2551/09/29

กลุ่มโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก : Non Ferrous Metal


โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (Non Ferrous Metal)


โลหะที่ไม่ใช่เหล็กในทางอุตสาหกรรมการผลิตแล้วจะใช้ประมาณ 25% โดยน้ำหนักของโลหะเหล็กเท่านั้น อาจเนื่องมาด้วยการขาดความแข็งแรงทางด้านโครงสร้างหรือคุณสมบัติทางเชิงกลที่ไม่ดีนัก จึงทำให้การนำไปใช้โดยตรงไม่เป็นที่นิยม แต่จะถูกใช้ในรูปแบบของสารประสมเพิ่มหรือธาตุที่เพิ่มเติมคุณสมบัติพิเศษให้กับโลหะอื่น ๆ เช่น คุณสมบัติทางด้านความทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง การนำไฟฟ้า หรือการทำให้โลหะอื่นง่ายต่อการขึ้นรูป
การถลุง (Smelting) โลหะที่ไม่ใช่เหล็กนั้นจะเริ่มจากการคัดแยกหรือแต่งสินแร่(Ore Dressing)ก่อนแล้วจึงนำไปถลุงในเตาสูง (Blast Furnace) ที่นำมาใช้ในการถลุงโลหะที่ไม่ใช่เหล็กนั้นจะมีลักษณะ และรูปร่างรวมทั้งคุณสมบัติเหมือนกับเตาสูงที่ใช้สำหรับผลิตเหล็กดิบ (Pig Iron) ยกเว้นเพียงแต่มีขนาดที่เล็กกว่า และ ถลุงในเตาสะท้อน(Reverberatary Furnace)ซึ่งเป็นเตาอีกชนิดที่นิยมใช้กันมากในการถลุงโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก โดยจจะมีการใช่ตัวล่อขี้ตะกรัน (Slag Inducer) หรือ ฟลักซ์ (Flux) ลงไปเพื่อลดการออกซิเดชั่น (Oxidation)

โลหะที่ไม่ใช่เหล็กสามารถแบ่งออกตามความหนาแน่นได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ
โลหะหนัก (Heavy Metal) คือโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า 5 kg/dm3 เช่น ทองแดง ตะกั่ว สังกะสี หรือดีบุก
โลหะเบา (Light Metal) คือโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่มีความหนาแน่นมากกว่า 5 kg/dm3 เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม เบริลเลียโซเดียม แคลเซียม และลิเทียม


ทองแดง (Copper)

เป็นโลหะที่ไม่ใช้เหล็กที่ใช้มาก มาเป็นที่สองรองมาจากเหล็ก มีสัญญลักษณ์ทางเคมี คือ Cu มีความแข็งตามสเกลของมอห์ (Moh’s scale) 2.5 – 3.0 มีจุดหลอมเหลว 1083o C จุดเดือนที่ 2595o C อ่อนตัวที่ 20o C มีความหนาแน่น 8.89 มีความต้านทานไฟฟ้า (Electrical Resistevity) 1.71 ที่ 20o C และมีความนำฟฟ้า (Electrical Conductivity) ในแนวตั้ง และโดยน้ำหนักที่เด่นมากเป็นรองก็แต่เงินและอลูมิเนียมเท่านั้น มนุษย์รู้จักใช้ประโยชน์ของทองแดง ทำเครื่องใช้ไม้สอยและอาวุธต่าง ๆ ตั้งแต่สมัยดึกดำบรรพ์ที่เรียกว่ายุคสัมฤทธิ์ (Bronzeage) มาตราบจนปัจจุบันนี้ทองแดงยังเป็นโลหะที่ใช้งานอย่างแพร่หลายมาก มาเป็นที่สองรองลงมาจากเหล็กและเป็นโลหะที่สำคัญในกลุ่มโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (Non – Ferrous Metals) ทองแดงเป็นสัสตุที่เป็นตัวนำความร้อนที่ดีและมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนดีอีกด้วย ดังนั้นทองแดงจึงถูกใช้ทำเป็นส่วนประกอบของหม้อต้มน้ำเครื่องถ่ายเทความร้อน ฯลฯ คุณสมบัติของทองแดงอีกประการหนึ่งก็คือ มีความต้านทานจำเพาะต่ำ เป็นที่สองรองจากเงิน ปริมาณทองแดงที่ผลิตได้ประมาณครึ่งหนึ่งใช้ในการอุตสาหกรรมไฟฟ้า เช่น ใช้ทำสายไฟฟ้าขดลวดที่ใช้ในมอเตอร์และเยนเนเรเตอร์ (Generators) ไฟฟ้า ฯลฯ ความต้านทานจำเพาะของทองแดงที่มีค่าสูงกว่าเงินเพียงเล็กน้อยและต่ำกว่าอลูมิเนียมประโยชน์ในด้านอื่น ๆ ของทองแดงก็คือโลหะสำหรับผสมเป็นโลหะผสม (Alloy) มีหลายชนิด เช่น ทองเหลือง (Brass) ทองบรอนซ์ (Bronze) พวกโลหะโมเนล และใช้ทำลวด Thermocouple ชนิด Copper – Constant ทองแดงและทองแดงผสมมีคุณสมบัติดีเด่นหลายประการ เช่น
1. คุณสมบัติต้านทานแรงดึงดี และมีช่วงพิกัดกว้าง (ขึ้นกับชนิดของทองแดงและกรรมวิธีผลิต) ทองแดงบริสุทธิ์มีคุณสมบัติอ่อนและเหนียวสามารถรีดให้เป็นแผ่นบาง ๆ ขนาด 1/500" สามารถดึงเป็นเส้นลวดเล็ก ๆ ขนาด 1/1000" โดยไม่ขาดทุบตีเป็นวัตถุสำเร็จรูปโดยไม่มีการแตกร้าว
2. ความเหนียวของทองแดงสูงมากสามารถขึ้นรูปโดยไม่เสี่ยงต่อการแตกหัก
3. เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมาก (100 เปอร์เซ็นต์ แต่เงิน 106 เปอร์เซ็นต์)
4. เป็นตัวนำความร้อนที่ดีมาก (100 เปอร์เซ็นต์ แต่เงิน 108 เปอร์เซ็นต์)
5. กลึงไสขึ้นรูปได้ง่าย เมื่อผสมธาตุอื่นบางตัวเข้าไป
6. ต้านทานความล้าได้ดี
7. ไม่มีสารแม่เหล็ก
8. ทนทานต่อการกัดกร่อนโดยเฉพาะเมื่อใช้กับกรดและน้ำทะเล
9. ทดทานต่อการสึกกร่อน (wear resistance)
10. มีสีสวยน้ำใช้
11. ทองแดงและโลหะผสมทองแดงแทบทุกชนิดสามารถเชื่อมได้อย่างง่ายดาย
คุณสมบัติทางฟิสิกส์ของทองแดง
น้ำหนักอะตอม (Atomic weight) 63.57
โครงสร้างของผลึก Face Centered Cubic (FCC.)
มิติของแลททิช (oA) 3.6078(oA=Angstrom) Unit
ความหนาแน่น (20o C) 8.94=หน่วยวัดขนาดคลื่นแสง
จุดหลอมเหลว 1083 o Cเท่ากับหนึ่งในร้อยล้าน
จุดเดือดกลายเป็นไอ 2595 o Cของเซนติเมตร
ความร้อนจำเพาะ (25o C) 0.0919 cal/g o C(1oA=10-8 ซม.)
สัมประสิทธิ์การขยายตัว 16.47 x 10-6o C
ความต้านทานจำเพราะ (30o C) 1.682 ไมโครโอห์ม/ซม3
คุณสมบัติทางกล
Tensile Strength 17 Kg/mm2
Elastic Limit 10 Kg/mm2
Elongation 35 – 50 %
Hardness 35 – 50 HB
Modulus of Elasticity 12,000 Kg/mm2
ประโยชน์ของทองแดง

เนื่องจากทองแดงมีคุณสมบัติ ductility สูงและมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ ดังนั้น Cu ประมาณมากกว่า 50% ใช้ในการทำ Alloy เช่น Brass, Bronze และ Monel และอีกประมาณ 20% ใช้ทำเครื่องมือถ่ายเทความร้อน เช่น Condenser, evaporator และอื่น ๆ

ตัวอย่างของ Cu เช่น คอมพิวเตอร์ (Cu + Ag) ขึ้นส่วนในเครื่องยนต์, ปลอกกระสุนระฆัง (Cu + Sn) สปริงชนิดต่าง ๆ ทำจากบรอนซ์ ดีบุก ผสมฟอสฟอรัส, คาร์บิวเรเตอร์ (Cu + Sn + Zn + Pb) บูชและแบริ่ง เป็นต้น โลหะผสมทองแดง เช่น ท่อกลั่น (condensortube) ปลอกกระสุนปืน ดอกกุญแจ เหรียญกระษาปณ์ เช่น เหรียญบาท และห้าบาท ทองแดงที่ใช้ในงานไฟฟ้าวิทยะจะต้องมีความบริสุทธิ์มากถึง 99 – 99% ถ้าทำให้บริสุทธิ์ 100 เปอร์เซ็นต์ ต้องใช้วิธีแยกด้วยไฟฟ้าถ้าต้องการความบริสุทธิ์เพียง 99.5% ใช้วิธีหลอมธรรมดาแล้วกวนด้วยไม้สด


สังกะสี (Zine)

เป็นโลหะที่ค่อนข้างหนักมีสีขาวปนน้ำเงินนิยมใช้กันมากเพราะราคาถูกทนการกัดกร่อนและใช้ผสมกับโลหะอื่น ๆ ได้มีความหนาแน่นน้อยกว่าทองแดงเล็กน้อย สังกะสีบริสุทธิ์มีความแข็งแรงต่ำมาก อุณหภูมิการคืบตัวทีอุณหภูมิห้องที่อุณหภูมิความแข็งแรงจะลดลงมาก ถ้าอุณหภูมิต่ำมาก อุณหภูมิการคืบตัวที่อุณหภูมิห้องที่อุณหภูมิความแข็งแรงจะลดลงมาก ถ้าอุณหภูมิต่ำมาก สังกะสีมักจะเปราะ สังกะสี เป็นโลหะที่มีจุดหลอมตัวต่ำ หล่อหลอมง่ายกลึงไส่ขึ้นรูปง่ายสีขาวสวยน่าใช้ ทนทานต่อการเกิดสนิมและโลหะผสมของสังกะสีมีกำลังวัสดุสูงพอใช้ ในปัจจุบันจึงได้รับความนิยมในการทำชิ้นส่วนเครื่องใช้สอยและเครื่อกตกแต่งต่าง ๆ ที่ทำด้วยโลหะ เช่น ขอบวิทยุ โทรทัศน์ ขอบกระจกและเครื่องตกแต่งในรถยนต์ นอกจากนี้ยังใช้ทำกระบอก ถ่านไฟฉาย ทำแผ่นบล๊อค ป้ายชื่อ ชิ้นส่วนบางอย่างของรถยนต์ ภาชนะในครัวของเด็กเล่นและกุญแจ เป็นต้น

สังกะสียังนิยมใช้ อาบบนโลหะอื่น ๆ เช่น เหล็กแผ่น ลวดเหล็กสลักและน๊อต เหล็ก เพื่อป้องกันการเกิดสนิมบนเหล็ก นอกจากนี้แล้วสังกะสียังมีประโยชน์มากในการผสมกับทองแดง ทำทองเหลือและบรอนซ์ชนิดต่าง ๆ

คุณสมบัติของสังกะสี
1. เป็นโลหะค่อนข้างหนัก มีสีขาวปนน้ำเงิน
2. เป็นโลหะที่อ่อนแต่มี ductility ต่ำที่อุณหภูมิบรรยากาศ
3. ถ้าเผาให้ร้อน 100 – 150o C สังกะสีจะมีค่า ductility สูง
4. สามารถรีดเป็นแผ่นหรือเป็นเส้นได้ง่าย
5. มีคุณสมบัติสามารถทนต่อการกัดกร่อน (Corrosion) ในบรรยากาศธรรมดาได้ดี แต่ไม่ทนต่อกรดและด่าง
ข้อเสียของสังกะสีคือ อัตราการขยายตัวสูงเมื่อถูกความร้อน

ประโยชน์ของสังกะสี
1. ใช้เคลือบแผ่นเหล็ก (Galvanizing) และท่อน้ำประมาณ 40% ของสังกะสีที่ผลิตได้
2. ใช้เป็นโลหะผสมทำพวกโลหะผสม เช่น ทองเหลืองประมาณ 20% ทำโลหะผสมที่ใช้กับ Die Casting ประมาณ 26% ทำสังกะสีแผ่นประมาณ 12% ทองเหลืองประมาณ 2% ใช้ทำสารประกอบอื่น ๆ เช่น ทำสังกะสีคลอไรด์ ใช้สำหรับรักษาเนื้อไม้
3. ใช้ในการหล่อแบบถาวร (Die casting) โลหะผสมสังกะสีหลายอย่างทำโดยวิธีหล่อแบบถาวร
4. ใช้ทำทองเหลืองโดยทั่วไปมีสังกะสี 10 – 30 เปอร์เซ็นต์
5. การรีดขึ้นรูปสังกะสีที่รีดที่ใช้ในอุตสาหกรรมมีความบริสุทธิ์ต่าง ๆ กัน ส่วนมากผสมทองแดงลงไปถึง 10% สังกะสีนี้อ่อนตัวและทำงานง่ายที่อุณหภูมิห้อง

ดีบุก (Tin)

ดีบุกมีสัญญลักษณ์ว่า Sn ความหนาแน่น 7.3 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 232o C ความเค้น แรงดึงดูด 4 – 5 กก/มม2 อัตราการยืดตัว 40% ดีบุกเป็นโลหะที่ให้การเปลี่ยนแปลงอันยรูป (Allotropic) คล้ายคลึงกับเหล็ก กล่าวคือดีบุกจะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจากระบบหนึ่งไปอีกระบบหนึ่งคือจาก เบต้า (b) ไปเป็น แอลฟ่า (µ) การเปลี่ยน b à µ จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า 18o C ปกติดีบุก µ จะเปราะแตกง่ายและมักจะเกิดการขยายตัวมากในขณะเกิดการเปลี่ยนแปลงจาก b ไปเป็น µ ดังนั้นดีบุกมักจะแตกได้ง่ายเมื่ออยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 18o C เรียกลักษณะนี้ว่าโรคดีบุก (Sickness of tin or warts) ทั่ว ๆ ไปที่อุณหภูมิบรรยากาศดีบุกเป็นโลหะอ่อนที่จุดหลอมตัวต่ำและมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ดีบุกเป็นโลหะสีขาวคล้ายเงิน อ่อน และรีดเป็นแผ่นได้ง่าย ดีบุกเป็นโลหะยุทธปัจจัยเพราะมีปรากฏอยู่บนผิวโลกไม่มากแห่ง ดีบุกมีในประเทศไทย เช่นภาคใต้จังหวัดภูเก็ต ตะกั่วป่า พังงา ตรัง ยะลา สงขลา นครศรีธรรมราช สุราษฎร์ธานี ชุมพร ภาคกลางจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ราชบุรี กาญจนบุรี และภาคเหนือ แม่ฮ่องสอน เชียงราย เชียงใหม่ ลำปาง ตาก อุทัยธานี และคาบสมุทรอินโดจีน มีมากอีกแหล่งหนึ่งที่มีดีบุก คือ ประเทศโบลิเวียในทวีปอเมริกาใต้

ประโยชน์และการใช้ดีบุก

เนื่องจากดีบุกมีสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดี จึงใช้ดีบุกเคลือบแผ่นเหล็ก และภาชนะใส่อาหารเพื่อป้องกันสนิมและผลิตภัณฑ์กันขึ้น เช่น ห่อบุหรี่, ใบชาประมาณ 40% ของดีบุกที่ผลิตได้ใช้เคลือบแผ่นเหล็กหรือที่เราเรียกว่าเหล็กวิลาศ (Tin plate) ที่ใช้มุงหลังคาและผลิตภัณฑ์ทำโลหะผสมเพื่อทำตัวพิมพ์หนังสือ ทำหลอดบรรจุของเหลวเช่น ยาสีฟัน ประมาณ 20% ใช้ทำโลหะบัดกรีและ 15% ของดีบุกที่ผลิตได้ใช้ทำโลหะผสม เช่น บรอนซ์ (phosphor bronze) “white metal” bearing die casting และโลหะตัวพิมพ์ใช้ผสมในน้ำมันหล่อลื่นหรือตัวยาบางอย่างและโลหะผสมดีบุกที่สำคัญ เช่น ทองสัมฤทธิ์เป็นโลหะผสมระหว่างทองแดง ดีบุก และสังกะสี เป็นต้น
ตะกั่วบริสุทธิ์จุดหลอมละลายที่ 621o F เป็นโลหะที่สามารถนำไปใช้ทำอะไรได้หลายอย่างซึ่งได้มาจากคุณสมบัติพิเศษของตะกั่วคือน้ำหนักอะตอมสูงและความหนาแน่น ความอ่อน ความเหนียว ความแข็งแรงต่ำ จุดหลอมละลายต่ำต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการหล่อลื่นความแข็งแรงทางด้านความล้าไม่ดี ดังนั้นจึงไม่สามารถจะนำมาใช้ภายใต้สภาวะของการสั่นสะเทือนมันจะเกิดการคืบตัว ณ อุณหภูมิห้องและยังมีข้อเสียอื่น ๆ อีกคือเป็นสารประกอบที่มีพิษ


ตะกั่ว (Lead)

ตะกั่วมีสัญญลักษณ์ทางเคมีว่า (Pb) เป็นโลหะที่มีความหนาแน่นมาก หนักอ่อนนิ่มและเหนียวขึ้นรูปง่าย จุดหลอมเหลวต่ำ และทนทานต่อการผุกร่อนได้ดีเลิศ ตะกั่วใช้มากในการทำแผ่นตะกั่ว และหม้อแบตเตอรี่รถยนต์ สารประกอบของตะกั่วใช้ผสมในน้ำมันเบนซินที่มีอ๊อคเทนสูง และใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับทำสีที่มีคุณภาพสูง โลหะตะกั่วยังใช้เป็นน้ำหนักถ่วงความสมดุลย์และเป็นฉากป้องกันรังสีเบต้า และรังสีแกมม่าจากสารกัมมันตะรังสีต่าง ๆ นอกจากนี้ยังใช้บุฝาผนังของห้องเก็บเสียง โลหะตะกั่วที่ผสมกับพลวงเรียกว่า ตะกั่วผสมพลวง (Antimonial Lead) จะมีความแข็งและมีกำลังวัสดุสูงกว่าตะกั่วธรรมดาใช้ทำตะกั่วแผ่นสำหรับทำปลอกโลหะหุ้มรอยเชื่อมของสายส่งไฟฟ้า (Cable sheathing) นอกจากนี้ยังใช้ทำแผ่นตะกั่วในหม้อแบตเตอรี่รถยนต์ อาร์เซนิคและแคลเซี่ยมยังอาจผสมกับตะกั่วเพื่อใช้ทำตะกั่วสำหรับทำปลอกหุ้มรอยเชื่อมของสายไฟฟ้า นอกจากนี้แคลเซี่ยมยังช่วยเพิ่มสมบัติความต้านทานต่อการเกิดครีพ (creep) ของตะกั่วนิยมใช้ทำท่อน้ำที่มีดีบุกผสมอยู่ประมาณ 10 – 25% มีชื่อทางการค้าว่า (Tern Metal) เหมาะสำหรับใช้เป็นโลหะสำหรับอาบบนแผ่นเหล็กที่จะนำไปทำถังเก็บน้ำมัน

คุณสมบัติทางฟิสิกส์
น้ำหนักอะตอม207.2
โครงสร้างของผลึกFace Centerd cubic (F.C.C)
ความหน้าแน่น11.34
จุดหลอมเหลว327.35o C
คุณสมบัติทางกล
Ultimate Tensile strength1.5 kg/mm2
Elastic Limit0.3 kg/mm2
Modulus of Electicity1000 kg/mm2
Hardness 5 H.B
Elongation 60%
ประโยชน์และการใช้ตะกั่ว
1. ใช้บุผนังแทงค์น้ำเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
2. ใช้ในหม้อแบตเตอรี่รถยนต์ชนิดตะกั่ว – กรด
3. ทำท่อและข้อต่อระบายน้ำสำหรับห้องสุขาและอ่างล้างชาม
4. เพิ่มความสามารถในการตกแต่งแปรรูปได้ง่ายขึ้น
5. ในด้านชีววิทยาใช้เป็นเกราะกำบังเพื่อกั้นไม่ให้รังสีแกมม่าผ่านได้ (แต่ไม่สามารถกั้นนิวตรอนได้)
6. ตะกั่วใช้หุ้มสายเคเบิ้ลไฟฟ้า
7. ตะกั่วผสมดีบุกใช้ทำตะกั่วบัดกรีที่มีจุดหลอมละลายต่ำ
8. ใช้ผสมทำโลหะตุ๊กตา (Bearing metal)
9. ทำให้โลหะผสมละลายได้ง่าย และทำให้จุดหลอมละลายของโลหะผสมต่ำ เหมาะสำหรับใช้ในวัตถุประสงค์ต่าง ๆ
10. ใช้ทำตัวพิมพ์โลหะสำหรับงานโรงพิมพ์
11. ผสมกับดีบุกใช้เคลือบเหล็กกล้าที่เรียกว่า Tern plate
12. ตะกั่วเป็นส่วนผสมในน้ำมันเบนซิน
13. ตะกั่วใช้เป็นส่วนผสมสี
ตะกั่วใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ประมาณหนึ่งในสามของตะกั่วที่ผลิตได้นอกจากนี้ใช้สำหรับสายเคเบิ้ลไฟฟ้า ใช้ในอุตสาหกรรมสีทำโลหะบัดกรี ทำโลหะ Bearing และอื่น ๆ


นิเกิ้ล (Nickel)

นิเกิ้ลมีสัญญลักษณ์ว่า Ni ความหนาแน่น 8 – 8.5 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 1453o C องศาเซนติเกรดจุดเดือด 2730o C ความเค้นแรงดึงสูงสุด เมื่ออบให้เหนียว 40 – 50 กก/มม2 เมื่อรีดจนผิวแข็ง 70 – 80 กก/มม2 โครงสร้างของผลึก เป็นแบบ Face centered cubic (F.C.C) อัตราการยืดตัว เมื่ออบให้เหนียว 40 – 50% เมื่อรีดผิวแข็ง 2%
นิเกิ้ลเป็นโลหะสีขาวเหมือนเงิน เนื้อเหนียว และขัดขึ้นมันได้สวยงาม นิเกิ้ลทนต่อการกัดกร่อนได้ดี เมื่อผสมลงในเนื้อเหล็กจะทำให้เหล็กนั้นมีคุณสมบัติแม่เหล็กดีขึ้นมาก

นิเกิ้ลทางการค้า
นิเกิ้ลทางการค้า เป็นโลหะที่มีนิเกิ้ลอยู่ไม่น้อยกว่า 93% โดยน้ำหนักแบ่งออกเป็นชั้นคุณภาพต่าง ๆ ตามปริมาณนิเกิ้ลและธาตุที่ผสมในโลหะและมีชื่อ ซึ่งรู้จักกันดีในทางการค้าว่า A Nickel D นิเกิ้ล และ E นิเกิ้ล เพอร์มานิเกิ้ลและดิวรานิเกิ้ล

A – นิเกิ้ล เป็นนิเกิลบริสุทธิ์ทางการค้าที่มีปริมาณนิเกิลรวมกับโคบอลท์ไม่น้อยกว่า 99% โดยน้ำหนักสิงแปลกปนที่สำคัญ ได้แก่ แมงกานีส คาร์บอน และเหล็กโลหะนี้เหมาะสำหรับใช้งานที่ต้องการกำลังวัสดุปานกลางและมีความทนทานต่อการกัดกร่อนดี

D – นิเกิ้ล และ E – นิเกิ้ล ธาตุผสมที่สำคัญในนิเกิ้ลชนิดนี้คือ แมงกานีสโดย D – นิเกิ้ล มี 4.5% และใน E – นิเกิล 20% โดยน้ำหนักโลหะนี้มีกำลังสูงกว่า A – นิเกิ้ล แมงกานีสยังช่วยให้นิเกิลนี้สามารถใช้งานภายใต้บรรยากาศของกำมะถันได้ เช่น ใช้ในห้องสันดาปของเครื่องยนต์ สันดาปภายในนิยมใช้ทำเขี้ยวหัวเทียน นิเกิ้ลทั่ว ๆ ไปไม่เหมาะสมสำหรับใช้งานในบรรยากาศที่มีกำมะถัน เพราะจะทำให้โลหะละลายและแตกเมื่อร้อน (hot short)

เพอร์มานิเกิ้ล นิเกิลชนิดนี้มีกำลังวัสดุสูงกว่าที่กล่าวมาแล้ว เพราะผสมแมกนีเซียมและไทเทเนี่ยมจำนวนเล็กน้อยเข้าในโลหะ ซึ่งมีผลทำให้โลหะมีกำลังวัสดุสูงขึ้นทั้งยังสามารถปรับปรุงกำลังวัสดุให้สูงขึ้นโดยทางกรรมวิธีทางความร้อน เพ่อให้เกิดการแยกตัวแข็ง (aged hardening) ได้อีกด้วย คุณสมบัติการนำไฟฟ้าดีพอสมควร ดังนั้นโลหะนี้จึงเหมาะสำหรับใช้งานที่ต้องการทั้งกำลังวัสดุและการนำไฟฟ้าดี เช่น ทำสปริง ที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ดิวรานิเกิ้ล ธาตุผสมในนิเกิ้ลชนิดนี้ คือ อลูมิเนียมโดยปกติผสมประมาณ 4.5% โดยน้ำหนักธาตุอื่นที่สำคัญได้แก่ไทเทเนียมและซิลิกอน ช่วยส่งเสริมให้โลหะมีกำลังวัสดุสูงยิ่งขึ้น ทั้งสามารถปรับปรุงกำลังวัสดุให้สูงขึ้นได้อีกโดยการทำกรรมวิธีทางความร้อน


โครเมียม (Chromium)

โครเมียมมีสัญญลักษณ์ทางเคมีว่า Cr ความหนาแน่น 6.8 กก/ดม 3 จุดหลอมเหลว 1900o C
โครเมียมเป็นโลหะที่มีสีเทาคล้ายเหล็ก เมื่อหักดูรอยหักจะขาวเป็นมันวาบเหมือนเงินโครเมียมเป็นโลหะที่แข็งและเปราะ ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก เหมาะสำหรับใช้ชุบเคลือบผิวเพื่อมิให้เกิดขุมสนิม อุปกรณ์เครื่องมือใดที่ต้องการมิให้สึกหรอก็มักจะชุบโครเมียมแข็ง (Hard Chromium Plating) นอกจากนี้ โครเมียมยังเป็นวัสดุโลหะผสมที่สำคัญยิ่งอีกด้วย เช่น ใช้ทำเหล็กไร้สนิม (Stainless Steel) เป็นต้น เหล็กไร้สนิมที่เราใช้และเห็นกันอยู่ทุกวันนี้ในรูปของมีด ช้อน ส้อม ฯลฯ นั้นส่วนมากมีโครเมี่ยมผสมอยู่ 18 เปอร์เซ็นต์ นิเกิล 8 เปอร์เซ็นต์ ใช้ในการเคลือบนิเกิลหรือแผ่นเหล็กเพื่อทำให้แผ่นโลหะนั้น ๆ ไม่ขึ้นสนิมได้ง่าย สวยเป็นเงาดังจะเห็นได้จากส่วนต่าง ๆ ของรถยนต์ โลหะผสมโครเมียมที่มีประโยชน์อีกชนิดหนึ่งก็คือ โลหะผสมที่มีนิเกิล 80 เปอร์เซ็นต์ และโครเมียม 20 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าสูง
แร่โครเมียม คือ แร่โครไมต์ (Chromite) มีสูตรเคมีว่า FeCr2O4 ในเนื้อสินแร่จะพบออกไซด์ของเหล็กและของโครเมียมปนกันมีมาในอาฟริกาใต้, โรดีเซีย, เตอรกี และรัสเซีย


แมงกานีส (Manganes)

แมงกานีสมีสัญญลักษณ์ทางเคมีว่า Mn มีความหนาแน่น 7.4 กก/ดม3จุดหลอมเหลว1250o C แมงกานีสเป็นโลหะที่แข็งและเปราะสี เป็นสีเทาคล้ายเหล็ก ส่วนมากใช้เป็นวัสดุโลหะผสมกับเหล็ก เป็นเหล็กกล้า เหล็กหล่อ ทองแดงผสมและโลหะเบาผสมเป็นต้น แมงกานีสบริสุทธิ์ ไม่มีที่ใช้งาน เหล็กกล้าทุกชนิดจะมีแมงกานีสผสมอยู่ตั้งแต่ 0.5 – 14% บรอนซ์ หรือทองแดงซึ่งมีแมงกานีส 3.5% จะมีความแข็งแกร่งเท่า ๆ กับเหล็กกล้าละมุน (Mild steel) ถ่านไฟฉายแบตเตอรี่แห้ง ทำแก้วและในอุตสาหกรรมการทำสี เป็นต้น
แมกา นีสเป็นโลหะที่สำคัญที่สุดในการใช้เป็นตัวไล่ออกซิเจนในการผลิตเหล็กกล้าทุก ชนิด ฉะนั้นจึงเป็นปัจจัยสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตเหล็กกล้า หากปราศจากโลหะชนิดนี้แล้วอุตสาหกรรมเหล็กกล้าอาจจะยังไม่เจริญก้าวหน้ามาจน เท่าทุกวันนี้ก็ได้ แมงกานีสที่ผลิตในโลกนี้กว่า 90 เปอร์เซนต์นำไปใช้ในการผลิตเหล็กกล้า แมงกานิสไม่เป็นแต่เพียงตัวไล่ออกซิเจนอย่างเดียวแต่ยังใช้ผสมทำให้เหล็กกล้ามีคุณภาพดีพิเศษขึ้นอีกด้วย แมงกานีสที่ใช้ในการผลิตเหล็กกว้านี้ส่วนมากใช้ในรูปของ เหล็กกล้าผสมแมงกานีส (Ferro Manganese) ที่มีแมงกานีสอยู่ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ เหล็กกล้าผสมแมงกานีสมีประโยชน์มากสำหรับใช้ทำเครื่องมือบดย่อยหินและรางรถไฟตอนที่เป็นรางโค้างหรือบริเวณที่ตัดและสับหลีกกัน ซึ่งต้องรับการขัดสีมาก ๆ ส่วนเหล็กกล้าที่ใช้ทำหมวกเหล็กสำหรับทหารนั้น มีส่วนผสมประกอบด้วยคาร์บอน 1.3% ซิลิกอน 1.5% และแมงกานิส 12.9% ถือว่าเป็นเหล็กกล้าผสมแมงกานีสชนิดหนึ่งเหมือนกัน


อลูมิเนียม (Aluminium)

คุณสมบัติพิเศษอย่างหนึ่งของอลูมิเนียมก็คือ มีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงอยู่ในเกณฑ์สูงจึงทำให้อลูมิเนียมสามารถเข้าไปแทนที่เหล็กได้ แทนที่ทองแดงได้ก็เพราะมีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ในเกณฑ์ต่ำรองจากทองแดง นอกจากนี้อลูมิเนียมยังมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกรอนได้ดีในบรรยากาศทั่วไป เพราะอลูมิเนียมเมื่อทิ้งไว้ในอากาศบริเวณผิวจะรวมตัวกับออกซิเจนในอากาศให้อลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งป้องกันไม่ให้ออกซิเจนแทรกซึมลงไปทำปฏิกิริยากับอลูมิเนียมภายในได้ คุณสมบัติที่ดีอีกประกานหนึ่งก็คือ สามารถรวมตัวกับโลหะอื่นให้โลหะผสมที่มีคุณสมบัติพิเศษหลายประการ คุณสมบัติที่ไม่ดีของอลูมิเนียมอย่างเดียวคือ Limit elastic ต่ำ ทำให้การใช้งานต้องอยู่ในขอบเขตจำกัดอลูมิเนียมใกล้เคียงกับทองแดงคือการเป็นสื่อการนำความร้อน และไฟฟ้า

อลูมิเนียมแบ่งออกเป็น 4 เกรด
1. อลูมิเนียม (A1) 99.99% มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาวะของน้ำทะเล มีราคาแพงประโยชน์ใช้ในพวกอุปกรณ์ไฟฉายที่ต้องการความเข้มสูง ทำให้เกิดการสะท้อนแสงได้อยู่ (Search light or Reflector)
2. อลูมิเนียม (A2) 99.80% ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเพราะว่ามีความเหนียว (ductility) สูงคือสามารถโค้งงอได้เช่นทำ pipe, tube และแผ่นบาง ๆ ห่อหุ้มของ
3. อลูมิเนียม (A3) น้อยกว่า 99.60% ต้านทานต่อการเกิดกัดกร่อนได้ดีมาก เหมาะกับงานที่ไม่ต้องการอลูมิเนียมบริสุทธิ์มากนัก เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้า สายเคเบิ้ล การส่งถ่ายกระแสไฟฟ้าบางทีก็เรียกเกรดนี้ว่า E.C. (Electrical conductor)
4. อลูมิเนียม (A4) 99% ใช้ทำพวกภาชนะใส่อาหารทั่ว ๆ ไป กล่องแผ่นที่ใช้ทำงานทั่ว ๆ ไปที่เราไม่ต้องการอลูมิเนียมบริสุทธิ์สูงนัก พวกท่อก็มีความเหนียวสูงพอควร
คุณสมบัติทางฟิสิกส์
อลูมิเนียมมีสัญญลักษณ์ทางเคมีว่า AL ความหนาแน่น 2.7 กก/ดม3
จุดหลอมเหลว 658o C
อุณหภูมิกลายเป็นไอ 1800o C
ความร้อนจำเพาะ (0 – 100o C) 0.2259 แคลอรี่/กรัมo C
ความต้านทานจำเพาะ (20o C) 2.699 ไมรครอโอห์ม/ซ.ม.

คุณสมบัติทางกล
ความเค้นแรงดึงสูงสุด 2 กก/มม2
Elastic Limit 3 กก/มม2
Modulus of elasticity 7800 กก/มม2
Hardness 16 H.B.
Elangation 45%


คุณสมบัติที่ดีเด่นของอลูมิเนียม
1. มีความหนาแน่นน้อย น้ำหนักเบา ความถ่วงจำเพราะ 2.7 ซึ่งเหล็ก 7.8 และมีกำลังวัสดุต่อหน่วยน้ำหนักสูง นิยมใช้ทำเครื่องใช้ไม้สอยตลอดจนชิ้นส่วนบางอย่างในเครื่องจรวจและขีปาวุธ
2. จุดหลอมเหลวต่ำ หล่อหลอมง่าย
3. มีความเหนียวมากสามารถขึ้นรูปด้วยกรรมวิธีต่าง ๆ ได้ง่าย และรุนแรงโดยไม่เสี่ยงต่อการแตกหัก
4. ค่าการนำไฟฟ้าคิดเป็น 62% IACS (International Anneal Copper Standard)ซึ่งไม่สูงนัก แต่เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ดังนั้นจึงใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าในกรณีที่คำนึงถึงเรื่องน้ำหนักเบาเป็นส่วนสำคัญ
5. เป็นโลหะไม่มีพิษต่อร่างกายมนุษย์ (nontoxic) และมีค่าการนำความร้อนสูงใช้ทำภาชนะหุงต้มอาหารและห่อรองรับอาหาร
6. ผิวหน้าของอลูมิเนียมบริสุทธิ์ มีดรรชนีการสะท้อนกลับของแสงสูงมาก จึงใช้ทำแผ่นสะท้อนในแฟลชถ่ายรูป จานสะท้อนแสงในโคมไฟฟ้า ไฟฟ้าหน้ารถยนต์
7. ทนทานต่อการเกิดสนิม และการผุกร่อนในบรรยากาศที่ใช้งานโดยทั่วไปได้ดีมาก แต่ไม่ทนทานการกัดกร่อนของกรดแก่และด่างทั่วไป
8. ซื้อหาได้ง่ายในท้องตลาดและราคาไม่แพงนัก

วุลแฟรมหรือทังสเตน (Wolfram or Tungsten)

ทังสเตน มีสัญญลักษณ์ทางเคมีว่า W มีความหนาแน่น 19.3 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 3370o C (สูงที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหลาย) ทังสเตนหรืออีกชื่อหนึ่งว่าวุลแฟรม เป็นโลหะขาวเหมือนเงินใช้ทำไส้หลอดไฟฟ้า เพราะสามารถโปร่งแสงได้มากกว่าไส้ชนิดอื่น และทนต่อความร้อนได้ดีด้วยวุลแฟรมมีที่ใช้มากในอุตสาหกรรม คือ ใช้เป็นวัสดุโลหะผสมทำเหล็กรอบสูง เหล็กเครื่องมือ และเหล็กโลหะแข็ง ซึ่งเป็นวัสดุคมมีดที่รักษาความคมไว้ดีมาก แม้ว่าอุณหภูมิงานจะสูง
Scheele ชาวสวีเดน เป็นผู้ค้นพบแร่ทังสเตนเป็นคนแรก ซึ่ง Scheele ได้พิสูจน์ว่าแร่นั้นประกอบด้วยปูนขาว แรดทังสติกในรูปของแคลเซียมทังสเตท ซึ่งปัจจุบันเรียกว่า แร่ซีไลท์ คำว่าทังสเตนในสวีเดนมีความหมายว่าหินหนัก แต่ปัจจุบันได้มาจากแร่สีดำและหนัก ซึ่งเรียกกันว่า วุลแฟรม หรือ วุลแฟรมไมท์ ทังสเตนเป็นโลหะที่มีความสำคัญมากชนิดหนึ่งในด้านการอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า ประโยชน์ที่มีความสำคัญที่สุดของทังสเตนที่พบกันครั้งแรกคือใช้ทำเส้นใยในหลอดไฟฟ้า เพราะมีคุณสมบัติพิเศษบางประการคือ ไม่หลอมตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 3400o C และในขณะเดียวกันมีความแข็งทั้งในขณะที่ร้อนและเย็นความจริงทังสเตนเป็นโลหะที่เปราะมาก และหลอมละลายยากเพราะมีจุดหลอมตัวสูง แต่ที่สามารถทำเป็นแท่งแล้วดึงเป็นเส้นลวดเล็ก ๆ ได้ก็โดยเอาผงทังสเตนมาอัดเป็นแท่งในแบบพิมพ์ ปัจจุบันนี้ทังสเตนที่ใช้ผสมกับเหล็กกล้ามีปริมาณสูงถึง 90% ใช้ผสมทำเหล็กกล้าความเร็วสูงทำทังเตนคาร์ไบด์ใช้ทำเครื่องมือสำหรับตัดโลหะที่สำคัญที่สุด คือ สเตลไลท์ (Stellite) ซึ่งเป็นโลหะผสม Co 5.5% Cr 33 – 35% W 10% C 1.5 – 2% ทังสเตนยังใช้ในรูปของสารประกอบเรียกว่า ทังสเตนบรอนซ์ ใช้ประโยชน์เป็นเครื่องตกแต่งผสมแก้วหรือเครื่องปั้นดินเผาทำให้มีสีสวยต่าง ๆ กัน ทังสเตนกลึงได้ยากเพราะว่ามันแข็งแต่สามารถเจียรนัยได้

ประโยชน์ของทังสเตน ณ ที่อุณหภูมิห้องโลหะทังสเตนสามารถนำไปใช้งานได้มากมาย ดังต่อไปนี้
1. ใช้เป็นอีเล็คโทรดสำหรับการเชื่อมแบบแกสเฉี่อย (การเชื่อมแบบทิก)
2. ใช้ทำไส้หลอดไฟฟ้าและอีเล็คตรอน
3. ใช้เป็นขั้วบวกสำหรับหลอดเอ็กซเรย์ และหลอดอีเล็คตรอน
4. เป็นธาตุที่ต้านทานไฟฟ้า
5. ใช้เป็นแม่พิมพ์ในการรีดเส้นลวด
6. ใช้ทำหัวฉีดในจรวด

โมลิบดินั่ม (MOLYBDENUM)

โมลิบดินั่ม มีสัญญลักษณ์ว่า Mo ความหนาแน่ 10.2 กก/ดม3 จุดหลอดเหลว 2622o C บางทีเรียกันว่า “มอลลี่” เป็นโลหะขาวคล้ายเงินไม่แข็งกระด้าง สามารถแปรรูปได้ง่ายกว่าทังสเตนโมลิบดินั่มบริสุทธิ์ ใช้มากในการทำที่ยึดของเส้นใยในหลอดไฟฟ้าทุกชนิด หลอดวิทยุ หลอดรังสีเอ็กซ์ ใช้ในจุดสัมผัสต่าง ๆ ในทางไฟฟ้า และเมื่อทำเป็นแผ่นริบบิ้นใช้เป็นตัวให้ความร้อนในเตาไฟฟ้า แบบที่ใช้ความต้านทานซึ่งอาจจะนำความร้อนได้สูงถึง 2000o C อย่างไรก็ดีประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของโมลิบดินั่มนั้นได้แก่ ใช้ผสมกับเหล็กกล้าชนิดต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กกล้าผสมนิเกิลและโครเมียม โมลิบดินั่มจะช่วยทำให้เหล็กกล้ามีความเหนียมมากขึ้น เหมาะสำหรับใช้ในที่ที่มีความกดดันและอุณหภูมิสูง เช่น ใช้ทำหม้อน้ำสำหรับเครื่องไอน้ำ ในเหล็กกล้าไม่ขึ้นสนิมที่มีโครเมี่ยม 18% นิเกิล 4% เมื่อผสมโมลิบดินั่ม 2 – 4% จะช่วยทำให้เหล็กกล้าชนิดนี้ต้านทานการขึ้นสนิมดีขึ้น แม้จะใช้ในทีอุณหภูมิสูง ๆ ก็ตามปัจจุบันใช้ โมลิบดินั่มแทนทังสเตนกันมากในการผลิตเหล็กกล้า ความเร็วรอบสูง นอกจานี้ผสมในเหล็กหล่อทำให้เหล็กหล่อมีความแข็งและทนต่อการสึกหรอมากขึ้นตามปกติจะใช้ในรูปของเหล็กผสมโมลิบดินั่ม (FERRO – MOLYBDENUM) เช่นเดียวกับแมงกานีสหรือทังสเตนท้ายสุดที่สารประกอบทางเคมีของโมลิบดินั่ม เช่น โซเดียมโมลิบเดทมีประโยชน์มากในอุตสาหกรรมหมึกและสีย้อมผ้าเป็นโลหะที่ใช้ผสมกับเหล็ก ทำให้เหล็กเหนียวเค้นแรงดึงสูงมากขึ้น และใช้เป็นอีเล็คโทรดในหลอดรังษีเอ็กซ์เรย์ โมลิบดินั่มเป็นโลหะแข็งมีคุณสมบัติทั่ว ๆ ไป คล้ายกับทังสเตนแต่สารประกอบของโมลิบดินั่มสารหนึ่ง คือ โมลิบดินั่มไดซัลไฟดิ์ (MoS2) กลับมีคุณสมบัติเป็นวัสดุหล่อลื่นที่ดีที่สุดอย่างหนึ่ง แร่โมลิบดินั่นที่สำคัญได้แก่ แร่โมลิดีไนท์ (MoS2) และแร่วุลพีไนท์ (PbMoO4)


วาเนเดียม (VANADIUM)

วาเนเดียม มีสัญญลักษณ์ว่า V ความหนาแน่น 5.7 กก/ดม3 จุดหลอมเหลวที่ 1715o C เป็นโลหะที่มีสีเทาคล้ายเหล็ก และแข็งมากทีเดียวในวงการช่างวาเนเดียมใช้เป็นวัสดุโลหะผสมกับเหล็ก เพียงแต่ผสมลงไปนิดหน่อย (ปกติไม่เกิน 0.2%) จะทำให้ความเค้นแรงดึงและความเหนียมของเหล็กสูงขึ้นมากมาย โลหะวาเนเดียมบริสุทธิ์ เตรียมได้ยากมากในการปฏิบัติเรามักเตรียมวาเนเดียมในลักษณะ (FERROVANADIUM) คือเป็นสารประกอบของเหล็กกับวาเนเดียม

ประโยชน์ของวาเนเดียมวาเนเดียมใช้เป็นธาตุผสมในเหล็กกล้าวาเนเดียมจะช่วยให้เหล็กกล้ามีคุณภาพดีขึ้นหลายประการดังนี้
1.บางส่วนของวาเนเดียม จะละลายในเนื้อเหล็ก ทำให้เหล็กกล้ามีกำลังความแข็งและอำนาจการยืดตัวสูง
2.ทำให้เหล็กกล้ามีเกล็ดผลึกละเอียดและสม่ำเสมอและลดความโน้มเอียงในการเติบโตของเกล็ดผลึกระหว่างการกระทำด้วยความร้อน
3.วาเนเดียมจะรวมตัวกับคาร์บอนเป็นคาร์ไบด์ (CARBIDE) ที่มีเสถียรภาพดี ทำให้เหล็กกล้ามีความคงทนและแข็งแกร่งขึ้นแม้อุณหภูมิสูง คุณสมบัติก็ไม่เปลี่ยนแปลงไป
วาเนเดียนเป็นโลหะที่มีกัมมันตภาพทางเคมีมาก และสามารถเปลี่ยนแปลงวาเลนซี่ได้ง่าย จึงทำให้วาเนเดียนเป็นตัวเร่งปฏิกริยาที่ดี และใช้มากในการผลิตสารเคมีต่าง ๆ เหล็กที่ใช้ในส่วนที่มีความเครียดมาก ๆ เช่น สลักสูบ ก้านสูบ ข้อเสือรถไฟ เพลา และลูกสูบ มักใช้เหล็กกล้าที่มีวาเนเดียนผสมอยู่ 0.2% แมงกานีส 0.7 – 0.95% และคาร์บอน 0.4 – 0.5% เหล็กกล้าผสมโครเมียมและวาเนเดียน ซึ่งมีวาเนเดียนผสมอยู่ 0.15 – 0.20% ใช้กันแพร่หลายในการทำหม้อน้ำ ท่อไอน้ำความร้อนสูง แท่งอีเล็คโทรดที่ใช้การเชื่อมโลหะเกียร์ต่าง ๆ เพลารถยนต์ ขาไก่พวงมาลัย เพลาข้อเหวี่ยง และเพลาใบพัด เป็นต้น ในเหล็กกล้าความเร็วสูงทุกชนิด มักจะมีวาเนเดียมผสมอยู่ตั้งแต่ 0.5 – 2.5% นอกจากนี้วาเนเดียมยังมีประโยชน์มากในการผลิตเหล็กกล้าชนิดที่ใช้ทำแบบพิมพ์ถาวรโดยผสมเข้าไปประมาณ 0.25% จะช่วยกำจัดสิ่งสกปรกต่าง ๆ ออกจากเหล็กกล้า โดยเฉพาะพวกที่ไม่ใช้โลหะ


โคบอลท์ (COBALT)

โคลบอลท์มีสัญญลักษณ์ว่า Co ความหนาแน่น 8.6 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 1490o C มีคุณสมบัติโดยทั่ว ๆ ไป คล้ายกับนิเกิล แต่ทว่าเหนียวกว่ามาก สีของโลหะโคบอลท์เป็นสีขาวออกชมพูเรื่อ ๆ จนเกือบจะเป็นสีเทา โคบอลท์ใช้เป็นวัสดุโลหะผสมกับเหล็กใช้ทำโลหะแม่เหล็ก และเป็นส่วนประกอบสำคัญของโลหะแข็ง (HARDMETAL) มนุษย์รู้จักใช้สินแร่โคบอลท์ในการผสมทำเครื่องเคลือบดินเผา และในอุตสาหกรรมแก้วดังจะเห็นได้จากแก้วโคอลท์สีน้ำเงินที่ค้นพบในหลุมศพของชาวอียิผต์ และในสิ่งสลักหักพังของเมืองทรอย (TROY) ประโยชน์ของโคบอลท์ที่สำคัญที่สุดในทางโลหะวิทยา ก็คือใช้ในโลหะผสมสำหรับทำเครื่องตัดโลหะด้วยความเร็วสูง ที่รู้จักกันทั่วไปและใช้มากที่สุด คือ สเตลไลท์ ซึ่งเป็นโลหะผสมของโคบอลท์ 45 – 50% โครเมี่ยม 30 – 35% และทัสเตน 12 –17% สเตลไลท์นี้สามารถตัดโลหะแข็งแกร่งได้โดยความเร็วสูง และยังคงรักษาความแหลมคมไว้ได้ แม้จะได้รับความร้อนถึงกับร้อนแดงก็ตาม ในพวกโลหะผสมคาร์ไบด์ต่าง ๆ มีโคบอลท์ผสมอยู่กว่า 10% ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมและช่วยให้โลหะคาร์ไบด์มีความแข็งแกร่งขึ้น
ใช้มากที่สุดในทังสเตนคาร์ไบด์ ซึ่งใช้ทำเครื่องมือตัดโลหะด้วยความเร็วสูง ส่วนต่าง ๆ ของเครืองยนต์กังหันแกส ปัจจุบันนี้ใช้โลหะโคบอลท์ 62% โครเมี่ยม 28% โมลิบดินั่ม 5.5% นิเกิล 2.5% และเหล็กกับคาร์บอนอีกเล็กน้อย โลหะชนิดนี้ทนต่อความร้อนได้ดีมาก ประโยชน์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของโคบอลท์ คือใช้ในการทำโลหะผสมที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กถาวรหลายชนิด โดยเฉพาะโลหะผสม “อัลนิโค” ซึ่งประกอบด้วยอลูมิเนียม นิเกิลและโคบอลท์ ชนิดของแร่โคบอลท์ที่สำคัญได้แก่แร่สมอลไลท์ (CoAS2) และแร่โคบอลท์ไทท์ (Co.AS.S)


พลวง (ANTIMONY)

พลวงมีสัญญลักษณ์ว่า Sb ความหนาแน่น 6.6 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 630o C พลวงเป็นโลหะมันสีขาวเหมือนเงิน แข็งและเปราะใช้เป็นโลหะผสม โดยจะเสริมความแข็งให้แก่โลหะผสมนั้น ตัวอย่างเช่นใช้ผสมทำตะกั่วแข็งในหม้อแบตเตอรี่ โลหะบัดกรี และทำโลหะหล่อแบริ่งเป็นต้น ความแข็งของพลวงแลเห็นได้จากตะไบโลหะผสม 30% เหล็ก 70% พลวงขณะตะไบจะมีประกายไฟเกิดขึ้น พลวงมีลักษณะคล้ายสังกะสี แต่แข็งและเปราะมาก สามารถทุบให้ละเอียดเป็นผงได้ตามปกติแล้ว ลำพังโลหะพลวงเองไม่สามารถใช้ทำประโยชน์อะไรได้เลย แต่ใช้เป็นโลหะผสมสำหรับเพิ่มความแข็งให้ตะกั่วเพื่อใช้ทำตัวพิมพ์ต่าง ๆ ทำโลหะตุ๊กตา (BEARING METAL) แผ่นแบตเตอรี่กระสุนปืน ในการผสมกับตะกั่วทำโลหะตัวพิมพ์ต่าง ๆ นั้นนอกจากจะทำให้ตะกั่วแข็งขึ้นแล้วพลวงยังช่วยให้โลหะผสมนั้นมีคุณสมบัติหดตัวน้อยลงขณะที่แข็งตัว จึงเหมาะสำหรับใช้หล่อตัวพิมพ์ลูกปืนขนาดต่าง ๆ ที่ใช้กันส่วนมากตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่หนึ่งนั้น คือ โลหะที่มีพลวงอยู่ด้วย พลวงจะช่วยให้โลหะผสมนั้นแข็งเปราะจนกระทั้งเมื่อกระทบกับสิ่งของหรือระเบิดแล้วจะมีสะเก็ดกระจายทั่วไป ต่อมาพลวงเริ่มมีบทบาทสำคัญยิ่งในการวิวัฒนาการของโลหะตุ๊กตา ซึ่งคงต้องใช้อยู่ตราบจนทุกวันนี้ ปริมาณพลวงที่ใช้มากที่สุดคือ ผสมกับตะกั่วในการทำแผ่นแบตเตอรี่ และปริมาณการใช้คงนับวันจะทวีขึ้นเคียงคู่ไปกับพัฒนการความเจริญก้าวหน้าของอุตสาหกรรมรถยนต์ทุกชนิด เมื่อใช้พลวงผสมตะกั่วเพื่อใช้หุ้มสายโทรศัพท์ และเคเบิลอื่น ๆ จะทำให้โลหะนี้มีความทนทานต่อความล้า ถึง 15 เท่า ของตะกั่วธรรมดาที่ใช้ของพลวงส่วนมากอยู่ในรูปของโลหะผสมหรือสารประกอบหนึ่งในหกส่วนของพลวงที่ผลิตได้นั้นนำมาใช้ในการทำสารประกอบ เช่น LEAD ANTIMONAE และ ANTIMONY TETROXIDE ซึ่งใช้มากในอุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผา ทำสี และลูกระเบิดควันสำหรับหาระยะพลวงทั้งในรูปของออกไซด์ ซัลไฟด์ และโลหะบริสุทธิ์ใช้ผสมในการผลิตแก้วสีต่าง ๆ นอกจากนี้ที่ใช้หลักของพลวงยังมีอีกหลายอย่าง เช่น ในอุตสาหกรรมยาง และไม้ขีดไฟ เป็นต้น


บิสมัท (BISMUTH)

บิสมัทมีสัญญลักษณ์ว่า Bi มีความหนาแน่น 9.8 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 279o C บิสมัทเป็นโลหะที่แข็งเหมือนพลวงเป็นเมล็ดเกรนมาก และเปราะสีค่อนข้างแดง บิสมัทใช้เป็นวัสดุโลหะผสม ช่วยลดจุดหลอมเหลวให้น้อยลง เช่น ฟิวส์ไฟฟ้าเป็นต้น โลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำที่สุดมีส่วนผสมต่าง ๆ ดังนี้ บิสมัท 50% ตะกั่ว 25% ดีบุก 12.5% และแคดเมียม 12.5% จุดหลอมเหลวของโลหะนี้ 55.5o C ตัวอย่างงานอีกอย่างหนึ่งของบิสมัท คือ ใช้เป็นโคมสะท้อนไฟได้ดีมากประหนึ่งกระจก โลหะบัดกรีที่มีบิสมัทผสม 15% มีจุดหลอมตัวต่ำเหมาะสำหรับใช้บัดกรีกระป๋องหรือภาชนะที่ใส่กระสุนดินระเบิดต่าง ๆ ใช้ในอุตสาหกรรมแก้ว และเครื่องป่นดินเผาในรูป ออกไซด์ ประโยชน์ของบิสมัทที่สำคัญคือใช้ในการผลิตยารักษาโรคต่าง ๆ ซึ่งใช้บิสมัทถึง 75% ผลิตโลหะบัดกรี โลหะผสมบิสมัท ตะกั่ว พลวง มีประโยชน์ใช้สำหรับเชื่อมรอยต่อระหว่างแก้วกับโลหะในการทำภาชนะ หรือท่อ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมัน อากาศ หรือ น้ำรั่ว ได้ใช้ผสมตะกั่วหรือดีบุกสำหรับหล่อทำของเด็กเล่นต่าง ๆ แร่บิสมัทที่สำคัญก็คือแร่บิสมัททิไนท์ (Bi2S2)


ปรอท (MERCURY)

ปรอทมีสัญญลักษณ์ว่า Hg มีความหนาแน่น 13.6 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว –39o C ปรอทเป็นโลหะชนิดเดียวที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิธรรมดา มีสัมประสิทธิการขยายตัวสูงมาก จึงเหมาะที่จะใช้ทำเทอร์มอมิเตอร์ในงานช่างไฟฟ้า ปรอทใช้เป็นสวิทช์ได้ดี เรียกว่า สวิทช์ปรอท ไอของปรอทเมื่อเติมลงในหลอดไฟจะใช้แสงสีเขียวและอุตราไวโอเลต ใช้ได้ทั้งเป็นไฟส่องสว่าง และไฟวิทยาศาสตร์ฆ่าเชื้อโรค

ใช้ในอุปกรณ์ เครื่องไฟฟ้าต่าง ๆ ได้แก่ หลอดแก้วสูญญากาศ หลอดไฟนีออน ทำแบตเตอรี่แห้ง ปลายสวิทช์ไฟฟ้า และเครื่องตัดกระแสไฟฟ้าอีกหลายชนิด นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการทำเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ เช่น ทำเครื่องวัดอุณหภูมิ เครื่องวัดความ ของบรรยากาศ ปั๊มสูญญากาศ และอื่น ๆ อีกมาก ดีบุก เงิน และทองที่ละลายในปรอททำให้เกิดโลหะผสมขึ้น ซึ่งเรียกกันโดยทั่ว ๆ ไปว่า เป็นโลหะอะมาลกัม (AMALGAM) ใช้ประโยชน์มากในการทันตแพทย์ เช่น ใช้สำหรับอุดฟัน เป็นต้น นอกจากนี้สารประกอบของปรอทยังใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมัน สี อุตสาหกรรมทำผ้าสักหลาด การถ่ายรูป และอื่น ๆ อีก ปรอทรวมตัวกับโลหะอื่นได้เกือบทุกชนิด ยกเว้น เหล็ก นิเกิล วุลแฟรม และโมลิปดีนั่ม เท่านั้น แร่ปรอทที่สำคัญก็คือแร่ซินนาบาร์ (Hgs)


แทนทาลัม (TANTALUM)

แทนทาลัมมีสัญญลักษณ์ว่า Ta ความหนาแน่น 16.6 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 3030o C แทนทาลัมเมื่อขัดแล้วเป็นโลหะที่มีสีขาวคล้ายทองคำขาว แต่ถ้าไม่ขัดจะมีสีค่อนข้างน้ำเงินคล้ายเหล็กกล้า ทั้งนี้คงเป็นเพราะเยื่อออกไซด์บาง ๆ ที่เกิดอยู่ที่ผิวแทนทาลัมเป็นโลหะที่ต้านทานต่อการกัดของสนิมได้ดีเป็นพิเศษ ที่อุณหภูมิธรรมดาไม่มีกรดเคมีใด ๆ ที่กัดแทนทาลัมได้ นอกจากกรดไฮโดรฟลูโอริคเท่านั้น แทนทาลัมบริสุทธิ์ มีคุณสมบัติทางกลคล้ายกับเหล็กกล้าละมุนเนื่องด้วยแทนทาลัมมีคุณสมบัติต้านทานต่อการกัดของสารประกอบเคมีได้ดีพอ ๆ กับทองคำขาว แต่ราคาถูกกว่ามากจึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเคมี โดยเฉพาะในการผลิตอุปกรณ์เครื่องมือต่าง ๆ ที่ต้องใช้กับสารประกอบที่มีอำนาจการกัดโลหะสูง แม้แต่ในทางการแพทย์ก็เริ่มใช้แทนทาลัมในการทำเป็นแผ่น เป็นสกรู และหมุดสำหรับต่อกระดูกแทนทาลัม สามารถดูดแกสต่าง ๆ ได้ดีเป็นพิเศษอีกทั้งยังมีจุดหลอมตัวสูง จึงใช้ทำขั้วบวกและกริด (GRID) ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหลายได้ดี ประโยชน์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของแทนทาลัม คือใช้ในรูปของคาร์ไบด์ผสมกับโลหะคาร์ไบด์อื่น ๆ เพื่อทำปลายเครื่องมือตัดโลหะแร่ที่สำคัญของแทนทาลัม คือ แร่ทานทาไลท์ (Ta2O5)

ประโยชน์ของแร่แทนทาลัม
1.ใช้ทำอุปกรณ์สำคัญที่เรียกว่า Capacitor เช่น อุปกรณ์ในเครื่องคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ของวงจรอิเลคโทรนิค เครื่องคำนวณ เครื่องอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อการสื่อสาร และเนื่องจากคุณสมบัติพิเศษทางไฟฟ้า การใช้ทางด้านนี้เพิ่มขึ้นมากทุกปี ประมาณว่าใช้ถึงกว่า 70% ของการใช้แทนทาลัมทั่วโลก
2.ใช้ทำเครื่องกลึงและมีดตัดโลหะ (Cutting tools) ชนิดพิเศษหัวเจาะหิน (Rock Drills) โดยผสมกับโลหะอื่น เพราะคุณสมบัติที่มีความแข็งมาก มีความสึกหรอน้อยมาก ดังนั้นปริมาณ
3.ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีที่มีการกัดกร่อนสูง โลหะแทนทาลัมเป็นวัสดุอุปกรณ์ที่ทนทานต่อสภาพได้ดีกว่าวัสดุอื่น ๆ เนื่องจากมีความทนต่อการกัดกร่อนของกรดหรือด่างในอัตราสูง
4ให้ในการสร้างเครื่องยนต์ไอพ่น จรวดยานอวกาศและอื่น ๆ เพราะเป็นโลหะที่ทนความร้อนได้สูงคืน ทนต่อความร้อนถึงอุณหภูมิประมาณ 3,000 องศาเซลเซียส และสามารถเปลี่ยนแปลงเป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้สะดวกด้วย
5.ใช้ในการทำยุทโธปกรณ์ – ในการรบให้มีสมรรถภาพ โดยมีการดัดแปลงอยู่ตลอดเวลา
6.ใช้ในการทำกระจกเลนส์ ชนิดพิเศษที่มีความทนต่อความร้อนสูง
7.นอกจานั้นแล้วยังใช้ทำอุปกรณ์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู โดยเป็นวัสดุสำคัญในการก่อสร้าง
8.สำหรับในอนาคตข้างหน้า ถ้าแทนทาลัมมีราคาถูกลงหรือโลหะชนิดอื่น ๆ มีราคาสูงขึ้นอาจจะใช้แทนทาลัมในการผลิตอุปกรณ์ควบคุมสิ่งแวดล้อมเป็นพิษอื่น ๆ เช่น ในการสร้างรถยนต์ เครื่องยนต์ต่าง ๆ ตลอดจนในการก่อสร้างโรงงานที่มีการใช้เครื่องจักรซึ่งสามารถแก้ไขในเรื่องสิ่งแวดล้อม เป็นพิษได้ดี

ไตเตเนียม (TITANIUM)

ไตเตเนียมสัญญลักษณ์ว่า Ti ความหนาแน่น 4.51 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 1700o C เป็นโลหะขาวเหมือนเงินทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเท่า ๆ กับเหล็กไร้สนิม มีความแข็งแรงด้านความเค้นแรงดึงได้เท่า ๆ กับเหล็กไร้สนิม มีความแข็งแรงด้านความเค้นแรงดึงได้เท่า ๆ กับเหล็กกล้ากระทั่งถึงอุณหภูมิประมาณ 400o C ใช้เป็นวัสดุผสมกับเหล็กทำให้เหล็กแข็ง มีคุณสมบัติทางด้านเชิงกลมีความต้านทานต่อการผุพังสูง เป็นโลหะที่แข็งแกร่ง มีจุดหลอดตัวสูง แต่เบามาก เบากว่าทองแดงถึงครึ่งหนึ่ง ไตเตเนียมเป็นโลหะที่ผลิตได้ยากมากชนิดหนึ่ง แร่ที่สำคัญของไตเตเนียม คือ อิลเมไนท์ (ILMENITE) Fe Ti O3 และรูไทล์ แหล่งแร่ไตเตเนียมที่สำคัญที่สุดในโลกอยู่เหนือ LAWRENCE ในอเมริกาเหนือ โลหะชนิดนี้ส่วนมากผลิตโดยการลดออกซิเจนด้วยแมกนีเซียมจะได้ไตเตเนียมผง และต้องนำผงนี้ไปหลอมในสูญญากาศ หรือภายใต้บรรยากาศของแกสเฉื่อย (INERT GAS) เพราะ ไตเตเนียมสามารถรวมกับออกซิเจนไฮโดรเจนและไนโตรเจนได้รวดเร็วมาก ซึ่งล้วนแต่ทำให้โลหะเปราะไตเตเนียมเป็นโลหะยุทธปัจจัยที่สำคัญชนิดหนึ่ง ส่วนมากใช้เป็นส่วนประกอบในการทำเครื่องบินไอพ่น ตลอดจนเครื่องบินโดยสารที่มีความเร็วสูงเพื่อความมุ่งหมายในการลดน้ำหนักที่ ใช้สำคัญของไตเตเนียมในเครื่องบิน คือ ใช้สำหรับทำผนังกันไฟ และท่อไอเสียจากเครื่องยนต์ กังหันแกสเหมาะที่จะใช้ทำใบกังหัน และส่วนประกอบของเครื่องยนต์ไอพ่น ประโยชน์ที่สำคัญของไตเตเนียมในด้านอุตสาหรกรรมเครื่องบินในอนาคตนั้น คืออาจจะใช้สำหรับทำท่อทางเดินของของเหลวภายใต้ความกดดันและใช้ทำผนังของ เครื่องบินที่มีความเร็วสูง ซึ่งจะมีความต้านทานขัดสีกับอากาศมาก ทำให้อุณหภูมิของตัวเครื่องบินสูงขึ้นกว่าที่โลหะผสมอลูมิเนียมธรรมดาจะทน ทานได้ ดังนั้น เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุหรือความเสียหายจึงจะจำเป็นต้องใช้ไตเต เนียมเคลือบผิว การใช้ไตเตเนียมส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรม โลหะจะได้แก่การใช้เป็นตัวทำให้โลหะต่าง ๆ เช่น อลูมิเนียม เหล็ก และนิเกิล มีเกล็ดผลึกเล็กลงอันเป็นทางนำมาซึ่งคุณสมบัติที่ดีแต่ไตเตเนียมยังมี ประโยชน์ไม่น้อยในการใช้ผสมทำไตเตเนียมคาร์ไบด์สำหรับทำเครื่องมือตัดโลหะ


ทองคำขาว (PLATINUM)

ทองคำขาวมีสัญญลักษณ์ว่า Pt ความหนาแน่น 21.5 กก/ดม3 จุดหลอมเหลว 1770o C ทองคำขาวเป็นโลหะที่หนักที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหลาย สีขาว ซึ่งมีคุณสมบัติหลายอย่างคล้ายทองแต่ทนต่อการกัดของสนิมความร้อนและกรดได้ดีกว่า ดังนั้นประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของทองคำขาว คือ ใช้ในที่ ๆ แม้จะมีการกัดของสนิมเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้เกิดการเสียหายขึ้น เช่นในกลไกสัมผัสบางส่วนในวงจรไฟฟ้า และใช้ในการทำเครื่องประดับประดาต่าง ๆ เช่น เดียวกับทองประโยชน์สำคัญทางด้านอุตสาหกรรม คือใช้ทำเส้นลวดสำหรับวัดอุณหภูมิ เรียกว่า THERMOCOUPLE ใน ด้านอุตสาหกรรมเคมีนั้นทองคำขาวก็นับว่าเป็นปัจจัยสำคัญไม่น้อย เช่น ใช้ในการทำเครื่องมือเครื่องใช้ต่าง ๆ ในการค้นคว้าทดลอง และวิเคราะห์ นอกจากนี้ทองคำขาวผงยังเป็นตัวเร่งปฏิกริยาที่ดีที่สุดอีกด้วย ปริมาณของทองคำขาวที่มนุษย์นำมาใช้มากที่สุดคือในการกระทำเครื่องประดับ ที่ใช้ส่วนย่อยอื่น ๆ ของทองคำขาวคือใช้ในการเคลือบด้วยไฟฟ้า การถ่ายรูป ปลายปากกาหมึกซึม หลอดวิทยุ วัตถุระเบิด ยารักษาโรค ทันตแพทย์และการย้อมสี ทองคำขาวเป็นโลหะที่หายาก และมีราคาแพงมาก เป็นโลหะที่เฉื่อยมากแม้ว่าจะเผาให้ร้อนจนขาวก็จะยังคงความเป็นโลหะมันไม่ รวมตัวกับออกซิเจนในอากาศให้ผิวหมองแต่อย่างใด กรดและด่างต่าง ๆ ก็ไม่สมารถกัดทองคำขาวได้ ทองคำขาวสามารถกรีดและดึงเป็นเส้นเล็ก ๆ ได้ รีดเป็นแผ่นได้บางถึง 0.0025 ม.ม. และดึงเป็นเส้นลวดได้เล็ก 0.015 มม. ในงานวิจัยทองคำขาวใช้เป็นเบ้าที่ต้องทนอุณหภูมิและการกัดกร่อนที่หนักที่สุดในงานอุตสาหกรรมใช้เป็นคู่สายเทอร์โมคับเปิล วัดอุณหภูมิได้ถึง 1600o C ทองคำขาวได้มาจากแร่พลาตินัม (Pt)

ไม่มีความคิดเห็น: