การพัฒนาโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกลของโลหะผสมเงิน-เบริลเลียมเกรด 935

Microstructural development and mechanical properties of silver-beryllium alloy grade 935

Name: ตระกูลศักดิ์ สุขรี

ThaSH: โลหะผสม

ThaSH: โครงสร้างจุลภาค

ThaSH: โลหะผสมเงิน-เบริลเลียม

ThaSH: โลหะผสมเงิน-เบริลเลียม -- สมบัติทางกล

Abstract: วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาผลของธาตุเบริลเลียม และกรรมวิธีทางความร้อน ซึ่งได้แก่ อุณหภูมิและเวลาในการอบเป็นสารละลายของแข็งเนื้อเดียวและในการบ่ม ที่มีต่อความแข็งมหภาค สมบัติทางกล และโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานหล่อโลหะผสมเงิน 93.5% และทองแดง 6.37% และเบริลเลียม 0.13% ปรียบเทียบกับชิ้นงานหล่อโลหะผสมเงิน 93.5% และทองแดง 6.5% ที่ไม่มีการเติมเบริลเลียม ผลการทดลองพบว่า เบริลเลียมมีผลเพิ่มค่าสูงสุดของความแข็งมหภาคและสมบัติทางกล ที่ได้หลังจากบ่ม ความแข็งมหภาคของโลหะผสมเงิน-ทองแดง-เบริลเลียมหลังจากอบเป็นสารละลายของแข็งเนื้อเดียวที่ 750 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60 นาที แล้วจุ่มชุบลงในน้ำเย็นที่อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส มีค่า 58 วิคเกอร์ มีค่าความเค้นจุดครากเท่ากับ 60.95 MPa มีค่าโมดุลัสความยืดหยุ่นเท่ากับ 13.75 GPa และโมดุลัสรีไซเลียนเท่ากับ 135.38 KPa การบ่มต่อไปจะทำให้ความแข็งมหภาคและสมบัติทางกลของชิ้นงานหล่อเพิ่มขึ้น ซึ่งจะได้ค่าความแข็งมหภาคสูงที่สุดเท่ากับ 162 วิคเกอร์ มีค่าความเค้นจุดครากเท่ากับ 339.70 MPa มีค่าโมดุลัสความยืดหยุ่นเท่ากับ 59.19 GPa และค่าโมดุลัสรีไซเลียนเท่ากับ 974.79 KPa ที่อุณหภูมิบ่ม 350 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที เปรียบเทียบกับกรณีโลหะผสมเงิน-ทองแดงที่ไม่ได้เติมเบริลเลียมซึ่ง มีความแข็งมหภาคหลังอบเป็นสารละลายของแข็งเนื้อเดียวที่สภาวะเดียวกันเท่ากับ 61 วิคเกอร์ มีค่าความเค้นจุดครากเท่ากับ 73.35 MPa มีค่าโมดุลัสความยืดหยุ่นเท่ากับ 17.91 GPa และค่าโมดุลัสรีไซเลียนเท่ากับ 150.20 KPa หลังจากบ่มที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส นาน 60 นาที จึงได้ค่าความแข็งมหภาค ความเค้นจุดคราก โมดุลัสความยืดหยุ่น และโมดุลัสรีไซเลียนสูงที่สุดเพียง 136 วิคเกอร์ 224.06 MPa 44.45 GPa และ 564.71 KPa ตามลำดับ ในแง่ของโครงสร้างจุลภาค เบริลเลียมมีผลเปลี่ยนแปลงลักษณะของโครงสร้างยูเท็กติก จากลักษณะที่พบโดยทั่วไปแบบลาเมลลาคล้ายเพอร์ไลต์ในโลหะผสมเงิน-ทองแดงซึ่งไม่มีการเติมเบริลเลียม กลายเป็นลักษณะที่มีความเป็นทรงกลมมากขึ้นในโลหะผสมเงิน-ทองแดง-เบริลเลียม การที่ความแข็งมหภาคและสมบัติทางกลหลังจากการบ่มได้รับการปรับปรุงให้สูงขึ้นในกรณีที่เติมเบริลเลียม น่าจะเกิดจากการตกตะกอนขนาดเล็กภายในวัฏภาคปฐมภูมิ ส่วนสาเหตุที่ความแข็งมหภาคและสมบัติทางกลของโลหะที่ไม่มีการเติมเบริลเลียม หลังจากอบเป็นสารละลายของแข็งเนื้อเดียวและจุ่มชุบลงในน้ำเย็นมีค่าสูงกว่าของโลหะผสมที่มีการเติมเบริลเลียม คาดว่าเป็นเพราะมีปริมาณทองแดงที่มากกว่าและโครงสร้างยูเท็กติกกละลายกลับเข้าไปในเนื้อพื้นน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบสมบัติและโครงสร้างจุลภาคหลังจากการบ่ม ชิ้นงานหล่อโลหะผสมเงิน 93.5% ทองแดง 6.37% และเบริลเลียม 0.13% มีความเหมาะสมมากวกว่าในการประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น ลิ้นสปริงในเครื่องประดับ

Abstract: The objective of this work is to study the effects of beryllium and heat treatment, including temperature and time in solid-solution treatment and in aging, on macrohardness, mechanical properties and microstructure of the cast alloy 93.5 wt%Ag, 6.37 wt%Cu and 0.13 wt%Be, comparing to those of the cast alloy 93.5 wt%Ag and 6.5%Cu without beryllium addition. The results revealed that beryllium increased the maxima of macrohardnes and the mechanical properties obtained after aging. The macohardness of the Ag-Cu-Be alloy, after solid-solution treatment at 750 degree celsius for 60 minutes and quenching in cold water at 10 degree celsius, was 58 HV with the yield stress 60.95 MPa, elastic modulus 13.75 GPa and the modulus of resilence 135.08 KPa. Consequently aging resulted in an increase of the marcohardness and the mechanical properties. The maximum macohardness value was 162 HV with the yield stress 339.70 MPa, elastic modulus 59.19 GPa and the modulus of resilence 974.79 KPa after aging at 350 degree celsius for 30 minutes. Comparing to the Ag-Cu with no beryllium addition, the macrohardness after solid-solution treatment at the same condition was 61 HV with the yield stress 73.35 Mpa, the elastic modulus 17.91 GPa and the modulus of resilience 150.20 KPa. After aging at 300 degree celsius for 60 minutes, the maximum value obtained was only 136 HV, 224.06 MPa, 44.45 GPa and 564.71 KPa, respectively. Regarding to the microstructure, beryllium had an effect on modifying of the eutectic structure from the typical, parlite-like lamellar in the Ag-Cu alloy without beryllium addition to a structure with more sphericity in the Ag-Cu-Be alloy. The reason for an improvement in the macrohardness and the mechanical properties after aging in the case of the alloy with beryllium addition is possibly due to a fine precipitation within the primary phase. The likely explanation for higher macrohardness and the mechanical properties in the Ag-Cu alloy with no beryllium addition after solution treatment and subsequently water-quenching is the higher quantity of copper and the lesser dissolution of the eutectic structure into the matrix. However, when considering the properties and the microstructure after aging, the cast alloy 93.5 wt%Ag, 6.37 wt%Cu and 0.13 wt%Be is superior for applications such as spring in jewelry.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สถาบันวิทยบริการ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: เอกสิทธิ์ นิสารัตนพร

Role: ที่ปรึกษา

Name: ธรณินทร์ ไชยเรืองศรี

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2549

Modified: 2553-12-16

Issued: 2553-12-06

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโลหการ

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	trakulsak.pdf	2.93 MB	28	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.035259 วินาที