การพัฒนาเหล็กหล่อ FC25 ด้วยวิธีอะลูมิไนซิง เพื่อใช้เป็นบ่าวาล์วไอเสีย

Development of the aluminised FC25 cast iron for application as valve seat insert

Name: เนรมิตร กระแสร์ลม

keyword: เหล็กหล่อสีเทากราไฟต์แบน

ThaSH: การชุบเคลือบผิวโลหะ

ThaSH: เหล็กหล่อ -- ออกซิเดชัน

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเหล็กหล่ออะลูมิไนซิง สำหรับใช้งานกับชิ้นส่วนยานยนต์โดยเฉพาะบ่าวาล์ว ซึ่งการเคลือบผิวแบบแพ็คซีเมนเทชันถูกนำมาประยุกต์ใช้เพื่อให้เกิดชั้นเคลือบผิว Fe-Al บนผิวของเหล็กหล่อ FC25 แต่ละชั้นประกอบด้วย Fe2Al5, FeAl2, FeAl และสารละลายของแข็งของเหล็กที่มีอะลูมิเนียมละลายอยู่ ที่เกิดขึ้นหลังจากผ่านการแพ็คซีเมนเทชัน ที่อุณหภูมิ 1050°C เป็นระยะเวลา 4, 7 และ 11 ชั่วโมง แล้วนำไปทดสอบออกซิเดชันในบรรยากาศอากาศ ที่อุณหภูมิ 850°C เป็นระยะเวลา 14 รอบการทดสอบ รอบการทดสอบละ 8 ชั่วโมง อัตราการเกิดออกซิเดชันของเหล็กหล่อที่ไม่ได้เคลือบผิวและเคลือบผิวด้วยวิธีการอะลูมิไนซิงเป็นไปตามกฎพาราโบลา โดยอัตราการเกิดออกซิเดชันของเหล็กหล่ออะลูมิไนซิงมีแนวโน้มลดลงเป็นสองเท่า เมื่อเทียบกับเหล็กหล่อที่ไม่ได้ทำการเคลือบผิวและสามารถเทียบเคียงได้กับอะลูมินาของสแตนเลสและผลการทดสอบจาก XRD ยืนยันผลการเกิดของชั้นอะลูมินา ซึ่งมีผลต่ออัตราการเกิดออกซิเดชัน ที่ลดลงและหลังจากการทดสอบออกซิเดชันพบว่าระดับความเข้มข้นของอะลูมิเนียมในชั้น FeAl มีแนวโน้มลดลงและชั้นส่วนใหญ่ประกอบไปด้วย FeAl และสารละลายของแข็งของเหล็กที่มีอะลูมิเนียมละลายอยู่ ส่วนการทดสอบออกซิเดชันในบรรยากาศไอน้ำ 5 และ 10% เป็นจำนวน 14 รอบการทดสอบ พบว่าน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของเหล็กหล่อที่ผ่านการเคลือบผิวมีค่าต่ำกว่าเหล็กหล่อที่ไม่เคลือบผิว

Abstract: The objective of this work was to develop the aluminised cast iron for automotive applications especially as a valve seat. Pack cementation was applied to develop the Fe-Al layers on the surface of FC25 cast iron. The layers consisting of Fe2Al5, FeAl2, FeAl and solid solution of iron with aluminium were formed after pack cementationat 1050°C using the aluminising periods of 4, 7 and 11 h. The oxidation test was further conducted in air at 850°C for 14 thermal cycles, 8 h of isothermal oxidation in each cycle. The oxidation rate of bare and aluminised cast iron followed parabolic rate law. The parabolic rate constant of the aluminised cast iron was significantly decreased by two orders of magnitude compared with that of the bare cast iron and comparable to that of alumina-forming stainless steel. The XRD results confirmed the formation of alumina layer which was responsible to the reduced oxidation rate. After the oxidation test, the aluminium concentration gradient in the Fe-Al layer tended to be reduced and that layer consists mainly of FeAl and solid solution of iron with aluminium. The cyclic oxidation test in humidified oxygen, i.e. oxygen with 5 and 10 % water vapour, was also studied. In the 14 cycles of the cyclic test, mass gain of the coated cast iron in the humidified atmosphere was lower than that of the bare cast iron.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: สมฤกษ์ จันทรอัมพร

Role: ที่ปรึกษาดุษฎีนิพนธ์

Email : somrerk.c@eng.kmutnb.ac.th

Name: ศิริชัย ลีลาเชาว์

Role: ที่ปรึกษาดุษฎีนิพนธ์

Email : sirichai.l@eng.kmutnb.ac.th

Created: 2559

Modified: 2562-10-17

Issued: 2562-06-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต

Level: ปริญญาเอก

Descipline: วิศวกรรมวัสดุ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B16243614.pdf	6.6 MB	5	2024-12-13 13:44:37

ใช้เวลา

0.026531 วินาที