โลหะ (Metal)

โลหะ
(METALLIC MATERIALS)

อ า จ า ร ย์ ฐิ ติ ห ม อ รั ก ษ า
ส า ข า วิ ช า วิ ศ ว ก ร ร ม อุ ต ส า ห ก า ร
ม . เ ท ค โ น โ ล ยี ร า ช ม ง ค ล ต ะ วั น อ อ ก ว ข . จั น ท บุ รี

ชอื่ หน่วยเรยี น

• ความหมาย และสมบัติของโลหะ
• ประเภทของโลหะ
• โลหะกลุ่มเหล็ก
• โลหะนอกกลุ่มเหลก็

จดุ ประสงคก์ ารสอน

• เขา้ ใจ และอธบิ ายความหมาย และสมบตั ขิ องโลหะได้
• เขา้ ใจ และแจกแจงประเภทของโลหะได้
• เขา้ ใจ และอธบิ ายสมบตั ิ และการเลอื กโลหะกล่มุ เหล็ก และ
โลหะนอกกล่มุ เหล็กได้
• นาความรู้ด้านโลหะไปปรบั ใชใ้ นชีวติ ประจาวนั ได้

ความหมายของโลหะ

โลหะ (Metals) คือ วัสดุที่ได้จากการถลุงสินแร่ต่าง ๆ อันได้แก่
เหล็ก ทองแดง อลูมิเนียม นิเกิล ดีบุก สังกะสี ทองคา ตะก่ัว เป็น
ต้น โลหะเมื่อถลุงได้จากสินแร่ในตอนแรกน้ัน ส่วนใหญ่จะเป็น
โลหะเนือ้ ค่อนขา้ งบริสุทธิ์ โลหะเหล่านี้มกั จะมีเน้ืออ่อน ไม่แข็งแรง
เพียงพอที่จะนามาใช้ในงานอุตสาหกรรมโดยตรง ส่วนมากจะ
นาไปปรับปรุงคณุ สมบตั กิ ่อนการใช้งาน

สมบัติของโลหะ

โลหะมีคุณสมบัติพอทจี่ ะสรุปได้ ดงั นี้
1)เป็นตวั นาความร้อน และไฟฟา้ ไดด้ ี
2)มีความแขง็ แรง และมีความเหนยี ว
3)มีผวิ มันวาว
4)มีการขยายตวั เมอื่ อุณหภมู สิ ูงข้ึน
5)เม่ือเคาะมเี สยี งดังกงั วาน
6)มจี ดุ หลอมเหลวสูงกวา่ วสั ดุชนดิ อ่นื
7)มคี วามคงทนถาวร ไมผ่ ุพงั หรือเส่อื มสลายไดโ้ ดยงา่ ย

ประเภทของโลหะ

โล หะ ท่ีถูกน า มา ใ ช้ งา น วิ ศ ว กร ร มอา จ จ า แ น กเป็ น กลุ่ ม
ใหญ่ ๆ ได้ 2 กลุ่ม คือ

1) โลหะกลุ่มเหล็ก
2) โลหะนอกกลุ่มเหล็ก

ประเภทของโลหะ

โลหะกลุ่มเหล็ก (Ferous Metals) หมายถึง โลหะท่ีมีพ้ืนฐาน
เป็นเหล็กประกอบอยู่ ได้แก่ เหล็กเหนียว เหล็กหล่อ เหล็กกล้า
ฯลฯ เป็นวัสดุโลหะท่ีใช้กันมากที่สุดในวงการอุตสาหกรรม
เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง สามารถปรับปรุงคุณภาพ
และเปลี่ยนแปลงรูปทรงได้หลายวิธี เช่น การหล่อ การกลึง การ
อดั รีดข้นึ รูป เปน็ ตน้

ประเภทของโลหะ

โลหะนอกกลุ่มเหล็ก (Non-Ferous Metals) หมายถึง โลหะที่ไม่
มีสว่ นเกยี่ วขอ้ งกบั เหล็กเลยในขณะที่เป็นโลหะบริสุทธ์ิ ได้แก่ ดีบุก
อลูมิเนียม สังกะสี ตะก่ัว ทองแดง ทองคา เงิน ทองคาขาว
แมกนีเซียม พลวง เป็นต้น วัสดุโลหะประเภทท่ีไม่ใช่เหล็กนี้ บาง
ชนิดราคาสูงกว่าเหล็กมาก จึงต้องกาหนดใช้กับงานทาง
อุตสาหกรรมบางประเภทที่เหมาะสมเท่าน้ัน เช่น ทองแดงใช้กับ
งานไฟฟ้า ดีบุกใช้กับงานที่ต้องการทนต่อการกัดกร่อนเป็นสนิม
อลูมเิ นยี มใช้กับงานที่ตอ้ งการน้าหนักเบา เป็นต้น



โลหะกล่มุ เหล็ก

1) เหลก็ กลา้ หรือเหล็กเหนยี ว ได้แก่
• เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel) แบ่งเป็น เหล็กกล้า
คาร์บอนต่า (Low - Carbon Steel) หรือที่เราเรียกว่า
เหล็กกล้าละมุน “Mild Steel”, เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง
(Medium - Carbon Steel) และเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (High
- Carbon Steel)
• เหล็กกล้าผสม (Alloy Steel) ได้แก่ เหล็กกล้าผสมต่า (Low
Alloy Steel) และเหล็กกล้าผสมสงู (High Alloy Steel)

โลหะกลุ่มเหลก็ (ต่อ)

2) เหล็กหลอ่ (Cast Iron) ไดแ้ ก่

• เหล็กหลอ่ สีเทา (Gray Cast Iron)หรือเหล็กหลอ่ ธรรมดา
• เหลก็ หล่อสขี าว (White Cast Iron) หรอื เหล็กหล่อแข็ง
• เหลก็ หล่อเหนยี ว (Malleable Cast Iron)แบ่งเปน็ เหล็กหล่อเหนียว

สีด่า (Black Heart Malleable) เหล็กหล่อเหนียวสีขาว (White
Heart Malleable)
• เหล็กหล่อกราไฟต์ก้อนกลม (Nodular Cast Iron)
• เหล็กเหนยี วหลอ่
• เหลก็ หล่อผสม (Alloy Cast Iron)

เหลก็ กลา้ หรือเหลก็ เหนยี ว

เป็นเหล็กท่ีมีคาร์บอน (Carbon) ผสมอยู่ไม่เกิน 1.5
เปอร์เซ็นต์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เหล็กกล้าคาร์บอน และ
เหล็กกลา้ ผสม

ท่อเหลก็ คารบ์ อน

เหลก็ กล้าคาร์บอน (CARBON STEEL)

คือ เหล็กท่ีมธี าตุคาร์บอน (Carbon) ผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก
ตงั้ แต่ 0.1 เปอร์เซ็นต์ข้ึนไป แต่ต้องไมเ่ กนิ 1.5 เปอร์เซ็นต์ และยัง
มีธาตุอ่ืน ๆ ผสมอยู่อีกเล็กน้อย ซ่ึงอาจเป็นเพราะต้องการให้ผสม
อยู่ หรืออาจเป็นเพราะขจัดออกไม่หมดในขณะทาการผลิต เช่น
ธาตุจาพวกกามะถัน (Sulfur) ฟอสฟอรัส (Phosphorus)
ซิลิคอน (Silicon) และแมงกานิส (Manganese) เป็นต้น
เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon Steel) ยังได้แบ่งออกเป็น 3
ประเภทดังน้ี คือ

เหล็กกลา้ คารบ์ อน (CARBON STEEL)

(1) เหล็กกล้าคาร์บอนต่า (Low-Carbon Steel) หรือที่เรา
เรียกว่า เหล็กกล้าละมุน “Mild Steel” เหล็กกล้าชนิดน้ีจะมี
คาร์บอนผสมอยู่จานวนน้อยไม่เกิน 0.30 เปอร์เซ็นต์ เป็นเหล็ก
ธรรมดาท่ีไม่ใช้กันในงานช่างอุตสาหกรรม นิยมนาไปใช้ผลิตเป็น
สลักเกลียว (Bolt) แป้นเกลียว (Nut) โลหะแผ่นบาง (Sheet)
โลหะแผ่นหนา (Plate) ท่อ (Tube) เหล็กโครงสร้าง และวัสดุใน
เครอื่ งจกั รกลทีไ่ มต่ อ้ งการความแข็งแรงมากนัก

เหลก็ กล้าคารบ์ อน (CARBON STEEL)

(2) เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (Medium –Carbon Steel)
เปน็ เหล็กทมี่ ีคาร์บอน (Carbon) ผสมอยู่มากกว่า 0.3 เปอร์เซ็นต์
แต่ไม่เกิน 0.6 เปอร์เซ็นต์ โดยทั่วไปแล้วจะใช้งานที่ต้องการความ
แข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่า เช่น ส่วนประกอบ
เครื่องจักรกล รถยนต์อุปกรณ์การเกษตร และช้ินส่วนต่าง ๆ เช่น
เฟือง (Gears) แกนหรือเพลา (Axles) เพลาข้อเหว่ียง
(Crankshafts) ช้ินส่วนของรางรถไฟ (Railroad) และอุปกรณ์ใน
ด้านงานโลหะต่าง ๆ

เหล็กกล้าคาร์บอน (CARBON STEEL)

(3) เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (High-Carbon Steel) เป็นเหล็กกล้าที่มี
คาร์บอนผสมอยู่มากกว่า 0.6 เปอร์เซ็นต์ข้ึนไป แต่ไม่เกิน 1.5
เปอร์เซ็นต์ โดยทั่วไปจะใช้ชิ้นส่วนท่ีต้องการความแข็งแรง (Strength)
มีความแข็งแรง (Hardness) และต้านทานต่อการสึกหรอได้ดี (Wear
Resistance) เช่น เคร่ืองมือตดั (Cutting Tool) สายเคเบลิ (Cable)
เส้นลวดของเคร่ืองดนตรี (Music Wire) สปริง (Spring) มีดหรือ
กรรไกร (Cutlery ) เป็นต้น เหล็กชนิดนี้หลังจากทาการข้ึนรูปเป็น
ผลิตภัณฑ์แล้วจะต้องมีการอบชุบ (Heat Treated) และอบเพ่ือลด
ความเครยี ด (Tempered)

เหล็กกลา้ คาร์บอน (CARBON STEEL)

คาร์บอนท่ีผสมอยู่จานวนมากในเหล็กนี้ จะทาให้เหล็กมี
ความแข็งแรงสูง ทนต่อแรงดึงได้สงู และทนทานต่อการสึกหรอได้ดี
หลังจากที่ได้ผ่านกรรมวิธีทางความร้อน (Heat Treatment)
เก่ยี วกับการชุบผวิ แขง็ (Hardening) แลว้

เหลก็ กลา้ ผสม (ALLOY STEEL)

นอกจากจะมีคาร์บอนผสมอยู่ด้วยแล้ว ยังมีโลหะชนิดอื่น
ผสมอย่ดู ้วย ซึ่งแบ่งออกเป็น เหล็กกล้าผสมต่า และเหล็กกล้าผสม
สูง

เหล็กกล้าผสม (ALLOY STEEL)

(1) เหล็กกล้าผสมต่า (Low Alloy Steel) คือ การนาธาตุโลหะ
อ่ืนผสมเข้าไปในเนื้อเหล็ก เพื่อต้องการปรับปรุงคุณสมบัติของ
เหล็กให้มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ เช่น ต้องการความแข็ง
(Hardness) ความแข็งแรง (Strength) ทนต่อความร้อนได้สูง
(Heat Resistance) ทนต่อการสึกหรอ (Wear Resistance)
ทนต่อการกัดกร่อน (Corrosion Resistance) และง่ายต่อการ
ปาดผวิ (Machine) เป็นต้น ธาตุที่ผสมอยู่จะมเี ปอร์เซ็นต์ไม่มาก
นกั ไม่เกิน 10 เปอร์เซ็นต์

เหลก็ กล้าผสม (ALLOY STEEL)

เช่น โมลิบดีนัม (Molybdenum) วาเนเดียม (Vanadium)
ทังสเตน (Tungsten) แมงกานีส (Manganese) ชิลิคอน
(Silicon) นิกเกลิ (Nickel) โครเมียม (Chromium) เป็นต้น ธาตุ
ต่างๆ เหล่านี้ท่ีผสมลงไปจะทาให้คุณสมบัติในด้านต่างๆ ของ
เหล็กดีขึ้น ท้ังน้ีผู้ปฏิบัติต้องเลือกใช้ธาตุที่ได้กล่าวมาน้ีให้ถูกต้อง
และเหมาะสมกับลกั ษณะของงาน

เหลก็ กลา้ ผสม (ALLOY STEEL)

(2) เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel) คือ การนาธาตุอ่ืน
ผสมเข้าไปในเนื้อเหล็กเพ่ือปรับปรุงคุณภาพของเหล็กให้มี
คุณสมบัติตามต้องการ เช่นเดียวกับเหล็กกล้าผสมต่า แต่
เหล็กกล้าผสมสูงนี้จะมีธาตุอื่น ๆ ผสมมากกว่า คือ เกิน 10
เปอรเ์ ซน็ ต์ขึ้นไป

เหล็กกลา้ ผสม (ALLOY STEEL)

คุณสมบัติของเหล็กจะแปรผันไปตามธาตุที่เติมลงในเนื้อเหล็ก
(Effect of Various Element in Steel) ธาตุที่ผสมลงในเน้ือเหล็กจะ
บอกให้เราทราบถึงคุณสมบัติของเหล็กที่เปล่ียนไป เช่น ความสามารถ รับ
แรงทางานหนักได้ดี (Harden Ability) ความแข็งแรง (Strength) ความ
แข็ง (Hardness) ความเหนียว (Toughness) ความต้านทานต่อการสึก
หรอ (Wear Resistance) ความสามารถในการใช้งานได้นาน (Work
Ability) ความสามารถในการเช่ือม (Weld Ability) และความสามารถ
ในการตัดเฉือน (Machine Ability) ซ่ึงธาตุต่าง ๆ ที่กล่าวมานี้ การจะ
นามาใช้นน้ั จะตอ้ งคานึงถงึ ผลดแี ละผลเสียท่จี ะตามมาภายหลัง

เหล็กกลา้ ผสม (ALLOY STEEL)

โ ด ย ทั่ ว ไ ป แ ล้ ว ถ้ า ธ า ตุ บ า ง ช นิ ด ที่ เ ติ ม ล ง ไ ป ใ น เ นื้ อ เ ห ล็ ก มี
เปอรเ์ ซ็นต์สูง จะแสดงคุณสมบัติออกมาตามคุณสมบตั ิของธาตุที่เติมน้ัน
ตัวอย่างเช่น มีการเติมคาร์บอนที่มีเปอร์เซ็นต์สูง ก็จะทาให้เหล็กน้ันมี
ความสามารถในการชุบแข็งสูงข้ึน มีความแข็งแรงมากข้ึน มีความแข็ง
ของผิวมากขึ้น และมีความด้านทานต่อการสึกหรอสูง แตใ่ นทางกลับกัน
ความยืดหรือความอ่อน ความสามารถในการเช่ือ และความเหนียวจะ
ลดลง เม่ือคาร์บอนเพ่มิ ข้ึน สาหรับเหลก็ ไร้สนิม (Stainless Steel) และ
เหล็กรอบสูง (High Speed Steel) ก็จะอยู่ในประเภทเหล็กกล้าผสมสูง
นี้เชน่ กนั

เหล็กหล่อ (CAST IRON)

จัดอยู่ในพวกโลหะ มีเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนค่อนข้างสูง
จึงทาให้มีความแข็ง การขึ้นรูปต้องนาไปหลอมแล้วเทลงแบบ
ผลิตภัณฑ์ที่ทาจากเหล็กหล่อมีอยู่มากมาย เช่น ทาฐานเคร่ืองจักร
ตัวเครื่องจักร รางเครื่องกลึง เส้ือสูบเครื่องยนต์ พูลเลย์สายพาน
ชิ้นสว่ นเคร่ืองจกั รกล

เหล็กหลอ่ (CAST IRON)

1) เหล็กหล่อสีเทา (Gray Cast Iron)หรือเหล็กหล่อธรรมดา มี
สัญลักษณ์ GG เป็นเหล็กหล่อทั่ว ๆ ไป ซึ่งเกิดจากการหลอมเหล็กดิบ
สีเทา เศษเหล็กเหนียว ถ่านโค้ก หินปูน มีธาตุต่าง ๆ ผสมอยู่ เช่น
คาร์บอน 2 – 4%, ซิลิคอน 1.8-2.5%, แมงกานีส 0.5-0.8% และ
กามะถนั 0.3% เมอ่ื ทาการหลอมละลายเหลก็ ในเตาคิวโปล่าให้เป็นน้า
โลหะหลอมเหลวแล้วนาน้าโลหะเหลวไปเทลงในแบบหล่อ ในขณะที่
น้าโลหะ ค่อย ๆ เย็นตัวลงอย่างช้า ๆ ธาตุคาร์บอนที่มีอยใู่ นเน้ือเหล็ก
จะตกผลึกเป็นคาร์บอนอิสระแทรกตวั ในเนอื้ เหลก็ นนั้

เหลก็ หล่อ (CAST IRON)

ซึ่งถ้าเราหักเหล็กหล่อดูเนื้อภายในจะมีลักษณะเป็นเม็ดโลหะ
หยาบสีเทาดา เหล็กหล่อสีเทามีคุณสมบัติรับแรงส่ันสะเทือน
(Damp Vibration) รบั แรงกระแทก (Impact Strength) ทนต่อ
ความล้า (Fatigue) และสามารถทาการตกแต่งด้วยเคร่ืองจักรกล
ได้ดี (Machine Ability) เหล็กหล่อสีเทาเหมาะท่ีจะนาไปผลิต
โครงสร้างของเครื่องจักรกลต่าง ๆ เช่น เครื่องกลึง เคร่ืองกัด
เครื่องไส เครื่องเจาะ แท่นระดับ ปากกาจับงานตะไบ ท่ังตีเหล็ก
เสอ้ื สบู เคร่ืองยนต์ เฟอื งตา่ ง ๆ

โครงสรา้ งเหลก็ หล่อสเี ทา

เหลก็ หลอ่ (CAST IRON)

2) เหล็กหล่อสีขาว (White Cast Iron) หรือเหล็กหล่อแข็ง มี
สัญลักษณ์ GH เป็นเหล็กที่มธี าตุคาร์บอนผสมอยู่ในลักษณะทเ่ี ป็น
คาร์ไบด์ หรือซีเมนไตต์ (Fe3C) ซง่ึ มีผลทาใหเ้ หล็กหล่อสีขาวเป็น
เหล็กหล่อท่ีมคี วามแข็ง (Hardness) สูงด้วย การทาเหล็กหล่อสี
ขาว สามารถทาได้ 2 วิธี คือ

เหล็กหล่อ (CAST IRON)

(1) ควบคุมส่วนผสม คือ มีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ประมาณ
2-3.5% และมีซิลิคอนผสมอยู่ประมาณ 0.5% โดยน้าหนัก เม่ือ
นาน้าโลหะทหี่ ลอมละลายได้ไปเทลงในแบบหล่อ เม่ือปล่อยใหเ้ ย็น
ตัวลง ธาตคุ าร์บอนจะไมต่ กผลึกออกมาเปน็ อสิ ระในรปู กราไฟต์

เหล็กหลอ่ (CAST IRON)

(2) ควบคุมอัตราการเย็นตัว การทาเหล็กหล่อสีขาววิธีนี้
เหล็กหล่อจะมีส่วนผสมเหมือนเหล็กหล่อสีเทา โดยการบังคับให้
น้าโลหะท่ีเทลงในแบบเย็น (Chillers) ฝังลงในแบบหล่อบริเวณ
ผิวท่ีสัมผัสกับน้าเหล็ก การทาเหล็กหล่อวิธีนี้ เหมาะสาหรับงาน
หล่อท่ีมีรปู ร่างบาง ๆ

เนื่องจากเหล็กหล่อสีขาวมีความแข็งสูงมาก จึงเหมาะ
สาหรับนาไปใช้งานท่ีต้องทนต่อการเสียดสี (Abrasive) เช่น
อปุ กรณ์โรงโมห่ ิน ลูกรดี โลหะ อุปกรณ์ในงานรถไฟ

โครงสรา้ งเหลก็ หล่อสขี าว

เหล็กหล่อ (CAST IRON)

3) เหล็กหล่อเหนียว (Malleable Cast Iron) มีสัญลักษณ์ว่า GT
เหล็กหล่อชนิดน้ีมีธาตุต่าง ๆ ผสมอยู่ เช่น คาร์บอน 1-2%,
ซลิ ิคอน 0.60-1.10%, แมงกานีส ต่ากว่า 0.30% และกามะถัน
0.60-0.15% เหล็กหล่อเหนียว เกิดจากการประดิษฐ์ของช่างหล่อ
ชาวอเมริกัน ช่ือ Seth Boyden เม่ือปี ค.ศ.1826 จากการคิดค้น
ของ Boyden จึงทาให้การนาเหล็กหล่อเหนียวมาใช้ในงาน
อุตสาหกรรมตา่ ง ๆ มากขนึ้

เหลก็ หล่อ (CAST IRON)

เหล็กหล่อเหนียว ผลิตได้โดยการนาช้ินงานที่ทาจากเหล็กหล่อสี
ขาวมาทาการอบอ่อน (Annealing) เพื่อเปลี่ยนธาตุคาร์บอนทีอ่ ยู่
ในรูปซีเมนต์ไตต์ (Fe3 C) ในเหล็กหล่อสีขาว ใหต้ กผลึกออกมา
เป็นคาร์บอนอิสระซ่ึงทาให้ความแข็งของเหล็กหล่อสีขาวลดลง
งานก็จะมีความเหนียวเพ่ิมข้ึนในการทาการอบอ่อน จะใช้
เวลานานขนาดไหนข้ึนอยู่ กับรูปร่างและขนาดความหนาของงาน
นั้น ๆ โดยเหล็กหล่อเหนยี วแบ่งเป็น 2 ชนิด คอื

เหล็กหล่อ (CAST IRON)

(1) เหล็กหล่อเหนียวสีดา (Black Heart Malleable) ทา
ได้โดยนางานท่ีเป็นเหล็กหล่อสีขาวมาทาการอบอ่อนที่อุณหภูมิ
ประมาณ 900 องศาเซลเซียส จากน้ันปล่อยให้เย็นตัวลงอย่างช้า
ๆ ภายในเตาอบ เพ่ือทาให้คาร์บอนที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็กตกผลึก
มาเป็นอิสระ ซึ่งเม่ือเรานาช้ินงานมาหักดูเนื้องานภายในจะเป็นสี
ดา ซึง่ จะมีคุณสมบัติในการยืดตัว และความเหนยี วดีขึน้

เหล็กหลอ่ (CAST IRON)

(2) เหล็กหล่อเหนียวสีขาว (White Heart Malleable)
ทาได้โดยนางานที่เป็นเหล็กหล่อสีขาวมาทาการอบออ่ นท่ีอุณหภูมิ
ประมาณ 1,020 องศาเซลเซียส จากนั้นปล่อยให้เย็นตัวลงอย่าง
ช้า ๆ ภายในเตาอบ เมื่อนาช้ินงานมาหกั ดูเน้ือภายในจะเป็นสีขาว
จะมีคุณสมบัติคล้ายเหล็กหล่อเหนียวสีดา แต่จะมีการยืดตัวน้อย
กว่าเหล็กหล่อเหนียวนามาใช้ทาชิ้นส่วนของรถยนต์ เครื่องจักรที่
ใช้ในงานเกษตร เคร่ืองจักทอผ้า อปุ กรณ์ในงานประปา

โครงสร้างเหล็กหลอ่ เหนยี ว

เหลก็ หล่อ (CAST IRON)

4) เหล็กหล่อกราไฟต์ก้อนกลม (Nodular Cast Iron) เป็น
เ ห ล็ ก ห ล่ อ ท่ี ส ม า ค ม ช่ า ง ห ล่ อ อ เ ม ริ ก า (American
Foundryman’s Society) ค้นพบเมื่อปี ค.ศ. 1948 ต่อมา
เหล็กหล่อชนิดน้ีได้รับการพัฒนา และปรับปรุงโดย British Cast
Iron Research Association (BCIRA) โดยการใช้ซีเรียม
(Cerium) ใส่ลงในเหล็กหล่อท่ีหลอมเหลวอยู่ ซีเรียมจะเป็นตัวดึง
กามะถันออก แล้วตัวซีเรียมจะเหลืออยู่ในเหล็กประมาณ 0.02%
ทาให้กราไฟต์จบั ตัวเป็นก้อนกลม

เหล็กหลอ่ (CAST IRON)

ส่วนกรรมวธิ ขี องบริษทั Internation Nickle Company (INCO) ใช้
แมกนีเซียม (Magnesium) ใส่ลงในเหล็กหล่อที่หลอมเหลวอยู่ ทา
ให้กราไฟต์จับตัวกันเป็นก้อนกลม เหล็กหล่อกราไฟต์ก้อนกลม เป็น
เหล็กหล่อที่รวมคุณสมบัติท่ีดีของเหล็กหล่อสีเทา (จุดหลอมเหลวต่า
ไหลตวั ดี ตกแต่งด้วยเครื่องจักรกลได้ดี ต้านทานต่อการกระแทก) และ
เหล็กกล้า (มีความแข็งแรง ความเหนียว ยืดตัวได้ดี แข็งแรงสูง)
เหล็กหล่อกราไฟต์ก้อนกลม เหมาะท่ีจะนาไปทาโครงสร้าง
เครื่องจักรกลขนาดใหญ่ เครือ่ งจกั รกลการเกษตร เพลาข้อเหว่ียง และ
เฟอื ง เป็นต้น

โครงสรา้ งเหลก็ หล่อกราไฟต์กอ้ นกลม

เหลก็ หล่อ (CAST IRON)

5) เหล็กเหนยี วหลอ่ มีสัญลักษณ์ว่า GS เหล็กเหนียวหล่อชนิดนี้จะผิด
กับเหล็กหล่อในขณะที่นาเหล็กเหนียวมาหลอมน้ัน เหล็กดิบที่ใช้
จะต้องมธี าตุฟอสฟอรสั ประสมอยู่มาก เพือ่ สะดวกในการเทน้าเหล็กได้
งา่ ย นอกจากน้ยี ังเตมิ เศษเหล็กเหนียวลงไปด้วยประมาณ 1 ใน 3 ของ
เหล็กดิบ ช้ินงานที่ทาจากเหล็กเหนียวหล่อ เม่ือหล่อเสร็จแล้วต้อง
นาไปอบรอ้ นเพอ่ื คลายความเค้นแรงดึงภายในเนื้อเหล็กออกด้วยเตาท่ี
ใช้หลอมเหล็กเหนียวหล่อเป็นเตาไฟฟ้า มีสมบัติทนต่อการสึกหรอ มี
ผิวแข็ง มีความเค้นแรงดึง และมีความแข็งแรงมาก เหมาะกับการใช้
ทาผานของรถไถนา หรอื แผ่นเหลก็ ขดดนิ ของรถไถนา

เหลก็ หลอ่ (CAST IRON)

6) เหล็กหล่อผสม (Alloy Cast Iron) เป็นเหล็กหล่อที่ผสมโลหะ
หรือธาตุต่าง ๆ เข้าไปในขณะหลอมละลาย เช่น โครเมียม
ทังสเตน โมลิบดีนัม วาเนเดียม เพื่อทาใหค้ ุณสมบัติบางอย่างดีขึ้น
และเหมาะสมกับการนาไปใช้งานเฉพาะอย่างได้ดี เช่น ทนต่อการ
สึกหรอ (Wear Resistance) ทนต่อการกัดกร่อน (Corrosion
Resistance) ทนต่อความร้อน (Heat Resistance) เหล็กหล่อ
ผสมสามารถผลิตให้มีคุณสมบัติเหมาะสมกับอุตสาหกรรมต่าง ๆ
ได้ อย่างกวา้ งขวางทกุ ประเภท

โลหะนอกกลุ่มเหลก็

นอกจากเหล็ก ซ่ึงเป็นวัสดุท่ีสาคัญ ยังมีโลหะที่มิใช่เหล็ก
โลหะประเภทน้ี แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ โลหะหนัก
และโลหะเบา

โลหะหนัก หมายถึง โลหะที่มีความหนาแน่นมากกว่า 4
กรัม/ซม3

โลหะเบา หมายถึง โลหะท่ีมีความหนาแน่นน้อยกว่า 4
กรมั /ซม3

โลหะนอกกลุ่มเหล็ก

โลหะนอกกลุ่มเหล็กจะมีธาตุที่ไม่ใช่เหล็กเป็นโลหะหลัก
โลหะนอกกลุ่มเหล็กท่ีมีใช้ในงานวิศวกรรมท่ัว ๆ ไปได้แก่
ทองแดง อะลมู เิ นยี ม ไทเทเนยี ม แมกนีเซียม นิกเกิล ดีบุก ตะก่ัว
และสังกะสี ส่วนกลุ่มใช้งานท่ัวไป ได้แก่ แคดเมียม โมลิบดีนัม
โคบอลต์ เซอร์โคเนีย เบริลเลียม และแทนทาลัม สาหรับกลุ่ม
โลหะทม่ี คี ่า ไดแ้ ก่ ทอง เงนิ และแพลทนิ มั เปน็ ต้น

อะลูมิเนียมและอะลูมเิ นยี มผสม
(ALUMINIUM AND ALUMINIUM ALLOY)

อะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมผสม ถูกนามาใช้ในงาน
วิศวกรรมอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีความแข็งแรง และน้าหนัก
เบา การใช้งาน ได้แก่ การนามาทาเคร่ืองยนต์ อะลูมิเนียมตกแต่ง
ภายในอาคาร เฟอร์นเิ จอร์ ตลอดจนเครอื่ งใช้ในครัวเรือน

อะลมู เิ นียมและอะลูมิเนียมผสม
(ALUMINIUM AND ALUMINIUM ALLOY)

คุณลักษณะท่วั ไปและการใช้งานของอะลมู เิ นยี ม

อะลูมิเนียมมีความหนาแน่น 2.70 g/cm3 และมีมอดุลัส
ยืดหยุ่น 10 x 106 psi หากเปรียบเทียบกบั เหล็กแล้วอะลูมเิ นียมจะมี
ความแข็งแรงที่ต่ากว่ามาก แต่หากคิดเป็นความแข็งแรงจาเพาะ หรือคิด
เป็นอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้าหนัก (strength-to-weight ratio)
แล้ว อะลูมิเนียมจะมีสูงกว่าเหล็กมาก และด้วยสมบัติข้อน้ี ทาให้
อะลูมิเนียมผสมทองแดงจึงถูกนามาใช้ผลิตเคร่ืองยนต์ อะลูมิเนียม
สามารถขึ้นรูปได้ง่าย เพราะมคี วามเหนียว อีกท้ังยังมีความนาไฟฟ้า และ
ความนาความร้อนที่สูงมาก อะลูมิเนียมไม่มีการเปลี่ยนสภาพจากวัสดุ
เหนียวไปเปน็ วัสดุเปราะทอี่ ุณหภมู ิตา่ ๆ อะลูมิเนยี มไมเ่ ปน็ พษิ

อะลมู ิเนยี มและอะลมู ิเนียมผสม

(ALUMINIUM AND ALUMINIUM ALLOY)

และสามารถนามารีไซเคิลได้โดยใช้พลังงานเพียง 5% เมื่อ
เทียบกบั การผลติ จากอะลมู ินาในสินแร่บอกไซต์ อะลูมิเนียมมีสภาพท่ี
แม่เหล็กดูดไม่ติด และต้านทานการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชัน
เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม อะลูมิเนียมก็มีขอ้ จากัดในเร่ืองสมบัติทาง
กลบางอย่าง เชน่ การไม่มีขีดจากัดการล้าตัว (endurance limit)
ที่แท้จริง ทาให้เกิดการแตกหักจากการล้าตัวได้ท่ีความเค้นต่าๆ และ
ด้วยความที่อะลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวที่ต่า (660 oC) ทาให้มี
ขีดจากัดในการใช้งานท่ีอุณหภูมิสูง และสุดท้ายอะลูมิเนียมมีความ
แข็งท่ีต่า ทาให้ไม่ทนทานการเสียดสี แต่อะลูมิเนียมก็สามารถเพ่ิม
ความแขง็ แรงได้ดว้ ยกลไกหลายๆ อยา่ ง

การใช้งานอะลูมเิ นียม

อุตสาหกรรมการขนสง่ ผลติ กระปอ๋ งและบรรจุภัณฑ์
วัสดุโครงสรา้ ง งานทางด้านไฟฟ้า
งานทางด้านอน่ื ๆ ไม่ได้จา่ แนก

5% 20%
20%

15% 25%
15%

อะลมู ิเนียมและอะลูมเิ นยี มผสม
(ALUMINIUM AND ALUMINIUM ALLOY)

ข้อดที ีท่ าให้อะลมู เิ นียม 5. โลหะผสมโดยมากสามารถทาการ

1. มีน้าหนักเพียง 1 ใน 3 ของเชือ่ มได้

เหลก็ กล้า 6. ไมเ่ ปน็ สนมิ และไมเ่ ป็นพิษ

2. นาความรอ้ นและไฟฟ้าได้ดี 7. สะทอ้ นแสงดมี าก

3. มีอัตราส่วนของความแข็งแรงต่อ8. หล่อดว้ ยกระบวนการดายแคสติ้งได้

นา้ หนกั สงู 9. ทาการกัดแต่งได้งา่ ยและขนึ้ รูปไดด้ ี

4. สามารถทาให้ผิวแข็งได้ด้วยวิธีแอโน10. มีสติฟเนสส์เป็น 1 ใน 3 ของ
ไดซ่ิง และการเคลอื บผิวแข็ง
เหล็กกลา้

ทองแดง และทองแดงผสม
(COPPER AND COPPER ALLOY)

ทองแดงเป็นโลหะท่ีพบในสภาพบริสุทธิ์บนพื้นโลก และ
สามารถแยกได้จากสินแร่โดยใช้กระบวนการทางความร้อน ทองแดง
ท่ีอยู่ในรูปของสินแร่จะมีซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบเรียกว่า ทองแดง
ซัลไฟด์ การผลิตทองแดงจากสินแร่ทาได้โดยการเร่ิมต้นแต่งแร่และ
สกัดเอาส่ิงเจือปนต่างๆ ออกเพื่อให้สินแร่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น
จากนั้นนาไปผ่านการโรสต้ิง (roasting) หรอื การย่างเพ่อื ให้ทองแดง
ซัลไฟด์เปลี่ยนไปเป็นทองแดงออกไซด์ จากนั้นนาไปหลอมละลาย ซ่ึง
จะมีส่วนประกอบของทองแดงซัลไฟด์ – เหล็กซัลไฟด์ปนกันอยู่ มีชื่อ
เรียกวา่ ทองแดงเมตต์ (copper matte)

ทองแดง และทองแดงผสม
(COPPER AND COPPER ALLOY)

จากนัน้ นาไปสกัดให้ทองแดงมีความบริสุทธิ์ข้ึน โดยใช้เตา
คอนเวอร์เตอร์ (converter) และใช้ออกซิเจนเป็นตวั เป่าเข้าไปใน
ทองแดงเมตต์ เพื่อทาให้เหล็กซัลไฟด์เปลี่ยนเป็นเหล็กออกไซด์
กับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์หนีออกไป ส่วนเหล็กออกไซด์จะ
กลายเป็น สแลกลอยอย่บู นผิวหนา้ สามารถตกั ออกได้