ข้อสรุปผลงานวิจัยการศึกษาเหล็กน้ำพี้ ของ วท.

ข้อสรุปผลงานวิจัยการศึกษาเหล็กน้ำพี้ ของ วท. .:: สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย ::.

1.เหล็กน้ำพี้ที่มีความแข็งเหนียว ไม่ได้มีผลมาจากธาตุคาร์บอนเพียงธาตุเดียวเหมือนอย่างเหล็กกล้าคาร์บอนที่รู้จักกันในปัจจุบัน
2.โครงสร้างที่ทำให้ความแข็งแรงสูง จะมาจากผลของธาตุแมงกานีส เพราะพบแมงกานีสในเหล็กน้ำพี้ทุกตัวอย่าง
3.การตกผลึก(precipitation) ทั้งในสภาพขนาดเล็ก และขนาดใหญ่ที่ปรากฏเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เหล็กน้ำพี้มีความแข็ง อยู่ในเกณฑ์สูง
4.ความแข็งคมของดาบเหล็กน้ำพี้ น่าจะเป็นไปในลักษณะการชุบแข็งผิว อันเกิดจากการเผาด้วยถ่านไม้
และนำออกมาตีซ้ำแล้วซ้ำอีก โดยธาตุคาร์บอนจะแพร่ซึมเข้าตามบริเวณผิว และมีผลทำให้เหล็กน้ำพี้มีความแข็ง ภายหลังการอบชุบความร้อน
5.ผลของธาตุบางตัว เช่น โบรอน และไททาเนียม เชื่อว่ามีบทบาทในการทำให้เหล็กมีความแข็งแรงสูง
แต่เนื่องจากการศึกษาในด้านนี้ยังก้าวไปไม่ถึง เพราะขาดข้อมูลทางวิชาการ จึงไม่สามารถกล่าวยืนยันในที่นี้ได้
6.คุณสมบัติไม่เป็นสนิมของเหล็กน้ำพี้ และมีสีเขียวเหมือนปีกแมลงทับ เชื่อว่ามาจากการเกิดออกไซด์ของเหล็ก
และธาตุบางตัวในเหล็กในขณะเผาแล้วตี เกิดผิวออกไซด์ที่หนาและป้องกันไม่ให้เกิดสนิมต่อไปได้อีก
เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์ และโครเมียมออกไซด์ เป็นต้น
7.ธาตุโครเมียม ทองแดง และนิเกิล ไม่ปรากฏพบในแร่เหล็กตัวอย่าง แต่ปรากฏพบในเหล็กน้ำพี้ตัวอย่าง
อาจเป็นไปได้ที่การเก็บตัวอย่างแร่เหล้ก กระทำในขอบเขตไม่กว้างขวางเพียงพอ หรือไม่ก็อาจเป็นไปได้ที่การถลุงแร่เหล็กน้ำพี้โบราณ
ได้มีการนำเอาแร่เหล็กจากบริเวณอื่นมาผสมรวมกันก็เป็นไปได้
8.ข้อสรุปอีกประการหนึ่งที่เกี่ยวกับวิชาการ เรื่องของ Composite steel ที่กล่าวว่าเป็นเหล็กที่ประกอบด้วยโครงสร้างของเหล็กอ่อน
ร่วมกับโครงสร้างของเหล็กแข็ง แทรกตัวอยู่ร่วมกันมีผลทำให้เหล็กมีคุณสมบัติแข็งแรง และมีความเหนียว ซึ่งในปัจจุบันนี้
ได้อาศัยหลักการที่กล่าวมานี้ ผลิตเหล็กกล้าที่มีคุณสมบัติพิเศษ โดยกรรมวิธีโลหะผง ( powder metallurgy technique )
เช่นที่ปรากฏชื่อทางการค้าว่า Ferro-Titanit จากบริษัท ไทเซ่น ของเยอรมันตะวันตก โดยเอาผงเหล็กกล้าผสมกับผงไททาเนียมคาร์ไบด์
มาอัดด้วยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างผงโลหะเหล้กกล้ากับผงไททาเนียมคาร์ไบด์เป็นการเสริมความแข็งแรง
ลักษณะเช่นนี้ อาจกล่าวได้ว่า เหล็กน้ำพี้โบราณของไทย ก็เป็น Composite steel ได้เช่นเดียวกัน
เพราะประกอบไปด้วย เนื้อเหล็กอ่อน ผสมกับ ผงผลึกเล็กๆ ของ อินคลัสชัน ที่ประกอบด้วย แมงกานีส
กับโครเมียม ดังปรากฏในตัวอย่างเหล้กน้ำพี้ที่หนึ่งกับที่สามและสี่
9.จากคุณลักษณะของดาบเหล็กน้ำพี้ ปรากฏมีลวดลายกระจัดกระจายอยู่ตามบริเวณผิวและภายในเนื้อเหล็ก
ซึ่งปรากฏร่องรอยฝังอยู่ แม้จะขัดเนื้อเหล็กให้ลึกลงไป ที่เป็นเช่นนี้น่าจะเป็นผลมาจากการมีอินคลัสชันขนาดโต
แทรกอยู่ในเนื้อเหล็ก ซึ่งอินคลัสชันนี้ มาจากกรรมวิธีในการถลุงเหล็กแบบโบราณ

ก่อนอื่นขอคัดลอกข้อมูลเกี่ยวกับตัวอย่างชิ้นงานที่ศึกษาจากงานวิจัยก่อน
"สำหรับตัวอย่างเหล็กน้ำพี้ ได้เสาะแสวงหาจากบุคคลที่เก็บเศษเหล็กน้ำพี้โบราณไว้
ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเก็บรักษาไว้ในลักษณะวัตถุมงคล ตามความเชื่อถือแบบโบราณ
มีความหวงแหน ยิ่งอยู่ในลักษณะเป็นดาบแล้ว ยิ่งไม่ยอมให้คณะผู้ศึกษาเหล็กน้ำพี้ขอยืมมาได้โดยง่าย
แต่อย่างไรก็ตาม คณะผู้ทำงาน สามารถเก็บตัวอย่างได้ไม่มากนัก
ประมาณ 4 ตัวอย่าง ที่ได้รับการคัดเลือกมาว่าเชื่อถือได้"

ผลการวิเคราะทางเคมี
ตัวอย่าง หมายเลข 1 เป็นเหล็กที่มีคาร์บอนต่ำ 0.13 % ซิลิกอน 0.63% แมงกานีส 0.175% ฟอสฟอรัส 0.136% นอกจากนั้น มีธาตุทังสเตน ติดมาด้วย 0.275%
ตัวอย่างหมายเลข 2 เป็นเหล็กมีคาร์บอนสูง 0.83% แต่มีซิลิกอนสูงถึง 6.329% ธาตุอื่นๆปริมาณต่ำ นอกจากธาตุโบรอน ซึ่งมี 0.0156%
ซึ่งถือได้ว่ามีผลในด้านคุณสมบัติเชิงกลเป็นอันมาก
ตัวอย่างหมายเลข 3 เป็นเหล็กคาร์บอนต่ำ 0.08% แต่มีแมงกานีสสูง 2.678% นอกจากนั้นยังมีทองแดง 0.32% และนิเกิล 0.15%
ส่วนธาตุอื่นๆนั้นอยู่ในเกณฑ์ต่ำ ซึ่งทั้งทองแดงและนิเกิล จะไม่พบในแร่เหล็กน้ำพี้เลย
ตัวอย่าง หมายเลข 4 เป็นเหล็กกล้าคาร์บอน 0.105% แมงกานีส 0.58% ทองแดง 0.26% นิเกิล 0.13% นอกจากนั้น ยังมีธาตุอื่นๆอีกมากแต่มีปริมาณต่ำ"

จะเห็นว่า ในแง่ทางสถิติถือว่าจำนวนตัวอย่างน้อยเกินไป ไม่น่าจะถือเป็นตัวแทนของกลู่มข้อมูลของเหล็กน้ำพี้ทั้งหมดได้
แต่ก็ถือว่าเป็นงานวิจัยที่ทรงคุณค่าและเป็นการศึกษาเหล็กน้ำพี้ในแง่วิชาการที่ดีที่สุดในปัจจุบัน
ส่วนตัวอยากเห็นการวิจัยและอนุรักษ์ภูมิปัญญาเรื่องการผลืตเหล็กน้ำพี้ให้มากกว่านี้

ท้ายนี้ขอขอบพระคุณ คุณกุ้งในเวป thaiblade.comที่นำงานวิจัยมาเผยแพร่ให้ได้ทราบกัน
อยากให้เราสนใจเหล็กน้ำพี้ในแง่โลหะกรรมพื้นบ้านที่เป็นปรีชาญาณของบรรพบุรุษไทย
(เหล็กคาร์บอนต่ำยังสร้างให้มีความเนียวความแข็งเหมาะสมกับการใช้งานได้ น่าทึ่งๆจริง
ยิ่งเทคโนโลยีบางอย่างเพิ่งได้รับการศึกษาไม่ถึง 100ปีมานี้เอง
แต่ช่างพื้นบ้านเราสามารถทำได้ตั้งหลายร้อยปีก่อนหน้าประเทศตะวันตกเสียอีก)

บทวามนี้รวบรวมขึ้นจากบทสนทนาในเวป thaiblade.com