จลนพลศาสตร์และการพัฒนาโครงสร้างทางจุลภาคของเหล็กชุบสังกะสีที่ผ่านกรรมวิธีทางความร้อน

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาและพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยในการอธิบายผลกระทบของอุณหภูมิและเวลาในการอบร้อนต่อลักษณะของชั้นเคลือบของเหล็กชุบสังกะสีแบบกัลวานีล เนื่องจากสมบัติต่างๆของเหล็กชุบสังกะสีแบบกัลวานีลนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของชั้นเคลือบเป็นสำคัญ และในอุตสาหกรรมนั้นตัวแปรสำคัญที่ต้องควบคุมอย่างเข้มงวดเป็นอันดับต้นๆ คือ อุณหภูมิและเวลาในการอบร้อน โดยงานวิจัยนี้ได้แบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน คือ 1. การสร้างแบบจำลองเพื่อทำนายลักษณะของชั้นเคลือบที่จะเกิดขึ้นและ 2. ศึกษาผลของลักษณะชั้นเคลือบต่อความต้านทานการกัดกร่อน ในส่วนของการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์นั้นได้ประยุกต์ใช้กฎข้อที่ 2 ของการแพร่ในการสร้างแบบจำลอง และใช้ระเบียบวิธีผลต่างสืบเนื่องในการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ ประกอบกับการกำหนดเงื่อนไขขอบเขตในการคำนวณแบบพิเศษ เพื่อให้ง่ายต่อการทำนายรอยต่อระหว่างเฟส และใช้ภาษา C++ ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับแก้สมการ จากนั้นนำผลการคำนวณที่ได้มาสอบเทียบกับงานวิจัยของนักวิจัยท่านอื่นและสอบเทียบกับผลการทดลองของตนเองซี่งผลที่ได้ออกมาอยู่ในเกณฑ์ที่น่าพอใจโดยสามารถทำนายการพัฒนาของเฟสบางเฟสในชั้นเคลือบซึ่งให้ผลที่มีคาดเคลื่อนเพียง 7% เท่านั้นซึ่งเมื่อเทียบกับความซับซ้อนของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนั้นถือว่าผลอยู่ในเกณฑ์ที่น่าพอใจ ในส่วนของการศึกษาผลของลักษณะชั้นเคลือบต่อความต้านทานการกัดกร่อนนั้นได้ทำการทดสอบโดยกระบวนการทดสอบความต้านทานต่อละลองเกลือ ซึ่งผลที่ออกมานั้นยืนยันว่าลักษณะของชั้นเคลือบนั้นส่งผลต่อความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนจริงโดยชิ้นงานที่มีลักษณะของชั้นเคลือบภายนอกเป็นเฟสของเซต้าจะแสดงค่าอัตราส่วนของสนิมแดงต่อพื้นที่สูงถึง 80% ที่เวลาทดสอบ 320 ชั่วโมง ซึ่งชิ้นงานอื่นๆที่ชั้นเคลือบภายนอกเป็นเฟสของเอด้ามีอัตราส่วนของสนิมแดงเพียง 4-5% เท่านั้น