การศึกษาโครงสร้างจุลภาคและสมบัติเชิงกลของชิ้นงานโลหะผสมดีบุกที่ได้จากการหล่อแม่พิมพ์ถาวรด้วยวิธีแรงโน้มถ่วงและผ่านกระบวนการทุบขึ้นรูป

Abstract

ผลของธาตุผสมบิสมัทและความเครียดในการทุบขึ้นรูปต่อโครงสร้างจุลภาคและสมบัติเชิงกลของโลหะดีบุกผสมบิสมัท 4 เปอร์เซ็นต์โดยมวล ถูกศึกษาในงานวิจัยนี้ โดยที่ชิ้นงานถูกผลิตโดยการหล่อด้วยแม่พิมพ์ถาวรด้วยวิธีแรงโน้มถ่วงและทุบขึ้นรูป เมื่อเติมธาตุผสมบิสมัททำให้โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานมีความละเอียดขึ้น เนื่องจาก undercooling เพิ่มขึ้น จากผลวิเคราะห์เชิงพลังงานของเทคนิค Differential Scanning Calorimetry (DSC) ที่ความเครียด 0.25 ขนาดเกรนลดลง เนื่องจากเกิดการตกผลึกใหม่ แต่เมื่อชิ้นงานได้รับความเครียดถึง 0.5 ขนาดเกรนเพิ่มขึ้น เนื่องจากเกิดการเติบโตของเกรน ซึ่งอธิบายในผลวิเคราะห์ Electron Backscatter Diffraction (EBSD) นอกจากนี้การศึกษาต่ำแหน่งและลักษณะของผลึกบิสมัทในโครงสร้างจุลภาคถูกศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Field Emission Scanning Electron Microscope, FESEM) ดีบุกออกไซด์และตะกั่วออกไซด์พบบนผิวชิ้นงานหล่อ แต่ไม่พบบิสมัทออกไซด์จากผลวิเคราะห์ X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) ค่าความแข็งของชิ้นงานถูกวัดด้วยเครื่อง micro Vickers hardness testing พบว่าชิ้นงานที่มีขนาดเกรนเล็กมีความแข็งมากกว่าชิ้นงานที่มีขนาดเกรนใหญ่ ซึ่งเป็นไปตามความสัมพันธ์ Hall-Petch