บทท 2 ทฤษฎและหลกการทเกยวของ

2.1 ทฤษฏการเขยนแบบ การเขยนแบบเปนสออยางหนงทจะสอสารระหวางผออกแบบกบผผลตหรอผน าความคด

นนมาท าเปนรปธรรมไดตามทผคดออกแบบไดคดไวแบบจะเปนสอกลาง เชน แบบบาน แบบผลตภณฑ แบบสงพมพหรอเรยกวาตนแบบแลวมการส าเนาแบบไปยงทตางตางเพอความเขาใจทตรงกน เชน แบบบานซงสถาปนกเปนผออกแบบจะตองมการส าเนาพมพเขยวแบบสงไปใหบคคลตางตางทเกยวของเจาของบานชางสรางบานชางคมการกอสรางบานเขตปกครองเพอขออนญาตสอสงพมพกเชนกนผออกแบบจะตองรางแบบออกแบบในรายละเอยดตกลงกบผวาจางจนพอใจในการออกแบบนนนนจงสงตนแบบใหโรงพมพเพอด าเนนการตามกระบวนการพมพตพมพออกมาตามความประสงคของผออกแบบและผวาจางผออกแบบผวาจางและโรงพมพตางตองเกบตนฉบบเพอตรวจผลการพมพเมอถกตองทงสามฝายการช าระเงนในคาด าเนนการตางตางจงเกดขนตามขอตกลงการน าเสนองานตกแตงภายในจ าเปนตองมแบบการเขยนแบบแสดงรายละเอยดของสวนตางตางทตองการตกแตงการเขยนแบบเปนภาษาอยางหนงทใชกนในการชางเปนภาษาทถายทอดความคดหรอความตองการของผออกแบบไปใหผอนไดทราบและเขาใจไดอยางถกตองไมคลาดเคลอนแบบเปนสอกลางทจะน าความคดไปสรางไดอยางถกตองอนจะเปนการประหยดและไดงานตรงตามความตองการและมคณภาพเพอใหไดความเขาใจทตรงกนการเขยนแบบจะตองเปนภาษาสากลเครองหมายสญลกษณรปแบบจะตองเขาใจไดงายแมแตผทไมไดศกษาวชาเขยนแบบกสามารถเขาใจไดพอสมควร ดงรปท 2.1

รปท 2.1 ตวอยางสญลกษณทใชในการเขยนแบบ ทมา : http://kruthom.hsw.ac.th/main/Symbol.htm

4

การเขยนแบบเปนสงจ าเปนอยางยงในเรองของการชางการผลตทตองการผลตจ านวนมากงานเขยนแบบเปนการแสดงใหเหนภาพตนแบบของผลตภณฑการเขยนแบบเปนการถายทอดความคดของผออกแบบผลตภณฑลงบนกระดาษอยางเปนระบบแบบแผนเพอใหบคคลอนไดเขาใจในการศกษาท าความเขาใจการเขยนแบบแบงออกเปน 4 ประเภทใหญๆคอ

1. การเขยนแบบทางวศวกรรม (Engineering Drawing) การเขยนแบบน าไปใชในงานอตสาหกรรมทางเครองจกรกล ดงรปท 2.2 ซงการเขยนแบบชนดนแยกไดดงนคอ

1.1 การเขยนแบบเครองกล (Machines Tool Drawing) 1.2 การเขยนแบบงานไฟฟาและอปกรณไฟฟา (Electrical Electronic Drawing) 1.3 การเขยนแบบเครองยนต (Automotive Drawing) 1.4 การเขยนแบบงานแผนทและชางส ารวจ (Map & Survey Drawing) 1.5 การเขยนแบบชางกลและแผนโลหะ (Metal & Sheet Metal -Drawing)

รปท 2.2 ตวอยางการเขยนแบบทางวศวกรรม

ทมา : http://forum.khonkaenlink.info/index.php?topic=17129269.0

5

2. การเขยนแบบทางสถาปตยกรรม (Architectural Drawing) การเขยนแบบทางงานกอสราง ดงรปท 2.3 ซงแยกงานเขยนไดดงนคอ

2.1 การเขยนแบบโครงสราง (Structural Drawing) 2.2 การเขยนแบบสดสวนของรปตางๆ (Shape & Proportion Drawing) 2.3 การเขยนรปตด (Section Drawing) 2.4 การเขยนภาพราง (Sketching Drawing)

รปท 2.3 ตวอยางเขยนแบบทางสถาปตยกรรม

ทมา : http://autocadsite2u.blogspot.com/2011_07_01_archive.html

6

3. การเขยนแบบตกแตงภายใน (Interior Design Drawing) การเขยนแบบทใชในการออกแบบตกแตงภายใน ดงรปท 2.4 ซงแยกงานเขยนไดดงนคอ

3.1 การเขยนแบบเครองเรอน (Furniture Drawing) 3.2 การเขยนแบบทศนยภาพ (Perspective Drawing)

รปท 2.4 ตวอยางการเขยนแบบตกแตงภายใน

ทมา : https://www.pinterest.com/kernyarobert/interior-design-draw/

4. การเขยนแบบผลตภณฑ (Product Drawing) การเขยนแบบทเกยวกบผลตภณฑทท าใหเขาใจในตวผลตภณฑไดเปนอยางด ดงรปท 2.5

รปท 2.5 ตวอยางการเขยนแบบผลตภณฑ

ทมา : https://www.aliexpress.com/store/product/wireless-stereo-Bluetooth-headphone-bigger-earcup-with-mic/913057_598914561.html

7

คอมพวเตอรกราฟก คอมพวเตอรกราฟกหมายถงการเขยนภาพหรอสรางภาพโดยใชคอมพวเตอรกราฟกเปน

ขอมลทแสดงในรปของเสนกราฟแผนภาพแผนภมรปภาพ ซงเปนทนยมใชในปจจบนเนองจากมความสะดวกรวดเรวในการน าเสนอและแกไขงานไดทนทบคลากรทกหนวยงานไมวาเปนภาครฐหรอภาคเอกชนนยมใชคอมพวเตอรกราฟกในงานศลปกรรมเปนสวนมากท าใหการพฒนางานดานคอมพวเตอรกราฟกเตบโตอยางรวดเรวจนปจจบนมการพฒนาไปสภาพเคลอนไหว (Animation) ดงรปท 2.6

รปท 2.6 ตวอยาง Animation

ทมา : https://www.lynda.com/Animate-tutorials/Learn-Adobe-Animate-CC-Interactive-Animation/494388-2.html

ปจจบนเปนระยะชวงสมยทเรยกวาเปนยคดจตอล (Digital) เทคโนโลยสารสนเทศเขามาม

บทบาทในเรองตางตางเปนอยางมากโดยเฉพาะคอมพวเตอรเขามามบทบาทในวถชวตประจ าวน

โปรแกรมคอมพวเตอรกราฟกซงมความเหมาะสมกบการใชงานในดานการออกแบบไดรบความ

นยมน ามาใชในงานเขยนแบบและการน าเสนอซงมความรวดเรวในการน าเสนอและเขาใจงาย

คอมพวเตอรจงเปนทนยมและเพมปรมาณการใชขนอยางรวดเรวโดยเฉพาะคอมพวเตอรชนดพกพา

เปนความจ าเปนอยางยงทนกออกแบบตองมความรในเรองโปรแกรมส าเรจรปเกยวกบงาน

ออกแบบและตองมทกษะในการใชเพอสามารถออกแบบไดรวดเรวและน าเสนอไดอยางม

ประสทธภาพ

8

โปรแกรมคอมพวเตอรกราฟก 2 มต (2D Graphic) มมากมายในทองตลาดคอมพวเตอร ซงสามารถแบงโปรแกรมออกเปน 3 ประเภทคอ

1. โปรแกรมการวาดเขยน (Paint and Draw Program) 2. โปรแกรมการออกแบบ (Design Program) 3. โปรแกรมแผนภมและกราฟ (Chart/Graph) โปรแกรมทนยมใชมอยมากมายหลายโปรแกรม ซงตองพจารณาใหเหมาะสมกบงานทใช

วาควรใชโปรแกรมใด ในการใชโปรแกรมคอมพวเตอรส าเรจรปแตละโปรแกรมผใชจะตองฝกทกษะใหมความช านาญและมความรทางเทคนคในโปรแกรมทใช

โปรแกรมคอมพวเตอรกราฟก 3 มต (3D Graphic) เปนโปรแกรมใชงานออกแบบงาน 3 มต ดงรปท 2.7 มอยมากมายหลายแบบการเลอกใชขนอยกบชนดของแบบงานทตองการเขยนและทกษะของผใชโปรแกรม

โปรแกรมเขยนแบบส าเรจรปการเขยนแบบใชเปนภาษาสากลเปนระบบสรางภาพเพอถายทอดแบบทอยในความคดหรอเพอชวยเสรมใหการใชคมอแนะน าการประกอบตดตงมความถกตองแมนย างานเขยนแบบมบทบาทส าคญมาแตอดตกาลจนถงปจจบนอาชพงานเขยนแบบไดแตกแขนงออกไปอยางมากมาย

รปท 2.7 ตวอยางการออกแบบ 3 มต

ทมา :

https://www.google.co.th/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&v

ed=0ahUKEwip3rLaztzPAhUXUI8KHdtSDksQjRwIBw&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.

com%2Fwatch%3Fv%3DVNMM3ywxmfo&bvm=bv.135974163,d.c2I&psig=AFQjCNEel4Krm

p6DLG-ygGg957AnT81RHQ&ust=1476614147839540

9

2.2 ทฤษฎความเคนและความเครยด ในการวเคราะหออกแบบโครงสรางหรอเครองจกรกลใดใดเรามขอตองพจารณาอย 2 ขอ

คอ 1. ภายในโครงสรางแขงแรงพอทจะรบน าหนกหรอแรงทกระท าได หรอไม 2. ภายในโครงสรางแกรงพอทจะไมท าใหเกดการเปลยนรปรางมากเกนไปหรอไมในวชา

กลศาสตรเราจะพจารณาแรงในวตถโดยไมค านงถงขนาดทเปลยนแปลง แตในวชากลศาสตรของแขง เราจะตองพจารณาทงสองอยางนพรอมกนไปดวย ชนดของแรง (Types of Loads) แรงทกระท าตอวสด หรอสวนของโครงสรางใดใดกตาม สามารถแบงออกเปน 3 ชนดคอ

1. แรงทอยนง (Static Load) เปนแรงทกระท าตอชนสวนของโครงสรางอยางซ าซ า

จนกระทงมคาถงคาหนงแลวจะมคาคงทอยตลอดไปหรอเกอบเทากบคานนตลอดไป เชน แรงท

กระท าบนอาคารตางตาง แรงเนองจากความดนของภายในหมอความดนทกระท าตอรอยเชอม

2. แรงทกระท าซ าซ า (Repeated Load) หมายถงแรงหรอน าหนกทกระท าตอโครงสราง

หรอวสดหลายครงซ าซ ากนและสลบกนไปมาในชวงเวลาหนง เชน แรงกระท าตอขอเหวยงของ

เครองยนต เพลารถไฟ กานลกสบของเครองอดอากาศ

3. แรงกระแทก (Impact Load) เปนแรงทกระท าตอชนสวนในระยะเวลาอนสนโดยปกต

แลวไมสามารถทจะหาระยะเวลาทแรงกระแทกนกระท าไดลวงหนา เชน แรงกระแทกทเกดจาก

รถยนตวงขามสะพาน หรอการปลอยน าหนกกระทบบนสวนของโครงสราง เปนตน

รปท 2.8 ชนดของแรง

ทมา : https://wiki.stjohn.ac.th/groups/poly_basicscience/wiki/8213e/_8_.html

10

1. ความเคน (Stress) คอแรงภายนอกทมากระท าผานจดศนยถวงของพนทหนาตดของ

วสด นน หรอคอแรงภายนอกตอหนงหนวยพนทใชสญลกษณวา σ (ซกมา) โดยวธจ ากดขอบเขต

เมอวตถอยในสภาวะสมดลแรงภายนอกทมากระท าบนวตถจะตองมแรงภายในตานขนาดรวมแลว

เทากบแรงภายนอกของวตถทถกกระท าเนองจากในทนเราจะใชหนวยระบบเอสไอ (SI Metric

Units) ดงนนแรงจงมหนวยเปนนวตนพนทมหนวยเปนตารางเมตร และความเคนมหนวยเปนนว

ตนตอตารางเมตร หรอเรยกวา ปาสคาล

ชนดของความเคนทเกดขนกบวสด สามารถแบงออกไดเปน 3 ชนดคอ

1.1 ความเคนดง (Tensile Stress) จะเกดขนเมอวตถอยภายใตแรงดงโดยแรงดงจะตองตง

ฉากกบพนทหนาตดทกระท านน ความเคนดงจะใหเครองหมายแสดงเปนบวก ดงรปท 2.9a

1.2 ความเคนอด (Compressive stress) สญลกษณ σc จะเกดขนเมอวตถอยภายใตแรงอด

โดยแรงอดจะตองกระท าต งฉากกบพนทหนาตดของทอนวตถทกระท านนความเคนดงจะให

เครองหมายแสดงเปนลบ ดงรปท 2.9b

1.3 ความเคนเฉอน (Shear stress) สญลกษณ τ (tau) เปนแรงภายนอกทมากระท าตอวตถ

นนโดยพยายามท าใหวตถเกดการขาดจากกนตามแนวระนาบท ขนานกบทศทางของแรงนน

ดงรปท 2.9c

รปท 2.9 แสดงลกษณะของแรงกระท าชนดตางๆ

ทมา : http://www.rmutphysics.com/charud/metal/1/Mechanical%20Properties.htm

11

2. ความเครยด (Strain) ความเครยดใชสญลกษณ ε อกษรกรกเรยกวา epsilon เปนการ

เปลยนแปลงของวตถเมอมแรงภายนอกมากระท ากบวตถการเปลยนแปลงทเกดขนเปนการ

เปลยนแปลงตอขนาดเดมซงหมายถงความยาวทเปลยนไปตอความยาวเดม

ชนดของความเครยดความเครยดทเกดขนในวตถสามารถแบงออกไดเปน 3 ชนดคอ

2.1 ความเครยดดง (Tensile strain) สญลกษณ εt เมอทอนวตถถกกระท าดวยแรงดงตาม

แนวแกน และเพมแรงดงขนอยางชาชาทอนวตถนกจะเกดการยดออกทละนอยตามขนาดของแรงดง

ทเพมขนของแรง F ท าใหทอนวตถยดออกเทากบ δ ขณะททอนวตถยดออกจะเกดการหดตาม

แนวดงของทอนวตถนน

2.2 ความเครยดอด (Compressive strain) สญลกษณ εc เมอทอนวตถถกกระท าดวยแรงกด

ตามแนวแกนและเพมแรงกดขนอยางชาจนท าใหทอนวตถหดตวลง

2.3 ความเครยดเฉอน (Shear strain) สญลกษณ γ เรยกวา gamma เมอมแรงเฉอนกระท าจะ

เกดการเปลยนแปลงรปรางหรอเกดความเครยดขนมาความเครยดทเกดขนนเรยกวาความเครยด

เฉอน

รปท 2.10 ความเครยดชนดตางๆ

ทมา : http://www.vcharkarn.com/forum/view?id=44383&section=forum&ForumReply_page=3

12

ความสมพนธระหวางความเคนกบความเครยด (Stress-Strain Relationship)

ในการแสดงความสมพนธระหวางความเคนและความเครยด ในทนเราจะใชเสนโคงความ

เคน-ความเครยด (Stress-Strain Curve) ซงไดจากการทดสอบแรงดง (Tensile Test) เปนหลก โดย

จะพลอตคาของความเคนในแกนตงและความเครยดในแกนนอน ดงรป 2.11 การทดสอบแรงดง

นอกจากจะใหความสมพนธระหวางความเคน ความเครยดแลว ยงจะแสดงความสามารถในการรบ

แรงดงของวสด ความเปราะ เหนยวของวสด (Brittleness and Ductility) และบางครงอาจใชบอก

ความสามารถในการขนรปของวสด (Formability) ไดอกดวย

รปท 2.11 เสนโคงความเคน-ความเครยด (Stress-Strain Curve) แบบมจดคราก (Yield Point)

ทมา : http://www.rmutphysics.com/charud/metal/1/Mechanical%20Properties.htm

13

2.3 ทฤษฎคาความปลอดภย

ในการผลตการออกแบบชนสวนเครองจกรหรอแมแตการขนถายวสดอปกรณตางตาง

ภายในโรงงานหรอหนางานกอสรางเมอจะด าเนนงานใดใดกตามตองมคาเผอไวส าหรบการ

ออกแบบเพอทจะไมใหแรงหรอก าลงตางตางทมากระท าตอเครองจกรเครองมอนนนน

การคดคาความปลอดภย

ในทนจะยกตวอยางการออกแบบชนงานโดยใชวสดเหลกกลาชนดหนงซงมคณสมบตทน

แรงดงได 420 Mpa โดยผออกแบบคดวาลกษณะการใชงานแลวแรงหรอก าลงหรอเรยกวาความเคน

ไมควรเกน 140 Mpa ดงนนคาความปลอดภยทจะไดจงเปน 420/140=3 คานมความหมายวาเมอม

แรงมากระตอชนงานเปน 3 เทาของทไดวเคราะหไวมากระท าตอชนงานคา 3 เทานเผอไวเพอความ

ไมสมบรณของวสดทน ามาเปนชนงานและเหตการณทจะเกดขนเกนความคาดหมายอน

ปจจยทก าหนดคาความปลอดภย

ในการออกแบบตามปกตเราจะทราบรปรางของชนงานตามหนาทการใชงานของมนพรอม

กบแรงหรอก าลงทมากระท าตอชนงานนนนนเพอทจะไดเลอกวสดทน ามาใชในการออกแบบได

จะตองทราบคาความปลอดภยกอนโดยคาความปลอดภยในจะขนอยกบสภาพแวดลอมลกษณะของ

แรงหรอก าลงทมากระท าตอชนงาน

ตารางท 2.1 คาความปลอดภย

ทมา : https://www.scribd.com/doc/29271767/%E0%B8%AB%E0%B8%99%E0%B8%B1%E0%B8%87

%E0%B8%AA%E0%B8%B7%E0%B8%ADdesign

ชนดของแรง เหลกเหนยวและโลหะ เหลกหลอและโลหะ

Ny Nu Nu แรงอยนง 1.5-2 3-4 5-6

แรงกระท าซ าทศทางเดยวหรอแรงกระแทกเลกนอย

3 6 7-8

แรงกระท าซ าสองทศทางหรอแรงกระแทกเลกนอย

4 8 10-12

แรงกระแทกอยางหนก 5-7 10-15 15-20

14

2.4 ทฤษฎเหลก

"เหลก" เปนค าทคนไทยทวไปนยมใชเรยกเหมารวมกนหมายถง เหลก (iron) และ

เหลกกลา (steel) ซงในความเปนจรงนน วสดทง 2 อยางนไมเหมอนกนหลายประการ อยางไรกด

เหลกเปนวสดพนฐานทส าคญยงในการพฒนาสงคมและความเปนอยของมนษยตงแตอดตจนถง

ปจจบนและตอไปในอนาคตอกนานแสนนาน

เหลก (iron)

สญลกษณทางวทยาศาสตร Fe คอแรธาตโลหะชนดหนงทมอยในธรรมชาต สวนใหญมส

แดงอมน าตาล โดยปกตสามารถดดตดแมเหลกได พบมากในชนหนใตดนบรเวณทราบสงและภเขา

อยในรปกอนสนแรเหลก (iron ore) ดงรปท 2.12 ปะปนกบโลหะชนดอน และหน เมอน ามาใช

ประโยชนจะตองผานการท าใหบรสทธดวยกรรมวธการ "ถลง" (ใชความรอนสงเผาใหสนแรเหลก

กลายเปนของเหลวในขณะทก าจดแรอนทไมตองการออกไป) นอกจากนธาตเหลกยงเปน

สารอาหารทรางกายคนเราตองการ เนองจากเปนองคประกอบส าคญในเมดเลอดแดงของเราอกดวย

กลาวคอ คนทขาดธาตเหลกจะเปนโรคโลหตจางไดงาย

รปท 2.12 สนแรเหลก

ทมา : http://www.brislingtonarchaeology.org.uk/museum/pix/110824a1.jpg

15

เหลกกลา (steel)

คอโลหะผสมชนดหนงโดยทวไปเหลกกลาหมายความถง "เหลกกลาคารบอน (carbon

steel)" ซงประกอบดวยธาตหลก คอ เหลก (Fe) คารบอน (C) แมงกานส (Mn) ซลคอน (Si) และธาต

อนอนอกเลกนอย เหลกกลาเปนวสดโลหะทไมไดมอยตามธรรมชาต แตถกผลตขนโดยฝมอมนษย

(และเครองจกร) โดยตงอยบนพนฐานของการปรบปรงเหลก (Fe/iron) ใหมคณสมบตโดยรวมด

ยงขน เชน แปรเปลยนรปไดตามทตองการ แขงแรง ยดหยน ทนทานตอแรงกระแทกหรอสภาวะ

ทางธรรมชาต สามารถรบน าหนกไดมาก ไมฉกขาดหรอแตกหกงาย เปนตน เหมาะสมในการใช

งานในดานตางตางในชวตประจ าวนของคนเราไดอยางหลากหลาย ดวยตนทนทต า เพอใหขายได

ในระดบราคาทคนทวไปซอหามาใชได ซงนบวามขอไดเปรยบดกวาวสดอนมาก

รปท 2.13 เหลกกลา

ทมา : http://fbsteelsupply.com/specials/

การแบงประเภทของเหลก

เราสามารถแบงเหลกออกเปนกลมกวางกวางได 2 กลม โดยพจารณาจากปรมาณของธาต

คารบอนทมอยในเหลก โดยแบงออกไดเปน

16

เหลกหลอ

คอเหลกทมปรมาณธาตคารบอนมากกวา 1.7% หรอ 2% ซงเหลกชนดนจะขนรปไดดวยวธ

หลอเทานนเพราะปรมาณคารบอนทสงท าใหโครงสรางมคณสมบตทแขงแตเปราะจงไมสามารถ

ขนรปดวยวธการรดหรอวธทางกลอนอนได เรายงสามารถแบงยอยเหลกหลอออกไดอกหลาย

ประเภท โดยพจารณาจากโครงสรางทางจลภาค กรรมวธทางความรอน ชนดและปรมาณของธาต

ผสม ไดแก

รปท 2.14 เหลกหลอ

ทมา :

http://www.sincharoenloha.com/164140/%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%

87%E0%B8%81%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%88%E0%B8%AD

เหลกหลอเทา (Grey cast iron) เปนเหลกหลอทมปรมาณคารบอนและซลคอนสงท าใหมโครงสราง

คารบอนอยในรปของกราฟไฟต

เหลกหลอขาว (White cast iron) เปนเหลกหลอทมปรมาณซลคอนต ากวาเหลกหลอเทา ท าใหไม

เกดโครงสรางคารบอนในรปกราฟไฟต โดยคารบอนจะอยในรปคารไบดของเหลก (Fe3C) ท

เรยกวา ซเมนไตต เปนเหลกทมความแขงสงทนการเสยดส แตจะเปราะ

เหลกหลอกราฟไฟตกลมหรอเหลกหลอเหนยว (Spheroidal graphite cast iron, ductile cast iron)

เปนเหลกหลอเทาทผสมธาตแมกนเซยมและหรอธาตซเรยมลงไปในน าเหลก ท าใหกราฟไฟตทเกด

เปนกลมและมรปรางกลม ซงสงผลถงคณสมบตทางกลในทางทดชน

17

เหลกหลออบเหนยว (Malleable cast iron) เปนเหลกหลอขาวทน าไปอบในบรรยากาศพเศษเพอท า

ใหคารบอนในโครงสรางคารไบดแตกตวออกมารวมกนเปนกราฟไฟตเมดกลม และท าใหเหลก

รอบรอบทมปรมาณคารบอนลดลงปรบโครงสรางกลายเปนเฟอรไรตและหรอเพรลไลต เหลกชนด

นจะมความเหนยวดกวาเหลกหลอขาว แตจะดอยกวาเหลกหลอกราฟไฟตกลมเลกนอย

เหลกหลอโลหะผสม (Alloy cast iron) เปนเหลกหลอทเตมธาตผสมอนลงไปในปรมาณท

คอนขางมาก เพอปรบปรงคณสมบตเฉพาะดานใหดยงขน เชน เตมนกเกลและโครเมยมเพอ

ปรบปรงคณสมบตดานทนการเสยดสและทนความรอน เปนตน

เหลกกลา

เหลกกลาเปนเหลกทมปรมาณธาตคารบอนนอยกวา 1.7% หรอ 2% เหลกชนดนมความ

เหนยวมากกวาเหลกหลอท าใหสามารถท าการขนรปโดยใชกรรมวธทางกลได ท าใหเหลกชนดนถก

น าไปใชงานอยางกวางขวาง จงพบเหนไดทวไปในชวตประจ าวน เชน เหลกเสน เหลกแผน เหลก

โครงรถยนต ทอเหลกตางตาง ฯลฯ เหลกกลาสามารถแบงไดเปนกลมตางตาง ดงน

เหลกกลาคารบอน (carbon steel)

เปนเหลกทมคารบอนเปนสวนผสมหลก โดยอาจมธาตอนผสมอยบางแตไมไดเจาะจงจะ

ผสมลงไป มกตดมาจากกรรมวธการถลงและการผลต เราสามารถแบงยอยกวางกวางออกได 3

ประเภทโดยพจารณาตามปรมาณของธาตคารบอนทผสม

รปท 2.15 เหลกกลาคารบอน

ทมา : http://www.pichitmetal.com/?p=219

18

เหลกคารบอนต า (Low carbon steel) เปนเหลกทมปรมาณคารบอนต ากวา 0.2% เหลกชนดนมความ

แขงแรงต าสามารถรดหรอตเปนแผนไดงาย ตวอยางเหลก เชน เหลกเสน เหลกแผนทใชกนทวไป

เหลกกลาคารบอนปานกลาง (Medium carbon steel) เปนเหลกทมปรมาณคารบอนอยระหวาง 0.2-

0.5% เปนเหลกทมความแขงแรงสงกวาเหลกคารบอนต า ใชท าชนสวนของเครองจกรกลทวไป

เหลกประเภทนสามารถท าการอบชบความรอนได

เหลกกลาคารบอนสง (High carbon steel) เปนเหลกทมปรมาณคารบอนสงกวา 0.5% มความ

แขงแรงและความแขงสง สามารถท าการอบชบความรอนใหคณสมบตความแขงเพมขนไดใชท า

พวกเครองมอเครองใชตางตางทตองการผวแขงและความตานทานการสกหรอสง

เหลกกลาผสม (Alloy steel) เปนเหลกกลาคารบอนทมธาตอนผสมอยอยางเจาะจงเพอวตถประสงค

ในการปรบปรงคณสมบตตางตาง เชน ความสามารถในการชบแขง (Hardenability) ความตานทาน

การกดกรอน คณสมบตการน าไฟฟาและคณสมบตทางแมเหลกเปนตน ธาตผสมทเตมลงไป เชน

โครเมยม นกเกล โมลบดนม วาเนเดยม โคบอลต แมงกานสและซลคอน โดยแมงกานสและ

ซลคอนจะตองมปรมาณมากพอสมควรจงจะจดไดวาเปนเหลกกลาผสม เพราะในเหลกกลา

คารบอนกมปรมาณธาตทงสองผสมอยพอสมควร เราสามารถแบงยอยกวางกวางออกได 2 ประเภท

โดยพจารณาตามปรมาณของธาตผสม คอ

เหลกกลาผสมต า (Low alloy steel) เปนเหลกกลาผสมทมปรมาณธาตผสมนอยกวา 10%

เหลกกลาผสมสง (High alloy steel) เปนเหลกกลาผสมทมปรมาณธาตผสมสงกวา 10%

รปท 2.16 เหลกกลาผสม

ทมา : http://www.neutron.rmutphysics.com/science-

news/index.php?option=com_content&task=view&id=1204&Itemid=4

19

2.5 เกรดเหลกมาตรฐาน

ตารางท 2.2 ตารางเทยบเกรดเหลกตามมาตรฐาน

BOHLER GERMANY JIS AISI

S50C S50C S50C 1050 เหลกแขงหวแดง

SCM4 SCM4 SCM4 เหลกแขงหวฟา

M202 2311 P20 P20 เหลกงานพลาสตก

M238 2738 P20+Ni P20+Ni เหลกงานพลาสตก

M310 2083 SUR420J2 420J2 เหลกสตารแวค

M300 2316 SUS431 431 เหลกสตารแวค

W302 2344 SKD61 H13 เหลกน ามนงานรอน

W303 2367 เหลกน ามนงานรอน

K460 2510 SKS93 O1 เหลกทนกระแทก

K110 2379 SKD11 D2 เหลกน ามนงานเยน

K105 2436 SKD2 D6 เหลกน ามนงานเยน

S600 3343 SKH51 M2 เหลกไฮสปด

V320 7225 SCM440 4130 เหลกน ามนเฟอง

V155 6582 SNCM440 4340 เหลกน ามนเฟอง

R100 3505 SUJ2 E52100 เหลกเพลาลกปน

N695 SUS440 440C

ทมา : http://www.tandcmetal.com/pre1.htm

20

2.6 คณสมบตทางกลของเพลา 2 ชนดดงน 2.6 เหลกเพลาหวแดง S50C

รปท 2.17 เหลกเพลาหวแดง S50C

ทมา : http://www.astmsteel.com/product/l6-tool-steel-1-2714-55nicrmov7-skt4-bh224-5/

S50C Carbon Steel Properties

ตารางท 2.3 Steel S50C Chemical Composition Standard Grade C Mn P S Si

JIS G4051 S50C 0.47-0.53 0.60-0.90 0.030 0.035 0.15-0.35

ตารางท 2.4 JIS S50C Steel Mechanical Properties

Tensile Strength (MPa)

Yield Strength (MPa)

Elongation Ration

(%)

Reduction of area Psi (%)

Impact merit

AKV (J)

Resilient value

AKV(J/cm2) Hardness Annealed

≥630 ≥375 ≥14 ≥40 ≥31 ≥39 ≤235HB ≤207HB ทมา : http://www.astmsteel.com/product/l6-tool-steel-1-2714-55nicrmov7-skt4-bh224-5

21

2.6.2 เหลกเพลาหวฟา SCM440

รปท 2.18 เหลกหวฟา SCM440

ทมา : http://www.otaisteel.com/products/scm440-steel-jis-g4104/

Chemical composition of JIS alloy SCM440 steel

ตารางท 2.5 SteelSCM440 Chemical Composition

JIS C Si Mn Cr Mo P S

SCM440 0.38-0.43 0.15-0.35 0.60-0.85 0.90-1.20 0.15-0.30 ≤0.030 ≤0.030

ตารางท 2.6 JIS SCM440 Steel Mechanical Properties

Hardness HB

Yield

strength

N/mm2

Tensile

strength

N/mm

Percentage of

elongation %

Percentage

of area

reduction

Impact

value

(charpy)

J/cm2

Annealing

Quench Tempering

max.25 5 285-352 >830 >980 >12 >45 >59

ทมา : http://www.otaisteel.com/products/scm440-steel-jis-g4104/

22

รปท 2.19 แมพมพตดเหลกทใชส าหรบงานเยน

ทมา : http://www.aecplastic.com/ArticleDetail.aspx?id=157

2.7 COLD WORK TOOL STEETS (เหลกกลาส าหรบงานเยน)

ลกษณะเดน

ความแขงสงมากเมอผานการชบแขง ทนตอการเสยดสดมาก ทนตอแรงกดอดไดดเยยม

และมความเหนยวแกรงพอสมควร

การใชงาน

แมพมพปมตด (Blanking & Piercing)

แมพมพดดโลหะ (Bending)

แมพมพอดเสนเยน (Cold Extrusion)

แมพมพปมเหรยญ (Coining)

แมพมพ ลากขนรป (Drawing)

มดตดโลหะและพลาสตก (Shearing)

แมพมพฉดพลาสตกปรมาณการผลตมาก รวมทง พนซ

เขมกระทง และดอกสวานเจาะไมและพลาสตก

สวนผสมทางเคม

C = 1.55 Si = 0.30 Mn = 0.30 Cr = 12.00 Mo = 0.70 V = 1.00

วธชบ ชบแขง (น ามน/ลมเปา/เกลอ)

ความแขง (Hardness) 58 - 65 HRC

23

รปท 2.20 แมพมพเหลกงานรอน

ทมา : http://www.steelandtools.co.th/product/hot-work-steels/

2.8 HOT WORK TOOL STEETS (เหลกกลาส าหรบงานรอน)

ลกษณะเดน

คงความแขงแรงทอณหภมสงด ทนตอการสกหรอทอณหภมสงทนตอการเปลยนแปลง

อณหภมอยางฉบพลนทนตอการลารอนตานทานตอการเกดออกไซดทอณหภมสงความเหนยว

แกรงสงมาก ชบแขงไมเสยรป ตดกลงงาย

การใชงาน

แมพมพฉดโลหะ ( Die Casting )

แมพมพอดเสนรอน ( Hot Extrusion )

แมพมพทบโลหะรอน ( Hot Forging )

ลกรดโลหะรอน ( Hot Roller )

มดตดโลหะรอน (Hot Shear Blade)

สวนผสมทางเคม

C = 0.38 Si = 1.05 Mn = 0.40 Cr = 5.20 Mo = 1.40 V = 1.00

วธชบ ชบแขง (น ามน/ลมเปา/เกลอ)

ความแขง (Hardness) 50 – 56 HRC

24

รปท 2.21 แมพมพพลาสตกทใชพมพขวดพลาสตกตางๆ

ทมา : http://www.aecplastic.com/ArticleDetail.aspx?id=156

2.9 PLASTIC STEETS (เหลกกลาส าหรบแมพมพพลาสตก)

ลกษณะเดน

ทนตอการเสยดสด ทนตอแรงกดอดด ตดกลงงาย และขดเงาไดดเยยม กดท าลวดลาย

และอดเอมไดดทนตอการกดกรอนไดดพอสมควร

การใชงาน

แมพมพฉดพลาสตกและอนเสรตในแมพมพพลาสตก

แมพมพเปา ( Blow Moulds )

หลอ หรอ การขนรปพลาสตกและยางชนดอน

แมพมพฉดโลหะปรมาณการผลตนอย

พนซและไดยโฮลเดอร

สวนผสมทางเคม

C = 0.38 Si = 0.40 Mn = 0.65 Cr = 16.00 Mo = 0.60

S = 0.12*(M300)

วธชบ ชบแขง (น ามน/ลมเปา)

ความแขง (Hardness) 42 – 49 HRC ( ชบแขงและคนไฟ )

25

รปท 2.22 เพลาและเฟองสงก าลงของรถยนต

ทมา : https://www.kaidee.com/product-106949196/

2.10 MACHINERY STEELS (เหลกกลาส าหรบงานจกรกล)

ลกษณะเดน

มความแขงแรงสง ทนตอการลาไดดมากทนตอแรงบดกระจาย มความเหนยวแกรงด ตด

กลงงาย

การใชงาน

ชนสวนเครองจกรกล เชน เพลา (Shafts) เฟอง (Gears) สลก (PIN) คบปลง (Coupling)

ตลบลกปน (Bearing) สวนประกอบของแมพมพพลาสตก แมพมพงานเยนและแมพมพงานรอน

เชน ไกดพน ไกดบช เขมกระทง โมลดเบส ไดยเซต ปลอกสบ กระบอกไฮโดรลก รวมทงกระบอก

และสกรฉดพลาสตก

สวนผสมทางเคม

C = 0.41 Si = 0.30 Mn = 0.07 Cr = 1.10 Mo = 0.20

Ni = 1.50*(V320)

วธชบ ชบแขง (น ามน/น า)

ความแขง (Hardness) 42 - 57 HRC