บทที ่1 เครื่องมือวัดและการทดสอบในเชิงโลหะวิทยา

• การวัดอุณหภูมิ (Temperature Measurement)• การตรวจสองดวยกลองจุลทรรศนเพื่อดูคุณลักษณะโครงสรางของโลหะ

(Metallography)• การทดสอบคุณสมบัติเชิงกล (Test for Mechanical Properties)• การทดสอบหาความเสียหายของวัสดุโดยที่ชิ้นงานไมถูกทําลายเสียหาย

(Nondestructive Testing)

หนวยของอณุหภูมิ (Temperature Scale)• หนวยของอุณหภูมิมาตรฐาน

– ในประเทศแถบยุโรปและเอเชีย คือ เซลเซียส (Centigrade, Celsius) สัญลักษณที่ใชคือ °C

– ในประเทศสหรัฐอเมริกา คือ ฟาเรนไฮท (Fahrenheit) สัญลักษณที่ใชคือ °F– ความสัมพันธระหวางหนวยทั้งสอง

( )32F95C −°×=°

328.1 +°×=° CF

การวัดอุณหภูมิ (Temperature Measurement)

การวัดอณุหภูมิโดยใชสี (Temperature measurement by color)• เปนวิธีการที่งายที่สุดในการแยกความแตกตางของอุณหภูมิโดยใชสีตาง ๆ

บอกถงึระดับของอุณหภูมิแตละชวง เชน – สีแดงออน (Faint red) แทนอณุหภูมิประมาณ 950°F (510°C)– สีแดงเขม (Dark red) 1150°F (~510°C)– สีแดงอมชมพู (Dark cherry) 1175°F (~635°C)– สีแดงอมชมพูเขม (Cherry red) 1300°F (~705°C)– สีแสดเขม (Dark orange) 1650°F (~900°C)– สีแสด (Orange) 1750°F (~955°C)– สีเหลือง (Yellow) 1800°F (~980°C),

การวัดอุณหภูมิ (Temperature measurement) (ตอ)

เครื่องมือวัดอุณหภูมิเครื่องมือวัดอุณหภูมิเครื่องมือวัดอุณหภูมิ

การวัดอุณหภูมิแบบ•อาศัยความตานทาน•อาศัยความตางศักย •Thermoelectric Pyrometer• Thermocouple

การวัดอุณหภูมิแบบอาศัยการขยายตัวของโลหะ ของแข็ง ของเหลวและกาซ • เทอรโมมิเตอรแบบโลหะขยายตัว• เทอรโมมิเตอรแบบของแข็งขยายตัว• เทอรโมมิเตอรแบบของเหลวหรือกาซขยายตัว

การวัดอณุหภูมิ (Temperature Measurement)• Thermometry • Thermometer

• Pyrometry• Pyrometer

อุณหภูมิ > 950°F (510°C)อุณหภูมิ < 950°F (510°C)

การวัดทางโลหะวิทยาโดยสวนใหญ

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

เทอรโมมิเตอรแบบโลหะขยายตัว (Metal-expansion Thermometers)

เปนเครื่องมือที่อาศัยหลักการของการขยายตัวของโลหะสองชนิดที่แตกตางกัน (Bimetal) เมื่อถูกทําใหอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป คาการขยายตัวของโลหะจะขึ้นกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนและคาสัมประสิทธิ์การขยายตัว แผนโลหะสองแผน (บาง ๆ) ที่แนบติดกัน เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ จะทําใหแผนโลหะทั้งสองโกงหรือแยกออกจากกัน ซึ่งสามารถนําไปประยุกตใชเพื่อตัดวงจรไฟฟาได อุปกรณที่ใชหลักการนี้ เชน Thermostat

ชวงอุณหภูมิที่ใชวัดอยูระหวาง-100 ถึง 1000°F

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

เทอรโมมิเตอรแบบของเหลวขยายตัว (Liquid-expansion Thermometers)อุปกรณชนิดนี้จะประกอบไปดวยกระเปาะที่สัมผัสโดยตรงกับวัตถุที่ตองการวัดอุณหภูมิและหลอดที่ขยายตัวไดและบรรจุสาร (ของเหลว) ไวภายใน (Bourdon tube) เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปจะทําใหของเหลวขยายหรือหดตัว ซึ่งมีผลทําให Bourdon tube ยืดหรือหดตัวดวยของเหลวที่ใชบรรจุใน Bourdon tube มีผลตอชวงของอุณหภูมิที่ตองการวัดดวย เชน ปรอทอยูระหวาง -35 ถึง 950°F สําหรับแอลกอฮอลอยูระหวาง -110 ถึง 160°Fเทอรโมมิเตอรแบบกาซหรือไอขยายตัว (Gas-or Vapor-expansion Thermometers)ของเหลวประเภท Volatile จะถูกบรรจุในกระเปาะเพียงบางสวน เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะยังผลใหเกิดความแตกตางของความดันไอในสถานะอิม่ตัว (Saturated)ความดันที่เปลี่ยนไปก็จะสงผลตอ Bourdon tube ถาเลือกของเหลว Volatile ที่เหมาะสมสามารถวัดอุณหภูมิไดในชวง -60 ถึง 500°F

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

เทอรโมมิเตอรแบบตานทาน (Resistance Thermometers)

หลักการของเทอรโมมิเตอรชนิดนี้จะขึ้นอยูกับการเพิ่มความตานทานไฟฟาจากการเพิ่มอุณหภูมิของตัวนําไฟฟา ถาคาการเปลี่ยนแปลงความตานทานอุณหภูมิ (Temperature-Resistance) ไดรับการปรับแตงใหถูกตอง (Calibrate) แลว เราจะสามารถหาคาอุณหภูมิโดยวัดจากคาความตานทานไฟฟาที่เปลี่ยนไป ตัวอยางขดลวดตานทานที่นิยมใช เชนทองแดง (Copper, Cuivre) นิเกิล(Nickel) หรือ ทองคําขาว (Platinum) ชวงอุณหภูมิที่ใชวัดสําหรับทองแดงและนิเกิล คือ 150-500°F และสําหรับทองคําขาวอยูระหวาง -350 ถึง 1100°F

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

Thermoelectric Pyrometer: เปนวิธีการที่ใชกันอยางแพรหลายสําหรับการวัดอุณหภูมิและการควบคุมทางโลหะวิทยา สามารถวัดอุณหภูมิไดสูงถึง 3000°F

Thermoelectric Pyrometer อยางงายจะประกอบดวยอุปกรณยอยดังตอไปนี้• เทอรโมคัพเปอร (Thermocouple) ซึ่งประกอบไปดวยเสนลวดโลหะหรือโลหะผสม 2 เสน• จุดตอ (Junction block) จะอยูภายนอกของหัววัด• สายตอ (Extension leads)• ชุดแสดงผลหรือเก็บขอมูล (Indicating instrument or Recorder)

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

Thermocouple Materials: ในทางทฤษฎี เสนลวดเสน 2 เสนใด ๆ ที่แตกตางกัน (วัสดุ) จะสรางความตางศักยขึ้นเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงอณุหภูมิขึ้นที่จุดตอ วัสดุคูที่มักใชทําThermocouple เชน Chromel-Alumel จะใหคาการปรับแตงที่เปนเชิงเสนและสามารถวัดอุณหภูมิระหวาง 1200-2200°F, Iron-Constantan Constantan เปนโลหะผสมระหวางทองแดง 54% และนคิเกล 46% ชวงอุณหภูมิระหวาง 300-1400°F, Copper-Constantanวัสดุคูนี้มักจะใชวัดอุณหภูมิที่คอนขางต่ํา สามารถวัดไดถึง -420°F และดานรอนถึง 600°F

“แรงดันไฟฟาจะเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกตางระหวางอุณหภูมิสองจุดซึ่งเปนรากฐานของปรากฏการณ thermo electric ซึ่งบางครั้งเรียกวา Seedback Effect”

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)Thermocouple ความยาวของ Thermocouple จากการผลิตจะมีความยาวพอประมาณ ปลายทั้งสองขางจะถูกรวบเขาหากันหรือขมวดเขาหากัน เสนลวดทั้งสองจะถูกหุมฉนวนแยกจากกันดวย porcelain หรือ หลอดเซรามิค สวนใหญแลว Thermocouple จะถูกหอหุมในหลอดปองกันซึ่งอาจจะทํามาจากเซรามิคหรือโลหะ หลอดนี้จะปองกันความเสียหายจากการกระ-ทบและปองกันวัสดุปนเปอนจากสิ่งแวดลอมหรือบริเวณตรวจวัด จากหลอดโลหะปองกันที่แตกตางจะใหชวงการวัดอุณหภูมิที่แตกตางดวย ที่อุณหภูมิสูงกวา 2000°F จะใช porcelainหรือ silicon carbide เปนหลอดปองกนั

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

• วัสดุที่ใชทําเทอรโมคัปเปล (thermocouple)Type Positive Material Negative MaterialE Chromel ConstantanJ Iron ConstantanK Chromel AlumelN Nicrosil NisilR Platinum 13% Rhodium PlatinumS Platinum 10% Rhodium PlatinumT Copper Constantan

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

Thermoelectric Pyrometer: เปนวิธีการที่ใชกันอยางแพรหลายสําหรับการวัดอุณหภูมิและการควบคุมทางโลหะวิทยา สามารถวัดอุณหภูมิไดสูงถึง 3000°F

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

Radiation Pyrometer: พื้นฐานหลักของการทํางานของเครื่องมือวัดชนิดนี้เกี่ยวของกับแหลงแผรังสีมาตรฐานที่รูจักกันในชื่อวัตถุดํา (Blackbody, Corps noir) วัตถุดําเปนวัตถุทางทฤษฎีที่ดูดซับรังสีทั้งหมดเมื่อมากระทบ โดยทั่วไป Radiation Pyrometer จะถูกปรับเปรียบเทียบกับวัตถุดําหรืออุณหภูมิที่ถูกตอง จากกฎของ Stefan-Boltzmann ไดแสดงใหเห็นวาอัตราการแผพลังงานจากวัตถุดําเปนสัดสวนยกกําลังสี่ของอุณหภูมิของวัตถุดํา

W อัตราการปลดปลอยพลังงานจากวัตถุดําK คาคงทีข่องการปลดปลอยT อุณหภูมิสัมบูรณของวัตถุดํา

4KTW =

44at KTTKeW == 44 TeT ta =

Ta อุณหภูมิสัมบูรณปรากฏของวัตถุทั่วไปet คาแผรังสีรวมของวัตถุทัว่ไป

การวัดอุณหภมูิ (Temperature measurement) (ตอ)

Optical Pyrometer หลักการทํางานก็คลายกับ Radiation Pyrometer เพียงแต Optical Pyrometerจะใชคลื่นที่มีความยาวคลื่นแคบ ๆ ของคลื่นแสงที่ตามองเห็น Optical Pyrometer จะวัดอุณหภูมิโดยการเปรียบเทียบความสวางของแสงที่ปลดปลอยมาจากแหลงกําเนิดมาตรฐานขอไดเปรียบของ Optical และ Radiation Pyrometers:• สามารถวัดอุณหภูมิสูง ๆ ได• สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุที่เขาไมถึงได• สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุขนาดเล็กหรือเคลื่อนที่ได• ไมมีสวนไหนของเครื่องมือที่สัมผัสโดยตรงกับแหลงความรอนสูงขอเสียเปรียบของ Optical และ Radiation Pyrometers:• ขอผิดพลาดจากการอานสีหรือจากภาพ• ขอผิดพลาดจากควันหรือกาซระหวางจุดสังเกตกับแหลงพลังงาน• เงื่อนไขที่ออกมาจากวัตถุดํายังไมเปนที่แนชัด

การสองดูคุณลักษณะโครงสรางโลหะ/โลหะผสมดวยกลองจุลทรรศน (Metallography)

• ชวยใหทราบถึงขนาดของเกรน, ขนาด/รูปราง/การแพรกระจายของเฟสหรือปจจัยอื่น ๆ ทีม่ีผลตอคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ซึ่งความชัดเจนของคุณลักษณะตาง ๆ ของโลหะจะขึ้นอยูกับวิธีการเตรียมชิ้นงาน•ถึงแมกลองที่ใชจะมีความละเอียดสูงเทาใดแตหากเตรียมชิ้นงานไมดี ไมมีคณุภาพ ก็จะไมสามารถมองเห็นคุณลักษณะตาง ๆ ของโลหะได•ชิ้นงานที่เตรียมสําหรับการสองกลองตองมีลักษณะแบน ไมมีรอยขีดขวน และมีผิวมันสามารถสะทอนแสงไดเหมือนกับกระจก

ขั้นตอนการเตรียมชิ้นงานสําหรับสองกลองจุลทรรศน การเลือกตัวอยางหรือสวนของตัวอยาง จะตองเลือกสวนหนึ่งสวนใดของวัสดุใหตรงกบัวัตถุประสงคที่ตองการศึกษา และเปนสวนที่สามารถแยกความแตกตางไดเมื่อเทียบกับสวนหรือบริเวณปกติSampling

Rough Grinding

Mounting

IntermediatePolishing

FinePolishing

การขัดเรียบผิวหรือการฝนชิ้นงาน ภายหลังจากตัดชิ้นงานตัวอยางใหเหมาะสมที่จะจับถือไดและมีรูปรางตามที่ตองการ (ระหวางการตัดชิ้นงานตัวอยางจะตองมกีารควบคุมอุณหภูมิใหต่ําอยูเสมอโดยบอยครั้งจะใชน้ําเปนตัวลดอุณหภมูิ) ตองมกีารขัดหรือฝนรอยที่เกิดจากเครื่องมือตัดออกไป

ในกรณีที่ตัวอยางมีขนาดเล็กหรือมีรูปรางที่ซบัซอน ควรนําตัวอยางไปขึ้นเบาหรือยึดติดกับเบาเพื่อสะดวกตอการขัดเงาในขั้นตอนตอไป

ตัวอยางจะคอย ๆ ถูกขัดมันดวยกระดาษทรายจากเบอรหยาบไปสูเบอรละเอียดโดยเริ่มจากเบอร 1 จากนั้นก็เปน 1/0, 2/0, 3/0 และ 4/0 โดยในบางกรณีที่ชิน้งานทําจากวัสดุออนอาจใชกระดาษทรายที่ทําจาก Silicon Carbide และระหวางการขัดอาจมีการใชสารหลอลื่น (Lubricant) รวมเพื่อไมใหเกิดความรอนมากเกินไป

เปนขั้นตอนที่เสียเวลามากและตัวอยางที่ตองการจะขึ้นอยูกับการขัดมันจากขั้นตอนที่ผานมาตัวอยางจะถูกขัดมันดวยลอหมุนเปยกที่แผนขัดหอหุมดวยผาชนิดพิเศษที่มสีารหรือสิ่งที่ใชขัดที่มีขนาดพอเหมาะตามจุดประสงคของงาน เชน ใช Aluminum oxide สําหรับเหล็กและวัสดุที่มสีวนผสมของทองแดงเปนหลัก หรือ ใช cerium oxide สําหรับพวกอะลูมิเนียม, และโลหะทีม่ีส่วนผสมของแมกนีเซียม

คุณลักษณะโครงสรางโลหะ (Metallography)

FinePolishing

Etching การกัดผิวโลหะ (Etching) จุดประสงคก็เพื่อใหสามารถเห็นคุณลักษณะของโครงสรางไดชัดเจนขึ้นของตัวอยางที่เปนโลหะหรือโลหะผสม กระบวนการที่นํามาใชจําเปนที่จะทําใหโครงสรางในหลาย ๆ สวนเกิดความแตกตางกัน อาจจะใชน้ํายาทางเคมีกัดเพื่อใหผิวเกิดมันวาวได ซึง่ชนิดน้าํยาเคมีและปริมาณที่ใชก็จะขึ้นอยูกับชนิดตัวอยางของโลหะหรือโลหะผสม

การทดสอบเพื่อศึกษาคุณสมบัติเชิงกล (Tests for Mechanical Properties)

• การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test)• การทดสอบหาคาความคงทนตอการดึง (Tensile Test) • การทดสอบการกระทบ (Impact Test)• การทดสอบการลา (Fatigue Test) • การทดสอบการคืบ (Creep Test)

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test)

ความแข็ง (Hardness) เปนคุณสมบัติที่ยากตอการนิยาม เวนแตจะหาคาไดจากการทดสอบเฉพาะ ตัวเลขความแข็งหรือคาความแข็งเปนคุณสมบัติที่บอยครั้งไมไดใชโดยตรงในการออกแบบเหมือนคาความแข็งแรงทางดานดึงความแข็งไมใชคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุแตจะเปนคุณสมบัติที่เกี่ยวโยงมาจากคุณสมบัติความยืดหยุนและการเสียรูปถาวรของวัสดุ (Elastic & Plastic) โดยทั่วไปแลวคาความแข็งมักจะใชเพื่อเปรียบเทียบวัสดุแตละชนิดหรือกระบวนการทางความรอนแตละแบบวิธีการทดสอบคาความแข็งสามารถแบงออกไดเปน 3 กลุมดวยกันคอื

ความแข็ง

ความแขง็ยืดหยุนElastic Hardness

ความทนทานตอการตัดหรือขูดขีดResistance to Cutting or Abrasion

ความทนทานตอการกดResistance to Identation

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ)

ความแข็งยืดหยุน (Elastic Hardness)

• เปนการวัดการคืนตัวของหัวคอนที่ตกภายใตแรงโนมถวงของโลกจากความสูงคาหนึ่งที่ กําหนดไปบนพื้นผิวของตัวอยางทดสอบ • ความสูงของการคืนตัวจะถูกแสดงดวยตัวเลขบนสเกลที่กําหนด ซึ่งความสูงของการคืนตัวยิ่งสูง ตัวเลขยิ่งมากและคาความแข็งยิ่งมาก • เปนการทดสอบการคืนตัวสัมบูรณของวัสดุซึ่งพลังงานจะถูกดูดซับในชวงของยืดหยุน

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ)ความทนทานตอการตัดหรือการขูดขีด (Resistance to Cutting or Abrasion)

Scratch test: เปนการทดสอบความทนทานตอการการขีดขวนสเกลของการทดสอบนีไ้ดถูกแบงออกเปนขัน้ ๆ 10ขัน้ ตามความแขง็ของสนิแรที่เพิ่มมากขึ้น ตามลําดับ การทดสอบนี้ไมคอยนิยมใชในเชิงโลหะวิทยาแตยังใชเชิงเกี่ยวกับสนิแร เนื่องจากสเกลที่ใชจะใชสินแรตาง ๆ เปนเกณฑ ซึง่สนิแรเหลานั้นก็มีคาความแขง็ที่ไมแนนอน และชวงหางของสเกลแตละชวงนัน้ อาจจะใหคาความแขง็ที่ไมเทากันได

File test: ตัวอยางชิ้นงานจะถูกควบคมุใหอยูภายใตการตัดของตะไบอันหนึง่ทีท่ราบคาความแขง็โดยไมสนใจรอยตัดที่เกิดขึ้น โดยมากแลวการทดสอบประเภทนี้จะใชในการควบคุมชิ้นงานที่ยอมรับไดหรือไม โดยการทดสอบเปรียบเทยีบกับตะไบที่ขึน้อยูกับขนาด รูปรางและความแขง็เงื่อนไขในระหวางตัด เชน ความเร็ว ความดันและมุมของตะไบ สวนประกอบและกระบวนการทางความรอนของชิ้นสวนภายใตการตัดก็เปนปจจัยของการทดสอบดวยก็ได

Mohs Hardness Scale• Diamond 10• Corundum 9• Topaz 8• Quartz 7• Orthoclase (Feldspar) 6• Apatite 5• Fluorite 4• Calcite 3• Gypsum 2• Talc 1

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ)การทนทานตอการกด (Resistance to Indentation)การทดสอบนี้โดยมากชิ้นงานตัวอยางที่ถูกวางอยูบนแทนแขง็เกร็งจะถูกกดดวยหัวกดรูปรางตาง ๆ ที่ถูกยึดติดไวกับเครื่องกด ภายใตเงื่อนไขของการทดสอบ คาความแข็งจะถูกแสดงออกมาเปนตัวเลขที่สัมพันธโดยตรงกับความลึกที่กดลงไปไดสําหรับคาภาระคาหนึ่งและหัวกดชนิดหนึ่ง

Brinell hardness test

Rockwell hardness test Vickers hardness test

การทนทานตอการกด

Micro hardness test

Brinell hardness test: เครื่องทดสอบจะประกอบกระบอกกดไฮโดรลิคที่ออกแบบเพื่อใหหัวกดกลมกดลงบนตัวอยางชิ้นงาน วธิีการมาตรฐานในการทดสอบก็คือหัวกดกลมขนาด10 มม. ถูกกดดวยภาระ 3000 กก. เปนเวลาอยางนอย 10s สําหรับตัวอยางที่เปนเหล็ก และ 500 กก. สําหรับชิ้นงานที่ไมใชเหล็ก เปนเวลา 30sคาความแขง็ของ Brinell (HB): อัตราสวนระหวางภาระงานตอพื้นทีท่ี่กดได (kg/mm2)

( )22

2dDDD

LHB−−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

=π

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ) การทนทานตอการกด

75 HB 10/500/30 = ความแขง็ของ Brinell เทากับ 75วดัดวยหัวกดกลมขนาด 10 มม. ดวยภาระ 500 kgเปนเวลา 30 วินาที

HBmax 500 สําหรบัหัวกดกลมจากเหล็กกลาแขง็HBmax 650 สําหรบัหัวกดกลมจาก tungsten carbide

L: ภาระที่ใชทดสอบD: เสนผาศูนยกลางหัวกดd: เสนผาศูนยกลางที่กดได

การทนทานตอการกดRockwell hardness test: การทดสอบนีค้าที่ไดจะอานโดยตรงจากเครื่องมือที่ใชหลักการของความแตกตางของความลึกที่กดได ชิ้นงานจะถูกยกขึ้นอยางชา ๆ จนไปกระทบกับหวักดจนกระทั่งหัวอานที่ถูกยึดอยูกับที่นัน้เริ่มออกแรงตาน ซึง่สามารถไดโดยตรงจาก Dial gauge รอยกดตื้นที่เกดิขึ้นจะหมายถึงชิ้นงานนั้นมีคาความแขง็ทีส่งูนัน่คอืคาความแขง็ของ Rockwell ก็จะสงูตามไปดวย รอยกดลึกกวาวัตถุแขง็นอยกวา

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ)

เครื่องทดสอบชิ้นงานหนา

แรงตานของหัวกด 10kgชิ้นงานบาง (ผิวสัมผัส)แรงตานของหัวกด 3kg

คาความแขง็ของ Rockwell มีหลายสเกล ซึ่งขึน้อยูกับชนิดของหัวกด เชน สเกล B จากหัวกดกลมขนาด 1/16” load 100 kg, สเกล C จากหัวกดเพชร load 150 kg ดังนัน้การบอกคาจะตองบอกสเกลดวย เชน82HRB = คาความแขง็ของ Rockwell

82 วัดจากสเกล B

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ) การทนทานตอการกดVickers hardness test: เปนการทดสอบหาคาความแขง็ที่ใชหลักการเดียวกันกับของ Brinell เพียงแตหัวกดจะเปนหวัสีเ่หลี่ยมยอดปรามิดที่ทําจากเพชร และมีมุมเอียงของยอด 136๐ ชวงของภาระที่ใชกดอยูที่ 1-120kgเนื่องจากหัวกดมีรูปรางสี่เหลี่ยมปรามิดดังนัน้รอยกดที่เกิดขึ้นก็จะมีรูปรางเปนปรามิดฐานสี่เหลี่ยมดวย ซึ่งคาความแขง็ของ Vickers (HV) จะสามารถเขียนอยูในสมการไดดังนี้

2

854.1d

LHV =L: ภาระแรงที่กระทํา, kgd: ความยาวเสนทแยงมุมของรอยกด, มม.

เนื่องจากชวงของภาระแรงที่กระทําเปนชวงกวางทําใหการหาคาความแขง็ของ Vickers ใชไดดีกับชิ้นงานทีบ่างจนไปถึงวสัดุทีม่ีความแขง็แกรงมาก

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ) การทนทานตอการกด

Microhardness test: เปนการทดสอบทีเ่หมือนกับของ Vickers ซึง่ภาระแรงที่กระทําจากหัวกดอยูที่1-1000 กรัม หัวกดที่ใชก็จะมีสองแบบ แบบแรกเปนหัวกดของ Vickers และอีกแบบจะเปนของ Knoopหัวกดชนิดหลังนี้ก็จะมีรูปรางคลายกับของ Vickers เปนหัวกดรูปรางเพชรซึ่งมีดานทแยงมุมยาวและสัน้ในอัตรา 7:1 มุมดานยาว 172°30’ และ 130 สําหรับดานสัน้ ความลึกของการกดประมาณ 1/30 ของความยาว

2

229.14d

LHK =

L: ภาระแรงที่กระทํา, kgd: ความยาวเสนทแยงมุมดานยาวของรอยกด, มม.

การทนทานตอการกดปจจัยที่มีผลตอความแมนยําของการทดสอบหาคาความแข็ง

• สภาพของหัวกด: สําหรับหัวกดกลม รอยบุบของหัวกดมีผลตอความผิดพลาดของคาความแขง็ สําหรับหัวกดแบบเพชรก็จําเปนทีจ่ะตองมีการตรวจสภาพของหัวตัดอยูเสมอ• ภาระแรงที่ใชกด: ในแตละการทดสอบ ควรเลือกภาระแรงที่ใชกดตามชวงที่กําหนด• ภาระแรงกระแทก: แรงกระแทกนอกจากจะมีผลตอความแมนยําในการหาคาความแขง็แลว ยังมีผลตอความเสียหายของหัวตัดดวย โดยเฉพาะหัวตัดแบบเพชร• สภาพผิวของชิ้นงาน: ผิวของตัวอยางจะตองเรียบเทาทีเ่ปนไปได ไมมีรอยขีดขวนหรือไขมันตาง ๆ• ความหนาของชิ้นงาน: ตัวอยางจะตองมีความหนาเพียงพอ นั่นคอืเมื่อหัวกดกดลงบนชิน้งานแลวตองไมทําใหเกิดรอยปูดขึ้นในพืน้ผิวดานที่ไมไดกด ความหนาควรมีคามากกวา 10 เทาของความลึกรอยกด• ตําแหนงของรอยกด: รอยกดสี่เหลี่ยมจะตองหางจากขอบไมนอยกวา 2.5 เทาของขนาดหัวกด และไมนอยกวา 5 เทาของเสนผาศูนยกลางของหัวกดกลม• เนื้อวัสด:ุ ถาชิ้นงานมีเนื้อวสัดุไมเปนเนื้อเดียวกัน รอยกดที่มีขนาดใหญจะชวยใหลดความผิดพลาดไดหรือไมเชนนัน้ก็กดลงไปหลายที่ที่ไมซ้ํากัน เพื่อใหไดคาความแขง็เฉลี่ยของวัตถุ

การทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ)

การทนทานตอการกดขอไดเปรียบ-เสียเปรียบของแตละการทดสอบการทดสอบหาคาความแข็ง (Hardness Test) (ตอ)

Brinell: รอยกดเกิดที่เกิดจากทดสอบนั้นคอนขางที่จะใหญ ดังนั้นจึงเหมาะสมกับวัสดุที่มีความแข็งสูง ซึ่งสามารถใชกับวัสดุที่ไมเปนเนื้อเดียว ความแมนยําจะลดลงเมื่อวัสดุมีความแข็งเกินกวา 500HB เนื่องจากหัวกดเกิดการเสียรูปRockwell: เปนการทดสอบที่รวดเร็วและงาย เหมาะสําหรับชิ้นงานที่มีความหนาไมมากและสามารถทดสอบความแข็งของชิ้นงานไดในชวงกวางVickers: เปนการทดสอบระบบเดียวที่มีชวงภาระแรงกดเปนชวงกวาง ดังนั้นจึงสามารถใชทดสอบไดกับวัสดุที่บางและทีต่องใชภาระแรงกดนอย ๆ และรอยกดสี่เหลี่ยมก็งายตอการวัดMicrohardness: เปนการทดสอบที่ใชมากในหองปฏิบัติการที่ตองการภาระแรงกดที่นอยมาก ๆ จึงเหมาะสมเฉพาะชิ้นงานที่มีขนาดเล็กและบาง ซึ่งตองมีการเตรียมชิ้นงานเปนอยางดี

การทดสอบการดึง (Tensile Test)การทดสอบการดึง (Tensile test): เปนการทดสอบทีพ่บบอยครั้งเพื่อหาคุณสมบัติหลาย ๆประการทีท่นตอการดึง ตัวอยางที่ถูกเตรียมมาโดยเฉพาะจะถูกจัดวางลงบนเครื่องดึงโดยภาระแรงกระทําจะอยูในทิศทางของแนวแกน (แกนตัวอยาง) ภาระแรงดึงทีก่ระทําสามารถอานคาไดโดยตรงและถาทราบคาพื้นที่หนาตัดของตัวอยาง ก็สามารถคํานวณหาคาความเคน (Stress, Contrainte) ในแตละชวงของการทดสอบได ความยาวของตัวอยางที่เปลี่ยนแปลงไปจะถูกวัดคาออกมาไดโดย extensometer ซึง่คาความยาวนี้จะถูกนําไปคํานวณเปนคาความเครียด (Strain, Déformation) ตอไป

การทดสอบการดึง (Tensile Test) (ตอ)

คุณสมบัติตอการดึง (Tensile properties): ศึกษาไดจากกราฟความสัมพันธระหวางความเคนและความเครียดที่ไดจากทดสอบ

เหล็กเหนียววัสดุเปราะ

MBY

P

O O

0

0

LL

AF

∆=

=

ε

σ F ภาระแรงที่กระทําA0 พื้นทีห่นาตัดเริ่มตน∆L ความยาวที่เพิม่ขึ้นL0 ความยาวเริ่มตน

ชวงแปรผันตรง (Proportional Limit) เปนชวงที่ความเคนและความเครียดแปรผันกันโดยตรง กลาวคอืถาความเคนเพิ่ม ความเครียดก็เพิ่มดวย ซึ่งในที่นี้ชวงแปรผันตรงจะอยูในชวง OP

B

PY

การทดสอบการดึง (Tensile Test) (ตอ)ขอบเขตยืดหยุน (Elastic Limit): เปนขอบเขตระหวางการคืนตัวสมับูรณกับการเสียรูปถาวร ณ จุดนั้นถาเราลดแรงกระทําลงชิ้นงานจะหดกลับสภาพเดิม (กลับมาที่เริ่มตน) แตถาหากเราเพิ่มแรงกระทําขึ้นเพียงเล็กนอยก็จะทําใหชิ้นงานเกิดการเสียรูปอยางถาวร ในวัสดุสวนใหญคาขอบเขตยืดหยุนจะเปนคาเดียวกันกับคาปลายชวงแปรผันตรง (จุด P)จุดคราก (Yield point): สําหรับวสัดุเหนียว เปนบริเวณที่การยืดตัว (ความยาวเพิ่มขึ้น) โดยไมตองออกแรงกระทําเพิม่ขึ้น (จุด Y) โดยทั่วไปแลวคา Yield นี้จะอยูใกลและมีคาสูงกวาจุดยืดหยุนเล็กนอย แตสําหรับวัสดุเปราะสวนใหญทีไ่มใชเหล็กและเหล็กกลาแขง็แรงสงูนั้น จุดนี้ยากตอการหาไมเหมือนกับวสัดุเหนียวบอยครั้งจะใชวิธี offset ซึ่งจะใชระยะ offset อยูระหวาง 0.10-0.20% ของความยาว แลวลากแนวขนานกับแนวของขอบเขตยืดหยุนไปตัดกับเสนกราฟเดิม ก็จะไดจุดครากขึ้นความเคนสงูสุด (Ultimate Strength): เปนจุดทีเ่กิดความเคนสงูสุดในชิ้นงาน จุด M สําหรับวสัดุเหนียวและเปนจดุแตกหัก (จุดB) สําหรับวสัดุเปราะความเคนแตกหัก (Breaking Strength): ความเคนที่วัดไดเมื่อชิ้นงานเกิดการแตกหักหรือขาดออกจากกันโดยสัมบูรณ โดยทั่วไปแลวคาความเคนนีจ้ะนอยกวาคาความเคนสงูสุดสําหรับวสัดุเหนียว

การทดสอบการดึง (Tensile Test) (ตอ)

ความเหนียว (Ductility): ความยาวหรือการเสียรูปที่เปนไปไดจนถึงการแตกหัก ซึ่งในการทดสอบการดึงนี้เราจะวัดคาอยูสองคาคือ คาความยาวที่เพิ่มขึ้น (Elongation) และพื้นที่หนาตัดที่ลดลง (Reduction of Area)

100*0

0

AAAf −=100*

0

0

LLLf −= %พื้นที่ที่ลดลง% ความยาวที่เพิ่มขึ้น

Lf ความยาวสุดทายกอนขาดL0 ความยาวเริ่มตน

Af พื้นทีห่นาตัดกอนขาดA0 พื้นที่หนาตัดเริ่มตน

การทดสอบการดึง (Tensile Test) (ตอ)

ยังโมดุลัส (Young’s Modulus or Modulus of Elasticity): เปนคาแสดงถึงความแข็งแกรงของวัสดุแตละประเภท ซึ่งหาไดจากกราฟระหวางความเคน-ความเครียด โดยพิจารณาคาความชันของกราฟในชวงแปรผันตรง นั่นคือจะไดวายังโมดุลัสมีคาเทากับ ความเคนตอความเครียดและมีหนวยเปนปาสคาล (Pa) หรือ ปอนดตอตารางนิ้ว (Psi)

กราฟความเคน-ความเครียดจริง (True): มักจะใชเพื่อศึกษาการเสียรูปถาวรและการแตกหักของวัสดุซึง่คาความเคนจะไดจากแรงหารดวยพื้นที่หนาตัดในขณะที่พิจารณา (หลังจุดครากปกติจะลดลง) และความเครียดไดจากความยาวที่เปลี่ยนไปหารดวยความยาวจริงในขณะพิจารณา

AF

=σ

LL∆

=ε

การทดสอบการกระทบ (Impact Test)การทดสอบการกระทบ (Impact Test): ถึงแมวาความเหนียว (Toughness: พลังงานตอหนวยปริมาตรที่วสัดุจะรับไดในชวงการเสียรูปถาวร) สามารถจะหาไดจากพื้นที่ใตกราฟระหวางความเคน-ความเครียดการทดสอบการกระทบก็เปนอีกวิธทีี่จะหาคานี้ไดชิ้นงานทดสอบจะมีรายบากเพื่อการทดสอบ ลักษณะชิ้นงานและรอยบากขึ้นอยูกับประเภทการทดสอบเครื่องสรางการกระทบจะใชหลักการการเปลี่ยนพลังงานศักยเปนพลงังานจลนดวยลูกตุม (หัวกระทบ)

ความสงูของลูกตุมจะขึ้นอยูกับชนิดตัวอยางทีท่ดสอบการทดสอบนี้มักจะใชในการอุสาหกรรมเครื่องบนิและยานพาหนะ ซึง่การกระทบจะเทียบเทากับการเปลี่ยนแปลงอยางกะทันหันของภาระงานที่มากระทํา

การทดสอบการกระทบ (Impact Test) (ตอ)

การทดสอบการลา (Fatigue Test)

การทดสอบการลา (Fatigue Test): เปนทดสอบในเชิงพลศาสตร (Dynamic) ซึง่เปนการศึกษาความสัมพันธของแรงที่เปลี่ยนแปลงกลบัไปกลับมาซ้ํา ๆ ที่มีตอพฤติกรรมของวสัดุ เครื่องทดสอบจะสอบความเคนหรือการสั่นสะเทือนของรอบภาระงาน ซึง่รอบความเคนนี้จะกระทําจนกระทั่งตัวอยางแตกหักหรือกระทั่งจํานวนรอบของความเคนถงึลิมิต

ความทนทานตอการลา (Endurance limit)ของวสัดุใด ๆ ไดถูกนิยามวาคาขอบเขตของความเคน (ต่ํากวาความเคนสงูสุด) ที่สามารถทนตอรอบความเคนอนันตโดยไมเกิดการแตกหัก

การทดสอบการคืบ (Creep Test)การทดสอบการคืบ (Creep Test) เปนการทดสอบเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงความเครียดของวัสดุภายใตอุณหภูมิสูงเมื่อความเคนต่ํากวาคา Yield Point ซึ่งผลที่ไดจะมีความสําคัญตอการออกแบบชิ้นสวนของเครื่องจักรที่ทํางานภายใตสภาวะความรอนสูง

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing)

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดความเสียหาย (Nondestructive Testing) เปนการทดสอบวัสดุโดยวิธีการที่ไมทําใหเกิดความเสียหายตอการใชงานในอนาคตของวัสดุ ถึงแมวาการทดสอบนี้จะไมไดทําการวัดคุณสมบัติทางกลโดยตรงของวัสดุ แตก็สามารถบอกตําแหนงของความเสียหายของชิ้นสวนในเครื่องจักรกล การทดสอบนี้โดยมากจะใชตรวจหาความเสียหายของชิ้นสวนของเครื่องจักรทั้งกอนและหลังจากการใชงานไปแลว ใชวัดความหนาของชิ้นงาน หรือใชตรวจสอบชิ้นงานเพื่อปองกันการเสียหายของชิ้นสวนของเครื่องจักร

ตัวอยางการทดสอบโดยทั่วไป

Radiography

Magnetic – ParticleInspection Fluorescent-Penetrant

InspectionUltrasonic Inspection

Eddy Current Inspection

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดความเสียหายนั้นจะตองมีองคประกอบพื้นฐาน 5 อยางดังนี้• แหลงกําเนิด (Source): เปนแหลงทีส่รางหรือสงตัวกลางทดสอบ (Probing Medium) ที่ใชในการตรวจสอบตามจุดประสงคตาง ๆ• การแปลงสญัญาณ (Modification): ตัวกลางจากแหลงกําเนิดมักจะถูกเปลี่ยนหรือปรับปรุงผลหรือสัญญาณใหเหมาะสมกับการใชงาน • การตรวจจับ (Detection): ภาครับสญัญาณทีใ่ชสําหรับตรวจจบัหรือหาคาการเปลี่ยนแปลงของตัวกลาง• การแสดงผล (Indication): การบันทกึและแสดงสัญญาณจากภาครับสญัญาณ• การแปลผล (Interpretation): วิธีการตีความหรือแปลงผลจากสัญญาณที่ไดรับมา

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

Radiography of Metal: วิธีการนี้มักจะใชตรวจสอบชิ้นงานจากการหลอขึน้รูปหรือจากการเชื่อม รวมถึงใชหาความหนาของวัสดุ-ใชรังสี x หรือรังสี γ (รังสีคลื่นสั้นที่มีอํานาจทะลุทลวงสามารถทะลุผานแผนโลหะที่มีความหนาได)- γ-ray สวนใหญไดมาจากสารกัมมันตภาพรังสี เชน Radium, Cobolt-60 แตขอเสียคือไมสามารถปรับแหลงกําเนิดซึ่งเปนการแผรังสีแบบธรรมชาติใหมีความเหมาะสมกับชิ้นงานไดและการแผรังสีคอนขางใชเวลา- x-ray เกิดจากอนุภาคที่ถูกยิงดวยอิเลคตรอนที่เคลื่อนที่ดวยความเร็วสูง เมื่ออิเลคตรอน กระทบกับอนุภาค พลังงานจลนบางสวนจะถกูเปลี่ยนและแผออกมาในรูปของของรังสี

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

X-ray tubeTarget(Anode)

Filament(Cathode)

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

Film Radiography

Top view of developed film

X-ray film

ชิ้นสวนจะถูกนําไปวางระหวางแหลงกําเนิดรังสีและตัวแผนฟลม

โดยชิ้นสวนตัวอยางจะบัง ดูดซับและสะทอนรังสีบางสวน ยิ่งชิ้นสวนตวัอยางหนาเทาไหร รงัสีก็จะสงผานไดนอยเทานั้น และถารังสีผานไดนอย สีดําที่เกิดที่แผนฟลมก็จะจางลง

= more exposure

= less exposure

- รังสี x หรือ γ จะทําใหฟลมดํา- ความดําของฟลมสามารถใชระบุถึงความหนาของวัสดุได

Radiographic Images

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

Magnetic-Particle Inspection (Magnaflux): เปนวิธีการที่ตรวจสอบรอยแตก รอยตอ รอยฉีกสิ่งแปลกปลอม ความไมตอเนื่องของเนื้อวัสดุโลหะแมเหล็ก เชน เหล็กและเหล็กกลา วิธีนี้จะตรวจหาพื้นผิวที่ไมตอเนื่องที่เล็กและยังสามารถตรวจรอยแตกที่อยูลึกลงไปที่เนื้อวัสดุไมลึกมากนัก อยางไรก็ตามวิธีนี้ไมสามารถใชกับวัสดุที่ไมเปนคุณสมบัติของการเปนแมเหล็กMagnaflux สามารถทําไดหลายวิธี เชน(1) Residual Method ทําวัสดุชิ้นงานใหเปนแมเหล็กกอนแลวจึงใสผงแมเหล็ก

(magnetic particles: iron powder) ลงบนผิว (2) Continuous Method ทําใหวัสดุชิ้นงานเปนแมเหล็กพรอมกับการใสผงแมเหล็ก

- Wet Method นําผงแมเหล็กใสในของเหลวแลวทาเคลอืบบนผิวของวัสดุชิ้นงาน- Dry Method นําผงแมเหล็กปดลงบนผิวของวัสดุชิ้นงาน

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

เมื่อเกิดความไมตอเนื่องขึ้นที่ผิวของชิ้นงาน สนามแมเหล็กจะเล็ดลอดจากพื้นผิวและจะสรางสนามแมเหล็กใหม (ขนาดเล็ก) ขึ้นซึ่งสามารถดึงดูดอนุภาคแมเหล็กไดเมื่อรอยแตกเล็ก ๆ ที่อยูใตผิว บางสวนของสนามแมเหล็กยังคงสะทอนมายังผิว แตเบาบางลง จึงทําใหดึงดูดอนุภาคไดนอยลง ดังนั้นตัวแสดงผลก็จะไดรับสัญญาณนอยลงดวย

Magnetic-Particle Inspectionชิ้นสวนทุกชิ้นจะตองทําใหเปนแมเหล็กเพื่อทดสอบ หลังการทดสอบทุกครั้งจะตองทําใหชิ้นสวนเหลานั้นหมดสภาพแมเหล็ก มิเชนนั้นชิ้นสวนดังกลาวจะดึงดูดเศษของโลหะอื่น ๆที่มีผลทําใหเกิดรอยบนแบริ่งและชิ้นสวนอืน่ได

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

ปจจัยที่มีผลตอการทดสอบเชน- ความแรงของสนามแมเหล็ก- ระยะเวลาในการสรางและคงอยูสนามแมเหล็ก

วิธีนี้อาจไมสามารถหาความผิดปกติของชิ้นงานไดหากชิ้นงานมีความหนาและความผิดปกติอยูลึกลงไปในชิ้นงานมาก ๆ

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)Fluorescent-Penetrant Inspection (Zyglo): เปนวิธีการที่มีความไวตอการตรวจหารอยแตก รอยยนขนาดเล็ก และความพรุนทีเ่กิดบนผิววสัด ุวิธีนี้สามารถใชไดกับวสัดุทัง้ที่มีและไมมีคุณสมบัติเปนแมเหล็กแตมักจะใชกับวสัดุทีไ่มเปนแมเหล็กและยังสามารถใชกับวสัดทุี่ไมมีรูพรุน เชน แกว กับพลาสติกไดดวย วิธีการนี้จะใชสารเรืองแสง (Fluorescent) แทรกซึมเขาไปในรอยแยกกระบวนการแบบ Capillary reactionหลังจากนั้นเมื่อเช็ดสารเรืองแสงสวนเกินออกแลวนําเอาแปงหรือวัสดุทีม่ีลักษณะคลายแปงมาทาที่ผิวของชิ้นงาน แปงหรือวัสดุดังกลาวจะดูดเอาสารเรืองแสงออกมา สําหรับ และเมื่อสารดังกลาวกระทบกับรงัสีอัลตราไวโอเลตก็จะเรืองแสงทําใหสามารถตรวจหาตําแหนงของรอยแยก รอยยนในการหลอโลหะ รอยแตกในกันหันไอน้ําหรือแมแตรอยแตกชิ้นสวนเซรามิกสของหัวเทียนหรืออุปกรณอิเล็คทอรนิกสตาง ๆนอกจากการใชสารเรืองแสงอาจใชสารที่มีสีอื่น ๆ ก็ได

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)Ultrasonic Inspection: เปนวธิีการใชคลื่นเสียงเพื่อตรวจหารอยแตกที่เกาแกมาก ซึ่งตัวอยางโลหะจะถูกตีดวยหัวคอนและจะแผระดับเสียงระดับหนึ่ง ซึ่งระดับเสียงและการหนวงมีผลตอการเคลื่อนที่ภายใน อยางไรก็ตามเทคนิคการใชคอนตีและการฟงเสียงนีจ้ะใชในการตรวจหารอยแตกที่มีขนาดใหญเทานัน้

คลื่นเสียง Ultrasonic เปนคลืน่เสียงทีเ่หนือชวงของการไดยิน มีความถี่อยูระหวาง 1-5 เมกะเฮิรต มีความยาวคลื่นสัน้และมีความเร็วสงูหลายพันฟุตตอวินาที สามารถทะลุผานโลหะ ของเหลวและวัสดุอื่น ๆ

Ultrasonic มักจะไดจากจากวัสดปุระเภท Piezoelectric เชน ควอทซ (Quartz) ที่ทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาใหเปนพลงังานกล (เปลี่ยนขนาดทางกลศาสตรเมื่ออยูภายใตสนามแมเหล็กไฟฟา)

การตรวจดวยวิธี Ultrasonic นี้มักจะใชตรวจหาและบอกตําแหนงของความเสียหายอาทิเชนรอยยนกลวง รอยปริแตก ความพรุน และวัสดุเสรมิในวัสดขุนาดใหญทีไ่มใชโลหะ การวัดความหนาของทอปดก็สามารถทําได

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)Ultrasonic Inspection: Through-Transmission method และ Pulse-Echo methodหลักการของวิธี Through – Transmission method คือ คลื่นอัลตราโซนิคจะถูกสงจากตัวสงผานชิ้นงานทดสอบไปยังตัวรับ (ติดตั้งดานตรงขามกับตัวสง) ถาคลื่นทีส่งออกไปในตัวอยางโดยไมพบรอยตําหนิ ตัวรับสญัญาณจะไดรับสญัญาณที่คอนขางกวาง ถาพบรอยตําหนิคลื่นทีส่งออกไปจะถูกสะทอนกลับบางสวน ทําใหสญัญาณที่มาถึงตัวรับเบาบางลง

Ultrasonic Inspection (Pulse-Echo)

f

plate

crack

0 2 4 6 8 10

initial pulse

crackecho

back surfaceecho

Oscilloscope, or flaw detector screen

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)

Eddy Current Inspection: การทดสอบนีจ้ะใชคุณสมบตัิการเหนี่ยวนําทางไฟฟาของวสัดุเพื่อตรวจหาขอบกพรอง ความผิดปกติของโครงสรางทัง้บนผิวและใตผิว, สวนประกอบในวสัดุ, ความหนาของแผนงาน/ทอ/สารเคลือบ โดยอาศัยการเปรียบเทียบกับชิ้นงานมาตรฐาน

สนามแมเหล็กที่สรางขึ้นจากกระแสที่ติดกับคอยล

ตัวอยางทดสอบสรางกระแสไฟฟา

Eddy current เกิดขึ้นในตัวอยาง

เหนี่ยวนํานําเขา

ไปใกล

เหนี่ยวนําแปลงสัญญาณจาก

สนามแมเหล็กใหเปนความตางศักย

วิธีนีส้ามารถตรวจสอบหาความแขง็,สวนประกอบของโลหะผสม, ความบริสทุธิ์องคประกอบทางเคมี, ผลของการผานกระบวนการทางความรอน ทัง้นี้เนื่องจากปจจัยเหลานี้มีผลตอความเขมของสนามแมเหล็กที่เกิดขึ้น ซึง่สามารถวัดไดโดยตรง

สงสรางสนามแมเหล็ก

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดการเสียหายหรอืถูกทําลาย (Nondestructive Testing) (ตอ)วิธีการตรวจสอบ ตรวจที่ไหนตรวจหาอะไร ขอดี ขอบเขตEddy Current ความเร็วสูง ไมมกีาร

สมัผัส และอัตโนมัตวัดการเปลี่ยนแปลงความหนาของวัสดุบาง หารอยแตกตามยาวของทอ องคประกอบของโลหะและกระบวนการทางความรอน

ทอและแทงโลหะ ชิ้นสวนที่มีรูปรางแนนอนแผนโลหะและเสนลวด

ิตัวแปรมีหลายตัวทําใหผลที่ไดอาจผิดพลาด ใชไดดีเฉพาะวัสดุเหนี่ยวนําเทานั้นความลึกของการทะลุทะลวงจํากัด

Radiography:X-rays ขอผิดพลาดภายในและรอย

แตก ความผิดพลาดจากการเชื่อม รอยตะเข็บ รู ความพรุน องคประกอบเสริมวัดความหนาGamma

X-rays

ชิ้นสวนอิเล็คโทนิค การหลอ รอยเชื่อมทอตรวจหาการกัดกรอนสวนประกอบวัสดุที่ไมใชโลหะการหลอม การหลอการขึ้นทอ รอยเชื่อมทอ ตรวจหาการกัดกรอน

ขอมูลถาวรบนฟลมใชงานไดดีกับสวนที่บาง ความไวสงู ปรับระดับพลงังานได

ตรวจหาขอบกพรองไดหลากหลาย ขอมลูถาวรบนฟลม เคลื่อนไดงายราคาเริ่มตนต่ํา

คาใชจายเริ่มตนสูงอันตรายจากรังสีตองชํานาญในการใช

หนึ่งระดับพลังงานตอแหลง อันตรายจากรังส ีตองชํานาญในการใช แหลงพลงังานสูญเสียความแข็งแรง

การทดสอบโดยตัวอยางไมเกิดความเสียหาย (ตอ)

วิธีการตรวจสอบ ตรวจที่ไหนตรวจหาอะไร ขอดี ขอบเขตMagnetic particle ขอบกพรองของผิวหรือ

ใตผิวของวัสด ุรอยแตกความพรุน วัสดุเสริมที่ไมใชโลหะ และตําหนิจากการเชื่อม

เฉพาะวัสดุที่สามารถทําเปนแมเหล็กได ไมวาจะมีขนาด รูปราง องคประกอบหรือกระบวนการทางความรอน

ประหยัด งายตอการใชงานหรือเคลื่อนยายรวดเร็วในการทําหลายๆ ครั้ง

เฉพาะวัสดุแมเหล็กตองทําใหไมเปนแมเหล็กหลงัการทดสอบแหลงพลงังานตองมี

โลหะทุกชนิด แกวและเซรามิค การหลอ การหลอม ชิ้นสวนเครื่องจักร เครื่องตัด

งายตอการใชงานและเคลื่อนยาย รวดเร็วราคาถูก ผลที่ไดงายตอการเขาใจ ไมตองมกีารSet เครื่องมือ

เฉพาะพื้นผิวเทานั้นและพื้นผิวจะตองสะอาด

ตําแหนงรอยแตกของผิวความพรุน รอยตอ รอยพอก การลา และรอยแตกจากการบด

Penetrant

UltrasonicPulse echo

คนหารอยตําหนิภายในรอยแตก รอยรีด ความพรุน หาโครงสรางและขนาดของ grain

โลหะทุกชนิดและวสัดุแข็งทีไ่มใชโลหะ เชนหลอดแกว

รวดเร็ว เชื่อถือได งายตอการใชงาน ไดผลลพัธทันที ความแมนยําสงู มีความไว

ตองมีการสมัผัสหรือบางสวนจุมในของเหลวการแปลงผลหรือเก็บขอมูลตองมีการเรียนรู