e-book นักจัดการในอุตสาหกรรมอบชุบโลหะด้วยความร้อน

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

ดงึ แกเ่ หลก็ มากขนึ้ สามารถรวมตวั กบั คารบ์ อนเปน็ คาร์ไบด์ไดง้ า่ ยมาก ดงั นนั้ จงึ ปรบั ปรงุ คณุ สมบตั ิ
ในการตดั โลหะ (Cutting) ของเหล็กไฮสปดี ได้ดขี นึ้ เพม่ิ ความต้านทานต่อการกดั กร่อน (Corrosion
Resistance) แกเ่ หล็ก อย่างไรก็ตาม เหล็กท่ีมีโมลิบดนิ ่ัมสูงจะตีข้ึนรปู ยาก
12. ไนโตรเจน (Nitrogen) สัญลักษณท์ างเคมี คอื N
ขณะทำ�ไนไตรดิ้ง (Nitriding) ไนโตรเจนจะรวมตัวกับธาตุบางชนิดในเหล็ก เกิดเป็น
สารประกอบไนไตรด์ ซงึ่ ทำ�ให้ผวิ งานมคี วามแข็งสูงมาก ต้านทานการสึกหรอได้ดี
13. นิกเกลิ (Nickel) สัญลกั ษณท์ างเคมี คอื Ni
เปน็ ตวั ทเี่ พมิ่ ความทนทานตอ่ แรงกระแทกของเหลก็ ดงั นน้ั จงึ ใชผ้ สมในเหลก็ ทจ่ี ะน�ำ ไปชบุ
แขง็ ทผ่ี วิ ใช้ผสมกบั โครเมยี ม ทำ�ให้เหลก็ ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี ไมเ่ ป็นสนิมงา่ ย ทนความรอ้ น
14. ออกซเิ จน (Oxygen) สญั ลกั ษณท์ างเคมี คือ O
ออกซเิ จนเป็นอันตรายตอ่ เหลก็ ทัง้ นีข้ ึน้ อยกู่ บั ชนดิ สว่ นผสม รปู รา่ ง และการกระจายตัว
ของสารประกอบทเ่ี กดิ จากออกซเิ จนนน้ั ออกซเิ จนท�ำ ใหค้ ณุ สมบตั เิ ชงิ กล โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ ความ
ตา้ นทานแรงกระแทกลดลง (ตามแนวขวาง) และเปราะยิ่งขึ้น
15. ตะก่วั (Lead) สญั ลกั ษณท์ างเคมี คือ Pb
เหล็กฟรแี มชชีนนิง่ (Free-Machining Steel) มตี ะกัว่ ผสมอยูป่ ระมาณ 0.20 - 0.50 % โดย
ตะกัว่ จะเป็นอนภุ าคละเอยี ด กระจายตัวอย่างสม�่ำ เสมอภายในเนื้อเหลก็ เมือ่ นำ�ไปกลงึ หรือตัดแต่ง
ด้วยเคร่ืองมือกล ทำ�ให้ข้ีกลึงขาดง่าย จึงทำ�ให้ตัดแต่งได้ง่าย ตะก่ัวไม่มีผลกระทบต่อคุณสมบัติ
เชงิ กลของเหลก็
16. ฟอสฟอรสั (Phosphorus) และก�ำ มะถนั (Sulphur) สญั ลกั ษณท์ างเคมี คอื P และ S ตามล�ำ ดบั
เป็นตัวทำ�ลายคุณสมบัตขิ องเหล็ก แตม่ กั ผสมอยู่ในเนอ้ื เหล็กโดยไม่ไดต้ ัง้ ใจ ต้องพยายาม
ให้มนี อ้ ยทส่ี ุดเท่าทจ่ี ะเปน็ ไปได้ มกั จะเรียกสารเหลา่ นีว้ า่ สารมลทนิ (Impurities) เหลก็ เกรดสูงจะ
ตอ้ งมฟี อสฟอรัสไม่เกิน 0.03 - 0.05 % ส่วนกำ�มะถนั จะทำ�ใหเ้ หล็กเกดิ Red Shortness จงึ แตก
เปราะงา่ ย โดยทัว่ ไปจงึ จำ�กัดปรมิ าณก�ำ มะถันในเหลก็ ไม่เกิน 0.025 หรือ 0.03 % ยกเวน้ เหลก็
ฟรแี มชชนี นิ่ง (Free Machining) ที่เตมิ ก�ำ มะถันถึง 0.30 % เพื่อใหเ้ กิดซลั ไฟดข์ นาดเลก็ กระจาย
ทว่ั เนอ้ื เหลก็ ท�ำ ให้ขี้กลึงขาดงา่ ย จึงตดั แตง่ ด้วยเคร่อื งมอื กลไดง้ า่ ย
17. ซลิ ิคอน (Silicon) สญั ลกั ษณ์ทางเคมี คือ Si
ซิลคอนจะปรากฏในเหล็กทุกชนิด เน่ืองจากสินแร่เหล็กมักมีซิลิคอนผสมอยู่ด้วยเสมอ
ซิลิคอนไม่ใช่โลหะ แต่มีสภาพเหมือนโลหะ ใช้เป็นตัวทำ�ให้เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ่ิง (Oxidizing)

48

หนวย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

ทำ�ให้เหล็กแข็งแรงและทนทานต่อการเสยี ดสีไดด้ ีขึ้น เพ่มิ คา่ แรงดึงทจี่ ดุ คราก (Yield Point) ของ
เหลก็ ใหส้ ูงขน้ึ มาก ดงั นน้ั จึงใชผ้ สมในการทำ�เหล็กสปรงิ (Spring Steels) ชว่ ยท�ำ ใหเ้ หลก็ ทนทาน
ตอ่ การตกสะเกด็ (Scale) ทอี่ ณุ หภมู สิ งู ไดด้ ี จงึ ใชผ้ สมในเหลก็ ทนความรอ้ น เหลก็ กลา้ ทมี่ ซี ลิ คิ อน
สูงจะมีเกรนหยาบ
18. ไทเทเนียม (Titanium) สัญลกั ษณ์ทางเคมี คอื Ti
ไทเทเนยี มเปน็ โลหะทแ่ี ขง็ มาก ท�ำ ใหเ้ กดิ คาร์ไบด์ไดด้ ี เปน็ ธาตผุ สมทสี่ �ำ คญั ในเหลก็ สเตนเลส
เพ่อื ป้องกนั การผุกร่อนตามขอบเกรน นอกจากนัน้ ไทเทเนยี มยงั ชว่ ยทำ�ให้เหลก็ มเี กรนละเอียด
19. วาเนเดียม (Vanadium) สญั ลกั ษณท์ างเคมี คือ V
ทำ�ให้เหล็กทนต่อความร้อนได้ดี เพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็ก โดยไม่ทำ�ให้คุณสมบัติใน
การเช่ือม และการดงึ เสียไป ท�ำ ให้เหล็กมเี นื้อละเอยี ด รวมตัวกบั คาร์บอนท่ีเป็นคาร์ไบด์ได้ง่าย จึง
ท�ำ ใหท้ นทานตอ่ การสกึ กรอ่ น มกั จะผสมในเหลก็ ขน้ึ รปู รอ้ น (Hot Working Steels) และเหลก็ ไฮสปดี
20. ทงั สเตน (Tungsten) สัญลักษณท์ างเคมี คือ W
สามารถรวมตวั กบั คารบ์ อนเปน็ คาร์ไบด์ ทแี่ ขง็ มาก จงึ ทำ�ใหเ้ หลก็ ท่ีผสมทงั สเตนมีความ
แขง็ มาก หลังจากผ่านการอบชบุ จงึ ใช้ท�ำ พวกเคร่อื งมือคม (Cutting Tools) ต่าง ๆ ท�ำ ให้เหล็ก
เหนียวข้นึ และปอ้ งกันไมไ่ หเ้ หลก็ เกิดเนื้อหยาบ เน่อื งจากการทเ่ี กรนขยายตัว เพ่มิ ความทนทาน
ต่อการเสยี ดสีของเหลก็ ดงั น้นั จงึ นยิ มเติมทงั สเตนในเหล็กไฮสปีด (Hi-Speed) และเหลก็ ท่ีต้อง
อบชบุ แขง็ โดยทัว่ ไป

วัตถุประสงค์ในการนำ�ธาตุต่าง ๆ มาผสมในเนื้อเหล็ก

1. เพื่อใหส้ ามารถทนตอ่ แรงกระแทกได้สงู
2. เพอ่ื รักษาความแขง็ ของผิวใหท้ นต่อการสกึ หรอหรือการตดั
3. เพื่อเพม่ิ ความตา้ นทานต่อการเปลยี่ นแปลงทางเคมี
4. เพอ่ื เพมิ่ สมบัตทิ างเชิงกลในการใชง้ านทีอ่ ณุ หภูมิสูงหรือต�่ำ
5. เพือ่ เพ่ิมความแขง็ แรงในการบั ภาระ (Load)
6. เพื่อรกั ษาความสามารถในการแปรรูปบนเคร่ืองจักรไดด้ ี
7. เพ่ือเพ่ิมสมบตั ทิ างเชงิ กล ตลอดจนการควบคมุ องคป์ ระกอบซึง่ มผี ลตอ่ ความสามารถใน
การชบุ แขง็ และเพิ่มความเหนยี ว

49

หนวย 1 หนวย 2 หนว ย 3

โครงสร้างทางจุลภาคของโลหะ

โครงสร้างจุลภาค (microstructure) คอื สภาพหรือลักษณะของพื้นผวิ ทป่ี รากฏของชนิ้ งาน
ทผี่ า่ นการเตรยี มเพ่ือการตรวจสอบภายใตก้ ล้องจลุ ทรรศน์ ณ ก�ำ ลังขยายสงู กวา่ 25 เท่า ในทาง
ปฏิบตั ิ โครงสร้างจุลภาคของโลหะมกั จะประกอบไปด้วยเกรน (Grain) และเฟสตา่ งๆ ซึง่ หากเปน็
เน้ือหลักจะเรียกว่า เมทริกซ์ (Matrix) แต่หากเป็นก้อนเล็กๆ ในเน้ือหลักจะเหมาเรียกรวมๆว่า
อนภุ าค (Particle)
เหตผุ ลในการวเิ คราะห์โครงสร้างและส่วนผสมทางเคมีของโลหะมีหลายประการ ได้แก่
1. เพือ่ ศึกษากลไกลการเกิดโครงสรา้ งจุลภาค และความสัมพันธร์ ะหวา่ งโครงสรา้ งจุลภาค
กับสมบัติตา่ งๆ ของโลหะ
2. เพ่อื ตรวจสอบและยนื ยนั ระดับคุณภาพของชิ้นงาน
3. เพอ่ื วิเคราะหค์ วามเสียหายที่อาจเกดิ ข้นึ กับช้นิ งานในระหว่างการใชง้ าน
4. เพื่อการท�ำ วศิ วกรรมยอ้ นรอยช้นิ สว่ นท่ีผลติ จากโลหะชนดิ หน่ึงๆ
โครงสร้างจุลภาคสามารถเปลี่ยนแปลงตามปจั จยั อะไรไดบ้ ้าง
โครงสร้างจุลภาคและส่วนผสมทางเคมีอาจเปลี่ยนแปลงไปในขั้นตอนต่างๆ นับตั้งแต่เร่ิม
การผลติ จนถงึ การใชง้ าน ซงึ่ ปัจจัยที่มผี ลกระทบได้แก่ เรมิ่ จากขบวนการผลติ ซ่งึ ในท่ีน้ีจะขอกลา่ ว
ถึงผลกระทบของขบวนการผลิตต่อโครงสร้างจุลภาคและส่วนผสมทางเคมีพอเป็นตัวอย่างเท่านั้น
เชน่
- การหลอ่ โลหะ(Casting) อตั ราการเยน็ ตวั ของน�้ำ โลหะเปน็ ปจั จยั หลกั ทสี่ �ำ คญั ประการหนงึ่ ทก่ี �ำ หนด
ความหยาบหรอื ความละเอยี ดของโครงสรา้ งจลุ ภาค รวมทง้ั เฟสตา่ งๆ ทอ่ี าจเกดิ ขน้ึ ได้ เชน่ น�ำ้ โลหะ
ยิ่งเยน็ ตัวเร็ว จะไดโ้ ครงสรา้ งทเ่ี ล็กละเอยี ดย่งิ ขน้ึ โดยลักษณะการกระจายตัวของธาตุผสมและสาร
มลทินจะแตกต่างกนั ออกไป หรือ ถา้ ท�ำ ใหน้ ้ำ�เหลก็ ซง่ึ ปกตแิ ลว้ เยน็ ตัวช้าๆ จะไดเ้ หล็กหลอ่ เทา แต่
ถ้าเกดิ การเยน็ ตวั อย่างรวดเรว็ มากเพียงพอ กจ็ ะได้เหล็กหล่อขาว เนอ่ื งจากคารบ์ อนแยกตวั ออก
มาไม่ทัน จึงรวมตวั กบั เหล็กเกดิ เป็นเหลก็ คาร์ไบด์ เป็นต้น
- การขน้ื รูปโดยใชแ้ รงทางกล (Deformation processing) ลกั ษณะของการรับแรงจากการรดี เปน็
แผน่ (Rolling) การทุบข้นึ รูป (Forging) การดงึ เปน็ เส้น (Wire drawing) การอดั รดี (Extrusion)
การกดลกึ ข้ึนรูปหรอื ลากขึน้ รูป (Deep drawing) จะทำ�ใหเ้ กรนไหลตัว (flow) แตกตา่ งกันไปตาม
แนวแรง นอกจากนเ้ี ครงสร้างจลุ ภาคยงั ขึ้นกับอุณหภมู ิที่ใชใ้ นการข้ึนรูปด้วยเชน่ กนั ว่าการข้นึ รูป
นั้นเปน็ แบบรอ้ น (Hot deformation) หรอื เย็น (Cold deformation)

50

หนว ย 1 หนว ย 2 หนวย 3

- การอบชุบ (Heat treatment) ทำ�ให้โครงสร้างจุลภาคและการกระจายตัวของธาตุผสมแตกต่างกนั
ไปตามวัตถุประสงค์ของการอบชุบน้ันๆ เช่น การอบโฮโมจิไนซ์ (Homogenization) เพ่ือให้
อะลมู เิ นยี มผสมมสี ว่ นผสมทางเคมสี ม�่ำ เสมอทว่ั ทง้ั ชนิ้ งาน หรอื การอบชบุ เหลก็ กลา้ เพอ่ื ความแขง็
แรง เป็นการปรบั เปล่ียนโครงสร้างจลุ ภาคใหเ้ ป็นมาร์เทนไซตห์ รอื เทมเปอร์มารเ์ ทนไซต์ เป็นต้น
- การใชง้ าน ในระหวา่ งการใชง้ านโครงสรา้ งจลุ ภาคและสว่ นผสมทางเคมขี องโลหะอาจเปลยี่ นแปลง
ไปได้ เนอ่ื งจากสาเหตหุ ลายประการ เชน่
1. ความรอ้ น ถา้ หากโลหะตอ้ งรบั ความรอ้ นเปน็ เวลานานๆ เกรนจะเกดิ การโต(Graingrowth)
และอนภุ าคต่างๆ อาจเพิม่ ขนาด (Particle coarsening) ซงึ่ มกั จะส่งผลใหโ้ ลหะช้นิ น้นั มสี มบตั ทิ าง
กลดอ้ ยลง
2. สารเคมี ถา้ หากผิวโลหะสมั ผัสกับสารเคมี กอ็ าจเกดิ สนิม หรือสญู เสียธาตผุ สมทสี่ �ำ คัญ
บางตวั ไป เช่น การสญู เสียสงั กะสีของผิวทองเหลอื ง (Dezincification) เป็นตน้
3. แรงทางกล โลหะทีร่ บั แรงนานๆ อาจเกดิ การบดิ เบย้ี วเสียรปู ถ้าแรงนนั้ กระท�ำ กลบั ไป
กลับมากอ็ าจเกดิ ความล้า และถ้าผวิ ของโลหะถกู เสียดสกี จ็ ะเกิดการสึกหรอขนึ้ ได้
โครงสร้างจลุ ภาค เทคนคิ ที่ใชว้ เิ คราะห์โครงสรา้ งจลุ ภาคอาจเรยี กรวมๆ ได้เป็นเทคนคิ ทาง
จลุ ทรรศน์ (Microscopy) ซ่ึงหลกั ๆ ประกอบไปดว้ ย กล้องจุลทรรศนแ์ บบแสง (Optical micros-
copy ; OM), กล้องจลุ ทรรศนอ์ เิ ลก็ ตรอนแบบสแกนนงิ (Scanning electron microscopy ; SEM)
และ กลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ เิ ล็กตรอนแบบทรานสมิชชนั (Transmission electron microscopy ; TEM)
สว่ นผสมทางเคมี ถา้ หากเป็นสว่ นผสมในระดบั มหาภาค (Macroscopic) หรอื สว่ นผสมของ
ทั้งกอ้ น เทคนคิ ทนี่ ยิ มใช้ไดแ้ ก่ อมิ ชิ ชนั สเปกโทรเมทรี (Emission spectrometry) เอกซ์เรย์ฟูออ
เรสเซนส์ (X-ray fluorescence, XRF) แตถ่ ้าหากเป็นสว่ นผสมในระดับจุลภาค เทคนิคทส่ี ามารถ
ใช้ศกึ ษา เชน่ Energy Dispersive Spectrometry ; EDS) และ Wavelength dispersive spec-
trometry ; WDS เปน็ ตน้
สมบตั ทิ างกล สมบตั ทิ างกลในระดบั จลุ ภาคทรี่ จู้ กั กนั ดี ไดแ้ ก่ ความแขง็ ระดบั จลุ ภาค(Micro
hardness) ซ่ึงมหี นว่ ยเป็น (ไมโคร) วกิ เกอร์ (Vickers) และนปู (Knoop) ทัง้ นี้ในปัจจบุ ันเริ่มมกี าร
วดั ความแข็งในระดบั นาโนทเี่ รียกว่า การทดสอบความแข็งในระดับนาโน (Nano hardness test)

51

หนวย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

แผนภาพสมดุลเหล็ก-คาร์บอน

เฟสไดอะแกรมของเหล็ก-คาร์บอน (Iron-carbon phase diagram) คือแผนผังแสดง
โครงสร้างของเหล็กกล้าที่ผสมกับคาร์บอนในปริมาณท่ีแตกต่างกัน และเกิดการเปลี่ยนแปลงข้ึน
ตามการเปลีย่ นไปของอณุ หภมู ิ

รูปท่ี 2.1 แผนภาพเฟสไดอะแกรมของเหลก็ -คารบ์ อน
(ทมี่ า : www.thummech.com)

จากเฟสไดอะแกรมของเหล็ก-คารบ์ อน จะบ่งบอกถงึ โครงสร้างเหลก็ ทอ่ี ยู่ในอุณหภมู ิต่าง ๆ
ได้ ถา้ เราทราบเปอรเ์ ซ็นตข์ องคารบ์ อนทมี่ าผสม โดยสามารถคิดได้จากไดอะแกรม หรอื สามารถ
หาเหล็กกล้าท่อี ยู่ในรูปแบบเฟอร์ไรต์, เพลิ ไลต์, ซเี มนต์ไต, ออสเตนไนต์ หรือรปู แบบอื่น ๆ ที่เกิด
จากการผสมผสานกันของรูปแบบต่าง ๆ
จากท่กี ลา่ วเหล่าน้ี ในขั้นตอนแรกก่อนทจ่ี ะอ่านผงั ไดอะแกรม จะต้องทราบส่ิงตา่ ง ๆ เหล่า
นเ้ี สยี ก่อน ไดแ้ ก่
- อณุ หภูมิของเหลก็ กลา้
- เปอรเ์ ซน็ ตข์ องคาร์บอนในเหลก็ กลา้
- เสน้ ทางเดนิ ของเหลก็ ทผ่ี ่านการปรับสภาพทางความร้อน
ในรปู ผงั ไดอะแกรมจะมเี สน้ ทส่ี �ำ คญั อยสู่ องเสน้ ทแ่ี สดงในไดอะแกรมเหลก็ -คารบ์ อน เสน้ ลา่ งคอื
แนวเสน้ อณุ หภมู ขิ องการเปลย่ี นรปู ดา้ นต�ำ่ (Lower transformation temperature line) สว่ นเสน้ บนคอื
เสน้ แนวเสน้ อณุ หภมู ขิ องการเปลย่ี นรปู ดา้ นสงู (Upper transformation temperature line) ณ แนว
เสน้ อณุ หภมู ขิ องการเปลย่ี นรปู ดา้ นต�ำ่ เหลก็ จะเรม่ิ ตน้ การเปลย่ี นรปู ไปเปน็ ออสเตนไนต์ สว่ นทเ่ี หนอื
แนวเสน้ อณุ หภมู ขิ องการเปลย่ี นรปู ดา้ นสงู เหลก็ เกดิ การเปลย่ี นรปู เปน็ ออสเตนไนตบ์ รสิ ทุ ธ์ิ ทง้ั หมด

52

หนวย 1 หนวย 2 หนวย 3

แผนภาพแสดงการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิคงที่เทียบเวลา
(Time-temperature transformation diagram, TTT)

แผนภาพการเปล่ียนเฟสที่อุณหภูมิคงท่ี (Isothermal Transformation Diagram) หรือ
แผนภาพ I-T (I-T diagram) บางครง้ั นยิ มเรียกวา่ แผนภาพ TTT (Time-temperature-transfor-
mation diagram) เป็นการศึกษาการเปลย่ี นเฟสของออสเทนไนต์ท่อี ณุ หภมู คิ งที่ที่ต�ำ่ กวา่ อุณหภมู ิ
วิกฤต ทั้งนี้เพ่ือทำ�ให้รู้ว่าออสเทนไนต์มีการเปล่ียนแปลงสภาพไปเป็นเฟสอ่ืนหรือโครงสร้างอื่น
อยา่ งไร ใชเ้ วลาเท่าไร และเมอื่ สิน้ สดุ การเปล่ียนแปลงแล้วจะไดโ้ ครงสร้างหรอื เฟสใด
การศกึ ษาการเปลย่ี นแปลงของออสเทนไนตก์ ระท�ำ โดยการเตรยี มชน้ิ ทดสอบของเหลก็ ทเี่ รา
ต้องการทราบการเปลี่ยนแปลงของเฟส โดยลักษณะของช้ินงานจะมีรูปร่างแบนที่มีความหนาไม่
มากนัก เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนเฟสได้อย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ จำ�นวนช้ินทดสอบจะมีหลายชิ้น
เพ่ือทดสอบการเปล่ียนแปลงที่เวลาต่างๆท่ีไม่เท่ากัน นำ�ช้ินทดสอบแต่ละชิ้นไปให้ความร้อนจน
กลายเป็นเฟสออสเทนไนต์ทุกชิ้น จากนั้นนำ�ออกมาจุ่มลงในอ่างเกลือหลอมเหลวท่ีมีอุณหภูมิตำ่�
กหวล่าออมุณเหหลภวูมทิว่ีเิกวลฤาตตห่ารงือๆตกำ่�ันกวจ่าาเสก้นนั้นAนcำ�1ออในกแมผาจนุ่มภใานพนเำ้�ฟเสย็นFeแ-ลF้วeน3Cำ�ไปทว้ิงัดชค้ินวทาดมสแอขบ็งไแวล้ใะนตอร่าวงจเสกอลบือ
โครงสร้าง นำ�ข้อมูลของโครงสร้างท่ีได้จากช้ินทดสอบแต่ละชิ้นมาสร้างกราฟ โดนแกนตั้งเป็น
เปอร์เซ็นต์ของโครงสร้าง และแกนนอนเป็นเวลาในการจุ่มชิ้นทดสอบไว้ในอ่างเกลือหลอมเหลว
โดยแกนนอนจะใช้สเกลลอ็ ค ดงั แสดงในรปู กราฟท่ีไดจ้ ะมลี ักษณะเปน็ เสน้ โค้งคลา้ ยตวั S เรียก
กราฟน้วี า่ เส้นโคง้ การเปลี่ยนเฟสทอ่ี ุณหภมู ิคงที่ (isothermal-transformation curve)

รปู ที่ 2.2 เสน้ โค้งการเปลย่ี นเฟสทอ่ี ุณหภูมคิ งทข่ี องเหลก็ กล้า AISI 1080 ทอี่ ุณหภมู ิ 700oC
(ท่ีมา : หนังสอื วัสดุวิศวกรรม)

เส้นโค้งการเปล่ียนเฟสท่ีอุณหภูมิคงที่จะถูกนำ�มาสร้างเป็นแผนภาพ I-T ดังแสดงในรูปที่
โดยน�ำ เส้นโคง้ ไว้ด้านบน จากนัน้ ท่จี ดุ เริม่ ต้น จดุ สนิ้ สุด และจดุ ที่มีการเปลย่ี นโครงสรา้ ง 50% ลาก
เสน้ ลงมาดา้ นล่าง ตัดกบั เส้นอุณหภูมิทที่ ำ�การจุ่มแช่ช้ินทดสอบไวใ้ นอา่ งเกลือ เมือ่ น�ำ เสน้ โค้งทกุ

53

หนวย 1 หนวย 2 หนวย 3

เสน้ มาถา่ ยจุดเร่มิ ต้นและจดุ สน้ิ สดุ ลงเรยี บร้อยแลว้ ทำ�การลากเส้นผา่ นจดุ ตา่ งๆ จะไดเ้ สน้ โคง้ ข้ึน
มาใหม่ ซงึ่ เรยี กว่า แผนภาพ I-T หรือบางคร้ังเรียกวา่ แผนภาพ TTT (TTT diagram)

รูปท่ี 2.3 การสร้างแผนภาพ I-T (I-T diagram) โดยใช้เส้นโคง้ การเปลย่ี นเฟสทอ่ี ุณหภมู คิ งที่
(ทมี่ า : หนังสอื วัสดุวศิ วกรรม)

การเปลี่ยนเฟสจากออสเทนไนต์เป็นเพิร์ลไลต์
(Transformation of Austenite to Pearlite)

การเปล่ยี นแปลงจากออสเทนไนต์ไปเป็นเพิร์ลไลต์เกิดจากปฏิกิริยายูเทกตอยด์ โดยมีส่วน
ผสมของคารบ์ อนท่ี 0.7% โครงสรา้ งเพริ ล์ ไลตป์ ระกอบไปดว้ ยเฟอร์ไรตแ์ ละซเี มนไทตส์ ลบั กนั เปน็
ลกั ษณะชน้ั บางๆซอ้ นทบั กนั เราสามารถศกึ ษาการเปลย่ี นเฟสจากออสเทนไนต์ไปเปน็ เพริ ล์ ไลต์ได้
จากรปู ท่ี เสน้ โคง้ ABCD เปน็ เสน้ แสดงกระบวนการอบชบุ แบบอณุ หภมู คิ งทข่ี องเหลก็ ยเู ทกตอยด์
จากจดุ A เหลก็ ยเู ทกตอยดม์ เี ฟสเปน็ ออสเทนไนต์ จากนน้ั ท�ำ ใหเ้ ยน็ ตวั อยา่ งรวดเรว็ ลงมาทจ่ี ดุ B ซง่ึ
ยงั คงเปน็ เฟสออสเทนไนตอ์ ยู่ ทง้ิ ไวท้ อ่ี ณุ หภมู นิ ้ี ปลอ่ ยใหเ้ วลาผา่ นไปถงึ จดุ C (เวลาประมาณ 3.5
วนิ าท)ี ซง่ึ เปน็ เสน้ เรม่ิ ตน้ การเกดิ โครงสรา้ งเพริ ล์ ไลตแ์ ละปลอ่ ยใหเ้ วลาผา่ นไป ปรมิ าณเพริ ล์ ไลตจ์ ะ
เพม่ิ ขน้ึ จนถงึ จดุ D (เวลาประมาณ 15 วนิ าท)ี ซง่ึ เปน็ จดุ สน้ิ สดุ การเปลย่ี นแปลงจากออสเทนไนต์ไป
เปน็ เพริ ล์ ไลต์ เฟสออสเทนไนตจ์ ะหมดไป โครงสรา้ งท่ไี ดห้ ลงั จากผา่ นจดุ D จะเปน็ เพริ ล์ ไลตท์ ง้ั หมด

54

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

รูปท่ี 2.4 การเปลีย่ นแปลงโครงสรา้ งจากออสเทนไนต์
เปน็ เพริ ล์ ไลต์ของเหล็กยูเทกตอยด์บนแผนภาพ I-T
(ท่ีมา : หนงั สือวัสดุวศิ วกรรม)

โดยปกตแิ ลว้ ทอี่ ณุ หภมู ิใกลๆ้ กบั อณุ หภมู ยิ เู ทกตอยด์ การเปลยี่ นแปลงออสเทนไนต์ไปเปน็
เพิร์ลไลต์จะได้โครงสร้างเพิร์ลไลต์ท่ีหยาบ แต่หากอุณหภูมิลดตำ่�ลงมา จะทำ�ให้ขนาดโครงสร้าง
ของเพริ ล์ ไลตม์ คี วามละเอยี ด ดงั แสดงในรปู ทเ่ี ปน็ เชน่ นเี้ พราะอณุ หภมู ทิ ล่ี ดลงท�ำ ใหอ้ ตั ราการแพร่
ของอะตอมลดลงไปด้วย สง่ ผลใหช้ ั้นของเฟอร์ไรต์และซเี มนไทต์บางและส้ันลง

รปู ท่ี 2.5 โครงสร้างเพิร์ลไลต์ทเ่ี กดิ จากการเปลยี่ นแปลงทอ่ี ุณหภมู ิ (ก) 700oC (ข) 660oC
ที่อุณหภูมิต่ำ�โครงสร้างเพริ ล์ ไลต์จะละเอียดขนึ้ (ก�ำ ลงั ขยาย x 1,500)
(ท่มี า : หนงั สอื วัสดุวิศวกรรม)

การเปลี่ยนเฟสจากออสเทนไนต์เป็นเบนไนต์
(Transformation of Austenite to Bainite)

การเปลย่ี นแปลงจากโครงสรา้ งออสเทนไนต์ไปเปน็ โครงสรา้ งเบนไนต์ (bainite) จะพจิ ารณา
ได้จากแผนภาพ I-T เช่นเดยี วกบั โครงสร้างเพริ ์ลไลต์ การเกดิ โครงสรา้ งเบนไนตจ์ ะเกดิ ทอี่ ุณหภูมิ
ต�่ำ กวา่ อณุ หภมู ทิ เ่ี กดิ โครงสรา้ งเพริ ล์ ไลต์ พจิ ารณาจากแผนภาพI-T ลกั ษณะเสน้ โคง้ การเปลย่ี นแปลง

55

หนวย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

เฟสจะมลี กั ษณะคลา้ ยตวั C บริเวณปลายสว่ นโคง้ ของตวั C (ทจี่ ุด N) จะเรยี กว่า จมกู หรือ โนส
(nose) ซง่ึ เปน็ จดั แบง่ การเปลย่ี นแปลงระหวา่ งโครงสรา้ งเพริ ล์ ไลตแ์ ละเบนไนต์ โดยทอี่ ณุ หภมู เิ หนอื
จมกู ขน้ึ ไป ออสเทนไนต์จะเปลย่ี นไปเป็นเพิรล์ ไลต์ (ชว่ งอุณหภูมิ 540 – 727oC) และทอี่ ณุ หภูมิที่
ต�ำ่ กว่าจมกู ออสเทนไนตจ์ ะเปลี่ยนไปเปน็ เบนไนต์ (ช่วงอณุ หภมู ิ 215 – 540oC)

รูปที่ 2.6 แผนภาพ I-T ของเหลก็ ยูเทกตอยด์ท่ีประกอบไปด้วยการเปลยี่ นจากออสเทนไนต์ไปเป็น
เพริ ์ลไลต์ (A-P) จากออสเทนไนต์ไปเป็นเบนไนต์ (A-B)
(ทีม่ า : หนังสอื วัสดุวิศวกรรม)

ลักษณะโครงสร้างของเบนไนต์จะแตกต่างกันตามระดับอุณหภูมิท่ีมีการเปลี่ยนแปลงอย่าง
คงท่ี โดยทอี่ ณุ หภมู สิ งู ใกลๆ้ จมกู โครงสรา้ งของเบนไนตจ์ ะมลี กั ษณะคลา้ ยขนนก(featherybainite)
ดังแสดงในรูป (ก) บางคร้งั เรยี กโครงสร้างน้วี า่ อปั เปอรเ์ บนไนต์ (upper bainite) สว่ นอุณหภมู ิต�่ำ
กว่าจมกู ลงมามากๆ โครงสรา้ งเบนไนตจ์ ะมลี กั ษณะคลา้ ยเขม็ ซึ่งเรียกว่า เบนไนตร์ ูปเขม็ หรือ โล
เวอรเ์ บนไนต์ ดงั แสดงในรปู (ข) และเนอ่ื งจากโครงสรา้ งเบนไนตจ์ ะไมส่ ามารถมองเหน็ ไดด้ ว้ ยกลอ้ ง
ท่ีมีกำ�ลังขยายตำ่�ๆ หากต้องการดูส่วนประกอบในรายละเอียดของโครงสร้าง จะต้องใช้กล้องที่มี
กำ�ลังขยายทส่ี ูงมาก โดยในรปู (ค) เปน็ ภาพที่มีก�ำ ลงั ขยาย 15,000 เท่าของโครงสร้างเบนไนตร์ ูป
เขม็ ทเ่ี กดิ จากการเรยี งตวั สลบั กนั ระหวา่ งโครงสรา้ งซเี มนไทตท์ เี่ ปน็ แผน่ เลก็ ๆ สลบั กนั กบั เฟอร์ไรต์
ท่ีเป็นโครงสร้างแบบเข็ม

56

หนวย 1 หนว ย 2 หนวย 3

รปู ท่ี 2.7 (ก) โครงสร้างเบนไนตแ์ บบขนนก (ข) โครงสรา้ งเบนไนตแ์ บบเขม็ (โครงสรา้ งรูปเข็มสีด�ำ )
(ค) โครงสร้างเบนไนต์ท่ีก�ำ ลงั ขยาย 15,000 เท่า
(ทมี่ า : หนงั สือวสั ดวุ ศิ วกรรม)

การเปลี่ยนเฟสจากออสเทนไนต์เป็นมาร์เทนไซต์
(Transformation of Austenite to Martensite)

การเปลี่ยนเฟสออสเทนไนต์ด้วยอัตราการเย็นตัวท่ีสูงหรือเย็นตัวอย่างรวดเร็ว จะทำ�ให้
โครงสรา้ งทเ่ี รยี กวา่ มารเ์ ทนไซต์ (martensite) ซงึ่ เปน็ โครงสร้างที่เกดิ จากการเย็นตวั ในสภาวะที่
ไมส่ มดุล ทำ�ให้กลไกการแพร่ของอะตอมคาร์บอนในออสเทนไนต์เกิดขนึ้ ไมไ่ ด้ เนือ่ งจากมีเวลาไม่
เพียงพอ โครงสร้างมาร์เทนไซต์ในเหล็กกล้าเป็นโครงสร้างกึ่งเสถียร ซึ่งประกอบด้วยสารละลาย
ของแขง็ เกนิ จดุ อ่ิมตัวแบบย่งิ ยวดในโครงสร้างเฟอร์ไรต์
ลกั ษณะโครงสรา้ งมารเ์ ทนไซตจ์ ะแตกตา่ งกนั ตามปรมิ าณของคารบ์ อนทผี่ สมอยู่ หากปรมิ าณ
คารบ์ อนผสมอยนู่ อ้ ย โครงสร้างมารเ์ ทนไซตจ์ ะเป็นแบบแผ่นบางท่เี รียกว่า มารเ์ ทนไซต์แบบแผน่
หากปริมาณคารบ์ อนมาก ลกั ษณะโครงสร้างมาร์เทนไซต์จะมรี ปู รา่ งคล้ายเขม็ แหลม

รปู ท่ี 2.8 (ก) โครงสรา้ งมาร์เทนไซต์แบบแผ่น ของเหลก็ กล้าคารบ์ อน 0.2% (ข) มารเ์ ทนไซตแ์ บบเข็ม
ของเหล็กกล้าคาร์บอน 1.2%
(ทีม่ า : หนังสือวัสดุวศิ วกรรม)

57

หนวย 1 หนว ย 2 หนวย 3

การเปลย่ี นแปลงจากออสเทนไนต์ไปเปน็ มารเ์ ทนไซตน์ นั้ เปน็ การเปลย่ี นแปลงในสภาวะไม่
สมดุล จงึ ไมส่ ามารถตรวจสอบการเปลย่ี นแปลงได้จากแผนภาพ Fe-FeoC แต่สามารถใช้แผนภาพ
I-T ได้ มารเ์ ทนไซตเ์ กดิ ขนึ้ จากการเปลย่ี นแปลงท่ีไมม่ กี ระบวนการแพร่ และเกดิ ขนึ้ อยา่ งทนั ทที นั ใด
ดงั นน้ั ลกั ษณะการเกิดจงึ ไมเ่ หมอื นปฏกิ ิริยาที่เกิดโครงสร้างเพริ ล์ ไลตแ์ ละเบนไนต์ การเริ่มตน้ เกดิ
โครงสร้างมารเ์ ทนไซต์จะเรม่ิ จากเส้นในแนวนอน คือ เส้น M (start) ซ่ึงเรยี กว่า เสน้ เร่มิ ต้นเกิด
มารเ์ ทนไซต์ จากนนั้ จะมเี สน้ ประอกี 2 เสน้ ต�ำ่ ลงมา โดยเสน้ M(50%) คอื เสน้ ทอี่ อสเทนไนตเ์ ปลย่ี น
เป็นมาร์เทนไซต์ 50% และเสน้ M (90%) ก็คือเสน้ ท่มี มี ารเ์ ทนไซต์ 90% อุณหภูมิทีท่ ำ�ให้เกิดมาร์
เทนไซต์จะแตกต่างกันไปตามชนิดของส่วนผสมที่มีอยู่ในเหล็กกล้า เส้นในแนวนอนท่ีแสดงการ
เปล่ียนแปลงของมาร์เทนไซต์น้ีจะไม่ขึ้นกับเวลาหรือเป็นอิสระจากเวลา แต่จะขึ้นกับอุณหภูมิ
ท่ที ำ�การชบุ หรอื ท�ำ ให้เยน็ ตัวอยา่ งรวดเร็วเทา่ น้ัน การเปล่ยี นแปลงแบบนเี้ รียกว่า การเปลีย่ นเฟส
แบบไมต่ อ้ งการความรอ้ น
พจิ ารณาทแ่ี ผนภาพI-T ของเหลก็ ยเู ทกตอยด์ในรปู ท่ี หากปลอ่ ยใหเ้ หลก็ เยน็ ตวั อยา่ งรวดเรว็
จากอุณหภมู ิเหนือ 727oC ลงมาถึง 165oC และคงไว้ทีอ่ ณุ หภูมนิ ้ี ออสเทนไนตจ์ ะเปลี่ยนไปเป็น
มาร์เทนไซตเ์ พียง 50% และจะไมเ่ กิดการเปลีย่ นแปลงอีกหากไมล่ ดอุณหภมู ิลง เหล็กทมี่ ีธาตผุ สม
อื่นๆ นอกจากคาร์บอน เช่น โครเมียม นิกเกลิ โมดิบดนี มั และทังสเตน ธาตุเหล่านี้จะมีผลต่อการ
เปลยี่ นแปลงต�ำ แหนง่ และรูปรา่ งของเสน้ โคง้ ตา่ งๆ ในแผนภาพ I-T ซึง่ ประกอบดว้ ย (1) จะเลือ่ น
จมูกของเสน้ โคง้ I-T ออกไปทางขวามอื (2) จะมีการแยกสว่ นการเกิดเบนไนตอ์ อกไปอยู่ต่างหาก

รูปที่ 2.9 แผนภาพ I-T
ทส่ี มบรู ณข์ อง
เหลก็ ยเู ทกตอยด์ :
A (ออสเทนไนต)์ ,
B (เบนไนต)์ ,
M(มารเ์ ทนไซต์),
P(เพริ ล์ ไลต)์
(ท่มี า : หนังสือวัสดุวิศวกรรม)

58

หนว ย 1 หนว ย 2 หนวย 3

รปู ท่ี 2.10
แผนภาพ I-T ของเหล็กกล้า
ผสม AISI 4340 : s (เร่ิมตน้ )
(start), f (สิน้ สดุ ) (finish)
แผนภาพแสดงการเปลี่ยน
เฟสเมือ่ เกิดการเย็นตัวตอ่
เนอื่ ง (Continuous Cooling
Transformation Diagram,
CCT)
(ที่มา : หนงั สอื วัสดุ
วิศวกรรม)

ในกระบวนการอบชบุ โลหะ โดยทั่วไปแลว้ มักจะไม่กระทำ�กนั ทอ่ี ุณหภูมิคงท่ี สว่ นใหญ่แล้ว
การเย็นตัวที่ให้กับโลหะจะเป็นการเย็นตัวท่ีรวดเร็วและต่อเนื่องจากอุณหภูมิสูงลงมาที่อุณหภูมิตำ่�
ดงั นัน้ แผนภาพ I-T ทม่ี สี ภาวะเหมาะสมกับการเปลย่ี นแปลงทอี่ ุณหภมู คิ งท่ี จำ�เป็นตอ้ งมกี ารปรับ
เปล่ียนใหม่ให้มีความเหมาะสมกับการเปล่ียนแปลงท่ีมีการเย็นตัวอย่างต่อเนื่อง โดยเวลาท่ีใช้ใน
การเริ่มตน้ และสิน้ สดุ การเปล่ยี นเฟสตา่ งๆ จะชา้ กวา่ เดมิ ดังนัน้ เสน้ โคง้ I-T จงึ มกี ารเล่ือนออกไป
ทางขวามอื เพื่อเพมิ่ เวลาและลดอณุ หภูมิให้ติ �ำ่ ลงมา ดังแสดงในรูปท่ี 2.11 ซึ่งเปน็ แผนภาพ I-T
ของเหลก็ กล้ายูเทกตอยด์ ทเี่ ปลี่ยนแปลงเสน้ โค้ง I-T จากเดมิ ทเ่ี ปน็ เสน้ ทึบบางไปเป็นเส้นทึบหนา
ซึ่งเป็นเส้นโค้งที่แสดงการเริ่มต้นและส้ินสุดการเปลี่ยนเฟสเส้นใหม่ เราเรียกแผนภาพใหม่ที่ได้ว่า
แผนภาพการเปลี่ยนเฟสท่ี (CCT diagram) การเย็นตัวอย่างต่อเนื่อง (continuous cooling
transformation diagram) หรอื เรยี กสั้นๆ ว่า แผนภาพ CCT

59

หนวย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

รูปท่ี 2.11 เส้นโคง้ การเปลย่ี น
เฟสทีอ่ ณุ หภมู คิ งท่แี ละการเย็น
ตวั อยา่ งตอ่ เนอ่ื งของเหลก็ กลา้
ยเู ทกตอยด์
(ท่มี า : หนงั สอื วสั ดวุ ศิ วกรรม)

จากแผนภาพ CCT จะเหน็ วา่ จมกู ของเสน้ โคง้ CCT จะเลอื่ นต�ำ่ ลงไปทางขวามอื โดยอณุ หภมู วิ กิ ฤต
ที่สัมผัสกับจมูกของเส้นโค้งจะมีค่า 140oC/sec ซ่ึงเป็นอัตราการเย็นตัวที่ช้ากว่าในแผนภาพ I-T
ภายในแผนภาพ CCT จะไม่ปรากฏขอบเขตท่ีมกี ารเปล่ยี นแปลงของออสเทนไนต์ไปเปน็ เบนไนต์
เนอ่ื งจากวา่ เบนไนต์จะไมเ่ กดิ ขนึ้ จากการเย็นตัวอย่างต่อเนอื่ งในเหลก็ ชนิดนี้

สมบัติทางกลของวัสดุ

สมบัตทิ างกล (Mechanical Properties) หมายถึง พฤติกรรมทวี่ สั ดุแสดงออกมาเมือ่ มแี รง
ภายนอกมากระท�ำ เม่ือมแี รงภายนอกมากระทำ� วสั ดุจะเกดิ การเปลีย่ นรูปและแสดงพฤตกิ รรมให้
เราเหน็ ได้แก่ ความแขง็ แรง ความแข็ง หรอื ความเหนยี ว เปน็ ต้น

60

หนวย 1 หนวย 2 หนว ย 3

เหลก็ กลา้ เปน็ เหลก็ ทม่ี คี ณุ สมบตั ทิ างกลหลากหลายเหมาะแกก่ ารใชง้ านในหลายดา้ นหลายประเภท
เนอื่ งจากเหลก็ กลา้ มโี ครงสรา้ งเนอื้ ภายในทส่ี ามารถปรบั ปรงุ คณุ สมบตั ติ รงกบั ความตอ้ งการใชง้ าน
ได้ไม่ยากนัก ซึ่งการปรับปรุงอาจใช้กรรมวิธีเติมธาตุผสมบางอย่างเข้าไปหรือการปรับปรุงโดย
กรรมวธิ กี ารอบชุบทางความร้อน หรอื กรรมวิธอี น่ื ๆ เชน่ การดดั แปลงรปู ทรง (Work Hardening)
ดงั นนั้ การทจ่ี ะไดม้ าซงึ่ คณุ สมบตั ทิ างกลท่ีโดดเดน่ และเหมาะสมแกก่ ารใชง้ าน ไดร้ บั อทิ ธพิ ลมาจาก
กรรมวิธีและกลไกการเปล่ยี นแปลงทางโครงสรา้ งเปน็ ส�ำ คญั
การเผาเหล็กให้ร้อนแดงแล้วจุ่มลงในสารชุบ เพื่อให้อุณหภูมิลดลงอย่างฉับพลัน ซ่ึงมีผล
ท�ำ ใหโ้ ครงสรา้ งภายในของโลหะเกดิ การเปลยี่ นแปลงและสง่ ผลใหโ้ ลหะมคี ณุ สมบตั เิ ปลย่ี นแปลงไป
จากเดมิ (กอ่ นชบุ ) การชบุ จะชว่ ยเพมิ่ ความแขง็ แรงใหแ้ กเ่ หลก็ ไมน่ อ้ ยกวา่ การเตมิ โลหะอนื่ ๆเขา้ ไป
ตัวอย่างเช่น เหลก็ กล้าทมี่ คี ารบ์ อน 0.4% หลังจากน�ำ ไปทำ�การชุบแล้วมคี วามแข็งแรงกวา่ เหลก็
ชนิดเดยี วกันแตม่ โี ลหะอื่นๆ ผสมอยูถ่ งึ 2.73% แล้วน�ำ ไป Normalized อย่างไรก็ตามการชบุ ไม่ใช่
เพียงแต่เป็นวิธีการเพิ่มความแข็งแรงให้แก่เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับ
เหลก็ กลา้ ผสมอกี ดว้ ย ซง่ึ จะมีความแข็งแรงและแข็งย่งิ ข้นึ เมอ่ื ผ่านกระบวนการชบุ
ธาตุท่ีมีบทบาทมากคือธาตุคาร์บอน ปริมาณคาร์บอนในเหล็กจะมีความสัมพันธ์กับความ
แขง็ สูงสดุ ที่เราสามารถจะทำ�ใหเ้ หลก็ น้นั แข็งขึ้นได้ เหลก็ จะมคี วามเครียดมากและเปราะมาก ดงั
นนั้ มักจะน�ำ ไป Temper ก่อนท่จี ะน�ำ ไปใช้งาน การ Temper คอื การนำ�เหล็กไปเผาท่ีอณุ หภูมคิ ่อน
ขา้ งตำ่� แลว้ ปลอ่ ยให้เย็นตวั ในอากาศ หลังจาก Temper แล้ว เหลก็ จะออ่ นตวั ลงเลก็ นอ้ ย และมี
ความเหนียวขน้ึ มาก เน่ืองจากลดความเครียดทเี่ กิดขน้ึ จากการเยน็ ตัวอย่างรวดเร็วของโลหะลง

การชุบแข็ง (Hardening)

หมายถงึ การชบุ เพ่ือให้เหลก็ มคี วามแข็งข้ึน ความแขง็ ของเหลก็ ท่ีผ่านการชุบ ข้นึ อยู่กบั
สองสิ่ง คอื
1. ปรมิ าณ Carbon ในเหลก็ กล่าวคือ ถา้ มีมาก โอกาสทจี่ ะเปลีย่ นเป็น มาร์เทนไซตก์ ย็ ิง่ งา่ ย และ
ทำ�ให้เกดิ ปรมิ าณของมารเ์ ทนไซต์ง่าย
2. อตั ราความเรว็ ในการชบุ กลา่ วคอื ยงิ่ เยน็ เรว็ ๆ โอกาสทอ่ี อสเทนไนท์ จะเปลย่ี นเปน็ มารเ์ ทนไซต์
ก็มีมาก ในทางตรงขา้ มถ้าเยน็ ช้าๆ ออสเทนไนท์จะเปลยี่ นเปน็ เฟอร์ไรท์ กบั ซีเมนไตตห์ มด

การอบคืนตัว (Tempering)

เหล็กภายหลังจากการชุบแข็งจะมีโครงสร้างส่วนใหญ่ประกอบด้วย Martensite และ

61

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

Austenite ถา้ เปน็ เหลก็ คารบ์ อนสงู จะมีProeutectoidCementite กระจดั กระจายอยทู่ ว่ั ไป นอกจาก
นเ้ี หลก็ ทผ่ี า่ นการชบุ แขง็ จะเกดิ ความเครยี ดภายใน เนอื่ งมาจากอตั ราการเยน็ ตวั ทเ่ี รว็ จากอณุ หภมู ิ
สูง คุณสมบตั ขิ องเหล็กตามลักษณะท่กี ล่าวจะมคี วามแขง็ สูง แต่จะขาดคณุ สมบตั ิด้านความเหนยี ว
ไม่ทนต่อแรงกระแทก (Poor impact strength) และความเครียดภายในทเี่ กิดขึ้นจะมสี ว่ นท�ำ ให้ชนิ้
งานบดิ งอ หรอื อาจเกดิ การแตกรา้ วในขณะใชง้ านได้ ดงั นนั้ เหลก็ ทผ่ี า่ นการชบุ แขง็ กอ่ นน�ำ ไปใชง้ าน
ควรจะตอ้ งน�ำ มาท�ำ การอบคนื ตวั เพอื่ คลายความเครยี ดภายในใหห้ มดไป หรอื เหลอื นอ้ ยทสี่ ดุ และ
ในขณะเดียวกันจะท�ำ ให้ Martensite แตกตวั ใหโ้ ครงสรา้ งกงึ่ สมดลุ (Temperd Martensite) ซึ่งจะ
มผี ลอยา่ งกว้างขวางตอ่ คณุ สมบัติของเหล็ก เช่น ความแขง็ ลดลง แตค่ วามเหนยี วจะสงู ข้นึ

การชุบแข็งเฉพาะผิว (Surface Hardening)

การชุบแข็งพื้นผิว เป็นการชุบแข็งเพ่ือให้ได้ความแข็งเฉพาะตามบริเวณผิวเท่านั้น ส่วน
เนื้อเหล็กภายใตผ้ ิวแขง็ จนถงึ ใจกลางยงั คงเปน็ เน้อื เหลก็ เดิม ซ่งึ มคี วามเหนยี วสูง ความมงุ่ หมาย
กเ็ พอ่ื ตอ้ งการให้เหล็กทนตอ่ การสึกหรอในขณะใช้งาน ทนตอ่ แรงบดิ หรอื แรงกระแทกอยา่ งรุนแรง
ไดด้ โี ดยไมแ่ ตกหกั นบั เปน็ กรรมวธิ ชี บุ แขง็ เหลก็ ทมี่ สี ว่ นดกี วา่ การชบุ แขง็ เพราะการชบุ แขง็ ไดค้ วาม
แข็งที่ผวิ สูง แต่จะสูญเสยี ความเหนยี วของเหล็ก ส่วนการท�ำ Tempering จะช่วยเพิ่มความเหนยี ว
ได้ แต่จะสูญเสยี ความแขง็ ดังน้ันจะเห็นวา่ การชบุ แขง็ พนื้ ผิว นับว่าเปน็ กรรมวิธชี บุ แขง็ ทม่ี ีความ
สนใจมากในดา้ นความประหยัด และได้ชนิ้ สว่ นเครอื่ งจักรกลท่ดี มี ีคุณภาพ พรอ้ มท้ังความแขง็ ผิว
และความเหนยี ว ตวั อยา่ งชนิ้ สว่ นเครอ่ื งจกั รกลทน่ี ยิ มท�ำ การชบุ แขง็ ผวิ ไดแ้ ก่ เพลาขอ้ เหวย่ี ง เพลา
ราวลน้ิ เฟอื งเกยี ร์ เป็นต้น

สมบัติทางเคมีของวัสดุเมื่อผ่านการอบชุบโลหะด้วยความร้อน

สมบัติทางเคมี (chemical properties) เป็นสมบัติท่ีสำ�คัญของวัสดุซึ่งจะบออกลักษณะ
เฉพาะตวั ที่เกย่ี วกบั โครงสรา้ งและองคป์ ระกอบของธาตตุ ่าง ๆ ที่เปน็ วสั ดนุ ั้น ตามปกติสมบัตนิ จ้ี ะ
ทราบไดจ้ ากการทดลองในหอ้ งปฏบิ ตั กิ ารเทา่ นนั้ การเปลยี่ นแปลงทางเคมหี รอื การเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคม ี
จะมสี ารใหมเ่ กดิ ขน้ึ เสมอ และมสี มบตั แิ ตกตา่ งไปจากเดมิ เชน่ การเกดิ สนมิ การเผาไหมเ้ ชอ้ื เพลงิ
เป็นต้น
คณุ สมบตั ขิ องธาตุตา่ ง ๆ ท่ีส�ำ คัญเมอ่ื ผสมลงไปในเหล็กท่ที ำ�การอบชุบ
1. คารบ์ อน เป็นตัวที่สำ�คัญทส่ี ดุ ทจ่ี ะต้องมีผสมอยู่ในเน้ือเหลก็ มคี ณุ สมบตั ิท�ำ ใหเ้ หลก็ แข็ง
หลังจากผา่ นกระบวนการอบชบุ ดว้ ยความร้อน และใช้เป็นตวั ไลซ่ ลั เฟอร์ซงึ่ เปน็ ตัวที่ไม่ต้องการใน
เนื้อเหลก็ ออก ในขณะหลอมทำ�ให้เหลก็ ชบุ แข็งงา่ ยขน้ึ เน่อื งจากเปน็ ตวั ลดอตั ราการเยน็ ตัว ท�ำ ให้

62

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

เหล็กทนทานแรงดึงได้มากขึ้นเพ่ิมสัมประสิทธ์ิการขยายตัวของเหล็กเม่ือถูกความร้อน แต่จะลด
คณุ สมบัติในการเป็นตัวนำ�ไฟฟ้าและความรอ้ น
2. อะลูมิเนียม เป็นตัวท่ีนิยมใช้เป็นตัวไล่แก๊สมากท่ีสุด ผสมเล็กน้อยในเหล็ก ทำ�ให้เนื้อ
ละเอียดขึ้นใช้ผสมลงในเหล็กที่จะนำ�ไปผ่านกระบวนการอบชุบแข็งโดยวิธีไนไต ท้ังนี้เน่ืองจาก
อะลเู นยี มสามารถรวมตวั กบั ไนโตรเจนเปน็ สารทแ่ี ขง็ มาก ใชผ้ สมลงในเหลก็ ทนความรอ้ นบางชนดิ
เพือ่ ใหต้ า้ นทานต่อการตกสะเก็ดไดด้ ีขน้ึ
3. โครเมยี ม ท�ำ ใหเ้ หลก็ อบชบุ ไดง้ ่ายขนึ้ เพราะลดอตั ราการเยน็ ตัวลงอยา่ งมาก สามารถ
ชบุ ในน�้ำ มนั หรอื อากาศได้ เพมิ่ ความแขง็ ใหเ้ หลก็ แตล่ ดความทนทานตอ่ แรงกระแทกลง โครเมยี ม
ทผี่ สมในเหลก็ จะรวมตวั กบั คารบ์ อนเปน็ สารประกอบพวกคาร์ไบดซ์ งึ่ แขง็ มาก ดงั นน้ั จงึ ท�ำ ใหเ้ หลก็
ทนทานต่อแรงเสียดสี บริเวณที่เป็นรอยคมไม่สึกง่าย ทำ�ให้เหล็กเกิดเป็นสนิมได้ยาก เพ่ิมความ
แขง็ แรงของเหล็กที่ใชง้ านที่อณุ หภูมสิ ูง เพิม่ ความทนทานตอ่ การกดั กร่อนของสารต่าง ๆ ได้ดขี ้ึน
4. ทังสเตน สามารถรวมตัวกบั คารบ์ อนเปน็ คาร์ไบดท์ ี่แข็งมาก ทำ�ใหเ้ หล็กท่ผี สมทังสเตน
มีความแข็งมากหลังจากผา่ นการอบชบุ จงึ ใชท้ ำ�พวกเครอื่ งมือมีคมตา่ ง ๆ ท�ำ ให้เหล็กเหนียวข้ึน
และป้องกนั ไม่ใหเ้ หล็กเกิดเนอ้ื หยาบเพิ่มความทนทานตอ่ การเสยี ดสีของเหลก็
5. โมลิบดมิ ่ัม ปกตมิ กั จะใช้ผสมรวมกับธาตอุ ื่น ๆ เป็นตัวลดอัตราการเย็นตัว ท�ำ ให้อบชุบ
ง่ายข้นึ ป้องกนั การเปราะขณะคืนตวั ทำ�ให้เหล็กมเี นอ้ื ละเอียด เพิม่ ความทนทานต่อแรงดึงแก่
เหลก็ มากข้นึ สามารถรวมกับคารบ์ อนเปน็ คาร์ไบด์ได้งา่ ยมาก ดงั น้นั จึงปรบั ปรงุ คุณสมบตั ิในการ
ตดั โลหะของเหล็กไฮสปดี ได้ดีขึน้ เพ่มิ ความตา้ นทานตอ่ การกัดกร่อนแก่เหลก็
6. แวนนาเดียม ทำ�ให้ทนต่อความร้อนได้ดี เพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็ก โดยไม่ทำ�ให้
คุณสมบตั ิในการเชือ่ มการดึงยึดเสียไป ทำ�ให้เหล็กมเี น้อื ละเอียด รวมตวั กบั คารบ์ อนเปน็ คาร์ไบด์
ได้งา่ ย จึงท�ำ ใหท้ นทานต่อการสกึ กรอ่ นมกั จะผสมในเหลก็ ทนความรอ้ นและเหลก็ ไฮสปดี
7. นิกเกลิ เป็นตัวทเ่ี พิม่ ความทนทานต่อแรงกระแทกของเหลก็ ดังนั้นจึงใช้ผสมในเหล็กที่
จะนำ�ไปชุบแขง็ ท่ีผวิ ใชผ้ สมกับโครเมียมท�ำ ใหเ้ หล็กทนทานตอ่ การกัดกรอ่ นได้ดี ไมเ่ ป็นสนมิ ง่าย
ทนความร้อนได้ดี
8. โคบอลต์ ไมท่ �ำ ใหเ้ กดิ สารคาร์ไบดแ์ ตส่ ามารถปอ้ งกนั ไม่ใหเ้ หลก็ เกดิ เนอื้ หยาบทอี่ ณุ หภมู ิ
สงู ดงั นนั้ จงึ ชว่ ยปรบั ปรงุ ใหเ้ หลก็ มคี วามแขง็ และแขง็ แรงทอ่ี ณุ หภมู สิ งู ดว้ ยเหตนุ จี้ งึ ใชผ้ สมในเหลก็
ทนความรอ้ น และเหล็กไฮสปีด
9. ซลิ คิ อน ใชเ้ ปน็ ตัว oxidizing agent ทำ�ให้เหล็กแข็งแรงและทนทานต่อการขัดสไี ดด้ ีขน้ึ
เพ่มิ คา่ แรงดงึ ทจี่ ดุ ยืดของเหลก็ ใหส้ ูงข้นึ มาก ดังนั้นจึงใชผ้ สมในการท�ำ เหล็กสปรงิ ช่วยทำ�ใหเ้ หล็ก

63

หนว ย 1 หนว ย 2 หนวย 3

ทนทานต่อการตกสะเก็ดทีอ่ ณุ หภมู สิ งู ไดด้ ี จงึ ใช้ผสมในเหลก็ ทนความร้อน
10. ฟอสฟอรสั และซัลเฟอร์ เปน็ ตัวทำ�ลายคุณสมบัตขิ องเหล็ก แต่มักผสมอยู่ในเน้อื เหลก็
โดยไมไ่ ด้ตั้งใจ ตอ้ งพยายามใหม้ นี อ้ ยทส่ี ุด

2.2 กระบวนการอบชุบโลหะทางความร้อนด้วยเตา (Furnace)

โดยทว่ั ไปเตาอบชบุ จะมอี ณุ หภมู ิใชง้ านอยู่ในชว่ ง 600-1200oC ผนงั เตาดา้ นนอกสดุ ท�ำ ดว้ ย
เหลก็ ส่วนภายในเตาจะเรียงด้วยอิฐทนไฟและแผน่ ฉนวนกันความร้อน เพ่ือให้เตาสามารถใช้งาน
ไดท้ นทานและเกดิ การสญู เสียความร้อนใหน้ อ้ ยทส่ี ุด
1. อณุ หภมู ขิ องเตาเผา ขนึ้ อยกู่ บั อณุ หภมู ทิ ตี่ อ้ งการใชข้ องวสั ดุ เวลาทจี่ ะเผาและอณุ หภมู จิ งึ มคี วาม
แตกต่างระหวา่ งตัวก�ำ เนดิ ความรอ้ นและวสั ดุ
2. ปริมาตรภายในเตาเผา ปริมาณภายในของเตาจะต้องมีความสัมพันธ์กันระหว่างอุณหภูมิและ
กำ�ลังไฟฟา้
3. ก�ำ ลังไฟฟา้ สามารถค�ำ นวณได้จากความร้อนที่ต้องการใช้ ตอ่ หน่วยเวลา รวมทงั้ ความร้อนท่ี
สญู เสยี การคำ�นวณค่าความรอ้ นท่ตี ้องการ หาได้จากความตอ้ งการความรอ้ นของวสั ดทุ ้งั หมดใน
เตา พิจารณารวมกบั ประสทิ ธิภาพของเตา โดยมีการเผอื่ การสญู เสียความร้อนเพอ่ื ใหไ้ ด้ความร้อน
ตามท่ตี อ้ งการ
4. คา่ ความรอ้ นทผ่ี นงั เตา เมอ่ื เลอื กขดลวดความรอ้ นแลว้ ปจั จยั ส�ำ คญั ทพี่ จิ ารณา คอื อณุ หภมู สิ งู สดุ
ของขดลวดความร้อนและขนาดพื้นที่หนา้ ตดั ซงึ่ ส่งผลโดยตรงตอ่ อายุการใชง้ านเตา
5. คา่ ความรอ้ นท่ีผวิ ของตวั ต้านทาน การเพมิ่ อุณหภมู ิของขดลวดความรอ้ นจะทำ�ใหค้ า่ ความร้อน
ทผ่ี วิ เพมิ่ มากขน้ึ แตถ่ า้ เพม่ิ อณุ หภมู ขิ องขดลวดความรอ้ นสงู เกนิ ไปกจ็ ะท�ำ ใหข้ ดลวดความรอ้ นเกดิ
การหลอมเหลวขนึ้ ได้ ดงั นน้ั คา่ ความรอ้ นทผี่ วิ ของตวั ตา้ นทานควรจะสมั พนั ธก์ บั อณุ หภมู สิ งู สดุ ของ
ขดลวดความรอ้ นและขนาดของกระแส ปรมิ าณของกระแสเปน็ สง่ิ ส�ำ คัญ ควรเลอื กค่าความรอ้ นที่
ผวิ ของตัวตา้ นทานให้สมดลุ ทส่ี ุดระหวา่ งอายุการใชง้ าน

64

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

2.3 กระบวนการอบชุบโลหะด้วยวิธีอินดักชั่น (Induction)

อนิ ดกั ชน่ั (Induction) เปน็ การใหค้ วามรอ้ นแกผ่ วิ งานโดยอาศยั หลกั การเหนย่ี วน�ำ ทางไฟฟา้
ซงึ่ สามารถใหค้ วามรอ้ นไดเ้ รว็ งานสะอาด สามารถก�ำ หนดความลกึ ของชนั้ ผวิ แขง็ ชนิ้ งานไมส่ มั ผสั
กับแหล่งที่ให้ความรอ้ นโดยตรง และสามารถเลอื กต�ำ แหนง่ ทจี่ ะให้ความร้อนไดต้ ามความตอ้ งการ
การชบุ ผวิ แขง็ แบบอินดักชนั่ (Induction Hardening) ใชห้ ลกั การใช้ความรอ้ นเพ่ือใหเ้ หลก็
เปลี่ยนโครงสร้างเฉพาะบริเวณผิว จากน้ันจึงทำ�ให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วโดยการฉีดหรือจุ่มด้วยนำ้�
ความรอ้ นไดจ้ ากขดลวดเหนีย่ วน�ำ ซงึ่ ท�ำ ด้วยทอ่ ทองแดง ภายในมนี �้ำ ไหลสำ�หรบั การหลอ่ เยน็ ขด
ลวดมกี ระแสสลบั ความถสี่ งู ท�ำ ใหเ้ กดิ การเหนยี่ วน�ำ กลายเปน็ กระแสไหลวนวง่ิ ทผี่ วิ ชนิ้ งาน คา่ ความ
แข็งผิวและชั้นลึกขึ้นอยู่กับค่าความถี่ ขนาดกำ�ลังเครื่อง เวลาให้ความร้อน สารชุบและชนิดของ
เหล็ก
การชบุ แขง็ วิธีน้ีมักใชว้ ธิ ีท�ำ ชนิ้ ตอ่ ชิน้ สามารถชุบผิวแข็งไดด้ ีกบั ชน้ิ ส่วนขนาดเลก็ และใหญ่
ความแข็งลกึ ส่วนใหญท่ ี่ไดอ้ ยู่ในช่วง 0.5-7 mm สามารถชบุ เฉพาะจดุ ที่ต้องการได้ดี เหลา้ กล้าท่ี
สามารถชบุ แข็งดว้ ยวธิ นี ้ีไดต้ อ้ งมีคาร์บอนไมน่ อ้ ยกว่า 0.3% งานโลหะท่ีทำ�ด้วยเหล็กกลา้ คาร์บอน
ปานกลาง หรือเหล็กกล้าผสมที่มีปริมาณคาร์บอนปานกลางข้ึนไปท่ีต้องการผิวแข็ง และเน้ือใน
เหนียวสามารถกระทำ�ไดโ้ ดยการชุบแขง็ ดว้ ยวธิ ีอินดักชน่ั โดยนำ�มาน�ำ มาชบุ ทีป่ ระมาณ 850 องศา
เซลเซียส ชนิ้ งานทแ่ี นะนำ�ให้ชบุ แข็งด้วยวธิ ีอินดกั ชั่นได้แก่
- ระบบกำ�ลังส่ง : เพลาข้อเหวย่ี ง เพลาลูกเบ้ียว เพรารถยนต์ เพลากำ�ลงั สง่ พลาสไปรน์
universal joint เฟอื งบา่ วาล์ว แกนล้อ และสลกั เกลียว ฯลฯ
- เครือ่ งมือกล: แทน่ เครอื่ งกลงึ เฟอื งสง่ ก�ำ ลงั และเพลา ฯลฯ
- อะไหลเ่ คร่อื งมือต่างๆ: ปากคมี คอ้ น ลูกรีด สลกั รถแทรคเตอร์ ฯลฯ
- เพลาขอ้ เหวยี่ ง
- เพลารถยนต์
- เฟือง
การชบุ แข็งด้วยวิธอี ินดักช่นั มกั จะใชค้ วามถต่ี ้งั แต่ 1000 Hz ขนึ้ ไป เครอื่ งอินดกั ชั่นส�ำ หรบั
การชุบแข็งจึงมีทั้งชนิดความถ่ีปานกลาง และความถี่สูง เครื่องอินดักช่ันมีความถี่ต้ังแต่10-200
kHZ ก�ำ ลังไฟฟ้า 10-250 kW สามารถชบุ ไดต้ ั้งแตข่ นาดเล็กจนถึงเฟอื งขนาดใหญ่

65

หนวย 1 หนวย 2 หนว ย 3

2.4 การอ่านและอธิบายแบบสั่งงานในการอบชุบโลหะด้วยความร้อน

สัญลกั ษณ์เบอื้ งต้นในงานอุตสาหกรรม
1. ความหมายของสญั ลักษณ์
สัญลักษณ์ หมายถงึ ส่ิงท่ีใชแ้ ทนความเขา้ ใจ ซึง่ เปน็ มาตรฐานสากล ในงานเขยี นแบบจงึ
ได้กำ�หนดมาตรฐานสากลเพ่ือช่วยให้เข้าใจรายละเอียดแบบงาน ชัดเจนย่ิงขึ้นโดยไม่ต้องอธิบาย
การน�ำ ผวิ งานผ่านกระบวนการทำ�งานมาแล้ว เชน่ ตะไบ กลงึ กดั มาส่องดดู ้วยแว่นขยาย จะเห็น
ว่า ผิวช้ินงานนั้นขรุขระเป็นรูปคลื่น ชิ้นงานใดมีลูกคลื่นสูงแสดงว่าชิ้นงานนั้นมีผิวหยาบ ความ
หยาบ ละเอียดของผวิ งานน้ีมผี ลกระทบตอ่ งานอย่างมาก ดังนั้นผ้เู ขียนแบบจงึ กำ�หนดสญั ลักษณ์
ลงในผิวงานเพือ่ งา่ ยตอ่ การทำ�งานและการอา่ นแบบ
2. สญั ลกั ษณค์ วามหยาบละเอียดของผวิ งาน
ผวิ ช้นิ งานทผี่ า่ นการะบวนการผลิตด้วยกรรมวธิ ตี า่ ง ๆ เช่น งานหล่อ งานรดี งานกดอัดข้นึ
รูป และ งานขน้ึ รูปดว้ ยเครอ่ื งมือกล (งานกดั งานกลึง งานเจยี ระไน ฯลฯ) เมอ่ื มองด้วยสายตาเรา
จะเหน็ วา่ ผวิ ของชนิ้ งานมคี วามเรยี บ แตเ่ มอื่ น�ำ มาขยาย กจ็ ะพบวา่ ผวิ งานเหลา่ นนั้ ขรขุ ระเปน็ คลนื่
สงู -ต่�ำ ไม่เทา่ กัน โดยเฉพาะถ้าผิวของช้ินงานใดมีความสูง-ต่ำ�แตกต่างกันมาก แสดงวา่ ผิวของช้นิ
งานนน้ั มคี วามหยาบของผวิ มาก แตถ่ า้ ผวิ ของชน้ิ งานใดมคี วามสงู -ต�ำ่ นอ้ ย กแ็ สดงวา่ มคี วามหยาบ
ของผิวนอ้ ยและละเอียดมากกว่า ซงึ่ ความหยาบละเอยี ดของผิวงานน้ีจะมคี วามจะเป็นส�ำ หรบั งาน
ทต่ี อ้ งการความละเอยี ดสงู โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ การผลติ ชน้ิ สว่ นของเครอ่ื งจกั รกลบางชนดิ เชน่ ตลบั
ลูกปืน เปน็ ต้น แต่ส�ำ หรบั ชน้ิ งานบางชนดิ อาจจะไมม่ ีความจ�ำ เปน็ ที่จะตอ้ งระบคุ วามหยาบละเอียด
ของผวิ งาน เพราะจะท�ำ ให้เสยี เวลาในการผลิต

รปู ที่ 2.12 ภาพขยายของผวิ ชิ้นงานท่ผี า่ นกระบวนการขึ้นรูป
(ที่มา : http://www.moro.co.th)

66

หนวย 1 หนว ย 2 หนวย 3

2.1 การวดั คา่ ความหยาบละเอียดของผวิ งานตามมาตรฐานของ ISO 4287

การวดั คา่ ความหยาบละเอยี ดของผวิ งานทผ่ี า่ นกระบวนการขน้ึ รปู มาแลว้ ในหนว่ ยนจี้ ะกลา่ ว
ถึงเฉพาะคา่ ความหยาบ Rt, Ra และ Rz เท่านน้ั
2.1.1 ค่าความหยาบ Rt คือค่าวัดจากจุดสูงสุดไปยังจุดตำ่�สุดของผิวงาน ซ่ึงมีหน่วยเป็น
ไมโครเมตร (um)

รปู ที่ 2.13 การวัดคา่ ความหยาบ Rt
(ทม่ี า : http://www.moro.co.th)

2.1.2 ค่าความหยาบ Ra หมายถึง ค่าความหยาบผวิ ที่หาไดจ้ ากการรวมพน้ื ทีย่ อดแหลม
ของคล่ืนเหนือเส้นกึ่งกลาง (M-Line) กับพ้ืนท่ียอดแหลมของคล่ืนใต้เส้นกึ่งกลาง หารด้วยความ
ยาวเฉลยี่ (Lm) โดยที่ค่าของ Ra มีหนว่ ยวดั เปน็ ไมโครเมตร

รูปท่ี 2.14 การวัดคา่ ความหยาบ Ra
(ทีม่ า : http://www.moro.co.th)

2.1.3 คา่ ความหยาบ Rz หมายถึง คา่ ความหยาบผวิ ซึ่งหาได้จากการวดั ทดสอบเปน็ ชว่ ง
เทา่ ๆ กัน 5 ช่วง แลว้ นำ�คา่ ที่ได้มารวมกนั หารด้วย 5 โดยที่คา่ ของ Rz มหี นว่ ยเป็นไมโครเมตร

67

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

รูปท่ี 2.15 การวัดคา่ ความหยาบ Rz (ท่มี า : http://www.moro.co.th)

2.2 สญั ลักษณ์คณุ ภาพผวิ งานตามมาตรฐาน DIN 3141
ในงานแต่ละงานจะมีคุณสมบัติในงาน ที่ต่างกัน คุณภาพของผิวงานใช้งานไม่เหมือนกัน
เช่น กระบอกสบู ของรถยนต์ ผวิ ต้องเรยี บมากๆ เพลาที่ใชข้ ับเคลือ่ นรถยนต์ ผิวไม่จ�ำ เปน็ ตอ้ งเรียบ
มาก ดังนนั้ ในการออกแบบและเขียนแบบงาน สามารถกำ�หนดมาตรฐานคุณภาพผิวงานอย่างง่าย
ตามตารางดังตอ่ ไปน้ี

ตารางท่ี 2.1 แสดงรายละเอยี ดการก�ำ หนดคุณภาพผวิ งานอย่างงา่ ย มาตรฐาน DIN 3141
(ท่มี า : http://www.moro.co.th)

68

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

การทดสอบความแข็ง

ความแข็ง (Hardness) คือ คุณสมบัติของวัสดุที่สามารถต้านทานหรือทนต่อการเสียรูป
(plastic deformation) มกั มีการทดสอบด้วยกันหลายวธิ ี เชน่ การกด การเสยี ดสี การเจาะ เป็นตน้
คา่ ความแขง็ ของวสั ดถุ อื ไดว้ า่ เปน็ สมบตั เิ ชงิ กลพน้ื ฐานทสี่ ามารถช้ีใหเ้ หน็ คณุ สมบตั โิ ดยรวม
ของวัสดุนั้นได้ เช่น ความต้านทานแรงดึง ความเหนียว การทนต่อแรงเสียดสีและการสึกหรอ
เป็นต้น ปัจจุบันการวัดค่าความแข็งสามารถกระท�ำ ได้ง่าย เน่ืองจากอุปกรณ์วัดความแข็งล้วนแต่
เป็นระบบอัตโนมัติ แต่สิ่งท่ีต้องคำ�นึงถึงคือ การเลือกวิธีทดสอบให้เหมาะสมกับงานที่จะทดสอบ
เพราะว่าวิธีทดสอบความแขง็ นัน้ มีหลายประเภท สำ�หรับวธิ กี ารวัดความแขง็ ท่ีนิยมใชใ้ นงานโลหะ
นนั้ มี 3 วธิ ี คอื

1. การทดสอบแบบบริเนลล์ (Brinell Hardness Test)

หลักการ การทดสอบความแขง็ แบบบริเนลล์ อาศยั การกดของหวั กดทรงกลมท่ผี ลิตจาก
เหล็กกล้าชุบแขง็ หรือทังสเตนคาร์ไบด์ ซงึ่ มีขนาดเส้นผ่านศูนยก์ ลาง D ลงบนพืน้ ผวิ ชิ้นงาน
ทดสอบดว้ ยแรงกด F โดยคงคา่ แรงกดเป็นระยะเวลา 10 ถงึ 15 วนิ าทีสำ�หรบั วสั ดปุ ระเภทเหลก็
หรอื เหล็กกล้า และคงค่าแรงเป็นระยะเวลา 30 วนิ าทีสำ�หรับโลหะอ่อน เชน่ อะลมู เิ นียม และ
ทองเหลอื ง เป็นต้น ทำ�ให้เกดิ รอยกดทมี่ คี วามลกึ t และมีเสน้ ผา่ นศนู ย์กลางรอยกดเฉลีย่ d ซงึ่
ไดจ้ ากการวัดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางรอยกดในแนวต้ังฉากกนั สองค่าแลว้ หาค่าเฉล่ีย โดยเครื่องมือวัด
ต้องมีความละเอียด 0.01 มิลลเิ มตร ค่าความแข็งค�ำ นวณไดจ้ ากแรงกดหารด้วยพ้ืนทรี่ อยกด
โดยทว่ั ไปลกู บอลที่ใชเ้ ป็นหัวกดมขี นาด 10 มลิ ลิเมตร และสามารถใช้แรงกดได้ตั้งแต่ 500
กโิ ลกรัม สงู สดุ ถึง 3,000 กโิ ลกรมั หนว่ ยความแขง็ ของการทดสอบแบบบริเนลล์คอื BHN หรอื HB
ข้อดี การวดั คา่ ความแขง็ แบบบริเนลลจ์ ะให้รอยกดท่กี ว้างและลกึ เพราะหัวกดมีขนาดใหญ่
ดังนั้นความหยาบของพื้นผิวช้ินงานทดสอบและความไม่สมำ่�เสมอของโครงสร้างทางจุลภาคจึงมี
ผลนอ้ ยตอ่ ค่าการทดสอบ หรือกล่าวได้วา่ ให้คา่ ความแขง็ เฉลยี่ ของวัสดุทีท่ ดสอบ
ขอ้ เสยี คา่ ความแขง็ ไดม้ าจากการวดั เสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางรอยกด ฉะนนั้ อาจเกดิ ความผดิ พลาด
จากการอา่ นคา่ ของผทู้ �ำ การทดสอบได้ นอกจากนร้ี อยกดมขี นาดใหญ่ จงึ ไมส่ ามารถท�ำ การทดสอบ
กบั ชิ้นงานขนาดเลก็ หรอื ช้นิ งานทีบ่ างมากๆได้

2. การทดสอบแบบรอกเวลล์ (Rockwell Hardness Test)

หลกั การ เปน็ การวดั คา่ ความแขง็ ของวสั ดโุ ดยการวดั ความลกึ ของหวั กดซงึ่ ท�ำ ดว้ ยเพชรทรง

69

หนวย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

กรวย หรือลกู บอลเหลก็ กลา้ ทมี่ ีขนาด 1.6-12.7 มิลลิเมตร (1/16 – 1/2 น้ิว) และเลย่ี งอิทธิพลของ
ผวิ ชนิ้ งานทดสอบดว้ ยการใช้แรงกดน�ำ ค่าหน่งึ (minor load) เพ่อื กำ�หนดจุดอ้างอิงในการวดั ความ
ลึก การวัดความแข็งแบบรอกเวลล์สามารถแบ่งออกได้หลายหน่วยการทดสอบจากการใช้แรงกด
และหัวกดทตี่ า่ งกัน
ข้อดี เป็นการทดสอบค่าความแข็งที่ใช้กนั อยา่ งแพรห่ ลายเน่อื งจากสามารถทดสอบวัสดไุ ด้
ครอบคลุมเกือบทุกชนิด การทดสอบทำ�ได้ง่าย รวดเร็ว มีความคลาดเคลื่อนน้อยเพราะสามารถ
อา่ นคา่ ความแขง็ ไดโ้ ดยตรงจากเครอื่ งทดสอบ สามารถใชช้ นิ้ งานบางลงไดเ้ มอื่ เปรยี บเทยี บกบั การ
ทดสอบบริเนลล์ เพราะหัวกดมีขนาดเลก็ กวา่
ขอ้ เสยี ตอ้ งเตรยี มผวิ ชนิ้ งานทดสอบใหเ้ รยี บ ไมม่ รี อยขดี ขว่ น ผวิ ตอ้ งแหง้ และสะอาด เพราะ
ผวิ ชนิ้ งานทดสอบจะมผี ลตอ่ คา่ ความแขง็ อยา่ งมากเนอื่ งจากรอยกดมขี นาดเลก็ และไมล่ กึ มาก(รอย
กดมขี นาดเส้นผ่านศูนยก์ ลางในชว่ งประมาณ 0.2 – 1 มิลลิเมตร)

3. การทดสอบแบบวิกเกอร์ส (Vickers Hardness Test)

หลักการ เปน็ การวดั ค่าความแข็งท่ีใช้หัวกดเพชรทรงพีรามิดมุม 136o ฐานสเ่ี หลี่ยมจัตรุ ัส
กดลงบนผิวชิน้ งานทดสอบดว้ ยแรงกด F ซ่ึงมขี นาดตัง้ แต่ 1 – 120 kgf โดยกดลงต้งั ฉากกบั ผวิ
ช้ินงาน การเคลื่อนทข่ี องหวั กดทก่ี ดลงบนชิน้ งานจะใช้เวลา 15 วนิ าที แตจ่ ะคงค่าแรงกดไว้อีก
ระยะหนง่ึ ขึ้นกับชนิดของวัสดุ
ข้อดี หัวกดมีขนาดเลก็ และแรงท่ีใชก้ ดต่ำ� รอยกดจงึ อาจมีขนาดเลก็ กว่าเกรนของโลหะ จงึ
สามารถวัดความแข็งได้ถึงระดับโครงสร้างจุลภาค เหมาะกับงานทดสอบท่ีต้องการความละเอียด
ของค่าความแข็งสงู สามารถทดสอบไดท้ ั้งวัสดอุ ่อนและวสั ดแุ ข็ง
ขอ้ เสยี ตอ้ งเตรยี มผวิ ชนิ้ งานใหเ้ รยี บและสะอาดมากในระดบั ทสี่ ามารถสอ่ งดผู วิ เรยี บภายใต้
กำ�ลังขยาย 40X ได้ ตอ้ งไมม่ คี ราบน�ำ้ มัน รอยขีดขว่ น หรือฟลิ ม์ ออกไซด์ อยบู่ นผวิ ชิ้นงานทดสอบ

70

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

2.5 ข้อกำ�หนดของกระบวนการอบชุบทางความร้อน

การอบชุบโลหะด้วยความร้อน คอื กระบวนการให้ความร้อนและลดความร้อนแก่เหลก็ เพอื่
เปลย่ี นแปลงและปรบั ปรงุ คณุ สมบตั ขิ องเหลก็ นนั้ ใหเ้ หมาะสมกบั สภาพทจี่ ะน�ำ ไปใชง้ าน เชน่ ท�ำ ให้
มคี วามแขง็ แรงเพมิ่ ขน้ึ เหนยี วขน้ึ ตา้ นทานตอ่ การสกึ หรอ แขง็ ขนึ้ ตา้ นทานตอ่ แรงกระแทก เปน็ ตน้
บางครั้งการอบชุบเหล็กด้วยความร้อนจะทำ�ให้เหล็กน้ันอ่อนลงเพื่อง่ายต่อการตบแต่งไสกลึง การ
อบชุบเหล็กด้วยความร้อนจึงเป็นกรรมวิธีที่มีความสำ�คัญกรรมวิธีหนึ่ง และใช้กันอย่างกว้างขวาง
ในงานอตุ สาหกรรมโลหะ และเนอ่ื งจากเหลก็ กลา้ เปน็ โลหะท่ีใชก้ นั มากในงานอตุ สาหกรรมโลหะ ซง่ึ
ใช้ท�ำ ชน้ิ ส่วนของเคร่ืองจักร เคร่อื งยนต์ เครอ่ื งมือ และอุปกรณต์ ่างๆ
การชบุ แขง็ ผิวทนี่ ิยมทำ�ในอุตสาหกรรมมีอยู่ 5 วิธี คือ
1. คาร์บูไรซ์ซ่งิ (Carburizing)
2. ไนตรายดด์ งิ (Nitriding)
3. ไซยาไนดิงหรือคาร์โบไนตรายดด์ งิ (Cyaniding or Carbonitriding)
4. การชบุ แขง็ ผิวโดยใชเ้ ปลวไฟ (Flam Hardening)
5. การชุบแขง็ ผวิ ดว้ ยการเหนี่ยวนำ�ของไฟฟ้า (Induction Hardening)
สามวิธีแรกทำ�ให้เกิดการเปล่ียนแปลงส่วนผสมทางเคมี คาร์บูไรซ์ซิ่ง (Carburizing) คือ
ทำ�ให้ปริมาณคาร์บอนท่ีผวิ เพิม่ ขึน้ ไนตรายด์ดิง (Nitriding) คือ การเพิม่ ไนโตรเจนทผ่ี วิ ส่วนไซยา
ไนดงิ หรือคาร์โบไนตรายด์ดิง (Cyaniding or Carbonitriding) เพม่ิ ท้งั คาร์บอนและไนโตรเจนท่ผี วิ
ซึง่ เหมาะส�ำ หรับเหลก็ ทม่ี ีปริมาณธาตุคาร์บอนต่ำ� น้อยกว่าหรอื เทา่ กบั 0.2 เปอร์เซ็นต์ สว่ นสอง
วิธีสุดท้ายไม่ได้เปล่ียนแปลงส่วนผสมทางเคมีท่ีผิวแต่อย่างใด เป็นการชุบแข็งผิวตื้น (Shal-
low-Hardening Methods) ดงั น้นั การชุบแข็งผิวโดยใชเ้ ปลวไฟและการเหนี่ยวนำ�ดว้ ยไฟฟา้ จงึ
เหมาะส�ำ หรบั เหลก็ ทม่ี คี วามสามารถในการชบุ แขง็ ไดค้ อื มปี รมิ าณคารบ์ อนอยา่ งนอ้ ย0.3 เปอรเ์ ซน็ ต์
การจ่มุ ชบุ (Quenching)
ในการใสช่ นิ้ งานเขา้ เตาอบ ในแตล่ ะชน้ิ งานควรใสต่ ะกรา้ (ขนาดเลก็ ) หรอื ใช้ Jig รองรบั เพอ่ื
ป้องกนั การบดิ ตัว แต่ตอ้ งใหค้ วามรอ้ นเขา้ ถงึ ชิน้ งานได้มากเทา่ ที่จะเปน็ ไปได้ และการจุ่มชุบในนำ�้
ก็ต้องให้นำ้�สามารถเข้าถึงช้ินงานได้ท่ัวท้ังหมด การใช้วิธีดังกล่าว เพ่ือต้องการรักษารูปร่างของ
โลหะและทำ�ให้สะดวกต่อการอบเผาโลหะตามอุณหภูมิท่ีกำ�หนดและสามารถนำ�ชิ้นงานออกมา
ทำ�การอบชบุ ได้สะดวกและรวดเร็ว การใช้ Jig เพ่ือปอ้ งกันการบิดตัวจำ�เป็นต้องเตรยี ม Jig ยดึ ตดิ
ช้ินงานให้แน่น

71

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

แผนภาพกระบวนการผลิต (Process flow diagram, PFD)

แผนภมู ิกระบวนการ (Process Chart) เปน็ เคร่อื งมือชนิ้ สำ�คัญท่ีใช้ในการบันมึกขอ้ มลู ได้
อยา่ ง ละเอียด กระชบั ประกอบดว้ ยสญั ลักษณ์ คำ�บรรยายและลายเสน้ เพื่อบอกรายละเอียดของ
ขนั้ ตอนกระบวนการผลติ เพอ่ื ชว่ ยใหน้ กั วเิ คราะหส์ ามารถมองเหน็ ภาพของกระบวนการผลติ ไดอ้ ยา่ ง
ชดั เจนตั้งแต่ตน้ จนจบ และน�ำ ไปส่กู ารพฒั นาและปรบั ปรงุ กระบวนการท�ำ งานใหด้ ีขนึ้
Process Flow Diagram หรอื ทม่ี กั จะเรยี กกนั ยอ่ ๆ วา่ PFD เปน็ แผนผงั แสดงความสมั พนั ธ์
ระหว่างหน่วยการผลิตต่าง ๆ ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในโรงงานอุตสาหกรรม เคมี ปิโตรเคมี และกล่ัน
น�ำ้ มนั PFD เปน็ แผนผังท่ีแสดงรายการอุปกรณ์ตา่ ง ๆ ท่ีใชใ้ นกระบวนการ การไหลเชือ่ มต่อ (เขา้ -
ออก) ของสารระหวา่ งอุปกรณต์ า่ ง ๆ อณุ หภมู ิ อัตราการไหล ความดัน องค์ประกอบ ฯลฯ (ตาม
ความจำ�เป็น) ของสารท่ี เขา้ - อยภู่ ายใน - ออก ของแต่ละอปุ กรณ์
PFD (Process Flow Diagram) หมายถงึ แผนภาพการทำ�งานหรือแผนภาพการไหลของ
กระบวนการ (process flow diagram) แผนภาพจะไมไ่ ดเ้ ปน็ ไปตามมาตราส่วน แผนภาพจะกล่าว
ถึงวสั ดุหรือตวั กลางทถ่ี กู ขนถา่ ยไปตามระบบท่อ มักแสดงในลกั ษณะจากซ้ายไปขวา และจากบน
ลงล่าง โดยการไหลท่มี าถงึ กระบวนการถัดไปควรแสดงด้วยลูกศรประกอบเส้นแสดงการไหลชดิ กบั
กระบวนการที่ไปถงึ นอกจากนห้ี ากมกี ารหกั มมุ เสน้ เพอ่ื เปลย่ี นทศิ ทาง จะมลี กู ศรก�ำ กบั กอ่ นเปลย่ี น
ทศิ ทางดว้ ย และเสน้ การไหลจะไมท่ ับซอ้ นกนั ลกั ษณะของ PFD
โดยท่ัวไปจะแสดงรายละเอียดในลักษณะภาพหน้าตัด จะเป็นกระบวนการโดยคร่าวๆจาก
อุปกรณ์หน่ึงไปยังอุปกรณ์อ่ืนเท่าน้ัน โดยจะแสดงเส้นทางการไหลด้วยเส้นเด่ียวและอุปกรณ์ของ
กระบวนการผลิต จะแทนง่ายๆ ด้วยกรอบส่เี หลี่ยมหรอื วงกลมทม่ี ีช่ืออุปกรณก์ �ำ กับเท่านั้น อย่างไร
กต็ ามขอ้ ความแสดงกระบวนการมักจะแสดงประกอบดว้ ย
การวิเคราะห์ระบบการวดั (Measuring system analysis, MSA)

การวิเคราะห์ระบบการวัด (Measuring system analysis, MSA)

คอื การวเิ คราะหค์ ณุ สมบตั เิ ชงิ สถติ ขิ องการวดั เพอ่ื จะแยกแหลง่ ของความแปรผนั เชน่ จาก
คน เครอื่ งมอื วธิ กี าร สภาพแวดลอ้ ม เพอื่ น�ำ ไปใชเ้ ปน็ ขอ้ มลู ในการปรบั ปรงุ ลดความแปรผนั ท�ำ ให้
การวดั มคี วามนา่ เชอื่ ถอื จดุ มงุ่ หมายของ ISO/TS 16949 เพือ่ พัฒนาระบบบรหิ ารคุณภาพส�ำ หรับ
การปรบั ปรงุ อยา่ งตอ่ เนอื่ ง การเนน้ การปอ้ งกนั ความบกพรอ่ ง การลดความผนั แปร และการสญู เสยี
ในหว่ งโซ่ของการส่งมอบ
ระบบการวัดปัจจุบันมีความสำ�คัญต่อการ ยืนยันผลการตรวจสอบคุณภาพ ถึงแม้ว่าระบบ

72

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

การผลิตจะมีความถูกต้องแต่ถ้าระบบการวัดมีความผิดพลาดก็อาจส่งผลต่อการตัดสินใจท่ีคลาด
เคลอื่ นได้ จะเกิดอะไรขึน้ ถ้าระบบการวดั ขาดความเทย่ี งตรง และความแมน่ ยำ� ซ่ึงจะสง่ ผลทันทีต่อ
การตดั สนิ ใจดา้ นการวดั และวเิ คราะหค์ า่ ของการตรวจสอบชนิ้ งานทมี่ คี วามผดิ พลาด ท�ำ ใหข้ าดความ
เชอ่ื ม่นั จากทางลูกคา้ ในระยะยาวได้ ดังนั้นระบบการวัดจึงถอื เป็นระบบพืน้ ฐานทส่ี ำ�คัญและจ�ำ เปน็
ทจ่ี ะตอ้ งมกี ารควบคมุ และตอ้ งลดความผนั แปรในระบบการวดั ซงึ่ จ�ำ เปน็ ในชว่ งของการทดลองผลติ
และการผลิตจรงิ ในกระบวนการวดั ยอ่ ยต้องมีความแปรผนั เกิดขนึ้ ซง่ึ แบ่งเป็น 2 ลกั ษณะดังนี้
1. สาเหตุธรรมชาติ (Common cause) เปน็ ความผนั แปรที่เกดิ จากสาเหตุธรรมชาติ โดย
ค่าความผนั แปรมลี กั ษณะเสถยี รภาพ สามารถคาดการณ์ได้
2. สาเหตผุ ดิ พลาด (Special cause) เปน็ ความผนั แปรท่ีเกิดจากสาเหตผุ ิดพลาด เนอื่ งจาก
ปจั จัยภายนอก คา่ ดังกลา่ วจะไมเ่ สถยี ร และคาดการณ์ไมไ่ ด้
ความคลาดเคลอ่ื นในระบบการวัดมี 3 ชนดิ
1. ความคลาดเคล่ือนเชิงระบบ (Systematic error) เกิดจากปัจจัยภายนอก เชน่ อากาศ
ความชื้น อุณหภูมิ แสงสวา่ ง แก้ไขไดโ้ ดยการควบคุมใหค้ งท่ี
2. ความคลาดเคลอ่ื นจากพนกั งานวดั (Personal Error) เชน่ การขาดความรใู้ นการวดั ความ
เขา้ ใจการใช้เครอ่ื งมอื แกไ้ ขโดยการอบรมและสร้างมาตรฐาน
3. ความคลาดเคลื่อนจากเคร่ืองมือวัด เกิดจากโครงสร้างของเคร่ืองมือวัด หรือวิธีการใช้
งาน แก้ไขโดยการสอบเทียบ การปรับเปลี่ยนวิธีการวัดใหม่ ใช้อุปกรณ์ยืดจับในการจับงานที่จะ
ทำ�การวัด

73

หนว ย 1 หนว ย 2 หนวย 3

2.6 การออกแบบเครื่องมือสำ�หรับการทดสอบในกระบวนการอบชุบ

ระบบชบุ (Quenching System) ระบบชุบท่สี มบรู ณจ์ ริงต้องประกอบด้วย
1. ถงั หรือเครื่องชบุ
2. เครือ่ งมือจับชิ้นงานชุบ
3. สารชบุ
4. อุปกรณท์ �ำ ให้สารชุบเคลือ่ นไหว
5. อปุ กรณท์ �ำ ใหส้ ารชบุ เย็นตวั
6. อปุ กรณ์ท�ำ ความร้อน
7. ป้มั และเคร่ืองกรอง
8. แท้งค์จ่ายสารชบุ
9. อุปกรณ์ระบายอากาศและป้องกันอันตราย
10. อุปกรณอ์ ตั โนมัติสำ�หรับขจัดสะเก็ดออกจากถังชบุ
ภายหลงั จากการอบชบุ โลหะทกุ ครง้ั สง่ิ ทจ่ี �ำ เปน็ ทส่ี ดุ กค็ อื การทดสอบหาคา่ ความแขง็ เพอ่ื ใหไ้ ด้
ความแขง็ ตามทต่ี อ้ งการ ในการทดสอบนน้ี อกจากจะเปน็ ไปตามเหตผุ ลดงั ทก่ี ลา่ วมาแลว้ ยงั เปน็ การ
วดั คา่ ความผดิ พลาดในวธิ กี ารท่ใี ชห้ รอื ความสามารถในทางปฏบิ ตั กิ ารในการอบชบุ ของแตล่ ะครง้ั
วธิ ีการทดสอบความแข็งมหี ลายวิธี ซ่ึงมที งั้ ขอ้ ดแี ละข้อเสีย ได้แก่
1. แบบใช้ตะไบถู
2. แบบบริเนล (Brinell)
3. แบบรอ็ กเวล (Rock well)
4. แบบวิคเกอร์ (Vickers)
5. แบบชอร์ (shore or scleroses cope)

การออกแบบชิ้นงานเพื่อป้องกันการแตกอันเกิดจากการอบชุบ

ชน้ิ งานทแ่ี ตกอนั กเกดิ จากการอบชบุ เนอื่ งจากการออกแบบชน้ิ งานไมถ่ กู ตอ้ งโดยทวั่ ๆ ไป
มีดังนี้คือ
1. ออกแบบช้ินงานเปน็ มุมแหลม
2. ในชน้ิ งานเดยี วกนั ออกแบบความหนาบางของชน้ิ งานตา่ งกนั มาก ๆ และอยชู่ ดิ กนั

74

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

การออกแบบช้ินงานเป็นมุมแหลม มักจะแตกตรงมุมแหลมในขณะชุบโดยเฉพาะจุ่มชุบใน
ของเหลว เช่น น้ำ�หรอื นำ้�มนั การออกแบบควรจะหลกี เล่ยี งมุมแหลมโดยทำ�ใหเ้ ป็นมมุ มน หรอื ถ้า
หากเป็นชิ้นงานที่ไม่มีความหนามากนัก ควรจะหลีกเลี่ยงมุมแหลมโดยทำ�ให้เป็นมุมมน หรือถ้า
หากเป็นชิ้นงานที่ไม่มีความหนามากนัก ควรจะหลีกเลี่ยงการแตกโดยใช้เหล็กชุบรมแทนก็ได้เช่น
กนั ถา้ หากชน้ิ งานทม่ี รี ปู รา่ งสลบั ซบั ซอ้ นหรอื ชน้ิ งานทม่ี คี วามหนามาก ๆ จ�ำ เปน็ จะตอ้ งหลกี เลยี่ ง
การใชม้ มุ แหลมเปน็ อยา่ งย่งิ เพราะจะทำ�ใหช้ ิ้นงานเกิดการแตกร้าวในขณะอบชุบได้งา่ ย
การออกแบบงานมีความหนาบางต่างกันมาก ๆ อยู่ชิดกันในช้นิ งานเดยี วกนั เมื่อเวลาอบ
ชบุ จะท�ำ ใหช้ น้ิ งานเกดิ การแตกรา้ วและยงั จะท�ำ ใหช้ นิ้ งานนน้ั มคี วามแขง็ ไมเ่ ทา่ กนั ตลอดทงั้ ชน้ิ งาน
ได ้ สาเหตเุ นอื่ งจากอตั ราการเยน็ ตวั ของชน้ิ งานระหวา่ งสว่ นทห่ี นาและสว่ นทบี่ างไมเ่ ทา่ กนั และเกดิ
แรงเคน้ ขน้ึ ภายในชนิ้ งานระหวา่ งสว่ นทห่ี นาและสว่ นทบ่ี างไมเ่ ทา่ กนั ทงั้ นจี้ ะรวมไปถงึ การเจาะรชู นิ้
งานดว้ ย การเจาะรรู ะหวา่ งรูไมค่ วรนอ้ ยกวา่ ความหนาของชนิ้ งาน และการเจาะรูไมค่ วรชดิ ขอบของ
ชน้ิ งาน นอ้ ยกวา่ ความหนาของชน้ิ งานเชน่ กนั การแกไ้ ขส�ำ หรบั งานทม่ี คี วามหนาบางตา่ งกนั มาก ๆ
มีอยู่ด้วยกันหลายวธิ ี เนอ่ื งจากการออกแบบทผี่ ิดวธิ ี

75

เอกสารอ้างอิง
1. บัณฑติ ใจชืน่ , 2524, การอบชบุ โลหะ, โรงพมิ พ์ประกอบเมไตร, กรุงเทพฯ, หนา้ 5-128.
2. วิชาญ ชว่ ยพันธ,์ 2547, การอบชบุ โลหะด้วยความรอ้ น, สถาบันเทคโนโลยีราชมงคล
วทิ ยาเขตเทคนคิ กรุงเทพฯ, หน้า 10-200.
3. บนั เทิง ศรีคะรนั , 2562, สมบตั ิทางโลหะวทิ ยาและสมบตั ิทางกลของการเช่ือมพอกแข็ง
เหล็กกล้า 3.5% โครเมียม, วิทยานิพนธ์ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมวัสดุ
มหาวทิ ยาลยั สงขลานครนิ ทร,์ หนา้ 21-36.
4. ณรงค์ศักดิ์ ธรรมชาติ, 2558, วัสดุวิศวกรรม, ซีเอ็ดยูเคชน่ั , กรงุ เทพฯ, หนา้ 83-11.
5. เชาว์ปรยี า จนิ ตกะวงส,์ 2556, สัญลกั ษณ์ทีใ่ ชใ้ นงานเขียนแบบ [Online], Available:
https://sites.google.com/site/chaowpreeya/home/sayy-laksn-thi-chi-ni-ngan-kheiyn-
baeb [7 มกราคม 2564].
6. 10. อภิชาติ พานชิ กุล และอษุ ณยี ์ กติ ก�ำ ธร, 2554, การวดั ความแขง็ [Online], Available:
http://personal.sut.ac.th/heattreatment/context/Measurement_Of_Hardness.html [7
มกราคม 2564].
7. สุรีย์พร ชนะภยั กลุ , 2547, การปรบั สภาพแกลบเพื่อใชใ้ นการนำ�โลหะนกิ เกลิ จากน�ำ้ ล้าง
ชน้ิ งานของอตุ สาหกรรมการชบุ โลหะกลบั มาใชใ้ หม,่ วทิ ยานพิ นธป์ รญิ ญาวทิ ยาศาสตรม์ หา
บัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี
พระจอมเกลา้ ธนบรุ ี, หนา้ 15-26.
8. สรุ สทิ ธิ์ แกว้ พระอนิ ทร,์ 2563, โลหะวิทยาเบือ้ งต้น, ซีเอ็ดยเู คช่ัน, กรงุ เทพฯ, หน้า 100-
258.
9. คณะท�ำ งานการจดั ท�ำ คมู่ อื การปรบั ปรงุ การปฏบิ ตั งิ านยกและเคลอื่ นยา้ ยวสั ดดุ ว้ ยแรงกาย
ตามหลักการยศาสตร์, 2562, คู่มือการปรับปรุงการปฏิบัติงานยกและเคล่ือนย้ายวัสดุด้วย
แรงกายตามหลักการยศาสตร์, ชยากร พริ้นตงิ้ , กรงุ เทพฯ, หนา้ 2-28.
10. สุรตั น์ วรรณศร,ี 2543, การศึกษาและวเิ คราะห์คณุ สมบัติของโลหะเงินสเตอร์ลงิ จาก
กรรมวธิ ที างความรอ้ น, วทิ ยานพิ นธป์ รญิ ญาวศิ วกรรมศาสตรม์ หาบณั ฑติ สาขาวชิ าวศิ วกรรม
การผลิต ภาควชิ าวศิ วกรรมการผลติ สถาบนั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ พระนครเหนือ, หนา้
20-30.

76

แบบทดสอบ หนวย 2

คำ�ชี้แจง

1. แบบทดสอบเป็นแบบปรนยั ชนดิ 4 ตวั เลือก จำ�นวน 20 ข้อ
2. ให้ผเู้ รียนเลือกคำ�ตอบท่ถี ูกต้องที่สดุ เพยี งขอ้ เดียว

เรื่อง หลักการออกแบบสภาวะการอบชุบโลหะด้วยความร้อน

1. ข้อใดกลา่ วถูกตอ้ งเกยี่ วกับการข้ึนรปู เย็น ข. ใช้อณุ ภมู ิสูง แต่เย็นตัวเร็ว
ก. เกิดผลกึ ในโครงสรา้ งใหม่ ง. ช้ินงานมีขนาดใหญข่ นึ จากความเย็น
ค. อณุ หภูมิต่ำ� ไมเ่ กิดผลกึ ใหม ่

2. เหล็กกลา้ ทม่ี คี าร์บอนในปรมิ าณท่ตี ่างกันจะสง่ ผลต่อส่งิ ใด
ก. ความแขง็ ข. ความเหนียว
ค. ความแวววาว ง. ความยดื หยุ่น

3. จากภาพ ขอบเกรน คอื หมายเลขใด

ก. หมายเลข 1 ข. หมายเลข 2
ค. หมายเลข 3 ง. หมายเลข 4

77

แบบทดสอบ หนวย 2

4. ขอ้ ใดกล่าวถกู ตอ้ ง เกยี่ วกับ TTT diagram
ก. การท�ำ ให้โลหะร้อนอยา่ งรวดเร็วลงมายงั อุณหภมู ทิ ่ีสนใจ
ข. การท�ำ ใหโ้ ลหะรอ้ นอยา่ งรวดเรว็ และพิจารณาการเปลี่ยนเฟสเทยี บกบั เวลา
ค. การทำ�ให้โลหะเยน็ ตวั มายงั อณุ หภูมิห้องและพจิ ารณาการเปลี่ยนเฟสเทียบกบั เวลา
ง. การท�ำ ให้โลหะเย็นตวั อยา่ งรวดเรว็ ลงมายังอุณหภูมิท่สี นใจและพจิ ารณาการเปลี่ยนเฟส
เทยี บกบั เวลา
5. จากภาพ ทเี่ วลา 100s อณุ หภมู ิ 500oC เป็นโครงสร้างใด

ก. Pearlite
ข. Bainite
ค. Austenite
ง. Martensite

6. ข้อใดเป็นสมบตั ิทางกล
ก. ความแข็ง ข. นำ�ไฟฟา้
ค. น�ำ ความร้อน ง. ท�ำ ปฏกิ ิรยิ ากับอากาศ
7. หลงั จากผา่ นการชุบแล้ว คาร์บอนจะไปรวมกบั เหล็ก กลายเป็นโครงสรา้ งใด
ก. ออสเทนไนต์ ข. ซีเมนไตท์
ค. เฟอร์ไรต์ ง. เพอร์ไลท์
8. Nitriding มีจุดเด่นกว่ากระบวนการอน่ื อย่างไร
ก. อบกอ่ นชบุ ข. อบหลังจากชบุ
ค. อบโดยไม่ตอ้ งชบุ ง. ใชก้ ระแสไฟฟา้ กระตุ้น

78

แบบทดสอบ หนว ย 2

9. จงล�ำ ดับอัตราการเย็นตัวจากเร็วไปชา้
ก. เกลอื นำ้�มนั ข. น้�ำ มนั สารละลาย นำ้�
ค. เกลอื สารละลาย น�ำ้ มัน ง. น�้ำ เกลอื สารละลาย น�ำ้
10. แกส๊ ใดในเตาอบสง่ ผลทำ�ใหค้ ุณสมบตั ิช้ินงานลดลง
ก. ก๊าซมีเทน ข. ก๊าซออกซเิ จน
ค. ก๊าซไฮโดรเจน ง. ก๊าซไนโตรเจน
11. Induction หมายถึงสงิ่ ใด
ก. กระแสตรง ข. กระแสสลบั
ค. กระแสน�ำ พา ง. กระแสเหนย่ี วน�ำ
12. การชบุ induction มีจดุ เดน่ อยา่ งไรในดา้ นเวลา
ก. ใช้เวลาสัน้ ๆ ข. ใช้เวลานาน
ค. ใช้เวลา บางชว่ ง ง. ใชเ้ วลาเทา่ กนั ทุกกระบวนการ
13. ชนิ้ งานใดเหมาะกบั วธิ ี induction มากท่สี ดุ
ก. คาร์บอนตำ่� ข. คารบ์ อนสูง
ค. คารบ์ อนคงที่ ง. คาร์บอนปานกลาง
14. หมายเลขใดคอื ผิวงานดบิ

ก. หมายเลข 1
ข. หมายเลข 2
ค. หมายเลข 3
ง. หมายเลข 4

79

แบบทดสอบ หนวย 2

15. การอา่ นแบบต้องพิจารณาอะไรเป็นสำ�คัญ
ก. สัญลักษณ์ต่างๆ ข. ขนาดของงาน
ค. ความสวยงามของตาราง ง. ข้อมูลสินค้า
16. แมกนเี ซยี มผสมกบั ธาตุใดจะใหค้ วามแข็งแรง
ก. นกิ เกิล ข. สงั กะสี
ค. ทองแดง ง. อะลูมิเนยี ม
17. สารชุบที่ต่างกนั จะส่งผลใหช้ น้ิ งานต่างกันหรือไม่เพราะเหตใุ ด
ก. ไมต่ ่าง เพราะ โครงสร้างแปรผนั ตามเวลา
ข. ไม่ตา่ ง เพราะ โครงสร้างแปรผันตามความรอ้ น
ค. ตา่ ง เพราะ สารชบุ เข้าไปแทรกในเนื้อโลหะ
ง. ตา่ ง เพราะ การเยน็ ตวั ท่ีตา่ งกันท�ำ ใหโ้ ครงสร้างทางเคมตี ่างกนั
18. รอยจากการจับยึดชนิ้ งานจะมผี ลอยา่ งไรต่อชน้ิ งาน
ก. ผิวชนิ้ งานมีสารมลทนิ ข. ผิวช้ินงานมีฟองอากาศ
ค. ผิวชิ้นงานมีขนาดเล็กลง ง. ผวิ ชนิ้ งานเกดิ การแตกรา้ ว
19. MSA ประยุกตใ์ ช้กบั เรื่องใด
ก. การควบคุมเวลา ข. การควบคุมขนาด
ค. การควบคมุ ปรมิ าณ ง. การควบคุมคุณภาพ
20. ข้อใดเป็นการแก้ปญั หาแบบยงั่ ยืนในการพบเจอขอ้ ผิดพลาดจากการวัด
ก. วิเคราะห์ปญั หาและสรุปผล
ข. วเิ คราะห์ปญั หาและท�ำ การแก้ไขป้องกนั
ค. วเิ คราะหป์ ญั หาและท�ำ การรายงาน
ง. จ�ำ แนกปญั หาและท�ำ การรายงาน

80

เฉลยแบบทดสอบ หนวย 2

1. ค
2. ก
3. ค
4. ง
5. ข
6. ก
7. ข
8. ค
9. ค
10. ข
11. ง
12. ก
13. ง
14. ก
15. ก
16. ข
17. ง
18. ง
19. ง
20. ข

81

หนวย 1 หนว ย 2 หนวย 3

3.1 การควบคุมกระบวนการอบชุบโลหะด้วยความร้อน
3.2 วิเคราะหแ์ ละแก้ปัญหาทเ่ี กดิ ข้นึ ในกระบวนการอบชบุ โลหะดว้ ยความรอ้ น
3.3 การประเมินผลกระบวนการอบชุบโลหะดว้ ยความร้อน

3.1 การควบคุมกระบวนการอบชุบโลหะด้วยความร้อน

เครื่องมือควบคุมคุณภาพ 7 ชนิด 7 Quality Control Tools

จดุ เด่นของ 7 QC Tools
- ทุกคนสามารถเรยี นร้แู ล้วปฏิบตั ิได้งา่ น
- ชว่ ยในการวางแผนและกำ�หนดเปา้ หมายในการปฏิบัติให้มปี ระสิทธิภาพ
- ใชเ้ ป็นเครื่องมือ เพ่ือรวบรวมขอ้ มลู น�ำ เสนอข้อมูล วิเคราะห์ และควบคมุ ปญั หา
เครื่องมือคุณภาพ 7 ชนดิ 7 Quality Control Tools
1. แผ่นตรวจสอบ (Check Sheet)
ใบตรวจสอบ (Check Sheet) คือแบบฟอร์มที่ใช้ในการบันทกึ ขอ้ มูล ต่างๆ สามารถบันทึก
คา่ ได้ง่ายสะดวกตอ่ การอา่ นข้อมลู เบื้องต้น เชน่ บันทกึ ขอ้ มูลการผลิตชน้ิ งานในแต่ละวนั หรือ การ
นบั จ�ำ นวนของเสยี ทเ่ี กิดขึน้ ในระหว่างกระบวนการผลิต ซงึ่ จะดกี ว่ามานัง่ จดหรือเขยี นเชิงบรรยาย

รปู ท่ี 3.1 ตวั อย่างแผ่นตรวจสอบ (Check Sheet)
(ทีม่ า : https://www.share-apparel.org/images/140757/7QC%20Tool.pdf)

82

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

2. ผังพาเรโต (Pareto diagram)
เป็นแผนภูมิที่ใช้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุของความบกพร่องกับปริมาณ
ของเสยี ทเ่ี กดิ ข้ึน ส่วนมากจะใชค้ กู่ ับผงั เหตุและผล (Cause & Effect diagram) หรือผังกา้ งปลา

รปู ที่ 3.2 ตวั อยา่ งผงั พาเรโต
(ทม่ี า : https://www.share-apparel.
org/images/140757/7QC%20Tool.

pdf)

3. กราฟ (Graph)
กราฟ (Graph) เป็นแผนภาพประเภทหนึ่งที่เป็นการนำ�เสนอข้อมูลอย่างง่าย เช่น กราฟ
แสดงใหเ้ หน็ ยอดขายในแตล่ ะเดอื น หรอื การนำ�ขอ้ มลู ของเสียทีเ่ กิดขน้ึ ในแต่ละวนั มา Plot ลง
กราฟแทง่ จะไดเ้ หน็ แนวโนม้ ของปญั หาวา่ จะมลี กั ษณะเพม่ิ ขน้ึ หรอื ลดลง งา่ ยตอ่ การตดั สนิ ใจแกไ้ ข
ปญั หา

รูปท่ี 3.3 ตวั อย่างกราฟ
(ท่มี า : https://www.share-apparel.
org/images/140757/7QC%20Tool.

pdf)

83

หนวย 1 หนวย 2 หนวย 3

4. ผังเหตแุ ละผล (Cause & Effect diagram)
แผนภาพสาเหตแุ ละผล (Cause and Effect Diagram: CE) หรอื ทเี่ ราเรียกกนั ในอีกหลายๆ
ชอ่ื ว่าแผนภูมกิ า้ งปลา (Fishbone Diagram) หรือ Ishigawa Diagram เปน็ แผนภาพที่ใช้ส�ำ หรับ
พิสูจน์หาสาเหตุของสาเหตุหลักหรือปัญหาหลักที่ได้จากการสร้างแผนภาพพาเรโต โดยเราจะนำ�
สาเหตุหลักหรอื ปญั หาหลกั ไว้ทห่ี ัวปลา และจะหาสาเหตยุ อ่ ยทีท่ �ำ ใหเ้ กดิ ปญั หาหลักนี้ไวท้ ่ีก้างปลา
และในแต่ละปัญหาย่อยเราจะแตกสาเหตุของสาเหตุย่อยออกมาอีกที (สาเหตุย่อยส่วนมากจะ
ประกอบด้วย คน, วิธีการ, เครื่องจักร, วัตถุดิบ, สภาพแวดล้อม) โดยใช้หลักการ Why Why
Analysis เป็นการถามวา่ ทำ�ไม ทำ�ไมไปเรื่อย ไม่มีการก�ำ หนดปญั หายอ่ ย ยงิ่ มากยิ่งดี วิธีการน้ีให้
พนกั งานท่เี ก่ยี วข้องท้งั หมดมาช่วยกนั หาสาเหตุ และก�ำ หนดแนวทางในการแก้ไขปัญหา รวมถึง
ผู้รับผิดชอบ

รปู ที่ 3.4 ตวั อยา่ งผงั พาเรโต (Pareto diagram)
(ท่ีมา : https://www.share-apparel.org/images/140757/7QC%20Tool.pdf)

5. ผงั กระจาย (Scatter diagram)
ผงั การกระจาย(ScatterDiagram) เปน็ ผงั ทหี่ ลายๆคนอาจจะไมค่ นุ้ เคยสกั เทา่ ไหรข่ ออธบิ าย
ขยายความสกั นิด ผังการกระจายนี้ที่ใชแ้ สดงค่าของข้อมลู ท่ีเกิดจากความสมั พนั ธข์ องตัวแปรสอง
ตัวว่ามีแนวโน้มไปในทางใด เพ่ือท่ีจะใช้หาความสัมพันธ์ท่ีแท้จริงว่ามีความสัมพันธ์กันมากน้อย
เพยี งใด เช่น การตงั้ สมตฐิ านเกยี่ วกับประสบการณ์ของพนักงานวา่ พนกั งานท่มี อี ายงุ านแตกตา่ ง
กนั ของเสยี ทเี่ กิดขึน้ จากการทำ�งานในแตล่ ะคนจะแตกต่างกันหรอื ไม่ โดยทัว่ ไปแลว้ เราจะคาดว่า
ผู้ท่ีมีประสบการณ์สูงจะมีทักษะในการทำ�งานสูง ของเสียจะเกิดข้ึนน้อยกว่าพนักงานใหม่ ซึ่งข้อ
สมมตุ ฐิ านของตัวแปรท้ังสองสามารถเกบ็ ขอ้ มลู แล้วนำ�มา Plot กราฟผังการกระจายเพอื่ ทดสอบ
สมมตุ ฐิ านวา่ มีความสมั พันธก์ นั มากนอ้ ยเพยี งใด เพราะวา่ ในสถานประกอบการบางท่ี อายุงานสูง
อาจจะมีของเสียเท่ากับพนักงานใหม่ก็เป็นได้ ดังนั้น อายุงานหรือทักษะและประสบการณ์ของ

84

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

พนักงานไม่เก่ียวข้องกับเร่ืองของเสียในกระบวนการผลิต อาจจะต้องไปตรวจสอบเรื่องอื่นๆ เช่น
เครื่องจกั รอปุ กรณท์ ี่ใช้ในการผลติ มปี ัญหาหรือไม่

รูปท่ี 3.5 ตัวอย่างผังกระจาย
(ทม่ี า : https://www.share-apparel.org/

images/140757/7QC%20Tool.pdf)

6. แผนภมู ิควบคมุ (Control chart)
แผนภูมิควบคุม (Control Chart) คือแผนภูมิที่มีการเขียนขอบเขตที่ยอมรับได้ของ
คณุ ลักษณะตามขอ้ กำ�หนดทางเทคนิค (สว่ นมากไดส้ ตู รการค�ำ นวณ) เพือ่ น�ำ ไปเป็นแนวทางในการ
ควบคุมกระบวนการผลิต โดยการติดตามและตรวจจับข้อมูลที่ออกนอกขอบเขต (Control limit)
โดยถา้ เกิดข้นึ มูลอยู่นอกขอบเขต (Out of Control) ตอ้ งหาสาเหตทุ ที่ ำ�ให้เหตกุ ารณ์ทเ่ี กดิ ขนึ้ ผดิ
ปกติ เชน่ การบรรจนุ �้ำ ตาลลงถงุ มคี า่ ยอมรับได้ +- ไม่เกิน 10 กรมั จาก 1 กิโลกรัม จากการผลติ
ทั้งวนั เกดิ การ Out of Control ในชว่ ง 16.30 น. เปน็ ต้นไปจนถงึ เวลาเลิกการผลิต 17.00น. และ
เกิดขึ้นแบบนี้เกือบทุกๆ วัน ซ่ึงจากสถานการณ์ดังกล่าว สามารถวิเคราะห์ได้ไม่ยากเน่ืองจาก
เปน็ การผลติ ทา้ ยๆของวนั อาจจะเกดิ จากพนกั งานเกดิ ความเมอื่ ยลา้ หรอื เครอ่ื งจกั รอปุ กรณท์ �ำ งาน
เปน็ เวลานานจงึ เกดิ ความคลาดเคลอื่ น ซง่ึ ลกึ ๆ กต็ อ้ งคน้ หาสาเหตกุ นั ตอ่ ไป ซงึ่ อาจจะใชผ้ งั กา้ งปลา
เป็นตัวชว่ ยในการวเิ คราะห์ข้อมูล

รูปที่ 3.6 ตวั อยา่ งแผนภูมคิ วบคุม
(ทีม่ า : https://www.share-appar-
el.org/images/140757/7QC%20

Tool.pdf)

85

หนวย 1 หนว ย 2 หนวย 3

แผนภูมิควบคุม (Control Chart): เป็นแผนภูมิที่เราใช้วิเคราะห์ความแปรปรวนท่ีเกิดขึ้นใน
กระบวนการการผลติ โดยเราจะวเิ คราะห์หาสาเหตทุ ีม่ คี วามแปรปรวนผิดปกติ หรือสาเหตุที่มผี ล
ต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์มาก ซึ่งในการทำ�แผนภูมิควบคุมเราจะใช้โปรแกรมในการวิเคราะห์หา
คา่ ความผดิ ปกตนิ น้ั โดยเราจะแบง่ ประเภทของแผนภมู คิ วบคมุ เปน็ 2 ประเภทดว้ ยกนั คอื ชนดิ ของ
แผนภูมคิ วบคุม แบ่งได้เปน็ 2 ประเภทใหญ่ โดยแบง่ ตามข้อมูลทส่ี นใจ คือ
1. แผนภมู ิทีช่ นิดของข้อมูลเปน็ ข้อมลู แบบตอ่ เนือ่ งหรอื คา่ วัด (Variable Control Chart)
เปน็ แผนภมู ทิ ี่ใชค้ วบคมุ กระบวนการส�ำ หรบั ผลลพั ธท์ ม่ี คี ณุ ลกั ษณะทตี่ อ้ งการควบคมุ สามารถวดั คา่
ได้ดว้ ยการ ช่งั ตวง วดั เช่น ปรมิ าณการบรรจนุ �ำ้ ผลไมใ้ นขวด อายุการใชง้ านของหลอดไฟ ความ
ยาวเส้นผ่านศนู ยก์ ลางของวงแหวนลูกสูบ เป็นต้น ไดแ้ ก่
1) แผนภมู ิ X Chart เป็นแผนภมู ิท่ีใช้ควบคมุ ค่าเฉล่ียของคุณลักษณะท่ีวดั ไดจ้ ากผลลพั ธ์ในเชงิ
ปริมาณ ซ่ึงคา่ ท่ีได้อาจอยู่ในเทอมของความยาว อายกุ ารใช้งาน นำ�้ หนัก ปริมาณ เปน็ ต้น
2) แผนภมู ิ R Chart เป็นแผนภมู ทิ ี่ใช้ควบคมุ ค่าความแปรผนั หรือค่าการกระจายของคณุ ลกั ษณะ
ทว่ี ดั ได้จากผลลัพธ์โดยใช้พิสัยเปน็ ค่าวดั โดยแผนภมู ิ R จะใช้ควบค่กู ับแผนภมู ิ X เสมอ
3) แผนภูมิ S Chart เป็นแผนภมู ิที่ใช้ควบคุมค่าความแปรผันหรอื ค่าการกระจายของคณุ ลักษณะ
ท่ีวัดได้จากผลลัพธ์เช่นเดียวกับแผนภูมิ R แต่จะคำ�นวณค่าวัดการกระจายด้วยค่าสวนเบ่ียงเบน
มาตรฐาน ซง่ึ จะมปี ระสิทธิภาพดีกว่าแผนภมู ิ R เมือ่ ตวั อย่างของกลุ่มย่อยมขี นาดใหญ่
4) แผนภมู ิ MR Chart หรือแผนภมู คิ วบคุมพิสยั เคลือ่ นที่ เป็นแผนภูมิท่ีใช้ควบคู่กบั แผนภมู ิ X โดย
แผนภูมิ MR Chart เป็นแผนภูมิที่ใช้ควบคุมค่าการกระจายของคุณลักษณะท่วี ัดได้ด้วยคา่ พสิ ยั เม่ือ
ขนาดของตวั อย่างย่อยเทา่ กบั 1 หนว่ ย
5) แผนภมู ิ CU-SUM Chart เปน็ แผนภมู ิท่ีใชค้ วบคมุ คา่ เฉลี่ยของคุณลักษณะที่วัดได้จากผลลพั ธ์
ในเชงิ ปรมิ าณเชน่ เดยี วกบั แผนภมู ิ X แตจ่ ะมปี ระสทิ ธภิ าพในการตรวจจบั การเปลยี่ นแปลงไดด้ กี วา่
แผนภมู ิ X เมื่อคณุ สมบตั ขิ องผลลพั ธม์ กี ารเปลีย่ นแปลงเลก็ นอ้ ย และใช้ไดเ้ ม่ือขนาดตัวอยา่ งยอ่ ย
เท่ากบั 1 หนว่ ย
2. แผนภมู ทิ ี่ชนดิ ของขอ้ มูลเป็นขอ้ มูลแบบชว่ งหรือ คา่ นบั (Attribute Control Chart)
เปน็ แผนภมู ทิ ี่ใชค้ วบคมุ กระบวนการส�ำ หรบั ผลลพั ธท์ ่ี มคี ณุ ลกั ษณะทต่ี อ้ งการควบคมุ หาไดจ้ ากการ
นับ เช่น ผลิตภัณฑ์ดหี รือเสีย ผลิตภัณฑ์ช�ำ รดุ หรือไมช่ �ำ รุด ผลติ ภณั ฑท์ มี่ รี อยต�ำ หนหิ รอื ไมม่ ีรอย
ตำ�หนิ ผลิตภณั ฑ์บกพรอ่ งหรอื ไมบ่ กพร่อง เปน็ ตน้ ซ่ึงการพิจารณาคณุ ลกั ษณะของผลลัพธ์ เชน่
ดีหรอื เสียนัน้ จะท�ำ การเปรียบเทียบกับมาตรฐานหรอื ขีดจำ�กดั ข้อกำ�หนดเฉพาะของผลลัพธ์ หรือ
อาจพิจารณาดว้ ยการมองดว้ ยสายตา แผนภูมิควบคุมประเภทน้ีไดแ้ ก่

86

หนวย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

1) แผนภมู ิ p (p Chart) เปน็ แผนภูมทิ ี่ใชค้ วบคุมสัดสว่ นผลลพั ธท์ ่ีไม่เปน็ ไปตามขอ้ กำ�หนด (NC)
ในกระบวนการ เชน่ สัดสว่ นชน้ิ งานที่แตกหัก สัดส่วนหลอดไฟเสยี เป็นต้น
2) แผนภมู ิ pn (pn Chart) เปน็ แผนภมู ทิ ี่ใช้ควบคุมจ�ำ นวนของผลลัพธท์ ี่ไม่เป็นไปตามข้อกำ�หนด
(NC)ในกระบวนการ ซึง่ มีหลักการเชน่ เดยี วกบั แผนภมู ิ p
3) แผนภมู ิ c (c Chart) เปน็ แผนภมู ิที่ใช้ควบคุมจ�ำ นวนรอยตำ�หนหิ รอื ขอ้ บกพรอ่ งทีเ่ กดิ ขนึ้ บน
ผลลพั ธเ์ มือ่ กลมุ่ ตวั อย่างย่อยมี ขนาด 1 หนว่ ย เชน่ รอยตำ�หนิบนผวิ ช้ินงาน 1 ช้ิน รอยตำ�หนบิ น
ผ้า 1 เมตร
4) แผนภมู ิ u (u Chart) เป็นแผนภมู ทิ ี่ใช้ควบคุมจำ�นวนรอยตำ�หนิหรือข้อบกพร่องทเ่ี กิดขึน้ บน
ผลลัพธ์เช่นเดยี วกับแผนภูมิu โดยเปน็ แผนภูมคิ วบคุมจ�ำ นวนรอยตำ�หนิตอ่ หนว่ ย แตจ่ ะใช้ในกรณี
ที่จำ�นวนหน่วยตัวอย่างของกลุ่มย่อยในการ ตรวจสอบแต่ละคร้ังไม่เท่ากัน หรือขนาดตัวอย่างที่
ตรวจสอบแตล่ ะครง้ั ไม่ใช่ 1 หนว่ ย
ลักษณะของแผนภมู ิควบคุม
โดยปกตแิ ล้ว แผนภมู คิ วบคมุ จะประกอบดว้ ยเสน้ ควบคมุ 3 เสน้ ได้แก่ ขีดจำ�กัดควบคุมบน
(Upper Control Limit : UCL), ขีดจำ�กดั ควบคุมลา่ ง (Lower Control Limit : LCL), และเส้นกลาง
(Center line : CL) ระยะห่างจากเส้นกลางถงึ ขดี จ�ำ กัดควบคุมบนจะเท่ากับระยะห่างจากเสน้ กลาง
ถึงขดี จ�ำ กดั ควบคมุ ลา่ ง คอื เท่ากบั 3 ซกิ มา่ (3 ) ในกรณีไม่ทราบค่าสว่ นเบีย่ งเบนมาตรฐานของ
ประชากรจากกระบวนการท้ังหมดจะแทนด้วยคา่ S คือ สว่ นเบย่ี งเบนมาตรฐานของขอ้ มูลตัวอยา่ ง
จากกระบวนการ

รูปที่ 3.7 ตวั อยา่ งแผนภมู ิ
Control Chart

(ทีม่ า : https://sites.google.com/
site/qualitycontrol01206322/
phaenphumi-khwbkhum-con-

trol-chart)

หลงั จากไดท้ ำ�การสร้างแผนภูมิ Control Chart แลว้ เราสามารถพิจารณาจดุ ผดิ ปกตทิ เ่ี กิด
ข้ึนในแผนภมู ไิ ด้ ซึ่งมอี ยู่หลกั 4 ประเภท คอื
1. อยนู่ อกจดุ ควบคุม (Out of Control) คอื มบี างจดุ อยูน่ อกเขตควบคุม (±3s) ไปอย่าง

87

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

ชัดเจนซง่ึ จะแสดงใหเ้ ห็นว่ามีของเสียเกิดข้นึ แล้วในกระบวนการ
2. เกดิ การเกาะกลุ่ม (Run)
2.1 มจี ดุ พกิ ดั อยา่ งนอ้ ย7 จดุ ปรากฏตดิ ตอ่ กนั อยดู่ า้ นใดดา้ นหนง่ึ ของแผนภมู ิ (Shift)
เปน็ ผลมาจากการเปลยี่ นแปลงกระบวนการ เชน่ พฒั นาระบบการทำ�งานแลว้ ผลลพั ธ์ดขี ึ้นกวา่ เดมิ
เป็นตน้

รปู ท่ี 3.8 แผนภูมิ Control Chart จุดพิกดั อย่างนอ้ ย 7

(ทีม่ า : https://sites.google.com/site/qualitycontrol01206322/
phaenphumi-khwbkhum-control-chart)

2.2 มีจดุ พกิ ดั อย่างน้อย 14 จดุ ขึน้ และลงเปน็ แบบแผนอย่างตอ่ เนอ่ื งซำ้�กนั (Cycle)
เป็นผลมาจากช่วงเวลาหรือช่วงฤดูกาลท่ีผลัดเปล่ียน หมุนเวียนกันไป เช่น การผลัดเปล่ียนเวร
ประสิทธิภาพในการท�ำ งาน เวรเช้าดีกว่าเวรดึก หรอื การระบาดของโรคตามฤดูกาล เป็นต้น

รปู ท่ี 3.9 แผนภมู ิ Control Chart จดุ พิกดั อยา่ งน้อย 14 จุด

(ท่ีมา : https://sites.google.com/site/qualitycontrol01206322/
phaenphumi-khwbkhum-control-chart)

2.3 จดุ พิกัดอยา่ งนอ้ ย 4 ใน 5 จุด ท่ีอย่ตู ่อเนอื่ งกนั ใกล้ Central line เปน็ ผลมาจาก
การปรับปรุงกระบวนการให้ดีข้ึน ทำ�ให้ความผันแปรในระบบน้อยลง ถึงแม้ค่าเฉล่ียจะยังเท่าเดิม
หรือในทางตรงข้ามอาจมากข้นึ หรือลดลง

รปู ท่ี 3.9 แผนภูมิ Control Chart จดุ พกิ ัดอย่างนอ้ ย 4 ใน 5 จดุ ท่ีอยู่ต่อเนอื่ งกันใกล้

(ทมี่ า : https://sites.google.com/site/qualitycontrol01206322/
phaenphumi-khwbkhum-control-chart)

88

หนวย 1 หนวย 2 หนว ย 3

3. เกิดแนวโนม้ (Trend) คอื มีบางจดุ เรียงตัวกันอยา่ งตอ่ เน่ือง 6 จุด ภายในเขตควบคมุ
(±3s) ซงึ่ คา่ เฉลยี่ ของชน้ิ งานทผ่ี ลติ ไดจ้ ากกระบวนการนก้ี �ำ ลงั มแี นวโนม้ ทจี่ ะเคลอ่ื นทอ่ี อกจากทตี่ ง้ั
ไวค้ รง้ั แรก ดงั น้ันควรจะหยดุ กระบวนการเพือ่ ปรบั คา่ ตา่ งๆ

รูปท่ี 3.10 แผนภมู ิ Control Chart เกดิ แนวโน้ม (Trend)

(ที่มา : https://sites.google.com/site/qualitycontrol01206322/
phaenphumi-khwbkhum-control-chart)

4. เกิดวฏั จักร (Periodicity) คอื มีบางจดุ เรียงตวั สลบั ขึน้ ลงระหวา่ งเส้นCL เรียงกันท้ังหมด
14 จดุ ภายในเขตควบคมุ (±3s) ซงึ่ แสดงใหว้ า่ เกดิ การหมนุ เวยี นของเหตกุ ารณต์ า่ งๆในกระบวนการ
โดยเมอื่ ครบหนงึ่ รอบจะกลบั มาอกี ครง้ั หนง่ึ จงึ อาจใชท้ �ำ นายผลในอนาคตหรอื ชว่ งเวลาทผ่ี า่ นมาได้
7. ฮสิ โตแกรม (Histogram)
เปน็ แผนภาพการกระจายขอ้ มลู ซง่ึ จะแสดงคา่ กลางของปญั หา และคา่ ความแปรปรวนของ
ข้อมูลฮสิ โตแกรม ในรปู แบบกราฟแท่งแบบเฉพาะ โดยแกนตงั้ จะเป็นตวั เลขแสดง “ความถ”ี่ และ
มแี กนนอนเปน็ ขอ้ มลู ของคณุ สมบตั ขิ องสง่ิ ทเี่ ราสนใจ โดยเรยี งล�ำ ดบั จากนอ้ ย ที่ใชด้ คู วามแปรปรวน
ของกระบวนการ โดยการสังเกตรูปร่างของฮิสโตแกรมท่ีสร้างข้ึนจากข้อมูลที่ได้มาโดยการสุ่ม
ตัวอยา่ งลกั ษณะต่างๆ ของฮสิ โตแกรม
- แบบปกติ (Normal Distribution) การกระจายของการผลติ เปน็ ไปตามปกติ ค่าเฉลีย่ สว่ น
ใหญจ่ ะอยตู่ รงกลาง

รูปท่ี 3.11 ฮิสโตแกรม แบบปกติ
(ที่มา : http://homeworkofangsu-
malee.blogspot.com/2017/07/

histogram.html)

- แบบแยกเป็นเกาะ (Detached Island Type) พบเม่อื กระบวนการผลิตขาดการปรับปรุง/
หรือการผลติ ไม่ได้ผล

89

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

รปู ที่ 3.12 ฮสิ โตแกรม แบบแยกเป็นเกาะ
(ทม่ี า : http://homeworkofangsu-

malee.blogspot.com/2017/07/histo-
gram.html)

- แบบระฆังคู่ (Double Hump Type) พบเมือ่ น�ำ ผลติ ภัณฑข์ องเครื่องจกั ร 2 เคร่อื ง / 2 แบบ
มารวมกัน

รูปท่ี 3.13 ฮสิ โตแกรม แบบระฆงั คู่
(ทีม่ า : http://homeworkofangsu-
malee.blogspot.com/2017/07/histo-

gram.html)

- แบบฟันปลา (Serrated Type) พบเมอื่ เครื่องมอื วดั มคี ณุ ภาพตำ่� หรอื การอา่ นค่ามคี วาม
แตกต่างกนั ไป

รปู ที่ 3.14 ฮิสโตแกรม แบบฟนั ปลา
(ท่ีมา : http://homeworkofangsu-
malee.blogspot.com/2017/07/histo-

gram.html)

- แบบหน้าผา (Cliff Type) พบเมอ่ื มีการตรวจสอบแบบ Total Inspection เพอื่ คดั ของเสีย
ออกไป

รปู ท่ี 3.15 ฮสิ โตแกรม แบบหนา้ ผา
(ท่มี า : http://homeworkofangsu-
malee.blogspot.com/2017/07/histo-

gram.html)

90

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

VDO 7 Quality Control Tools

หลักการและทฤษฎีของ Work study, คัมบัง, TPS และ 5ส

การศกึ ษาการทำ�งาน (Work Study)
การศึกษางาน (Work Study) เปน็ การศกึ ษาการเคลื่อนไหวและเวลา (Motion and Time
Study) ซงึ่ หมายถงึ เทคนคิ ในการวเิ คราะหข์ นั้ ตอนของการปฏบิ ตั งิ านเพอ่ื ขจดั งานท่ีไมจ่ �ำ เปน็ ออก
และสรรหาวธิ กี ารท�ำ งานท่ดี ีทส่ี ุดและเรว็ ท่สี ุดในการปฏบิ ตั งิ านนนั้ ๆ รวมถงึ การปรบั ปรุงมาตรฐาน
ของวธิ กี ารท�ำ งาน สภาพการท�ำ งาน เครอ่ื งมอื ตา่ งๆ และการฝกึ พนกั งานใหท้ �ำ งานดว้ ยวธิ ที ถ่ี กู ตอ้ ง
การหาเวลามาตรฐานของทำ�งาน เพอ่ื เพ่ิมผลผลิตจากทรัพยากรที่มอี ยู่ ท�ำ ให้ต้นทุนในการผลิตต่ำ�
ลง การศกึ ษาเวลาสามารถแบ่งได้ 4 วธิ กี ารดังนี้
1. การศึกษาเวลาโดยตรง คอื การศกึ ษาเวลาท่ีใชก้ ารจับเวลาพนักงานทีม่ ีการเลอื กไวแ้ ล้ว
มาทำ�การจับเวลา โดยนาฬิกา ท้ังนี้ต้องมีการคำ�นวณจำ�นวนคร้ังในการจับเวลา แล้วจึงนำ�มาหา
เวลาท�ำ งานปกติ (Normal Time) เวลามาตรฐานต่อไป
2. การสมุ่ งาน (Work Sampling) เปน็ การศกึ ษาเวลาเพอ่ื ใหไ้ ดเ้ วลามาตรฐานจากการสมุ่ จบั
เวลาการท�ำ งานจริงของพนักงานในสายการผลติ ตอ้ งใชเ้ วลาในการศึกษาเวลาเปน็ เวลานาน หลาย
สัปดาห์
3. การศึกษาเวลา จากข้อมูลเวลามาตรฐานและสูตร (Standard Data and Formulas)
เปน็ การศกึ ษาเวลาที่ใช้ขอ้ มลู เวลาท่ีจดั ทำ�เปน็ มาตรฐานของโรงงานน้ันรวมท้ังการคำ�นวณหาเวลา
จากสูตรสำ�เรจ็ เชน่ สตู รมาตรฐานในการคำ�นวณเวลางานกลงึ สูตรที่โรงงานคิดขน้ึ เอง เปน็ ต้น

91

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

4. การศึกษาเวลาโดยระบบหาเวลาก่อนล่วงหน้า หรือการสังเคราะห์เวลา (Predeter-
mined-Time System or Synthesis Time) เปน็ การศกึ ษาเวลาเพอ่ื ให้ได้เวลามาตรฐานจากการหา
เวลาลว่ งหน้า ก่อนท่งี านจะเกดิ จรงิ หรอื การสังเคราะหเ์ วลาโดยใช้ระบบการหาเวลาชนดิ ตา่ ง เช่น
ระบบ MTM
ประโยชนข์ องการศึกษาเวลา
1. ใช้ในการกำ�หนดต้นทุนมาตรฐานและจัดเตรียมงบประมาณรวมท้ังการสร้างระบบศูนย์
ก�ำ ไร
2. ประมาณการต้นทุนการผลติ เพอ่ื กำ�หนดราคาผลติ ภัณฑ์
3. ใช้ในการจดั สมดลุ ของสายงานการผลิต เพ่อื เพ่มิ ผลผลติ และประสทิ ธภิ าพการใช้งานคน
งานและเครื่องจกั ร
4. ใช้เป็นข้อมูลในการจดั แผนการผลติ และการกำ�หนดงานการผลิต
5. ใช้เปน็ มาตรฐานเวลาในการท�ำ งานเพื่อควบคมุ ต้นทุนการผลติ และการก�ำ หนดอัตราค่า
จ้าง แรงงาน รวมทั้งการจดั แผนการจา่ ยเงนิ จงู ใจ
6. ใช้ประกอบการศึกษาวิธีการทำ�งานเพื่อเปรียบเทียบวัดผลงานก่อนและหลังการ
ปรับปรุง
การศึกษาวธิ กี ารทำ�งาน (Method Study)
การศกึ ษาวธิ กี ารท�ำ งาน หมายถงึ กระบวนการท่ีใชใ้ นการศกึ ษาและบนั ทกึ วธิ กี ารท�ำ งานเดมิ
หรอื ที่จะเสนอแนะขน้ึ ใหมอ่ ย่างมขี ้ันตอนและตรวจตราอย่างมีระบบ เพือ่ นำ�ไปสูก่ ารพฒั นาวธิ กี าร
ท�ำ งานที่มีประสทิ ธิภาพและประสทิ ธผิ ล โดยมีแนวทางการศึกษาวิธกี ารทำ�งานแบง่ ออกเปน็ 8 ข้ัน
ตอนดว้ ยกนั คอื
1. การเลอื กงาน
เกณฑก์ ารตดั สนิ ใจเลอื กงานเพอ่ื ศกึ ษาวธิ กี ารท�ำ งาน เราจะพจิ ารณาองคป์ ระกอบดงั ตอ่ ไปน้ี
- ด้านเศรษฐกจิ
- ดา้ นเทคนิค
- ดา้ นปฏิกิรยิ าแรงงาน
- ดา้ นผลกระทบอนื่ ๆ
2. การเกบ็ ข้อมลู วธิ กี ารทำ�งาน
สญั ลักษณ์ท่ีใชก้ ารเก็บขอ้ มูลวิธกี ารทำ�งาน

92

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

ตาราง 3.1 แสดงสัญลกั ษณ์ท่ใี ช้ในการเก็บข้อมลู วธิ กี ารท�ำ งาน
(ทีม่ า : หนังสือการศกึ ษางานในอุตสาหกรรม)

3. การวิเคราะหว์ ธิ ีการทำ�งาน
การพิจารณาตรวจตราข้อมูลวิธีการทำ�งานท่ีบันทึกมาเพื่อทำ�การวิเคราะห์วิธีการทำ�งานจะ
ใช้ “เทคนคิ การตงั้ ค�ำ ถาม” เพอ่ื ใหช้ ว่ ยสามารถก�ำ หนดแนวทางในการปรบั ปรงุ วธิ กี ารท�ำ งาน เทคนคิ
การตัง้ คำ�ถามนเ้ี รยี กว่า “6W-1H” โดยใชก้ ลมุ่ คำ�ถาม 2 กลุ่ม คอื
3.1 กล่มุ What Who When Where How
สำ�หรับตรวจสอบ 1. เป้าหมายและขอบข่ายของงานแต่ละกิจกรรม 2. บุคลากรท่ีทำ�งาน
แต่ละกิจกรรม 3. สถานท่ีทำ�งาน 4. ล�ำ ดับขัน้ ตอนการท�ำ งาน 5. วธิ กี ารท�ำ งาน
3.2 กลมุ่ Why Which
เพอ่ื พฒั นาแนวทางการปรบั ปรงุ วธิ กี ารท�ำ งาน โดยจะตรวจสอบเหตผุ ล ความเหมาะสมของ
วธิ ีการท�ำ งาน และเปิดโอกาสในทางเลอื กอืน่ ๆ

4. การปรับปรุงวิธกี ารท�ำ งาน
ข้ันตอนการปรับปรุงวิธีการทำ�งาน เป็นแค่ทางเลือกใช้เทคนิคการปรับปรุงงาน ซึ่งมีหลัก

93

หนว ย 1 หนวย 2 หนวย 3

การดงั ตอ่ ไปนี้
1. ตดั 2. แยก/รวม 3. เปลย่ี นขนั้ ตอน 4. ทำ�กระบวนการให้งา่ ยขึ้น 5. ใชเ้ ครือ่ งมือชว่ ย 5. การ
เปรยี บเทยี บวดั ผลวธิ ีการทำ�งาน
คำ�ถามท่เี กิดขึน้ ภายหลังจากการวเิ คราะห์และปรับปรุงวธิ ีการท�ำ งาน คอื วิธีการทป่ี รับปรงุ
ใหมด่ กี วา่ เกา่ จรงิ หรอื ไม่ ดกี วา่ แคไ่ หน มเี กณฑว์ ดั ผลอยา่ งไร ดจู ากการใชจ้ �ำ นวนสญั ลกั ษณท์ บ่ี นั ทกึ
ก่อนและหลังการปรับปรุงวิธีการทำ�งาน ตัวอย่างเช่น ก่อนการปรับปรุงวิธีการทำ�งานมีจำ�นวน
สัญลักษณ์เท่ากับ 23 หลังการปรับปรุงวิธีการทำ�งานจำ�นวนสัญลักษณ์ลดลงเหลือจำ�นวน 15
สัญลกั ษณ์ คิดเป็นเปอรเ์ ซ็นตท์ ี่ดีขึ้น 34.78 เปอรเ์ ซ็นตด์ ังตารางแสดงตัวอยา่ ง

ตารางท่ี 3.2 การเปรียบเทยี บวิธกี ารท�ำ งาน
(ทม่ี า : หนังสือการศกึ ษางานในอตุ สาหกรรม)

6. การพฒั นามาตรฐานวธิ กี ารทำ�งาน
เมื่อมั่นใจได้จากการเปรียบเทียบวธิ ีการทำ�งานกอ่ นและหลงั การปรับปรุงแลว้ งานตอ่ ไปคือ
การพฒั นาวธิ กี ารท�ำ งานทป่ี รบั ปรงุ แลว้ ใหเ้ ปน็ วธิ กี ารมาตรฐาน เพอ่ื ใชเ้ ปน็ แนวปฏบิ ตั มิ าตรฐานตาม
วธิ กี ารท�ำ งานทป่ี รบั ปรงุ แลว้ ซงึ่ จะใชเ้ ปน็ เอกสารอา้ งองิ และเมอ่ื มกี ารบนั ทกึ ในรปู แบบวดี ที ศั นก์ จ็ ะ
สามารถใช้เป็นเคร่ืองมือในการอบรมพัฒนาบุคลากรในด้านมาตรฐานวิธีการทำ�งานเราสามารถ
พฒั นามาตรฐานของวธิ กี ารท�ำ งานเปน็ 2 รปู แบบ คอื 1. ภาพถา่ ยวดี ที ศั น์2. แผนภมู แิ ละไดอะแกรม
ต่างๆ
7. การสง่ เสรมิ ใช้วิธกี ารท�ำ งานทป่ี รบั ปรุงแล้ว
การใชว้ ธิ กี ารท�ำ งานใหมซ่ ง่ึ ตอ้ งท�ำ ความเขา้ ใจกบั ผปู้ ฏบิ ตั งิ านถงึ สาเหตขุ องการเปลย่ี นแปลง
วธิ ีการท�ำ งานรวมท้ังตอ้ งฝึกอบรมผู้ปฏบิ ตั ิงานเพ่ือใหส้ ามารถท�ำ งานดว้ ยวิธีที่ถูกต้อง

94

หนว ย 1 หนวย 2 หนว ย 3

8. การติดตามการใช้วิธีการปรบั ปรงุ ทป่ี รบั ปรุงแล้ว
การควบคุมดูแลให้ผู้ปฏิบัติงานปฏิบัติงานตามวิธีการทำ�งานใหม่และค้นหาวิธีการทำ�งานท่ี
ดีกว่าเดิมอยู่เสมอเพ่อื เพม่ิ ประสิทธภิ าพการท�ำ งานขององคก์ ร

ระบบคัมบัง (Kanban System)

ระบบคมั บัง (Kanban System) หมายถงึ ส่วนหนง่ึ ของระบบ JIT ที่ได้รบั การพฒั นาข้นึ มา
เพื่อช่วยให้การทำ�งานมีการประสานงานท่ีดีและมีประสิทธิภาพ ระบบคัมบังของโตโยต้าใช้แผ่น
กระดาษเพอื่ เปน็ สญั ญาณแสดงความตอ้ งการใหม้ กี าร “สง่ ” ชนิ้ สว่ นเพม่ิ เตมิ (ConveyanceKanban
: C-card ) และใช้แผน่ กระดาษเดียวกันหรอื ที่มีลกั ษณะ เหมือนกนั เพอื่ เปน็ สัญญาณแสดงความ
ต้องการให้ “ผลติ ” ช้นิ สว่ นเพิ่มข้ึน (Production Kanban : P-card ) ซ่งึ บตั รน้ีจะติดไปกับภาชนะ
( Container ) ท่ีใส่วัตถุดิบ หรอื ระบบบัตรสองใบ ( Two-card System ) โดยมีเกณฑส์ ำ�หรบั การ
ด�ำ เนินงานดงั ต่อไปนี้
1. ในแต่ละภาชนะจะตอ้ งมีบัตรอยูด่ ้วยเสมอ
2. หน่วยงานประกอบจะเป็นผ้เู บิกจ่ายชิน้ สว่ นจากหนว่ ยผลติ โดยระบบดึง
3. ถา้ ไมม่ ีใบเบิกทมี่ ีค�ำ สง่ั อนมุ ัติ จะไมม่ ีการเคล่ือนภาชนะออกจากท่ีเก็บ
4. ภาชนะจะตอ้ งบรรจุช้นิ ส่วนในปรมิ าณท่ถี ูกต้องและมีคุณภาพท่ดี เี ทา่ นั้น
5. ชิ้นส่วนที่ดีเทา่ น้ันท่จี ะถกู จัดส่งและใช้งานในสายการผลิต
6. ผลผลติ รวมจะไมม่ ากเกนิ ไปกวา่ ค�ำ สงั่ การผลติ ที่ไดบ้ นั ทกึ ลงในP-card และวตั ถดุ บิ ทเ่ี บกิ
ใช้จะต้องไม่มากเกินกว่าจ�ำ นวนช้นิ ส่วนที่บนั ทกึ ลงใน C-card
สัญลักษณ์ของ Kanban ไม่จำ�เป็นต้องเป็นไปในรูปลักษณะของบัตรเพียงอย่างเดียว
ยงั สามารถแทนได้ด้วยสื่อสัญลักษณอ์ ่ืน ดงั ต่อไปน้ี
– ระบบภาชนะ (Container) ตวั ภาชนะเองอาจจะใชแ้ ทนบัตรได้ คือ เมอ่ื ภาชนะวา่ งลงแสดงวา่
ตอ้ งการช้ินส่วนเพ่ิมเตมิ ระบบนจ้ี ะใช้งานได้ดี เมอ่ื ภาชนะไดร้ บั การออกแบบเปน็ พเิ ศษใหส้ ามารถ
บรรจุวตั ถดุ บิ หรอื ชิ้นส่วนไดอ้ ยา่ งพอดี และไมก่ ่อให้เกดิ ความสับสน
– ระบบไม่ใชภ้ าชนะ(Containerless) แตอ่ าจจะเปน็ พน้ื ทก่ี ารท�ำ งานในสายการผลติ ส�ำ หรบั ก�ำ หนด
พนื้ ทส่ี �ำ หรบั วางวตั ถดุ บิ หรอื ชน้ิ สว่ นก็ได้ เมอื่ พนื้ ทบ่ี รเิ วณดง้ กลา่ ววา่ งลงกเ็ ปน็ สญั ญาณทบี่ อกไดว้ า่
ต้องการวัตถุดิบหรือชิ้นส่วนมาเพิ่ม รวมท้ังยังเป็นสัญญาณบอกได้ถึงว่าหน่วยงานผลิตอื่นต้อง
ทำ�การผลิตตอ่ ได้ดว้ ย

95

หนวย 1 หนว ย 2 หนวย 3

3.2 วิเคราะห์และแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในกระบวนการอบ
ชุบโลหะด้วยความร้อน

ทฤษฎี 5W1H

5W1H คือเทคนิคการวเิ คราะห์ปญั หาท่ีใชม้ ากที่สดุ ในระดบั สากล โดย
เป็นการคดิ วเิ คราะห์ ที่ใช้ความสามารถในการจำ�แนก แยกแยะ องค์ประกอบ
ต่าง ๆ ของปัญหา เพือ่ น�ำ มาหาความสัมพันธ์เชงิ เหตุผลระหว่างองค์ประกอบ
ต่าง ๆ เหลา่ น้นั เพอ่ื คน้ หาค�ำ ตอบ หรอื เป็นสงิ่ ทีส่ �ำ คญั จากนน้ั จงึ รวบรวม
ขอ้ มลู ทง้ั หมดมาเรียบเรยี งใหม่ใหง้ า่ ยแกก่ ารท�ำ ความเข้าใจ
โดยเราจะตั้งค�ำ ถาม 6 ขอ้ ค�ำ ถาม โดยการตง้ั ค�ำ ถามอาจไม่จ�ำ เปน็ ตอ้ ง
เรียงข้อของคำ�ถาม แต่พิจารณาจากความเหมาะสม ส่วนประกอบของชุด
ค�ำ ถาม 5W1H มีดังนี้
- What (อะไร) : เปน็ การตง้ั คำ�ถามว่าปัญหาของเราคอื อะไร หรือ เรา
ต้องการจะทำ�อะไร ก็คอื วตั ถปุ ระสงค์ของเรานน้ั เอง
- Who (ใคร) : เป็นการหาว่าใครท่ีมีสว่ นเกี่ยวขอ้ งหรือ ใครที่ได้รบั ผลก
ระทบจากปญั หาน้ัน ๆ
- Where (ท่ีไหน) : เป็นการหาสถานท่ีว่าปญั หาน้นั เกิดขน้ึ ท่ีไหน หรอื
การแกป้ ัญหาของเราจะเกดิ ขึน้ ในท่ีไหน
- When (เมอื่ ไหร)่ : เปน็ การหาระยะเวลาวา่ เมอื่ ไหร่ทีเ่ หมาะสมท่จี ะ
ต้องด�ำ เนินการ หรอื หาวา่ ปัญหาเกดิ ขน้ึ เมื่อไหร่
-Why(ท�ำ ไม): เปน็ การหาเหตผุ ลวา่ ท�ำ ไมเราถงึ ท�ำ สงิ่ นนั้ หรอื วา่ ท�ำ ไม
เราถึงจะตอ้ งการแก้ไขปัญหาน้ันๆ
- How (อย่างไร) : ปัญหาท่ีเกดิ ขน้ึ เราจะมีวิธกี ารแกไ้ ขปญั หาน้นั ๆ ได้
อยา่ งไรบ้าง มวี ธิ ีการทำ�อย่างไร ข้ันตอนเปน็ ยังไง
เมอื่ เราวิเคราะห์ปญั หาน้ัน ๆ ดว้ ยเทคนคิ 5W1H แลว้ จะท�ำ ใหเ้ รารู้ข้อ
เท็จจริง รู้เหตุผลเบ้ืองหลังของปัญหาที่เกิดขึ้น เข้าใจความเป็นมาเป็นมา
เหตกุ ารณข์ องปญั หานนั้ ๆ ไดโ้ ดยงา่ ย สามารถใชเ้ ปน็ พนื้ ฐานความรใู้ นการน�ำ
ไปใช้ตัดสินใจแก้ปัญหาได้ง่ายข้ึน สามารถหาเหตุผลที่ได้ว่าทำ�ไมเราถึงเลือก
แกไ้ ขปญั หาดว้ ยวธิ นี ี้ และสามารถน�ำ ไปใชใ้ นหวั ขอ้ ใด ๆ เพอ่ื รวบรวมวเิ คราะห์

96

หนว ย 1 หนว ย 2 หนว ย 3

และน�ำ เสนอขอ้ มลู จากข้อมลู ท่ซี ับซ้อนท�ำ ให้เป็นขอ้ มลู งา่ ย

รปู ท่ี 3.16 5W1H
(ที่มา : www.google.com)

ประโยชน์ของการคิดวเิ คราะห์ 5W1H
- ทำ�ให้เรารู้ข้อเท็จจริง รู้เหตุผลเบ้ืองหลังของสิ่งที่เกิดข้ึน เข้าใจความเป็นมาเป็นไปของ
เหตกุ ารณน์ ้ัน
- ใช้เปน็ ฐานความรู้ในการน�ำ ไปใชใ้ นการตัดสินใจแก้ปญั หา
- ทำ�ให้เราหาเหตผุ ลทสี่ มเหตุสมผลให้กบั สงิ่ ทเ่ี กิดข้ึนจรงิ
- ทำ�ใหเ้ ราสามารถประมาณความนา่ จะเปน็ ได้

ทฤษฎี Why Why Analysis

Why Why Analysis เปน็ เครื่องมือท่ีนิยมใชก้ ันมากโดยมวี ตั ถปุ ระสงค์เพ่อื เปน็ เทคนิคการ
วเิ คราะหห์ าปจั จยั ทเี่ ปน็ ตน้ เหตุของปรากฏการณห์ รือปัญหาท่ีเกดิ ข้ึน เพอื่ ให้ได้พบต้นตอ หรอื ราก
เหง้าท่ีแทจ้ ริง และทีส่ �ำ คญั คอื เพือ่ นำ�ไปสกู่ ารแก้ไข และป้องกนั การเกดิ ซำ้�ตอ่ ไป
การวเิ คราะห์ WhyWhyAnalysis เปน็ เครอื่ งมอื พนื้ ฐานของการวเิ คราะหห์ าสาเหตรุ ากเหงา้
ของปญั หา โดยหากเราสามารถคน้ พบสาเหตรุ ากเหงา้ และก�ำ จดั ไดแ้ ลว้ ปญั หาเดมิ จะไมเ่ กดิ ซ�ำ้ อยา่ ง
แนน่ อน แตห่ ากปญั หาเดมิ เกดิ ซ�้ำ แสดงวา่ การวเิ คราะหข์ องเรานน้ั มาผดิ ทาง หรอื อาจมบี างสาเหตุ
ตกหล่นไป อาจจะต้องมาทำ�การวิเคราะห์ใหม่ เครื่องมือน้ีเป็นเครื่องมือท่ีมีประสิทธิภาพสูงมาก
หากผวู้ เิ คราะหม์ คี วามเขา้ ใจและมคี วามช�ำ นาญในงานทต่ี นท�ำ อยรู่ วมถงึ ความรดู้ า้ นวศิ วกรรม Why-
Why Analysis เปน็ เทคนคิ การวิเคราะหห์ าปจั จยั ทีเ่ ปน็ ต้นเหตใุ หเ้ กดิ ปรากฏการณอ์ ย่างเปน็ ระบบ
มขี น้ั มีตอน ไมเ่ กิดการตกหลน่ ซึ่งไม่ใช่การคดิ แบบคาดเดา วิธกี ารคิดของ Why-Why Analysis
เมื่อเรามีปญั หาอย่างใดอยา่ งหน่งึ เกิดข้นึ เราจะมาคิดกนั ดูวา่ อะไรเป็นปจั จัยหรอื สาเหตทุ ี่ท�ำ ให้มัน
เกดิ โดยการตงั้ ค�ำ ถามวา่ “ท�ำ ไม” โดยตงั้ ค�ำ ถามไปเรอื่ ยๆ จนกระทง่ั ไดป้ จั จยั ทเ่ี ปน็ ตน้ ตอของปญั หา
ปจั จยั ทอี่ ยูห่ ลังสดุ จะต้องเปน็ ปัจจยั ท่ีสามารถพลิกกลับกลายเปน็ มาตรการที่มีประสิทธิภาพ (เป็น

97