เนื้อหาวิชา : 1 : Metals
21. ในกระบวนการผลิตเหล็กหล่อเทา ธาตุใดที่ต้องเติมลงไปเพื่อทำให้คาร์บอนรวมตัวกันเป็นกราไฟต์
1 : อะลูมิเนียม
2 : ซิลิกอน
3 : แคลเซียม
4 : แมกนีเซียม
เฉลย: 2
อธิบาย: ซิลิกอนช่วยส่งเสริมให้คาร์บอนในเหล็กหล่อแยกตัวออกมาเป็นกราไฟต์ จึงเป็นธาตุสำคัญในเหล็กหล่อเทา
Note: เหล็กหล่อเทา = เติม Si ช่วยเกิด graphite
เหล็กหล่อเทา (Grey Cast Iron) คือเหล็กหล่อประเภทหนึ่งที่มีปริมาณคาร์บอนผสมอยู่ค่อนข้างสูง (โดยทั่วไปประมาณ 2.5% – 4.0%) และมีปริมาณซิลิกอน (Silicon) ผสมอยู่สูง ซึ่งธาตุซิลิกอนนี้เองที่เป็นตัวช่วยส่งเสริมให้คาร์บอนแยกตัวออกมาอยู่ในรูปของ กราไฟต์อิสระ (Free Graphite) ในรูปแบบของแผ่น (Flake) กระจายตัวอยู่ในเนื้อเหล็ก
จุดเด่น:
● ดูดซับแรงสั่นสะเทือนได้ดีเยี่ยม (นิยมทำฐานเครื่องจักร)
● หล่อขึ้นรูปง่าย
● กลึงแต่งได้สะดวกเพราะมีกราไฟต์ช่วยหล่อลื่น
ข้อจำกัด:
● มีความเปราะสูง ไม่ทนต่อแรงกระแทกเฉียบพลัน
22. ข้อใดไม่ใช่สมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ
1 : มีความเหนียวสูง
2 : สามารถตกแต่งขึ้นรูปได้ง่าย
3 : สามารถชุบแข็งได้ง่าย
4 : ไม่สามารถรับแรงกระแทกได้มาก
เฉลย: 3
อธิบาย: เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีคาร์บอนน้อย จึงเหนียวและขึ้นรูปง่าย แต่ชุบแข็งได้ไม่ดีเมื่อเทียบกับเหล็กคาร์บอนสูง
Note: Low carbon steel = เหนียว ขึ้นรูปง่าย แต่ชุบแข็งยาก
23. ข้อใดไม่ใช่สมบัติเด่นของอะลูมิเนียม
1 : น้ำหนักเบา
2 : ทนอุณหภูมิได้สูง
3 : อ่อนแต่เหนียว
4 : นำความร้อนได้ดี
เฉลย: 2
อธิบาย: อะลูมิเนียมเด่นเรื่องน้ำหนักเบา นำความร้อนได้ดี และขึ้นรูปง่าย แต่ไม่เด่นด้านการทนอุณหภูมิสูง เพราะจุดหลอมเหลวไม่สูงมาก (ประมาณ 660 องศาเซลเซียส)
Note: Al = เบา นำความร้อนดี แต่ไม่ใช่วัสดุทนร้อนสูง
24. บรอนซ์ คือ โลหะผสมชนิดใด
1 : ทองแดงผสมดีบุก
2 : อะลูมิเนียมผสมทองแดง
3 : ดีบุกผสมตะกั่ว
4 : นิเกิลผสมไทเทเนียม
เฉลย: 1
อธิบาย: บรอนซ์เป็นโลหะผสมระหว่างทองแดงกับดีบุก
ต่างจากทองเหลืองที่เป็นทองแดงผสมสังกะสี
25. ข้อใดคือลักษณะเด่นของเหล็กหล่อขาว
1 : แข็ง ยากต่อการตกแต่ง
2 : อ่อน เหนียว ตกแต่ง-ขึ้นรูปได้ง่าย
3 : รับแรงอัดและแรงสั่นสะเทือนได้ดี
4 : ไม่ทนต่อการเสียดสี
เฉลย: 1
อธิบาย: เหล็กหล่อขาวมีคาร์บอนอยู่ในรูปซีเมนไทต์ ทำให้แข็งและเปราะ จึงกลึงหรือตกแต่งขึ้นรูปได้ยาก
Note: White cast iron (เหล็กหล่อขาว)= แข็งมาก เปราะ กลึงยาก
26. เหล็กหล่อเทาต่างจากเหล็กหล่อขาวอย่างไร
1 : เหล็กหล่อเทามีซิลิกอนเป็นส่วนผสม แต่เหล็กหล่อขาวไม่มี
2 : เหล็กหล่อเทามีกราไฟต์อิสระเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้าง แต่เหล็กหล่อขาวไม่มี
3 : เหล็กหล่อเทามีความแข็งมากกว่าเหล็กหล่อขาว
4 : เหล็กหล่อเทาสามารถรับแรงกระแทกได้น้อยกว่าเหล็กหล่อขาว
เฉลย: 2
อธิบาย: เหล็กหล่อเทามีกราไฟต์อิสระในโครงสร้าง ทำให้หน้าตัดมีสีเทา ส่วนเหล็กหล่อขาวมีคาร์บอนอยู่ในรูปซีเมนไทต์เป็นหลัก
Note: Grey cast iron เหล็กหล่อเทา = มี free graphite
27. ในกระบวนการผลิตเหล็กหล่อกราไฟต์กลม ธาตุใดที่ต้องเติมลงไปเพื่อทำให้กราไฟต์อิสระเป็นทรงกลม
1 : อะลูมิเนียม
2 : ซิลิกอน
3 : แคลเซียม
4 : แมกนีเซียม
เฉลย: 4
อธิบาย: แมกนีเซียมช่วยเปลี่ยนรูปร่างกราไฟต์จากแผ่นเป็นก้อนกลม ทำให้ได้เหล็กหล่อกราไฟต์กลมหรือเหล็กหล่อเหนียว
Note: Nodular cast iron (เหล็กหล่อกราไฟต์กลม)= เติม Mg ให้ graphite กลม
28. เหล็กกล้าผสมชนิดใดที่ไม่สามารถชุบแข็งได้ดี
1 : เหล็กกล้าโมลิบดินัม
2 : เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทไนต์
3 : เหล็กกล้าแมงกานีส
4 : เหล็กกล้าโครเมียม
เฉลย: 2
อธิบาย: เหล็กกล้าไร้สนิม ออสเทไนต์ โดยทั่วไปไม่สามารถชุบแข็งด้วยการอบชุบความร้อนแบบปกติได้ดี แต่มักเพิ่มความแข็งแรงด้วยการขึ้นรูปเย็น
Note: Austenitic stainless = ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่เด่น
29. เหล็กกล้าถูกแบ่งแยกออกจากเหล็กหล่อด้วยปริมาณคาร์บอนกี่เปอร์เซ็นต์
1 : 1%
2 : 2%
3 : 3%
4 : 4%
เฉลย: 2 : 2%
อธิบาย: โดยหลักทั่วไป เหล็กกล้ามีคาร์บอนต่ำกว่าประมาณ 2% ส่วนเหล็กหล่อมีคาร์บอนตั้งแต่ประมาณ 2% ขึ้นไป
Note: เหล็กกล้า < C ≈ 2% < เหล็กหล่อ
30. ธาตุผสมใดที่มีส่วนสำคัญในการทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมทนต่อการเกิดสนิมในบรรยากาศปกติ และต้องมีปริมาณธาตุอย่างน้อยสุดเท่าใด
1 : 13% โดยน้ำหนักโครเมียม
2 : 8% โดยน้ำหนักโครเมียม
3 : 13% โดยน้ำหนักนิเกิล
4 : 8% โดยน้ำหนักนิเกิล
เฉลย: 1
อธิบาย: โครเมียมทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์บาง ๆ ป้องกันผิวเหล็กจากการกัดกร่อน เหล็กกล้าไร้สนิมจึงต้องมี Cr อย่างน้อยราว 13%
31. ข้อความใดต่อไปนี้เป็นการกล่าวที่ถูกต้อง
1 : เหล็กกล้า Hypoeutectoid plain-carbon คือเหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.8% โดยน้ำหนัก
2 : เหล็กเส้นที่ใช้ในงานก่อสร้างทำจากเหล็กหล่อ
3 : ธาตุที่มีบทบาทในการทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถทนต่อการกัดกร่อนได้ดีคือโครเมียม
4 : เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมประเภท Ferrous ที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 2.4% โดยน้ำหนัก
เฉลย: 3
อธิบาย: โครเมียมเป็นธาตุหลักที่ทำให้ stainless steel ทนการกัดกร่อน
Note: Stainless กันสนิมได้เพราะ Cr
32. โลหะใดต่อไปนี้มีจุดหลอมเหลวที่ต่ำที่สุด
1 : ทองแดง
2 : ทองแดงผสมสังกะสี
3 : ทองแดงผสมเหล็ก
4 : ทองแดงผสมนิเกิล
เฉลย: 2
อธิบาย: ทองแดงผสมสังกะสีคือทองเหลือง ซึ่งโดยทั่วไปมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าทองแดงบริสุทธิ์และโลหะผสมทองแดงบางกลุ่ม
Note: Cu + Zn = Brass จุดหลอมเหลวต่ำกว่าทองแดง
33. ชิ้นงานใดต่อไปนี้มีความแข็งแรงสูงสุด
1 : เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำชุบแข็ง
2 : เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางชุบแข็ง
3 : เหล็กกล้าผสมต่ำชุบแข็ง
4 : เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทไนต์ชุบแข็ง
เฉลย: 3
อธิบาย: เหล็กกล้าผสมต่ำ เมื่อผ่านการชุบแข็งสามารถให้ความแข็งแรงสูง เพราะมีธาตุผสมช่วยเพิ่ม hardenability และสมบัติเชิงกล
Note: Low alloy steel (เหล็กกล้าผสมต่ำ) + quench (การชุบแข็ง) = แข็งแรงสูง
34. โลหะชนิดใดต่อไปนี้ที่เหมาะสมสำหรับทำเครื่องยนต์ (Engine block) สำหรับรถแข่งมากที่สุด
1 : เหล็กกล้า (Steel) เนื่องจากหล่อง่ายที่สุด
2 : เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) เพราะทนต่อการเกิดสนิมได้ดี
3 : อะลูมิเนียมผสม (Aluminium alloy) เพราะมีน้ำหนักเบา
4 : โลหะผสมยิ่งยวด (Superalloy) เพราะทนอุณหภูมิสูงได้ดี
เฉลย: 3
อธิบาย: รถแข่งต้องการลดน้ำหนัก อะลูมิเนียมผสมจึงเหมาะกับ engine block เพราะเบาและมีสมบัติเชิงกลเพียงพอ
Note: รถแข่งเน้นเบา → Aluminium alloy
35. วัสดุแม่เหล็กถาวรชนิดใดต่อไปนี้ที่ให้กำลังแม่เหล็กสูงสุด
1 : เหล็กคาร์บอน
2 : อัลนิโค (Alnico)
3 : เฟร์ไรต์ (Hard Ferrite)
4 : นิโอดิเมียม-บอรอน (NdFeB)
เฉลย: 4
อธิบาย: NdFeB เป็นแม่เหล็กถาวรกำลังสูงมาก ใช้ในงานที่ต้องการแรงแม่เหล็กสูงในขนาดเล็ก
Note: แม่เหล็กแรงสูงสุด = นิโอดิเมียม-บอรอน (NdFeB)
36. โลหะชนิดใดต่อไปนี้สามารถนำมารีดเย็นเป็นแผ่นบางได้ง่ายที่สุด
1 : อะลูมิเนียม
2 : ทองแดง
3 : ทองเหลือง
4 : เหล็กกล้าไร้สนิม
เฉลย: 1
อธิบาย: อะลูมิเนียมมีความเหนียว น้ำหนักเบา และขึ้นรูปเย็นได้ดี จึงรีดเป็นแผ่นบางได้ง่าย
37. โลหะชนิดใดต่อไปนี้ที่เหมาะสำหรับการผลิตวงล้อรถยนต์มากที่สุด
1 : อะลูมิเนียมบริสุทธิ์
2 : อะลูมิเนียมผสมซิลิคอน
3 : อะลูมิเนียมผสมทองแดง
4 : อะลูมิเนียมผสมแมงกานีส
เฉลย: 2
อธิบาย: อะลูมิเนียมผสมซิลิคอน มีความสามารถในการหล่อดี น้ำหนักเบา และเหมาะกับชิ้นงานล้อรถยนต์
Note: ล้อแม็ก/ล้อรถ = Al-Si alloy
38. โลหะชนิดใดต่อไปนี้ไม่เกิดสนิม
1 : เหล็กกล้าไร้สนิม
2 : ทองแดง
3 : อะลูมิเนียม
4 : ข้อ 1 2 และ 3 ผิด
เฉลย: 4
อธิบาย: ตัวเลือก 1-3 ยังสามารถเกิดการกัดกร่อนหรือเกิดฟิล์มออกไซด์บนผิวได้ในสภาวะต่าง ๆ จึงไม่มีข้อใดถูกต้องสมบูรณ์
Note: อย่าสับสน “ทนสนิม” กับ “ไม่เกิดการกัดกร่อนเลย”
39. เหล็กกล้าชนิดใดต่อไปนี้เหมาะสำหรับใช้งานที่อุณหภูมิสูง
1 : เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (High carbon steel)
2 : เหล็กกล้าไร้สนิมเฟร์ไรต์ (Ferritic stainless steel)
3 : เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทไนต์ (Austenetic stainless steel)
4 : เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนไซต์ (Martensitic stainless steel)
เฉลย: 3
อธิบาย: เหล็กกล้าไร้สนิม ออสเทไนต์ ทนความร้อนและการกัดกร่อนได้ดี จึงเหมาะกับงานอุณหภูมิสูง
Note: Austenitic stainless (ออสเทไนต์) = เหมาะงานร้อนและกัดกร่อน
40. โลหะชนิดใดต่อไปนี้เหมาะสำหรับการผลิตถังไฮโดรเจนเหลวสำหรับยานอวกาศมากที่สุด
1 : อะลูมิเนียมผสมทองแดง
2 : อะลูมิเนียมผสมลิเทียม
3 : อะลูมิเนียมผสมซิลิคอน
4 : อะลูมิเนียมผสมสังกะสี
เฉลย: 2
อธิบาย: อะลูมิเนียมผสมลิเทียม มีน้ำหนักเบา ความแข็งแรงดี และเหมาะกับงานอวกาศที่ต้องการลดน้ำหนักโครงสร้าง
Note: Aerospace tank = Al-Li alloy เบาและแข็งแรง