การยึดเหนี่ยวกันของอะตอมมี 4 แบบคือ ผู้สอน : การยึดเหนี่ยว

2.1 พันธะไอโอนิค (Ionic bond) กันของอะตอมทีกี่แบบ

2.2 พันธะโควาเลนท์ (Covalent bond) ผู้เรียน : ตอบ

2.3 พันธะแวนเดอร์วิล (Van deer Weal’s forces) เฉลย : 4แบบ

2.4 พันธะโลหะ(Metallic bond)
1.พันธะไอโอนิค (Ionic bond) เป็นแรงยึดเหนี่ยว

ไฟฟ้ าที่เกิดขึ้นระหว่างอิออนที่มีประจุไฟฟ้ า

เป็นลบ เป็นแรงยึดเหนี่ยวที่มีความแข็งแรงมาก
และจุดเดือดสูง เช่นผลึกของเกลือแกง

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

ผู้ ส อ น : บ ร รย าย

เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

แผ่นใส
ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

และจดสาระส าคัญ





รูปที่2 พันธะไอโอนิค (Ionic bond) ผู้สอน : น ้ า (H O) มี
2
2. พันธะโควาเลนท์ (Covalent bond) เป็นการ การยึดเหนี่ยวอะตอม
ใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน เกิดจากอะตอมของธาตุ แบบไหน?

ที่มีมีสภาพไฟฟ้ าลบต่างกันเล็กน้อย เป็นแรง ผู้เรียน : ตอบ

ยึดเหนี่ยวที่เกิดขึ้นจากการใช้อิเล็กตรอน เฉลย : พันธะโควา
ร่วมกันคู่หนึ่งของอะตอม2ธาตุที่อยู่เคียงกัน เลนท์ (Covalent bond) A,B,C,D

หลังจากการยึดเหนี่ยวแล้วแต่ละอะตอมจะ 10(35)

ได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นหนึ่งตัว เช่น (CH )
4
หรือ(H ) เป็นต้นดังรูปที่3
2

















รูปที่ 3 พันธะโควาเลนท์ (Covalent bond)

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

3. พันธะแวนเดอร์วาลล์ (Van deer Weal’s

forces) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างที่ผิวที่อ่อน

มากเป็นการเกาะอะตอมได้โดยล าพัง มักจะ

เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของสารพวกโพลิเมอร์
ท าให้โมเลกุลเคลื่อนออกจากกัน












รูปที่ 4 พันธะแวนเดอร์วาลล์ (Van deer Weal’s
forces) ผู้ ส อ น : บ ร รย าย
4. พันธะโลหะ (Metallic bond) การเปลี่ยนย้าย เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

อิเล็กตรอนให้แก่อะตอมอื่นๆ เกิดขึ้นในโลหะที่ แผ่นใส A,B,C,D 15(50)

มีการจับตัวกันของอะตอมมีรูปแบบที่แน่นอน ผู้เรียน : ฟังบรรยาย
แต่และอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันนั้นจากอะตอมที่ และจดสาระส าคัญ

มากกว่า2 อะตอม และอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะ

เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ อิเล็กตรอมที่ประจุไฟฟ้าเป็น

บวกอย่างเป็นอิสระ โดยไม่เฉพาะเจาะจงว่าจะ
เป็นอิออนใดๆ ท าให้ลักษณะเป็นกลุ่มหมอก

ของอิเล็กตรอนภายในมีอิออนที่มีประจุไฟฟ้ า

บวกวางตัวเป็นระเบียบตามโครงสร้างลักษณะ
ต่าง ๆ ดังรูปที่5ท าให้วัสดุมีคุณสมบัติการน า

ไฟฟ้า การน าความร้อน และสามารถตีแผ่เป็น

แผ่นบาง ๆ หรือรีดได้เป็นต้น ซึ่งวัสดุดังกล่าว

ได้แก่โลหะ และโลหะผสมต่างๆ

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

ผู้ ส อ น : บ ร รย าย

เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

แผ่นใส
ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

และจดสาระส าคัญ


รูปที่5 พันธะโลหะ(Metallic bond)


3. การรวมตัวกันของกลุ่มอะตอมเกิดเป็น

โครงสร้างได้ 3แบบคือ

3.1 โครงสร้างผลึก(Crystal Structure)
3.2 โครงสร้างโมเลกุล (Molecular Structure)

3.3โครงสร้างอสัญฐาน(Amorphous Structure) A,B,C,D

5(55)
3.1.โครงสร้างผลึก (Crystal Structure) เป็ น ผู้สอน : การตัวกันของ

ลักษณะการจัดเรียงตัวกันของกลุ่มอะตอมก้อน กลุ่มอะตอมเกิดเป็ น

โดยการเชื่อมโยงต่อเป็นโครงข่ายเป็นลักษณะ โครงสร้างได้กี่แบบ?
ของการเกาะตัวของโลหะหรือโลหะผสมต่างๆ ผู้เรียน : ตอบ

รวมทั้งสารประกอบของแข็งเช่น เกลือ หรือ เฉลย : 3 แบบ

น ้าตาล เป็นต้น


3.2. โครงสร้างโมเลกุล (Molecular Structure)

โครงสร้างโมเลกุล (Molecular Structure) เป็น

ลักษณะการเกาะตัวของสารประกอบและวัสดุที่

ไม่ใช้โลหะ

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

3.3. โครงสร้างอสัญฐาน (Amorphous ผู้ ส อ น : บ ร ร ย าย

Structure) อะตอมจะจับตัวกันได้ดี แต่ลักษณะ เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

การเกาะไม่เป็นระเบียบไม่มีรูปร่างที่แน่นนอน แผ่นใส
หรือมีการเกาะเป็นระเบียบเพียงช่วงระยะหนึ่ง ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

เช่น แก้ว ยาง พลาสติก เป็นต้น และจดสาระส าคัญ

4. โครงสร้างของผลึกโลหะ(Crystal Structure

of metal) ผลึกของโลหะส่วนมากมีลักษณะ
การเรียงตังของอะตอมอยู่ในระบบลูกบาศก์และ

หกเหลี่ยม ถ้าพิจารณาการจัดเรียงตัวของ

อะตอมสแปชแลททิช (Space Lattice) หรือ
ระหว่างอะตอม จะมีมากถึง 230 แบบ บางแบบ


ก็คล้ายคลึงกัน จึงเบ่งกลุ่มที่คล้ายๆกันมีระบบ
เดียวกันได้ 7 ระบบใหญ่ๆ และหน่วยเซล 14

แบบ A,C 10(65)
5. การตกผลึกของโลหะ(Crystallization)

ผลึกจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะ ผู้สอน : ระบบผลึก

หนึ่งเป็ นอีกสภาวะหนึ่ง โดยมีเงื่องไขมา แบบเดียวกันแบ่งเป็น

พิจารณาดังนี้ ออกเป็นกี่ระบบ?
5.1. การเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของเหลวไป ผู้เรียน : ตอบ

เป็ นของแข็งเรียกว่า “ ขบวนการเกิดผลึก เฉลย : 7 ระบบ

(Crystallization) ห รื อ ข บ วน ก ารแข็งตัว
(Solidification)”

5.2. การเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของแข็งชนิด

หนึ่งเป็นสภาวะของแข็งอีกชนิดหนึ่ง เรียกว่า
“รีคริสตัลไลเซชั่น (Recystallization)”

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

5.3. การเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของแข็งเป็น ผู้ ส อ น : บ ร ร ย าย

ส ภ าวะแก๊ ส เรี ยก ว่า “เกิ ด ก ารระเหิ ด เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

(Sublimation)” แต่ไม่ค่อยพบเห็นในขบวนการ แผ่นใส
เกิดผลึก ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

ในงานอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆ เช่น การ และจดสาระส าคัญ

ถลุงแร่เหล็ก การหล่อโลหะ เป็นต้น การเกิด
ผลึกจะเป็ นการเปลี่ยนแปลงสภาวะจาก

ของเหลวไปเป็นของแข็ง

6. ขบวนการแข็งตัว(Solidification)

ในสภาวะของเหลวอนุภาคของธาตุหรือโลหะ
จะเคลื่อนที่ตลอดเวลา แต่เมื่ออุณหภูมิลดลง

ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะลดลง

เนื่องจากสูญเสียความร้อนแฝงจนกระทั้ง
อุณหภูมิลดลงจนถึงอุณหภูมิวิกฤติ(Critical A,C 10(75)

temperature) อนุภาคบางส่วนจะหยุดการ

เคลื่อนที่ เกิดจากการดึงดูดระหว่างอนุภาคเป็น
ของแข็งเล็ก ๆ ซึงเป็ นแกนกลางของผลึก ผู้ ส อ น : บ ร ร ย าย

เรียกว่า “นิวเคลียส” (Nucleation) เมื่ออุณภูมิ เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

ลดต ่าลงและเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นเวลานาน แผ่นใส

ขึ้นอนุภาคที่เป็นนิวเคลียสก็จะรวมตัวกันเป็น ผู้เรียน : ฟังบรรยาย
กลุ่มก้อนขยายโตขึ้นหลายจุด และแตกเป็น และจดสาระส าคัญ

แขนงแบบเดนไดร์ท(Dendrite)เรียกว่าผลึกแบบ

เดนไดร์ท แล้วผลึกแบบเดนไดร์ทแต่ละกลุ่มก็
จะขยายตัวจนกระทั้งไปชนกับผลึกอื่น ๆ ก็จะ

หยุดการเติบโต (Dendrite growth) และเมื่อ

เติบโตจนกระทั้งชนกันทุกกล่มจะท าให้มีผลึก

เป็นจ านวนมากมีทั้งรูปร่าง

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

และขนาด ทิศทางการกระจายตัวแตกต่างกันไป ผู้ ส อ น : บ ร รย าย

เรียกขั้นตอนนี้ว่า “ขอบเกรน” (Grin boundary) เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

ส่วนที่อยู่ภายในเรียกว่า “เกรน” (Grain) แผ่นใส
ขบวนการที่เกิดขึ้นดังกล่าวเรียกว่า “ขบวนการ ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

แข็งตัว(Solidification)” และจดสาระส าคัญ














รูปที่ 6 ขบวนการแข็งตัว(Solidification)
A,C 5(80)

ขบวนการแข็งตัวของโลหะแบ่งได้ 4 ลักษณะ

คือ

1.เริ่มเกิดเป็นจุดเล็กๆ ในโลหะเหลวที่ก าลังเย็น ผู้สอน : ขบวนการ

ตัวลง (รูปที่ 1) แข็งตัวข อ งโล ห ะ
2. เกิดผลึกเติบโตในทุกทิศทุกทางออกมาจุด แบ่งเป็นได้กี่ลักษณะ?

เล็กๆ (รูปที่ 2-3) ผู้เรียน : ตอบ

3.ผลึกเติบโตมาชนกันเกิดเป็นแนวของเกรนขึ้น เฉลย : 4 แบบ
(รูปที่ 4-5)

4.โลหะเหลวที่คงที่ในแนวกิ่งก้านผลึกแข็งตัว

ท าให้มีเนื้อเกรนที่สม ่าเสมอไม่เหลือกิ่งก้าน

ของผลึกให้เห็น ณ. อุณหภูมิต่าง ๆ ขอบ
เกรนจะมีความแข็งแรงมากกว่าภายในเกรน

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความแข็งแรงของขอบ

เกรนจะลดลง และเกรนที่มีขนาดเล็กจะมีความ

แข็งแรงกว่าเกรนที่มีขนาดใหญ่เมื่ออุณหภูมิต ่า
และถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นเกรนที่มีขนาดใหญ่จะมี

ความแข็งมากกว่า


7. องค์ประกอบที่ส าคัญในการควบคุมขนาด ผู้ ส อ น : บ ร รย าย

เกรน เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

1. อุณหภูมิในขณะหล่อเมื่อเทโลหะหลอมเหลว แผ่นใส

ลงในแบบหล่อบริเวณที่สมผัสกับผิวของแบบ ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

หล่อจะแข็งตัวเป็นผลึกทันทีหลังจากนั้นจะเกิด และจดสาระส าคัญ
ผลึกมีลักษณะเป็ นแท่งยาวเติบโตเข้าหาจุด

กึ่งกลางของแบบหล่อ ถ้าอุณหภูมิขณะหล่อสูง A,C 15(95)

เกินไป แท่งผลึกนี้ จะเติบโตไปชนกันเป็ น
ระนาบความแข็งแรงน้อย ถ้าอุณหภูมิขณะหล่อ

เหมาะสมกับโลหะหลอมเหลวที่อยู่บริเวณตรง

กลางของแบบหล่อจะแข็งเป็นเกรนขึ้นก่อนแท่ง
ผลึกไปชนกัน



2. ขนาดความหนาบางของชิ้นงาน ส่วนชิ้นงาน
ที่มีขนาดบางจะเย็นตัวเร็วกว่าชิ้นงานที่หนา

ดังนั้นเกรนจึงละเอียดกว่า

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

3. ความบริสุทธิ์ของเนื้อโลหะ โดยทั่วไปโลหะ ผู้ ส อ น : บ ร รย าย

มีเนื้อบริสุทธิ์กว่าจะมีเกรนที่หยาบกว่า เนื้ อ ห า ป ร ะ ก อ บ

แผ่นใส
4. ธาตุโลหะ (Element alloying) ธาตุผสมที่ช่วย ผู้เรียน : ฟังบรรยาย

ท าให้เกรนละเอียด และเกรนแงแรง เช่น และจดสาระส าคัญ

แมงกานีส นิเกิล ดีบุก เป็นต้น






ผู้สอน : จงอธิบายการ

ควบคุมการเกิดขอบ
เกรนว่ามีลักษณะการ

เกิดกี่แบบ?
ผู้เรียน : ตอบ A,C 10(105)
เฉลย : 4 แบบ




รูปที่ 7 การเกิดเกรน







สรุป ผู้สอน: สรุป

ผู้เรียน: สรุปร่วมกับ

ผู้สอน
15(120)

สรุปเนื้อหา

1.โครงสร้างของอะตอม (Atomic structures)
อะตอมคืออนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุ ซึ่งจะแบ่งออกได้แยกไปอีกได้ยาก

2. การยึดเหนี่ยวกันของอะตอม มี 4 แบบคือ

2.1 พันธะไอออนนิค

2.2 พันธะโควาเลนท์

2.3 พันธะพันธะแวนเดอร์วิล
2.4 พันธะโลหะ

3. การรวมตัวกันกลุ่มอะตอมเกิดเป็นโครงสร้างได้ 3 แบบ คือ

3.1 โครงสร้างผลึก (Crystal Structure)
3.2 โครงสร้างโมเลกุล (Molecular Structure)

3.3 โครงสร้างอสัญฐาน (Amorphouar Structure)

4. โครงสร้างของผลึกโลหะ (Crystals structure of metal)
ผลึกของโลหะส่วนมากมีลักษณะการจัดเรียงตัวของอะตอมอยู่ในระบบลูกบาศก์และหกเหลี่ยม

ถ้าพิจารณาจากการเรียงตัวของอะตอมเป็นสเปชแลททิช (Space Lattice) หรือระยะห่างระหว่าง

อะตอม จะมีมากถึง 230 แบบ บางแบบก็จะคล้ายคลึงกัน จึงจัดแบ่งกลุ่มที่คล้าย ๆ กันมีระดับ
เดียวกันได้ 7 ระบบใหญ่ ๆ และหน่วยเซล 14 แบบ

5. การเกิดผลึกของโลหะ (Crystallization)

ผลึกจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะหนึ่งไปอีกสภาวะหนึ่ง โดยมีเงื่อนไขที่ควรน ามา

พิจารณาดังนี้
5.1 การเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของเหลวไปเป็นของแข็ง เรียกว่า “ขบวนการเกิดผลึก

(Crystallization) หรือขบวนการแข็งตัว (Solidification)”

5.2 การเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของแข็งชนิดหนึ่งเป็นสภาวะของแข็งชนิดหนึ่ง เรียกว่า

“รีคริสตัลไลชั่นเซชั่น (Recrystallization)”
5.3 การเปลี่ยนแปลงจากสภาวะของแข็งเป็ นสภาวะแก๊สเรียกว่า “เกิดการระเหิด

(Sublimation)” แต่ไม่ค่อยพบเห็นในขบวนการเกิดผลึก

สรุปเนื้อหา (ต่อ)

6. ขบวนการแข็งตัว (Solidification)
ในสภาวะของเหลวอนุภาคของธาตุหรือโลหะจะเคลื่อนที่ตลอดเวลา แต่เมื่ออุณหภูมิลดลง

ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะลดลง เนื่องจากสูญเสียความร้อนแฝงจนกระทั้งอุณหภูมิ

ลดลงจนถึงอุณหภูมิวิกฤติ (Critical temperature) อนุภาคบางส่วนจะหยุดการเคลื่อนที่ เกิดจากการ

ดึงดูดระหว่างอนุภาคเป็ นของแข็งเล็ก ๆ ซึงเป็ นแกนกลางของผลึกเรียกว่า “นิวเคลียส”
(Nucleation) เมื่ออุณภูมิลดต ่าลงและเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นเวลานานขึ้นอนุภาคที่เป็นนิวเคลียสก็

จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนขยายโตขึ้นหลายจุด และแตกเป็นแขนงแบบเดนไดร์ท (Dendrite)

เรียกว่าผลึกแบบเดนไดร์ท แล้วผลึกแบบเดนไดร์ทแต่ละกลุ่มก็จะขยายตัวจนกระทั้งไปชนกับผลึก

อื่น ๆ ก็จะหยุดการเติบโต (Dendrite growth) และเมื่อเติบโตจนกระทั้งชนกันทุกกล่มจะท าให้มี
ผลึกเป็นจ านวนมากมีทั้งรูปร่างและขนาด และทิศทางการกระจายตัวแตกต่างกันไปเรียกขั้นตอนนี้

ว่า “ขอบเกรน” (Grin boundary) ส่วนที่อยู่ภายในเรียกว่า “เกรน” (Grain) ขบวนการที่เกิดขึ้น

ดังกล่าวเรียกว่า “ขบวนการแข็งตัว (Solidification)”
ข้อสังเกตในการสอน

1. สังเกตความสนใจของผู้เรียน

2. สังเกตการตอบค าถามหรือการซักถามของผู้เรียน

เครื่องมือและอุปกรณ์ช่วยสอน

1. เครื่องฉายข้ามศีรษะ
2. กระดานไวท์บอร์ด

3. เครื่องเขียน

ข้อทดสอบ
1. การยึดเหนี่ยวของอะตอมมีกี่ชนิด ?

ตอบ 4 ชนิด

2. จงอธิบายขบวนการแข็งตัว (Solidification)
ตอบ ในสภาวะของเหลวอนุภาคของธาตุหรือโลหะจะเคลื่อนที่ตลอดเวลา แต่เมื่ออุณหภูมิลดลง

ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะลดลงอนุภาคบางส่วนจะหยุดการเคลื่อนที่ เกิดจากการ

ดึงดูดระหว่างอนุภาคเป็ นของแข็งเล็ก ๆ ซึงเป็ นแกนกลางของผลึกเรียกว่า “นิวเคลียส”

(Nucleation) ส่วนที่อยู่ภายในเรียกว่า “เกรน” (Grain)

เอกสารอ้างอิง

1.ไพโรจน์ ฐานวิเศษ. โลหะวิทยา. พิมพ์ครั้งที่2. สถาบันเทคโนโลยีราชมงคล วิทยาเขตภาค
ตะวันออกเฉียงเหนือ นครราชสีมา, 2540. รหัส A



2. เชิดเชลง ชิดชวนกิจและคณะ. วิศกรรมการเชื่อม. กรุงเทพฯ: ครุสภาลาดพร้าว, 2524.

รหัส B

3. บัณฑิต ใจชื่น. โลหะวิทยากายภาพ1. กรุงเทพฯ: มปท. รหัส C



4. อดิศักดิ์ วรรณะวัลย์. วิศกรรมการเชื่อม. พิมพ์ครั้งที่3. กรุงเทพฯ: ประกอบเมไตร, 2524.

รหัส D

หน่วยเตรียมการสอน (UNIT LESSON PREPARATION)

วิชา วัสดุและโลหะวิทยา เวลา 12.30 – 17.30 น.

วันที่ - การสอนครั้งที่ 3

หัวข้อเรื่อง – หัวข้อย่อย วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม

การรวมตัวของโลหะผสม เมื่อเรียนจบหน่วยนี้แล้วผู้เรียนสามารถ:
1. การจ าแนกโลหะผสม(Classification of ally) 1.ส า ม า ร ถ จ า แ น ก โ ล ห ะ ผ ส ม

2. กลุ่มสารเนื้อเดียว(Classification of ally) (Classification of alloys) ได้

- กลุ่มสารผสม(Mixture) 2. บอกลักษณะของสารละลายของแข็ง
3. สารละลายของแข็ง แบบ ต่างๆได้

- สารละลายแทนที่ 3. อธิบายสภาวะของโลหะผสมได้

- สารละลายแบบแทรกตัวในช่องว่าง 4. อ ธิ บ ายลัก ษ ณ ะส ารป ระ ก อ บ
4. สารประกอบ(Compound) (Compound) ได้

5. สภาวะของสารโลหะผสมที่เกิดขึ้น 5. อธิบายลักษณะการก่อตัวของแนวเชื่อม

6. การก่อสารของแนวเชื่อม ได้

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)
ผู้สอน : กล่าวน าเข้าเนื้อ
บทน า เรื่อง

โลหะที่มีใช้ในงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เป็นโลหะที่มี ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ
ส่วนผสมของธาตุต่างๆหลายชนิด เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ จดสาระส าคัญ
เชิงกลของโลหะให้เหมาะสมกับงานที่จะน าไปใช้ดังนั้น เมื่อ
เราให้ความร้อนแก่โลหะ จะท าให้เกิดความแตกต่างในด้าน
ต่างๆของโลหะเช่นการเกิดเกรน การหลอมเหลวและอื่นๆอีก

มากมาย ดังนั้นในหัวข้อนี้ก็มีความจ าเป็นที่จ าต้องเรียนรู้ ซึ่ง C 5(5)
รายละเอียดต่างๆ มีดังนี้ เมื่อให้ความร้อนแก่โลหะจน

หลอมเหลว จะท าให้คุณสมสมบัติเชิงกลของโลหะแตกต่าง
ออกไปจากเดิม เช่น ความเหนียว แข็งเปราะ เกิดร้อย
แตกร้าวเป็นต้น จึงมีความจ าเป็นที่จะศึกษาการรวมกันของ
โลหะทั้งที่ขณะเป็นของเหลว(Liquid) และเย็นตัวกลายเป็น

ของแข็ง (Solid)

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

1. โลหะผสม ผู้สอน : บรรยาย
โลหะผสม หมายถึง โลหะทีเกิดจากธาตุ 2 ธาตุหรือมากกว่า ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

มาผสมกัน ซึ่งเป็นโลหะส่วนหนึ่งเป็นโลหะส่วนธาตุที่เหลือ จดสาระส าคัญ
จะเป็นโลหะหรืออโลหะก็ได้
ธาตุที่เป็นโลหะและปริมาณมากเรียกว่า “ธาตุหลัก”หรือ

โลหะหลัก“ (Base metal) ” ส่วนธาตุที่ปริมาณน้อยกว่า
เรียกว่า “ธาตุผสม (Alloying elements)” ดังนั้นสรุปได้ว่า
โลหะผสม คือ โลหะที่เกิดจากการรวมตัวกันระหว่างโลหะ
หลักกับธาตุผสมซึ่งอาจจะเป็นธาตุเดียวเหลือหลายธาตุ

การจ าแนกโลหะ(Classification of ally)


จ าแนกได้ดังรูปแผนภูมิที่ 1 ดังนี้




โลหะผสม(Alloys) A,B,C 10(15)



สารเนื้อเดียว สารผสม(Miture)
(Homogeneous)



โลหะบริสุทธิ์ สารประกอบ โลหะบริสุทธิ์+ โลหะบริสุทธิ์+
(Pure metal) (Compound) สารละลายของแข็ง สารประกอบ


สารละลาย สารละลาย
ของแข็ง ของแข็ง+

(Solidution) สารประกอบ



แผนภูมิที่ 1. การจ าแนกโลหะผสม

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรม หนังสือ (นาที)

ผู้เรียน/

ผู้สอน
จากแผนภูมิโลหะผสมสามารถแบ่งโลหะผสมเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือ ผู้สอน :


1. สารเนื้อเดียว ( Homogeneous) บรรยาย
2. สารผสม (Miture) ผู้เรียน : ฟัง
1.1. กลุ่มสารเนื้อเดียว( Homogeneous ) หมายถึง กลุ่มที่ทั้งโลหะ บรรยายและ

หนัก กับธาตุผสมที่รวมตัวกันเป็นเนื้อเดียวกันมีภาค(Phase) เดียว ไม่มา จ ด
สามารถแยกได้เป็นส่วนเป็นส่วนใดเป็นโลหะหลักส่วนใดเป็นโลหะ สาระส าคัญ
ผสม ในกลุ่มนี้สามารถแบ่งได้อีกเป็ น 3 ชนิด คือ โลหะบริสุทธิ์

สารประกอบของแข็ง และสารประกอบ เช่น ซีเมนต์ไตท์ (Fe c) หรือ
3
เหล็กคาร์ไบด์เป็นต้น
1.2. สารผสม (Miture) หมายถึง กลุ่มที่โลหะมีหลายภาค(Phase)อยู่

รวมกัน เช่น ภาคของสารประ กอบของแข็งกับ สารประกอบ เช่น
โครงสร้าง Pearlier ซึ่งประกอบด้วย ซีเมนต์ไตร์เป็นต้น โดยทั้ง 2 ภาค

ไม่สามารถรวมกันเป็นเนื้อเดียวกันได้
2. สารละลายของแข็ง(Solidution)
สารละลาย(Solidution)โดยทั่วไปประกอบไปด้วย 2 ส่วน คือ C,D,E 15(30)

2.1 ตัวท าละลาย(Solvent)
2.2 ตัวถูกละลาย(Solute)

2.2.1 ตัวท าละลาย(Solvent) คือส่วนที่มีปริมาณมากในส่วนประกอบ
นั้น ผู้สอนถาม :
2.2.2ตัวถูกละลาย (Solute) คือส่วนที่มีปริมาณในส่วนน้อยประกอบนั้น สารละลาย

โดยทั้งตัวละลายและตัวถูกท าละลายจะรวมกันเป็นการเกิดสารใหม่ ที่ ของแข็งมีกี่
สามารถเข้ากันได้เป็นสารเนื้อเดียวกัน เช่น น ้าเชื่อม ซึ่ง เป็นตัวท าละลาย ชนิด

หรือ เหล็กเหนียวที่มีเนื้อเหล็กเป็นตัวท าละลาย คาร์บอนเป็นตัวท าละลาย ผู้เรียน : ตอบ
เฉลย : 2 ชนิด
รวมกันเป็นเนื้อเดียวเหล็กได้ไม่เกิน 2% เป็นต้น

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

ดังนั้นสารละลานของแข็งในโลหะผสมก็คือ สารละลายที่ ผู้สอน : บรรยาย
เกิดขึ้นในสภาวะของแข็งโดยที่โลหะชนิดหนึ่งเป็นตัวท า ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

ละลายกับอีกโลหะชนิดหนึ่งหรือมากกว่าเป็นตัวท าละลาย จดสาระส าคัญ
เมื่อ 2 ส่วนรวมกันในสภาวะของแข็งสามารถเข้ากันเป็น

เนื้ อเดียวกันได้ จึงเรียกว่า “สารละลายของแข็ง
(Solidution)”
2.3 ชนิดของสารละลายของแข็งแบ่งได้ 2 ชนิด คือ

2.3.1 สารละลายของแข็งแบบแทนที่(Substitution Solid
solution)
2.3.2 สารละลายของแข็งแบบแทรกตัว(Interstitial Solid

solution)
2.3.1.1สารละละของแข็งแบบแทนที่(Substitution

Solid solution)
หมายถึงสภาวะที่อะตอมของธาตุมีขนาดใกล้เคียงของ
อะตอมของโลหะ จึงแทรกตัวเข้าไปแทนที่อะตอมของ C,D,E 15(45)

โลหะในผลึก เช่นทองเหลือง ซึ่งมีส่วนผสมระหว่าง
ทองแดง(Copper)และสังกะสี(Zinc)ดังรูปที่ 1






















รูปที่ 1 สารละละของแข็งแบบแทนที่
(Substitution Solid solution)

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

2.3.1.2สารละลายของแข็งแบบแทรกตัว(Interstitial Solid ผู้สอน : บรรยาย
solution) หมายถึงสภาวะตะตอมของธาตุผสมที่เล็กมากๆ ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

เมื่อเทียบกับโลหะหลักจนสามารถแทรกตัวเข้าไปใน จดสาระส าคัญ
ช่องว่างของอะตอมโลหะหลักได้ ดังเช่น บรอนซ์
เบริลเลียม ซึ่งมีธาตุทองแดงเป็นธาตุหลักและเบริลเลียม

เป็นธาตุผสม ดังรูปที่ 2











B,C 10(55)








ดังรูปที่ 2 สารละละของแข็งแบบแทนที่
(Substitution Solid solution)


3. สารประกอบ(Compound)

สารประกอบเกิดการรวมตัวของอะตอมของธาตุ โดยมี
ส่วนผสมทางเคมีที่แน่นนอน โดยกลุ่มอะตอมจะรวมตัวกัน
ด้วยพันธะทางเคมีเกิดเป็นสารประที่เรียกว่า “สารประกอบ

เคมี(Chemical compound)”ซึ่งคุณสมบัติเปลี่ยนไปจากเดิม
เช่น น ้า (H O)ประกอบด้วยก๊าชไฮโดรเจนและก๊าช
2
ออกซิเจน แต่เมื่อเกิดเป็ นสารประกอบจะกลายเป็ น

ของเหลว คือ น ้า เป็นต้น

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

แต่ถ้าเป็ นการรวมตัวกันของอะตอมโลหะจะเรียกว่า ผู้สอน : บรรยาย
สารประกอบเชิงโลหะ“ (Metallic compound) ” เช่นเหล็ก ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

คาร์ไบด์ (Fe c) หรือซีเมนต์ซึ่งประกอบด้วยเนื้อเหล็กกับ จดสาระส าคัญ
3
คาร์บอนรวมตัวกัน เป็นต้น
4. สภาวะการรวมตัวของโลหะผสม

สภาวะการรวมตัวของโลหะผสมในระบบ 2 ธาตุ แบ่ง
ได้ 3 ลักษณะใหญ่ๆ คือ

4.1 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์
ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) และของแข็ง (Solid)
4.2 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่าง

สมบูรณ์ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) แต่ไม่สามารถ
ละลายเข้ากันได้ในสภาวะของของแข็ง (Solid)

4.3 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่าง
สมบูรณ์ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) แต่ในสภาวะ
ของแข็ง (Solid) สามารถละลายกันได้เพียงบางส่วน

4.1.1โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ B,C 10(65)
ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) และของแข็ง (Solid) ผู้สอนถาม : นักศึกษาคิด
การละลายเข้าเป็นสารเนื้อเดียวกันหมด ในสภาวะนี้ ว่าโลหะ 2 ชนิดที่สามารถ

จะเกิดขึ้นเมื่อรูปแบบของผลึกโลหะหลักละธาตุผสมมีผสม รว ม ตัว กั น ได้ อ ย่าง
แบบเดียวกันและมีขนาดใกล้เคียงกันหรืออะตอมของธาตุที่ สมบูรณ์ทั้งของเหลวและ
เติมเข้าไปผสมมีขาดเล็กหากเมื่อกับอะตอมโลหะหลัก เช่น ของแข็ง

บิสมัท – แอนติโมนี – ทองแดง – นิกเกิล เป็นต้น ดังรูปที่ 3 ผู้เรียน : ตอบ
เฉลย : บิสมัส – แอนติ

โมนี – ทองแดง – นิกเกิล
เป็นต้น










รูปที่ 3 แผนภูมิสมดุลทองแดง – นิกเกิล

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

4.1.2โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ทั้ง ผู้สอน : บรรยาย
ในระบบของเหลว (Liquid) แต่ไม่สามารถละลายเข้ากันได้ ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

ในสภาวะของของแข็ง (Solid) จดสาระส าคัญ
อะตอมของธาตุที่ผสมที่เติมเข้าไปนี้มีขนาดโตกว่า

หรือผลแตกต่างของรัศมีอะตอมของธาตุที่แตกต่างจาก
โลหะหลัก แม้จะมีรูปผลึกเหมือนกัน จึงเป็นเหตุไม่ให้
รวมตัวกันได้ ซึ่งสภาวะของแข็งดังกล่าวเรียกว่า “ปฏิกิริยา

ยูเทตติก (Eutectoid Reaction)” ดังเช่น บิสบัท – แคดเมี่ยม
หรือเหล็กยูเตดตอยย์เป็นต้น ดังรูปที่ 4










B,C 20(85)
รูปที่ 4 แผนภูมิสมดุลบิสมัท – แคดเมี่ยม
4.1.3 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์

ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) แต่ในสภาวะของแข็ง
(Solid) สามารถละลายกันได้เพียงบางส่วน

สภาวะโลหะผสมไม่สามารถละลายเข้ากันได้เลย ณ. ที่
ส่วนผสมหนึ่ง สภาวะนี้เกิดขึ้นเมื่อเนื้อโลหะผสมอาจจะ
แยกกันอยู่อย่างเด่นชัดเมื่อมีปริมาณมาก เช่น ตะกั่ว – ดีบุก

– อลูมิเนียม – ซิลิกอน เป็นต้น ดังรูปที่ 5













รูปที่ 5 แผนภูมิสมดุลตะกั่ว – ดีบุก

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

5. การก่อตัวของแนวเชื่อม ผู้สอน : บรรยาย
การเชื่อมก็จะคล้ายคลึงกับการผลิตเหล็ก กล่าวขณะที่ ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

ท าการอารค์(Arc) จะเกิดความร้อนหลอมละลายหลายครั้ง จดสาระส าคัญ
โลหะชิ้นงานและลวดเชื่อม (Electrode) สภาพของน ้า
โลหะที่หลอมเหลวในรอยเชื่อมนี้จะคล้ายกับการหลอม

ของโลหะในเตาหลอมโลหะจะมีสิ่งที่เหมือนกันคือ มีส
แลก (Slag) ปกคลุมผิวหน้าน ้าโลหะที่หลอมเหลวเพื่อ

ควบคุมอัตราการเย็นตัว (Cooling rate) และช่วยป้ องกัน
และก าจัดสารมลทินต่างๆ (Impurities) น ้าโลหะบรรยากาศ

ดังรูปที่ 6






D,E 10(95)


รูปที่ 6 เปรียบเทียบการเชื่อมและการผลิตเหล็กหรือหล่อ

โลหะ
5.1 ล าดับขั้นตอนการแข็งตัวของรอยเชื่อม
เมื่อท าการเชื่อมจะเกิดแอ่งหลอมเหลวของโลหะกับ

ชิ้นงานกับลวดเชื่อม ซึ่งความร้อนกระจายออกทุกทิศทาง
โดยเฉพาะเนื้อชิ้นงานโลหะเอาความร้อนไปได้มาก เมื่อ
เย็นตัวลงบริเวณที่สัมผัสกับโลหะงานจะเริ่มแข็งตัวเกิด

ผลึกตัวแรกก่อตัวขึ้นมาและขยายตัวขึ้น ดังรูปที่ 7











รูปที่ 7 การเกิดผลึกแรกของการแข็งตัว

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

ความร้อนจะถ่ายเทออกจาบริเวณรอยเชื่อมสู่เนื้อโลหะ ผู้สอน : บรรยาย
งานท าให้ผลึกกิ่งไม้ของรอยเชื่อมเติบโต(Dendrite ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

growth)เป็นแท่งเข้าสู่ใจกลางรอยเชื่อม โดยผลึกกิ่งไม้จะ จดสาระส าคัญ
เติบโตจากรอยเชื่อมความยาวตลอดของแนวเชื่อ ม
ต่อเนื่องเข้าไปยังใจกลางรอยเชื่อม ดังรูปที่ 8









รูปที่ 8ผลึกกิ่งไม้ของรอยเชื่อมเติบโต(Dendrite
growth) เป็นแท่งยาวพุ่งพุ่งเข้าหาใจกลางรอยเชื่อม ผู้สอนถาม : ผลึกที่มี D,E 10(105)
ลักษณะเป็นแท่งยาวพุ่งสู่
ผลึกกิ่งไม้ที่เติบโตพุ่งเข้าหาใจกลางรอยเชื่อมเกิดการแข็ง
ตัวอย่างต่อเนื่อง จนเนื้อเชื่อมแข็งตัวโดยสมบูรณ์เกิดเป็น เข้าสู่ใจกลางรอยเชื่อม

เกรนในลักษณะแท่งยาว(Columnar grain) ดังรูปที่ 9 เรียกว่าอะไร
ผู้เรียน : ตอบ
เฉลย : ผลึกกิ่งไม้





รูปที่ 9เนื้อเชื่อมแข็งตัวโดยสมบูรณ์เกิดเป็นในลักษณะ

แท่งยาว(Columnar grain)

สรุป ผู้สอน : สรุป

ผู้เรียน : สรุ ปร่ วมกับ
ผู้สอน
15(120)

สรุปเนื้อหา

1. โลหะผสม(Alloys)
โลหะผสม หมายถึง โลหะทีเกิดจากธาตุ 2 ธาตุหรือมากกว่ามาผสมกัน ซึ่งเป็นโลหะส่วนหนึ่งเป็นโลหะส่วน
ธาตุที่เหลือจะเป็นโลหะหรืออโลหะก็ได้

การจ าแนกโลหะ(Classification of ally)
1. สารเนื้อเดียว(Homogeneous)

2. สารผสม(Miture)
2. สารละลายของแข็ง(Solid solution)
สารละลาย (solution) โดยทั่วไปประกอบด้วย 2 ส่วน คือ

2.1 ตัวท าละลาย(Solvent) คือส่วนที่มีปริมาณมากในส่วนประกอบนั้น
2.2 ตัวถูกละลาย(Solute) คือส่วนที่มีปริมาณน้อยในส่วนประกอบนั้น

2.3 ชนิดของสารละลายของแข็งแบ่งได้ 2 ชนิด คือ
2.3.1 สารละลายของแข็งแบบแทนที่(Substitution Solid solution)
2.3.2 สารละลายของแข็งแบบแทรกตัว(Interstitial Solid solution)

3. สารประกอบ(Compound)
สารประกอบเกิดการรวมตัวของอะตอมของธาตุ โดยมีส่วนผสมทางเคมีที่แน่นนอน

4. สภาวะการรวมตัวของโลหะผสม
สภาวะการรวมตัวของโลหะผสมในระบบ 2 ธาตุ แบ่งได้ 3 ลักษณะใหญ่ๆ คือ

4.1 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) และของแข็ง (Solid)
4.2 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) แต่ไม่สามารถละลายเข้า
กันได้ในสภาวะของของแข็ง (Solid)

4.3 โลหะ 2 ชนิดสามารถละลายเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ทั้งในระบบของเหลว (Liquid) แต่ในสภาวะของแข็ง
(Solid) สามารถละลายกันได้เพียงบางส่วน
5. การก่อตัวของแนวเชื่อม

การเชื่อมก็จะคล้ายคลึงกับการผลิตเหล็ก กล่าวขณะที่ท าการอารค์(Arc) จะเกิดความร้อนหลอมละลายหลาย
ครั้ง โลหะชิ้นงานและลวดเชื่อม (Electrode) สภาพของน ้าโลหะที่หลอมเหลวในรอยเชื่อมนี้จะคล้ายกับการหลอม
ของโลหะในเตาหลอมโลหะจะมีสิ่งที่เหมือนกันคือ มีสแลก (Slag) ปกคลุมผิวหน้าน ้าโลหะที่หลอมเหลวเพื่อ

ควบคุมอัตราการเย็นตัว (Cooling rate) และช่วยป้ องกันและก าจัดสารมลทินต่างๆ (Impurities) น ้าโลหะ
บรรยากาศ

ข้อสังเกตในการสอน

1.สังเกตความสนใจของผู้เรียน
2.สังเกตการตอบค าถามหรือการซักถามของผู้เรียน

เครื่องมือและอุปกรณ์ช่วยสอน

1.เครื่องฉายข้ามศีรษะ
2.กระดานไวท์บอร์ด
3.เครื่องเขียน


พิสัยการเรียนรู้

พุทธิพิสัย(Cognitive Domain)
1. ความรู้ความจ า(Knowledge)

2. ความเข้าใจ(Comprehension)
3. การน าไปใช้งาน(Application)
4. การวิเคราะห์(Analysis)


ข้อทดสอบ
1.ผลึกที่มีลักษณะเป็นแท่งยาวพุ่งสู่เข้าสู่ใจกลางรอยเชื่อมเรียกว่าอะไร
ตอบ ผลึกกิ่งไม้

2.โลหะ 2 ชนิดที่สามารถรวมตัวกันได้อย่างสมบูรณ์ทั้งของเหลวและของแข็ง
ตอบ บิสมัส – แอนติโมนี – ทองแดง – นิกเกิล
3.สารละลายของแข็งมีกี่ชนิด

ตอบ 2 ชนิด



เอกสารอ้างอิง
1.ไพโรจน์ ฐานวิเศษ.โลหะวิทยาพิมพ์ครั้งที่2.สถาบันเทคโนโลยีราชมงคล วิทยาเขตภาค

ตะวันออกเฉียงเหนือ นครราชสีมา,2540 รหัส A
2. เชิดเชลง ชิดชวนกิจและคณะ.วิศกรรมการเชื่อม.กรุงเทพฯ: ครุสภาลาดพร้าว, 2524. รหัส B
3. บัณฑิต ใจชื่น.โลหะวิทยากายภาพ1.กรุงเทพฯ:มปท. รหัส C

4. อดิศักดิ์ วรรณะวัลย์.วิศกรรมการเชื่อม.พิมพ์ครั้งที่3.กรุงเทพฯ: ประกอบเมไตร, 2524. รหัส D
5.สมบูรณณ์ เต็งหงษ์ และบัณฑิต ใจชื่น.การตรวจสอบงานเชื่อมโลหะ.พิมพ์ครั้งที่2.กรุงเทพฯ:แล็บพลาย

แอนคอนชั่นทิง รหัส E

หน่วยเตรียมการสอน (UNIT LESSON PREPARATION)

วิชา วัสดุและโลหะวิทยา เวลา 12.30 – 17.30 น.

วันที่ - การสอนครั้งที่ 4
หัวข้อเรื่อง – หัวข้อย่อย วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม

1. การวิเคราะห์ภาพการแข็งตัวของเหลวเป็นของแข็งใน เมื่อเรียนจบหน่วยนี้แล้วผู้เรียนสามารถ:
แผนภาพสมดุลย(Fe c diagram) 1. อธิบายการเกิดโครงสร้างและปฏิกิริยาต่างๆ
3
- แผนภาพสมดุลยเหล็กคาร์บอน – คาร์ไบด์ (Iron ในแผนภาพสมดุล(Fe c diagram) ได้
3
carbide equilibrium diagram) 2. อธิบายแผนภาพสมดุลแสดงลักษณะการ
- แผนภาพสมดุลแสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลง เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอน

โครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอนต ่า(AISI1020) โดย ต ่า(AISI1020) โดยโครงสร้างของเหล็กกล้า
โครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอน (High Carbon Steel) คาร์บอนได้

โดยการปล่อยให้เย็นตัวให้ช้าลง 3. อธิบายแผนภาพสมดุลแสดงลักษณะการ
2. แผนภาพแสดงอุณหภูมิ เวลา และการเปลี่ยนแปลง(Time เปลี่ยนโครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอน (High
Temperature Transformation diagram ห รื อ TTT. Carbon Steel) โดยการปล่อยให้เย็นตัวให้ช้าๆ

diagram) ได้
3. แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนท์ใน 4. อธิบายลักษณะการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง

ลักษณะต่อเนื่อง(Transformation on Continuous Cooling จากออสเทนไนท์ไปเป็ นโครงสร้างต่างๆ
หรือ CCT.diagram อุณหภูมิคงที่
5. อธิบายลักษณะลักษณะการเปลี่ยนแปลง
โครงสร้างของเหล็กซึ่งเย็นตัวอย่างต่อเนื่องจาก

อุณหภูมิออสเทนไนท์จนถึงอุณหภูมิห้องได้
เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

บทน า ผู้สอน : กล่าวน าเข้าเนื้อ

การศึกษาแผนภาพสมดุลของเหล็กกล้าคาร์บอนมี เรื่อง
ความส าคัญอย่างยิ่งต่อผู้ท างานเกี่ยวกับโลหะอาจเรียกได้ว่า ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ
เป็น 1 ใน 4 ห้องของโลหะเลยก็ได้(Fe c, TTT, CCT, TIS.) จดสาระส าคัญ
3
โดยเฉพาะแผนภาพสมดุลเหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งมีความส าคัญ B 5(5)
มาก เนื่องจากเป็นเหล็กที่น ามาใช้งานอุตสาหกรรมมากที่สุด
ดังนั้นเพื่อให้เกิดความเข้าใจอย่างแท้จริง และสามารถเอา

ความรู้ไปใช้อย่างถูกต้อง ควรจะศึกษาแผนภาพสมดุลเหล็ก
กับคาร์บอนให้เข้าใจอย่างท่องแท้ ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

1. แผนภาพสมดุลเหล็กคาร์บอน – คาร์ไบด์ (Iron carbide ผู้สอน : กล่าวน าเข้าเนื้อ
equilibrium diagram) เรื่อง

เมื่อพิจารณาแผนภาพสมดุลเหล็กคาร์บอน – คาร์ไบด์ ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ
(Iron carbide equilibrium diagram) เพื่อให้เข้าใจง่ายขอ จดสาระส าคัญ
ยกตัวอย่าง AISI 1020 ซึ่ง ณ. ที่อุณหภูมิเหนือเส้น Liquids

โลหะจะมีสภาพหลอมเหลว (Liquids) โลหะหลอมเหลวจะ
เริ่มต้นเปลี่ยนแปลงกลายเป็นของแข็ง คือ เหล็กเดลต้า (Dclta
fcritc) และเมื่อเย็นตัวต่อไปจนถึงอุณหภูมิ 1492 ˚C จะเกิด

การเปลี่ยนแปลงภาคของเหล็ก คือ เหล็กหลอมเหลว + เหล็ก
เดลต้า เหล็กแกรมม่าหรือออสเทนไนท์ ซึ่ งเป็ นการ
เปลี่ยนแปลงตามปฏิกิริยาเพอริเตคติก (Paratactic reaction

transformation) และเมื่อเย็นตัวไปเรื่อยๆจนถึงอุณหภูมิA3ออ
สเทนไนท์ (Austenite)จะเริ่มต้นเปลี่ยนแปลงภาคกลายเป็น
เฟอร์ไรท์(Ferrite)และเมื่อเย็นตัวถึงอุณหภูมิA1คือ 723˚c

เหล็กจะเกิดการเปลี่ยนแปลงภาคออสเทนไนท์จะกลายเป็น B,C,E 20(25)
ของผสม(Mixture)นั้นคือออสเทนไนท์จะแตกตัวกลายเป็น

เฟอร์ไรท์(Ferrite) กับซีเมนไทต์(Cementite)ซึ่งก็คือเพิร์ลไรท์
(Pearlier)นั้นเอง การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเรียกว่า การ ผู้สอน : A1 มีอุณหภูมิ
เปลี่ยนแปลงตามปฏิกิริยายูเทคตอยย์(Eutectoid reaction เท่าไร

transformation) คือออสเทนไนท์ เฟอร์ไรท์ + ซีเมนไทต์ ผู้เรียน : ตอบค าถาม
และเทื่อเหล็กเย็นตัวไปจนถึงอุณหภูมิห้อง โครงสร้างจุลภาค เฉลย: 723 ˚C
สุดท้ายประกอบไปด้วยเฟอร์ไรท์(Ferrite)และเพิร์ลไรท์

(Pearlier)

จากแผนภาพด่านล่างเป็นแผนภูมิสมดุลเหล็กคาร์บอน(Fe
3
c diagram) ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงภาคของเหล็กตามที่กล่าวมา
ข้างต้นช่วงอุณหภูมิและเส้นแสดงการเปลี่ยนแปลงต่างๆ

เหล่านี้ส าคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงโครงสร้างตามที่
ต้องการ ดูแผนภูมิที่ 1

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

แผนภาพสมดุลเหล็ก – คาร์ไบด์ ผู้สอน : กล่าวน าเข้าเนื้อ
(Iron – Iron carbide equilibrium diagram) เรื่อง
ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ

จดสาระส าคัญ













% carbon
แผนภูมิที่ 1 สมดุลเหล็กกล้าคาร์บอน (Fe – C diagram)

2. แผนภาพสมดุลเหล็กแสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลง
โครงสร้างของเหล็กกล้า AISI1020 โดยการปล่อยให้เย็นตัว ผู้สอน : การ B,E 20(45)

ช้าๆ เปลี่ยนแปลงตามปฏิกิริยา
จากรูปที่ 2 ด้านล่างสามารถอธิบายได้ว่า การเย็นตัวลงอย่าง ยูเทคตอยย์ (Eutectoid
ช้าๆและอยู่ในสภาวะสมดุล(Metes table) แทนด้วย AISI1020 reaction transformation)

ดูในกลุ่มที่จุด X1ซึ่งเป็นรูปของโครงสร้างออสเทนไนท์ และ เป็นอย่างไร
เมื่อเย็นตัวลงถึงจุดX2ซึ่งอยู่เหนือเส้นA แต่อยู่บนเส้นA ซึ่งจะ ผู้เรียน : ตอบค าถาม
3
1
ท าให้นิเคลียสของเฟอร์ไรท์เกิดขึ้นตามขอบเกรนของออ เฉลย : ออสเทนไนท์
สเทนไนท์และเมื่ออุณหภูมิลดลงอีก เฟอร์ไรท์(Ferrite)จะ เฟอร์ไรท์ + ซีเมนไทต์
ขยายตัวไปแทรกอยู่บนเกรนของออสเทนไนท์ ซึ่งเกรนของ

เฟอร์ไรท์(Ferrite)นี้จะเรียกตามต าแหน่งที่เกิดว่า “โปรยู
เทคตอยด์เฟอร์ไรท์”

หลังจากนั้นเมื่ออุณหภูมิลดต ่าลงอีก ปริมาณของคาร์บอน

ในเฟอร์ไรท์และของออสเทนไนท์จะเพิ่ม และ เมื่ออุณหภูมิ
ลดลงใกล้เส้น A ปริมาณคาร์บอนจะยิ่งเพิ่มขึ้นอีก เราจะได้
1
ออสเทนไนท์ที่มีปริมาณของคาร์บอนเข้าใกล้ร้อยละ 0.8%

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

จนถึงอุณหภูมิ 723 ˚c จะเกิดปฏิกิริยายูเทคตอยย์จะเกิดขึ้น ผู้สอน : ซีเมนไตร์ที่มี

คือออสเทนไนท์ที่มีคาร์บอน 0.8จะเกิดการแตกตัวให้เฟอร์ คาร์บอนผสมอยู่ร้อยละ

ไรท์ที่มีคาร์บอนร้อนละ 0.025 และซีเมนไตร์ที่มีคาร์บอน เท่าไร

ร้อยละ6.67เราเรียกโครงสร้างที่รวมกันระหว่างเฟอร์ไรท์กับ ผู้เรียน : ตอบค าถาม

ซีเมนไตร์นี้ว่า “เพิร์ลไรท์” เมื่ออุณหภูมิลดลงต ่าลงผ่านเส้น เฉลย : ซี เมนไตร์ที่มี

A จนถึงอุณหภูมิห้อง เหล็ก AISI1020จะประกอบไปด้วย คาร์บอนร้อยละ 6.67
1
เฟอร์ไรท์และเพิร์ลไรท์เกิดสลับกันกระจายอยู่ทั่วไปดัง
แผนภูมิรูปที่ 2





ผู้ สอน : โครงสร้าง
สุดท้ายที่อุณหภูมิห้อง
ข อ งเห ล็ ก AISI1020 A,B,C 20(65)

ประกอบด้วยอะไรบ้าง

ผู้เรียน : ตอบค าถาม

แผนภูมิรูปที่ 2 แผนภาพสมดุยแลดงลักษณะการเปลี่ยนแปลง เฉลย : จะประกอบด้วย
โครงสร้างเหล็กกล้า AISI1020โดยการปล่อยให้เย็นตัวช้าๆ เฟอร์ไรท์และเพิร์ลไรท์

3. แผนภาพสมดุลแสดลการเปลี่ยนแปลงของเหล็กกล้า
สลับกันกระจายอยู่ทั่วไป
คาร์บอนสูง(High Carbon Steels) โดยการปล่อยให้เย็นตัว
ช้าๆ

พิจารณาจากแผนภูมิที่ 2 ด้านล่างเป็ นการแสดงการ
เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่ร้อย
ละ 1 ส าหรับเหล็กทีมีส่วนผสมคาร์บอนมากกว่าร้อยละ 0.8

ซึ่งเราเรียกว่าเหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์(Hypereutectoid
Steels) จะปรากฏปฏิกิริยาต่างๆบนแผนดังตัวอย่างของเหล็ก

High Carbon Steels ที่มีคาร์บอนผสมอยู่ 1 %ซึ่ง ณ ที่จุด 1 มี
โครงสร้างเป็ นออสเทนไนท์ (Austenite) เมื่อปล่อยให้
อุณหภูมิต ่าลงจนถึงจุด 2 ซึ่งอยู่บนเส้น Acm (Nucleases) ของ

ซีเมนไตร์ (Cementite) ปรากฏอยู่ตามบริเวณขอบเกรนของ
ออสเทนไนท์

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

อาจจะเรียกซีเมนไตร์ที่เกิดขึ้นนี้ว่า “ Pro – eutectoid หรือ ผู้สอน : กล่าวน าเข้าเนื้อ

Secondary Cementite ก็ได้ เมื่ออุณหภูมิลดลงอีกจะปรากฏ เรื่อง

ซีเมนไตร์ขยายตัวเป็นเกรนเล็กๆจับอยู่ตามขอบเกรนของออ ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ
สเทนไนท์ ทั้งนี้เนื่องจากมีออสเทนไนท์มากกว่าซีเมนไตร์ จดสาระส าคัญ

และจะอยู่ตามบริเวณขอบเกรนเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิลดลงเข้า
ใกล้เส้น A จะมีซีเมนไตร์ขึ้นคือ 3 แต่ก็ยังคงปริมาณ
1
คาร์บอนอยู่ร้อยละ 6.67 แต่มีปริมาณของออสเทนไนท์และ
คาร์บอนลดลง เมื่อเส้น A ปริมาณคาร์บอนจะลดเหลือร้อย
1
ละ 0.8 ดังนั้นปฏิกิริยายูเทคตอยด์จะเกิดขึ้น ท าให้โครงสร้าง

เพิร์ลไรท์ (Pearlite) กับซีเมนไตท์ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิลดผ่าน
จุด 4 จนถึงอุณหภูมิห้อง โครงสร้างสุดท้ายจึงประกอบไป

ด้วย (Pearlite)กับ Cementite ดังแผนภูมิที่3




A,B,C 20(85)










% Carbon


แผนภูมิที่ 3 แผนภาพสมดุลแสดงการเปลี่ยนแปลงของ
เหล็กกล้าคาร์บอนสูง(High Carbon Steels) โดยการปล่อยให้
เย็นตัวช้าๆ

4. แผนภาพแสดงอุณหภูมิ เวลา และการเปลี่ยนแปลง
(Time Temperature Transformation diagram หรือ TTT

diagram)

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

ใช้ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่ เป็นการ ผู้สอน : บรรยายเนื้อหา

เปลี่ยนแปลงอีกลักษณะหนึ่งคือ ลักษณะที่การปล่อยให้เย็น ประกอบแผ่นใส

ตัวอย่างรวดเร็วจากช่วงอุณหภูมิของออสเทนไทน์(Austenite ผู้เรียน : ฟังบรรยายและ
temperature) มาจนถึงอุณหภูมิที่ต ่ากว่าอุณหภูมิวิกฤตคือ A1 จดสาระส าคัญ ซักถาม

หรือ A3 ออสเทนไทน์เปลี่ยนแลงที่อุณหภูมิคงที่ จนกว่าจะ โน๊ต

สิ้นสุดการเลี่ยนแปลง จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นตัวถึง
อุณหภูมิห้อง ซึ่งมีออสเทนไทน์เปลี่ยนแปลงเป็นโครงสร้าง
อื่นจนสมบูรณหมดแล้ว อัตราการเย็นตัวที่เพิ่มมากขึ้นจะไม่
ส่งผลต่อโครงสร้างจนถึงอุณหภูมิห้องดังแผนภูมิที่ 4









A,B,E 10(95)



ผู้สอน : ออสไนท์จะ
สิ้นสุดการเปลี่ยนแปลง

เป็นโครงสร้างอื่นเมื่อผ่าน
เส้นใด

ผู้เรียน : ตอบค าถาม
Tim: Second 10 หรือ วินาที เฉ ล ย : เส้ น End of
transformation.

แผนภูที่ 4 แผนภาพแสดงอุณหภูมิ เวลา และการเปลี่ยนแปลง
(Time Temperature Transformation diagram ห รื อ TTT
diagram)


5. แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนท์ใน

ลักษณะต่อเนื่อง(Transformation on Continuous Cooling
หรือCCT diagram)

เนื้อหา วิธีการสอน รหัส เวลา

กิจกรรมผู้เรียน/ผู้สอน หนังสือ (นาที)

ใช้ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงแบบเย็นตัวอย่างต่อเนื่อง ผู้สอน : โครงสร้างที่

เป็นลักษณะการปล่อยให้เย็นตัวอย่างต่อเนื่องจากอุณหภูมิ อุณหภูมิห้องของเส้นการ

ออสเทนไนท์(Austenite temperature) จนถึงอุณหภูมิห้องซึ่ง เย็นตัว A1ประกอบด้วย
โครงสร้างของอุณ หภูมิออสเทนไนท์ (Austenite อะไรบ้าง

temperature) จะเกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่ต่อเนื่อง ผู้เรียน : ตอบค าถาม

เช่นเดียวกัน และจะมีลักษณะโครงสร้างเปลี่ยนแปลงได้ เฉลย : Femite + Pearlite
หลายแบบข้นอยู่กับอัตราการเย็นตัว (Cooling rate) ซึ่งจะ
แตกต่าง TTT diagram ดังแผนที่5
แผนภูมิแสดงการเย็นตัวอย่างต่อเนื่อง(C.C.T.)ของเหล็กกล้า

1038




B,C,D 10(105)














Tim: Second 10 หรือ วินาที
แผนภูมิที่ 5 แสดงการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไทน์ใน

ลักษณะต่อเนื่อง(Transformation on Cootinuoua Cooling
หรือ C.C.T. diagram)

สรุป ผู้สอน : สรุป
ผู้เรียน : สรุ ปร่วมกับ
15(120)
ผู้สอน

สรุปเนื้อหา
1. แผนภาพสมดุลเหล็กคาร์บอน – คาร์ไบต์ (Iron carbide equilibrium diagram)
เมื่อพิจารณาแผนภาพสมดุลเหล็กคาร์บอน – คาร์ไบด์ (Iron carbide equilibrium diagram) เพื่อให้เข้าใจง่ายขอ

ยกตัวอย่าง AISI 1020 ซึ่ง ฌ ที่อุณหภูมิเหนือเส้น Liquids โลหะจะมีสภาพหลอมเหลว (Liquids)
เย็นตัวตัวถึง (Liquids) โลหะจะหลอมจะเริ่มต้นเปลี่ยนแปลงภาคกลายเป็นของแข็ง คือเหล็กเดลต้า (Dclta

fcritc) และเมื่อเย็นตัวต่อไปจนถึงอุณหภูมิ 1492 C จะเกิดการเปลี่ยนแปลงภาคของเหล็ก คือ เหล็กหลอมเหลว +
เหล็กเดลต้า เหล็กแกรมม่าหรือออสเทนไนท์
เย็นตัวถึงอุณหภูมิA3ออสเทนไนท์ (Austenite) จะเริ่มต้นเปลี่ยนแปลงภาคกลายเป็นเฟอร์ไรท์ (Ferrite) และเมื่อ

เย็นตัวถึงอุณหภูมิA1คือ 723cเหล็กจะเกิดการเปลี่ยนแปลงภาคออสเทนไนท์จะกลายเป็นของผสม(Mixture) นั้น
คือออสเทนไนท์จะแตกตัวกลายเป็นเฟอร์ไรท์ (Ferrite) กับซีเมนไทต์ (Cementite) ซึ่งก็คือเพิร์ลไรท์ (Pearlier)

นั้นเอง
2. แผนภาพสมดุลเหล็กแสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเหล็กกล้า AISI1020 โดยการปล่อยให้เย็นตัว
ช้าๆ

จากรูปที่ 2 ด้านล่างสามารถอธิบายได้ว่า การเย็นตัวลงอย่างช้าๆและอยู่ในสภาวะสมดุล(Metes table) แทนด้วย
AISI1020 ดูในกลุ่มที่จุด X1ซึ่งเป็นรูปของโครงสร้างออสเทนไนท์ เมื่ออุณหภูมิต ่าผ่านเส้นA จนถึงอุณหภูมิห้อง
1
เหล็ก AISI1020จะประกอบด้วยเฟอร์ไรท์และเพิร์ลไรท์เกิดสลับกันกระจายอยู่ทั่วไป
3. . แผนภาพสมดุลแสดลการเปลี่ยนแปลงของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง(High Carbon Steels) โดยการปล่อยให้เย็น
ตัวช้าๆ

พิจารณาจากแผนภูมิที่ 2 ด้านล่างเป็นการแสดงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่
ร้อยละ 1 ส าหรับเหล็กทีมีส่วนผสมคาร์บอนมากกว่าร้อยละ 0.8 ซึ่งเราเรียกว่าเหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์

(Hypereutectoid Steels) จะปรากฏปฏิกิริยาต่างๆบนแผนดังตัวอย่างของเหล็ก High Carbon Steels ที่มีคาร์บอน
ผสมอยู่ 1 %ซึ่ง ณ ที่จุด 1 มีโครงสร้างเป็นออสเทนไนท์ A1ปริมาณคาร์บอนจะลดเหลือร้อยละ 0.8ดังนั้นปฏิกิริยา
ยูเทคตอยด์จะเกิดขึ้น ท าให้โครงสร้างเพิร์ลไรท์ (Pearlite) กับซีเมนไทต์ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิลดผ่านจุด 4 จนถึง

อุณหภูมิห้อง โครงสร้างสุดท้ายจึงประกอบไปด้วย (Pearlite) กับ Cement it
4.แผนภาพแสดงอุณหภูมิ เวลา และการเปลี่ยนแปลง(Time Temperature Transformation diagram หรือ TTT

diagram
ใช้ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่ เป็นการเปลี่ยนแปลงอีกลักษณะหนึ่งคือ ลักษณะที่การปล่อยให้
เย็นตัวอย่างลวดเร็วจากช่วงอุณหภูมิของออสเทนไทน์(Austenite temperature) มาจนถึงอุณหภูมิที่ต ่ากว่าอุณหภูมิ

วิกฤตคือ A1 หรือ A3 ออสเทนไทน์เปลี่ยนแลงที่อุณหภูมิคงที่ จนกว่าจะสิ้นสุดการเลี่ยนแปลง จากนั้นจึงปล่อยให้
เย็นตัวถึงอุณหภูมิห้อง
5. แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนท์ในลักษณะต่อเนื่อง(Transformation on Continuous

CoolingหรือCCT diagram)
ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงแบบเย็นตัวอย่างต่อเนื่อง เป็นลักษณะการปล่อยให้เย็นตัวอย่างต่อเนื่องจาก

อุณหภูมิออสเทนไนท์(Austenite temperature) จนถึงอุณหภูมิห้อง