Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Effect of silicon addition in pack aluminizing process on coating layer of steel
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
ปฐมา วิสุทธิพิทักษ์กุล
Second Advisor
ศิริชัย ลีลาเชาว์
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Metallurgical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมโลหการ)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมโลหการและวัสดุ
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.1226
Abstract
กระบวนการอะลูมิไนซิงเป็นวิธีการปรับปรุงผิวชิ้นงานที่รู้จักกันดี โดยการสร้างชั้นเคลือบอะลูมิไนด์ เช่น นิกเกิลอะลูมิไนด์ (NixAly) บนนิกเกิลอัลลอยด์ (nick alloys) และเหล็กอะลูมิไนด์ (FexAly) บนเหล็กกล้า (steel) โดยชั้นเคลือบอะลูมิไนด์สามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันให้แก่ชิ้นงานได้โดยการเป็นแหล่งที่มาของอะลูมิเนียมในการเกิดชั้นอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเติมซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) ในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงบนชิ้นงานเหล็ก (Fe 99.45 wt.%) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันแก่ชิ้นงาน โดยเติมซิลิคอนไดออกไซด์ในสองอัญรูปได้แก่ ควอตซ์ (Quartz) และแกลบ (Rice Husk Ash: RHA) กระบวนการอะลูมิไนซิงทำที่อุณหภูมิ 1000°C เป็นเวลา 2.25 ชั่วโมง เติมซิลิคอนไดออกไซด์ 9, 13.5 และ 18 wt.% และทดสอบออกซิเดชันที่อุณหภูมิ 1000°C เป็นเวลารวม 200 ชั่วโมง นำชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการอะลูมิไนซิงมาวิเคราะห์เฟสที่เกิดขึ้นของชั้นเคลือบโดยเทคนิค X-ray diffractometer (GIXD), วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานและความหนาของชั้นเคลือบด้วยกล้องจุลทรรศน์แสง (Optical microscope), วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและปริมาณธาตุในชั้นเคลือบด้วย Scanning Electron Microscope (SEM) และ energy dispersive spectroscope (EDS) ชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการอะลูมิไนซิงโดยเติมควอตซ์และแกลบสามารถสร้างชั้นเคลือบเหล็กอะลูมิไนด์ได้ ชิ้นงานที่เติมควอตซ์มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีกว่าชิ้นงานอะลูมิไนซิงในช่วง 150 ชั่วโมงแรก และดีกว่าชิ้นงานที่เติมแกลบ โดยชิ้นงานที่เติมควอตซ์น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นในช่วงแรก 0 – 40 ชั่วโมง มาจากการโตของอะลูมิเนียมออกไซด์ ทำให้อัตราการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่ำกว่าชิ้นงานที่เติมแกลบ จากนั้นทั้งชิ้นงานที่เติมควอตซ์และแกลบพบว่าน้ำหนักจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งเป็นผลมาจากข้อบกพร่อง (defect) ในชั้นเคลือบ
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The aluminizing process has been widely used to improve the metal surface by the formation of an aluminide layer on the metal surface, iron aluminide (FexAly) on steels. The aluminide layers improve the oxidation resistance by acting as an aluminium source for the formation of aluminium oxide (Al2O3) layer. In this research, the study of the effect of the silicon dioxide addition (SiO2) in the pack aluminizing process on pure iron (99.45 wt.%). Two types of SiO2, quartz and rice husk ash (RHA) powders. The pack aluminizing process was heated to 1000 °C for 2.25 h by adding 9, 13.5, and 18 wt.% SiO2 on the pack.The oxidation test was carried out at 1000°C for a total of 200 h. The aluminized specimens were analyzed by a glancing incident angle X-ray diffractometer (GIXD), an optical microscope, and a scanning electron microscope (SEM) with EDS. The aluminized specimens by SiO2 addition were confirmed a successful formation of iron aluminide by GIXD analysis. Quartz-modified specimens had better oxidation resistance than the aluminized specimen in the first 150 hours and better than RHA-modified specimens. The weight of quartz-modified specimen increases in the initial stage due to the growth of Al2O3 . These cause the oxidation rate lower than the RHA-modified specimen. In the final stage, their weight increased in SiO2-modified specimens rapidly due to defects in the aluminized coating.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เอมทิพย์, บวรรัตน์, "ผลของการเติมซิลิคอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงต่อชั้นเคลือบบนเหล็ก" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9602.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9602