วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556

งานวิจัยนี้ ศึกษาเกี่ยวกับผลกระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าเครื่องมือทำงานร้อน H13 ที่ผ่านการปรับปรุงผิวด้วยการทำไนตรายดิงแบบก๊าซ, อ่างเกลือ และพลาสมา โดยใช้สภาวะเดียวกับอุตสาหกรรมไทย พบว่า H13 ที่ผ่านการทำไนตรายดิงแบบก๊าซ (AG), อ่างเกลือ (AS) และพลาสมา (AP) มีความแข็งผิวเพิ่มขึ้นจาก 709 HV0.05 เป็น 1039, 1215 และ 1410 HV0.05 ตามลำดับ เนื่องจากเกิดสารประกอบ Fe2-3N ขึ้นที่ผิว จากโครงสร้างจุลภาคภาคตัดขวาง พบว่าชิ้นงานถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม คือ กลุ่มที่มีชั้นสารประกอบที่ผิวชิ้นงาน (AG, AS) และกลุ่มที่ไม่มีชั้นสารประกอบที่ผิวชิ้นงาน (AP) เมื่อทดสอบสมบัติด้านการกัดกร่อนชิ้นงานทุกกลุ่มด้วยเทคนิค โพเทนชิโอไดนามิกส์ ในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ความเข้มข้นร้อยละ 0.9 โดยมวลต่อปริมาตร ที่อุณหภูมิห้อง พบว่ากลุ่มชิ้นงานที่มีชั้นสารประกอบ (AG, AS) มีค่าศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อนลดลงมาก มีอัตราการกัดกร่อนสูงขึ้นมาก เมื่อเทียบกับ H13 (AR) และเกิดช่วงแพสซีฟของชั้นสารประกอบขึ้นในเส้นโค้งโพลาไรเซชัน โดยจากภาพถ่ายพื้นผิวชิ้นงานภายหลังการทดสอบพบว่า เกิดการกัดกร่อนแบบในซอก ซึ่งสอดคล้องกับผิวชิ้นงานภายหลังการปรับปรุงผิวที่มีรูพรุนระดับจุลภาคอยู่จำนวนมาก ในขณะที่กลุ่มชิ้นงานที่ไม่มีสารประกอบ (AP) มีค่าศักย์ไฟฟ้าการกัดกร่อนลดลงเล็กน้อย มีอัตราการกัดกร่อนที่สูงขึ้นเล็กน้อย เมื่อเทียบกับ H13 (AR) และไม่พบช่วงแพสซีฟ โดยจากภาพถ่ายพื้นผิวชิ้นงานภายหลังการทดสอบพบว่า เกิดการกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ แต่เมื่อทำการทดสอบด้วยเทคนิคโพเทนชิโอสแตติก ในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ความเข้มข้นร้อยละ 0.9 โดยมวลต่อปริมาตร ที่อุณหภูมิห้อง โดยตั้งค่าศักย์ไฟฟ้าทดสอบที่ -300 และ 0 มิลลิโวลต์ เป็นเวลา 5 ชั่วโมง 30 นาที ซึ่งจะเกิดแต่ปฏิกิริยาแอโนดิก พบว่ากลุ่มชิ้นงานที่มีชั้นสารประกอบที่มีความต้านทานสูงอยู่ที่ผิว (AG, AS) มีกระแสไฟฟ้าการกัดกร่อนที่ต่ำกว่ากลุ่มชิ้นงานที่ไม่มีชั้นสารประกอบ (AP) จากนั้น ศึกษาความเป็นไปได้ในการปรับปรุงกระบวนการให้สามารถเพิ่มความแข็งผิวและความต้านทานการกัดกร่อนของ H13 โดยเพิ่มการชุบโครเมียมด้วยไฟฟ้า และการสูญเสียคาร์บอนที่ผิว ประกอบด้วยกลุ่ม H13 ที่ชุบโครเมียมด้วยไฟฟ้าตามด้วยทำไนตรายดิงแบบพลาสมา (EP), H13 ที่ทำไนตรายดิงแบบพลาสมาตามด้วยชุบโครเมียมด้วยไฟฟ้า (PE), H13 ที่สูญเสียคาร์บอนที่ผิวตามด้วยทำไนตรายดิงแบบพลาสมา (DP) และ H13 ที่สูญเสียคาร์บอนที่ผิวตามด้วยทำไนตรายดิงแบบพลาสมาตามด้วยชุบโครเมียมด้วยไฟฟ้า (DPE) จากผลวิเคราะห์และทดสอบพบว่า H13 ที่ทำไนตรายดิงแบบพลาสมาตามด้วยชุบโครเมียมด้วยไฟฟ้า (PE) ทำให้ความแข็งผิวเพิ่มขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนลดลงเล็กน้อย