สาระ มาตรฐานและตัวชี้วัดชั้นปี  ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ. 2551
ช่วงชั้นที่ 3 (ม.1 – ม.3) และช่วงชั้นที่ 4 (ม. 4 – ม.6)

สาระที่ 3 สารและสมบัติของสาร
     มาตรฐาน ว 3. 1 เข้าใจสมบัติของสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค  มีกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ นำความรู้ไปใช้ประโยชน์

ตัวชี้วัด  
     (ม. 1) 2. อธิบายสมบัติและการเปลี่ยนสถานะของสาร โดยใช้แบบจำลองการจัดเรียง
                 อนุภาคของสาร
     (ม. 2) 2. สืบค้นข้อมูลและเปรียบเทียบสมบัติของธาตุโลหะ ธาตุอโลหะ ธาตุกึ่งโลหะ
                  และธาตุกัมมันตรังสีและนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

สาระที่ 5   พลังงาน
     มาตรฐาน ว 5. 1 เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานกับการดำรงชีวิต การเปลี่ยนรูปพลังงานปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารและพลังงาน  ผลของการใช้พลังงานต่อชีวิตและสิ่งแวดล้อม มีกระบวน การสืบเสาะหาความรู้  สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

ตัวชี้วัด 
     (ม. 1) 2. สังเกตและอธิบายการถ่ายโอนความร้อน และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
              4. อธิบายสมดุลความร้อนและผลของความร้อนต่อการขยายตัวของสาร และนำความรู้
                  ไปใช้ในชีวิตประจำวัน

จุดประสงค์การเรียนรู้
     1. จำแนกเครื่องใช้ที่ทำจากเหล็กและโลหะอื่นตามลักษณะการใช้งานได้
     2. บอกสมบัติของวัสดุ เช่น เหล็ก และจำแนกเป็นประเภทต่าง ๆ โดยใช้สมบัติของวัสดุเป็นเกณฑ์
     3. บอกขั้นตอนการทำมีดและการเปลี่ยนแปลงของเหล็กเมื่อได้รับความร้อนโดยอาศัยแบบ
         จำลองการจัดเรียงอนุภาคของสารได้
     4. อธิบายการถ่ายโอนความร้อนและผลของความร้อนที่มีต่อเหล็กในกระบวนการทำมีดได้

 บ้านอรัญญิกตั้งอยู่ใกล้กับแม่น้ำป่าสัก อยู่ในตำบลปากท่า อำเภอท่าเรือ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ในสมัยก่อนมีตลาดร้านค้า มีโรงบ่อน มีผู้คนนำสินค้ามาซื้อขายเเลกเปลี่ยนกันมาก  ชาวบ้านก็นำเอามีดไปขายที่ตลาดบ้านอรัญญิก  เมื่อคนที่ซื้อไปใช้เห็นว่าคุณภาพดีจึงบอกต่อๆกันไปว่า มีดคุณภาพต้องเป็นมีดอรัญญิก เลยเรียกติดปาก ไปหาซื้อมีดต้องไปที่อรัญญิก ที่จริงเเล้วมีดส่วนมากทำที่หมู่บ้านต้นโพธิ์ และหมู่บ้านไผ่หนอง ซึ่งตั้งอยู่หมู่ที่  6 และ 7 ตำบลท่าช้าง อำเภอนครหลวง จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ห่างจากบ้านอรัญญิกไปเพียง 3 กิโลเมตร ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อหมู่บ้านทำมีดอรัญญิก ทั้งหมู่บ้านต้นโพธิ์ หมู่บ้านไผ่หนอง

 การที่หมู่บ้านต้นโพธิ์ และหมู่บ้านไผ่หนอง ได้เป็นแหล่งตีมีด ผลิตมีดชนิดต่าง ๆ ที่ใหญ่และมีชื่อเสียงมามากกว่า 200 ปีไว้ดังนี้ 
     ชาวบ้านต้นโพธิ์และชาวบ้านไผ่หนอง  มีรกรากเป็นชาวเวียงจันทน์  ประเทศลาว ได้เข้ามาอยู่ในประเทศไทยตั้งแต่ประมาณช่วงต้นของกรุงรัตนโกสินทร์ จะโดยถูกกวาดต้อนมาในสมัยเจ้าพระยามหากษัตริย์ศึกคราวยกทัพไปตีเมืองเวียงจันทน์ หรือจะเป็นการอพยพมาเองนั้น ไม่มีหลักฐานปรากฏชัดเจน เเต่มีหลักฐานบันทึกไว้ว่าเข้ามาโดยมีนายเทาเป็นผู้นำ (ต่อมาในสมัยรัชกาลที่ 5 ได้พระราชทานบรรดาศักดิ์เป็น “ขุนนราบริรักษ์”) ชาวเวียงจันทน์กลุ่มนี้ส่วนใหญ่มีอาชีพทางช่าง มีช่างทำทองกับช่างตีเหล็ก คือ คนไหนเเข็งเเรงก็ได้ตีเหล็ก คนไหนอ่อนแอมีความละเอียดให้ตีทองคำเป็นเครื่องประดับ ต่อมาในราวพ.ศ.2365 อาชีพช่างทองก็ได้เลิกลาไป คงเหลือเเต่อาชีพตีมีดประเภทเดียว ชาวบ้านจึงยึดอาชีพตีมีดเป็นอาชีพหลัก  
     ภูมิประเทศของบ้านต้นโพธิ์และบ้านไผ่หนองในอดีต เหมาะต่อการประกอบอาชีพตีมีด เพราะเป็นดงไม้ไผ่ที่ขึ้นอยู่หนาเเน่น มีหนองน้ำและมีแม่น้ำป่าสักไหลผ่าน ไม้ไผ่เป็นวัสดุที่สำคัญมากสำหรับช่างตีมีด เพราะไม้ไผ่สามารถนำมาเผาเป็นถ่านไม้ไผ่ เพื่อใช้เผาเหล็ก ถ่านไม้ไผ่จะให้ความร้อนสูงกว่าไม้ชนิดอื่น ต้นไผ่นอกจากใช้ทำบ้านเรือนที่อยู่อาศัยแล้ว ยังใช้ทำด้ามพะเนิน ด้ามค้อนเเละด้ามมีด ซึ่งช่างตีเหล็กต้องใช้อยู่เป็นประจำ  จึงตั้งรกรากลงในบริเวณนี้และตั้งชื่อบ้านของตนว่า “บ้านไผ่หนอง” ตามลักษณะภูมิประเทศ สำหรับบ้านต้นโพธิ์ คนเก่าคนเเก่เล่าว่า มีต้นโพธิ์ใหญ่อยู่กลางหมู่บ้านจึงตั้งชื่อว่า “บ้านต้นโพธิ์” ปัจจุบันนี้ สภาพของหมู่บ้านก็ได้เปลี่ยนเเปลงไปตามความเจริญของเมือง ดงไม้ไผ่ที่เคยขึ้นอยู่อย่างหนาแน่นก็โล่งเตียนกลายเป็นบ้านที่อยู่อาศัย ท้องไร่ท้องนา ส่วนหนองน้ำก็ตื้นเขินไปหมดเเล้ว

อ้างอิงจาก
จากเว็บไซต์ http://thai.tourismthailand.org/

การเดินทางไปยังบ้านไผ่หนองและบ้านต้นโพธิ์ซึ่งเป็นหมู่บ้านทำมีดอรัญญิก ทำได้ทั้งทางรถยนต์และทางเรือ ทางรถยนต์ ถ้าเริ่มเดินทางจากตัวจังหวัดพระนครศรีอยุธยา จะมีรถประจำทางสาย อยุธยา – ท่าเรือ จอดอยู่ที่ตลาดเจ้าพรหม รถจะออกจากตัวเมืองไปทางถนนสายเอเชีย(ทางหลวงเเผ่นดินหมายเลข 32) เลี้ยวซ้ายไปทางจังหวัดนครสวรรค์ เลยโรงพยาบาลสมเด็จพระสังฆราชฯไปประมาณ 100 เมตร ก็แยกออกทางซ้ายเข้าทางคู่ขนาน ลอดใต้สะพานที่ข้ามเเม่น้ำป่าสัก เข้าถนนที่มุ่งสู่อำเภอนครหลวง ตลอดทางมีป้ายบอกที่ตั้งชุมชนฯ ทั้งสองเป็นระยะ ถ้าเดินทางจากกรุงเทพมหานครไปตามถนนพหลโยธิน จะแยกเข้าถนนสายเอเชีย(ทางหลวงเเผ่นดินหมายเลข 32) แล้วเลี้ยวขวาไปตามเส้นทางที่มุ่งสู่นครสวรรค์เช่นเดียวกับเส้นทางแรก  หรือถ้าต้องการจะเดินทางโดยทางน้ำ จะต้องลงเรือในตัวจังหวัด ที่หน้าวังจันทรเกษม ย้อนขึ้นไปตามเเม่น้ำป่าสัก ผ่านโรงงานวัตถุระเบิดช่างเเสงของกรมสรรพาวุธทหารบก และอำเภอนครหลวงตามลำดับ จนถึงบ้านอรัญญิก

 
วีดิทัศน์ เรื่องไปบ้านอรัญญิก

 มีดและอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ทำจากเหล็กและเราใช้กันทั่วไปมีอยู่มากมายหลายชนิดหลากหลายรูปแบบ เมื่อจัดเป็นกลุ่มสามารถรวมได้เป็น 4 ตระกูลด้วยกัน ดังนี้

1. ตระกูลมีดทำครัว หรือคหกรรม เช่น มีดสำหรับหั่น ตัด สับ ปอก แกะสลัก เป็นต้น
2. ตระกูลเกษตรกรรม เช่น มีดดายหญ้า มีดโต้ จอบ เสียม พร้า เคียว ขวาน เป็นต้น
3. ตระกูลมีดเดินป่า เช่น มีดเหน็บ มีดเดินป่า
4. ตระกูลอาวุธและมีดสวยงาม เช่น ดาบไทย ดาบซามูไร หอก ง้าว ทวน กริชและมีดประดับแบบต่าง ๆ 

 
วีดิทัศน์ เรื่อง รู้จักมีดตระกูลต่าง ๆ

 วัสดุที่ใช้ในการทำมีดที่สำคัญคือเหล็ก มีทั้งเหล็กที่เรารู้จักกันทั่วไปและเหล็กไร้สนิมหรือที่เราเรียกว่าสแตนเลส ตัวมีด ทำด้วยเหล็กแข็งและเหนียว ซึ่งได้มาจากเหล็กชนิดต่าง ๆ ดังนี้  

 - เหล็กเส้น หรือที่ชาวบ้านเรียกว่าเหล็กตราม้า ใช้ทำมีดขอ มีดดาบ เสียม มีดกะเทาะบัว มีดโต้
     - เหล็กวง เป็นเหล็กชนิดยาว เหมาะแก่การทำมีดที่มีเส้นบางและความหนาสม่ำเสมอตลอดเล่ม เช่น มีดหมู มีดโต๊ะ มีดพับ
     - เหล็กขาว หรือเหล็กสแตนเลส ใช้ทำมีดโต๊ะ มีดบางและมีดคว้านผลไม้
     - เหล็กแหนบรถยนต์และเศษเหล็ก การนำเหล็กเหล่านี้ไปใช้คิดแปลงเป็นมีดนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะมีดและขนาดของเหล็ก เช่น มีดกะเทาะบัว และมีดอีโต้ ที่มีความหนามาก ก็ต้องใช้เหล็กแหนบชนิดหนามาตัดแต่งขึ้นเป็นรูป ส่วนเศษเหล็ก ถูกนำมาใช้บ้างแต่จะได้มีดที่มีคุณภาพต่ำ
     เหล็กเป็นธาตุที่มีในธรรมชาติ พบเป็นสินแร่ แร่เหล็กที่ขุดได้จะถูกนำมาถลุง โดยเหล็กที่ถลุงได้อาจมีธาตุอื่น ๆ เจือปนอยู่ด้วย เช่น คาร์บอน แมงกานีส ซิลิคอน อลูมิเนียม ฟอสฟอรัส กำมะถัน ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน เป็นต้น

  เหล็กบริสุทธิ์ (Iron) มีสัญลักษณ์ของธาตุเป็น Fe มีเลขอะตอม 26 เลขมวล 55.485 ความหนาแน่น 7.874 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร มีจุดหลอมเหลวที่ 1535 °C และจุดเดือด 2887 °C
     เหล็กบริสุทธิ์มีความแข็งปานกลาง  เมื่อเผาจนมีอุณหภูมิประมาณ 700 องศาเซลเซียสจะร้อนแดง  สามารถงอและเปลี่ยนรูปร่างได้ง่าย    เมื่อเย็นตัวลงและถูกนำมาทำเครื่องใช้ก็ยังงอได้และสูญเสียคมได้อย่างรวดเร็ว จากการทำงานหรือการขูดขีด  เหล็กที่มีความบริสุทธิ์สูงเรียกว่าเหล็กอ่อน ไม่นิยมนำมาใช้งานเพราะอ่อนเกินไป แต่เป็นที่นิยมของช่างตีเหล็กเพราะดีให้ขึ้นรูปได้ง่าย เหล็กอ่อนเป็นเหล็กที่มีความบริสุทธิ์ถึง 99.9% ทางโลหะวิทยาเรียกเหล็กที่บริสุทธิ์นี้ว่า “Ferrite” ธาตุที่ผสมอยู่ในเหล็กอ่อนประกอบด้วย คาร์บอน แมงกานีสฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ ซิลิกอนและมีขี้ตะกรันผสมอยู่ด้วยเหล็กอ่อนมักถูกนำมาใช้ทำโซ่ ทำขอเกี่ยว ทำข้อต่อรถไฟ เป็นต้น
     ถ้าเหล็กมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ด้วย จะทำให้ความแข็งของเหล็กมีมากกว่าเหล็กบริสุทธิ์หรือเหล็กอ่อน เรียกเหล็กที่มีคาร์บอนผสมจนมีความแข็งมากขึ้นนี้ว่า เหล็กกล้า( steels )หรือเหล็กกล้าคาร์บอน
     เหล็กกล้าคาร์บอน (Carbon steels) หมายถึง เหล็กกล้าที่มีส่วนผสมของธาตุคาร์บอนเป็นธาตุหลักที่มีผลต่อสมบัติทางกลของเหล็ก เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้
          1.1 เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนผสมอยู่ไม่เกิน 0.25% นอกจากคาร์บอนแล้วยังมีธาตุอื่นผสมอยู่ด้วย เช่น แมงกานีส ซิลิคอน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน แต่มีปริมาณน้อยเนื่องจากหลงเหลือมาจากกระบวนการผลิต เหล็กประเภทนี้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรม และในชีวิตประจำวันไม่ต่ำกว่า 90% เนื่องจากขึ้นรูปง่าย เชื่อมง่าย และราคาไม่แพง โดยเฉพาะเหล็กแผ่นมีการนำมาใช้งานอย่างกว้างขวาง เช่น ทำตัวถังรถยนต์ ชิ้นส่วนยานยนต์ต่างๆ กระป๋องบรรจุอาหาร สังกะสีมุงหลังคา เครื่องใช้ในครัวเรือน และในสำนักงาน
          1.2 เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอน 0.2 - 0.5% มีความแข็งแรงและความเค้นดึงมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ แต่จะมีความเหนียวน้อยกว่า สามารถนำไปชุบแข็งได้ เหมาะกับงานทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกล รางรถไฟ เฟือง ก้านสูบ ท่อเหล็ก ไขควง เป็นต้น
          1.3 เหล็กกล้าคาร์บอนสูง เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอน 0.5 - 1.5% มีความแข็ง และความเค้นดึงสูง เมื่อชุบแข็งแล้วจะเปราะ เหมาะสำหรับงานที่ทนต่อการสึกหรอ ใช้ในการทำเครื่องมือ สปริงแหนบ ลูกปืน เป็นต้น
     เหล็กที่ใช้ทำมีด เป็นเหล็กกล้าทั้งประเภทคาร์บอนต่ำและคาร์บอนปานกลางขึ้นอยู่กับความต้องการว่าจะให้มีดที่ทำขึ้นแข็งแกร่งเพียงใด นอกจากเหล็กกล้าคาร์บอนแล้ว เหล็กอีกชนิดหนึ่งที่นิยมนำมาใช้ทำมีด คือเหล็กกล้าสแตนเลส (Stainless Steels) หรือเรียกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม ส่วนมากผลิตมาจากเตาไฟฟ้า เหล็กกล้ากลุ่มนี้ทนต่อการผุกร่อน ต้านการเป็นสนิมได้ดี ธาตุที่มีบทบาทมากได้แก่ โครเมี่ยม ที่ผสมเข้าไปในเนื้อเหล็ก 

 วีดิทัศน์ เรื่อง เหล็กทำมีด 

 การเตรียมการ ในการเตรียมการตีมีดหรือทำมีดนั้น มีปัจจัยที่สำคัญ 3 ประการ คือ
     1.เตรียมคน ต้องใช้คน 3-4 คนขึ้นไป โดยเฉพาะการตีมีดในขั้นตอนที่ 1 ( การหลาบ ) ต้องใช้คนที่มีพละกำลัง ร่างกายแข็งแกร่ง ตลอดจนต้องมีความสามัคคีและมีประสบการณ์มาก 
     2. เตรียมอุปกรณ์  เป็นอุปกรณ์และเครื่องมือเครื่องใช้ สำหรับช่างตีมีดโดยเฉพาะ เช่น ทั่ง ค้อน พะเนิน คีม สูบลม เตาเผาเหล็ก ตะไบ เหล็กขูด เหล็กไช รางน้ำชุบมีด เขื่อนตัดเหล็ก ขอไฟ หินหยาบ-ละเอียด ทั่งขอ เถาวัลย์เปรียง หลักสี่ (ปากกา) กบ และเลื่อย เป็นต้น 
     3. เตรียมวัตถุดิบ วัสดุที่สำคัญในการตีมีดเป็นอันดับแรกได้แก่ เหล็กกล้า อันดับต่อไป คือ ถ่านไม้ไผ่ ซึ่งเป็นถ่านที่มีประสิทธิภาพสูงในการเผาเหล็ก ต่างจากถ่านจากไม้ทั่ว ๆ ไป และอันดับสุดท้ายคือ ไม้ที่ใช้ทำด้ามมีด  

การดำเนินการผลิต มีดอรัญญิก จะมีขั้นตอนในการทำโดยสรุป 10 ขั้นตอน ดังนี้
     ขั้นตอนที่ 1 ตัดเหล็กให้ได้ขนาดตามความต้องการ เผาไฟให้แดงแล้วนำออกมาจากเตาให้คนสามคนใช้พะเนินตีจนได้รูปหุ่น หรือกูน ( ชาวบ้านเรียกว่าการ “ หลาบ” เหล็ก ) 

ขั้นตอนที่ 2 เมื่อได้หุ่นหรือกูนมีดแล้ว นำเอาเข้าเตาเผาไฟอีกครั้งหนึ่ง แล้วใช้คน คนเดียวตีด้วยค้อนเพื่อขึ้นรูปมีดให้ได้ตามความต้องการ (ชาวบ้านเรียกว่าการ “ซ้ำ” ) 

ขั้นตอนที่ 3 เมื่อซ้ำได้รูปมีดแล้ว ทิ้งไว้ให้เย็น แล้วใช้ค้อนตีจนเนื้อเหล็กเรียบเป็นมันเพื่อให้เนื้อเหล็กเหนียวแน่น คมบาง ตัวมีดตรง (ชาวบ้านเรียกว่าการ “ ลำเรียบ หรือ ไห่” )

 ขั้นตอนที่ 4 เมื่อไห่ได้รูปมีดพอสมควรแล้ว นำมาแต่งด้วยตะไบ เพื่อให้ได้รูปเล่มสวยงามขึ้น (เรียกว่าการ “แต่ง” ) 
ขั้นตอนที่ 5 เมื่อแต่งด้วยตะไบได้รูปแล้ว นำมาขูดคมให้บางโดยใช้เหล็กขูด เพื่อทำให้ตัวมีดขาวและบาง (เรียกว่าการ “ขูด” ) 

ขั้นตอนที่ 6 เมื่อขูดได้คมบางพอสมควรแล้ว ใช้ตะไบหยาบและตะไบละเอียดโสกตามตัวมีด เพื่อให้ตัวมีดขาวเรียบร้อย และคมจะบางยิ่งขึ้น (เรียกว่าการ “ โสก” ) 
ขั้นตอนที่ 7 เมื่อโสกเรียบร้อยแล้วนำมาพานคม โดยใช้ตะไบละเอียดพานขวางของคมมีดเพื่อให้คมมีดบางเฉียบ (เรียกว่าการ “ พานคมมีด” ) 
ขั้นตอนที่ 8 เมื่อพานคมแล้วก็นามาชุบ “การชุบ” เป็นเรื่องสำคัญมาก ช่างต้องมีความชำนาญเป็นพิเศษ โดยนำมีดเข้าเผาไฟในเตาจนร้อนแดงตามความต้องการ แล้วชุบกับน้ำคมของมีดจะกล้าแข็งไม่อ่อนและไม่บิ่น 
ขั้นตอนที่ 9 เมื่อชุบแล้วนำมาฝนหรือลับ โดยใช้หินหยาบและหินละเอียดให้คมได้ที่ สมัยนี้ใช้หินกากเพชร (เรียกว่าการ “ลับคม” ) 
ขั้นตอนที่ 10 เมื่อฝนหรือลับคมได้ที่แล้วจึงนำมาเข้าด้ามมีด แล้วใช้น้ำมันทาตัวมีดเพื่อกันสนิม เป็นเสร็จสิ้นขั้นตอนการทำมีด 

 
วีดิทัศน์ เรื่อง กว่าจะเป็นมีดอรัญญิก

คำถาม
     - เหล็กที่ใช้ทำอุปกรณ์ของช่างทำมีด เช่น เหล็กขูด ตะไบ พะเนินและอื่น ๆ ควรทำจากเหล็กชนิดใด เพราะเหตุใด 

อ้างอิงจาก
จากเว็บไซต์ http://www.aranyik.go.th/generalprofile-301.html

 ในสภาพปกติ โมเลกุลของเหล็กจะอยู่ในสภาพของผลึกที่จับตัวกันเป็นโครงสร้างผลึกที่เรียกว่า body - centered cubic หรือ bcc โดยมีอะตอมของคาร์บอนและธาตุอื่น ๆ ผสมอยู่ด้วยเล็กน้อย ลักษณะของโครงสร้างผลึกจะเป็นดังรูป

เมื่อนำเหล็กไปเผาจนร้อนจัดจะมีผล 2 ประการ ประการแรก โมเลกุลของเหล็กที่ได้รับความร้อนจะมีพลังงานจลน์มากขึ้น เกิดการสั่นมากขึ้นทำให้มีช่องว่างระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลลดลง คาร์บอนที่มีอยู่แทรกเข้าไปในผลึกเหล็กได้ดีขึ้น และสามารถออกแรงตีเพื่อเปลี่ยนรูปร่างของเหล็กให้มีรูปร่างตามที่ต้องการได้ง่าย    
     ผลประการที่สอง คือ เมื่อเราเผาเหล็กจนร้อนแดง มีอุณหภูมิสูงขึ้นจนมากกว่า 725 ° C คาร์บอนในเหล็กจะแยกตัวออกมาแขวนตัวอย่างอิสระในเนื้อเหล็ก เป็นโครงสร้างอีกแบบหนึ่งที่เรียกว่า เหล็ก Austenite มีโครงสร้างของผลึกเปลี่ยนไปจากเดิมเป็นแบบ face-centered cubic หรือ fcc ลักษณะของโครงสร้างผลึกจะเป็นดังรูป

 เมื่อตีเหล็กขณะร้อนแดงจนขึ้นรูปมีดได้ตามต้องการ แล้วปล่อยให้เย็นตัวลงช้า ๆ ผลึกเหล็กจะเปลี่ยนกลับไปมีโครงสร้าง body - centered cubic หรือ bcc เหมือนเดิม ยังไม่แข็งแกร่งเพราะยังต้องผ่านกระบวนการลับคมและตกแต่งก่อน

วีดิทัศน์ เรื่อง ตีมีด

วีดิทัศน์ เรื่อง ลับคม

อ้างอิงจาก
ภาพจาก http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cubic-body-centered.png
ภาพจาก http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cubic,_face-centered.png

 มีดที่ผ่านการตี การตะไบ การขูดจนได้คมมีดและตกแต่งลวดลายเรียบร้อยแล้วยังนำไปใช้งานไม่ได้ เพราะเหล็กที่ทำมีดยังมีความแข็งไม่เพียงพอ เมื่อใช้งาน คมมีดที่ทำไว้จะสึกกร่อนหรือทื่ออย่างรวดเร็ว เพื่อให้มีดมีความแข็งแกร่ง คมมีดทนทานได้นาน มีดจึงต้องผ่านการชุบแข็งก่อน

 การชุบแข็ง คือ วิธีการอบชุบความร้อนวิธีหนึ่งเพื่อปรับปรุง สมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนในด้านความแข็งและความต้านทานการขัดสี กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่เหล็กจนถึงอุณหภูมิที่ ประมาณมากกว่า 725°C ซึ่งโครงสร้างของเหล็กจะเปลี่ยนเป็นเหล็กออสเทนไนท์ เมื่อเราเผาต่อไปจนมีอุณหภูมิ 780 - 950°C แล้วทำให้เย็นตัวทันที โดยใช้การจุ่มลงในน้ำหรือน้ำเกลืออย่างรวดเร็ว การเย็นตัวที่เร็วของมีดเหล็กออสเทนไนต์ (Austenite) ทำให้อะตอมคาร์บอนไม่สามารถเคลื่อนย้ายออกจากผลึกของเหล็ก Austenite   ได้ทัน ถึงเหล็กจะเย็นตัวลงแต่โครงสร้างผลึกจะไม่กลับไปเป็นแบบ body - centered cubic หรือ bcc อีก เพราะอะตอมคาร์บอน บางส่วนยังเหลือค้างในโครงสร้างผลึกของเหล็ก เกิดเป็นโครงสร้างอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่า เหล็กมาร์เทนไซต์ (Martensite) มีลักษณะโครงสร้างผลึกเป็นแบบ Body Centered Tetragonal (BCT Structure) ดังรูป

มีดที่ทำจากเหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอนผสมอยู่มาก เมื่อผ่านการชุบแข็งแล้ว จะยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้น แต่ความเหนียวของเหล็กจะลดลงหรือเปราะมากขึ้นนั่นเอง ดังนั้น เพื่อให้มีดมีความแข็งแกร่งในส่วนคมมีดและไม่หักง่ายเวลาใช้งาน จึงให้ความร้อนแก่ตัวมีดในขณะเผาในบริเวณคมมีดมากกว่าส่วนสันมีดจนบริเวณคมมีดเปลี่ยนโครงสร้างของผลึกเป็นเหล็กออสเทนไนต์  ส่วนบริเวณสันมีดยังเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนที่ยังไม่เปลี่ยนโครงสร้างผลึก เมื่อจุ่มลงในน้ำอย่างรวดเร็ว บริเวณที่เป็นคมมีดจึงเปลี่ยนโครงสร้างผลึกจากเหล็กออสเทนไนต์เป็นเหล็กมาร์เทนไซต์ซึ่งแข็งแกร่งตามต้องการ

เมื่อได้มีดที่มีคมแข็งแกร่งแล้ว จะต้องนำไปลับคมให้มีความคมมากยิ่งขึ้นโดยใช้หินลับมีด ซึ่งส่วนมากนิยมใช้หินจากธรรมชาติประเภทหินทรายเนื้อละเอียดในการลับมีดที่ทำจากเหล็กกล้า ส่วนมีดที่ทำจากเหล็กไร้สนิมหรือสแตนเลส นิยมใช้หินลับมีดที่ทำจากผลึกของซิลิกอนคาร์ไบด์ หรือที่เรียกกันว่าหินกากเพชร  เมื่อลับจนคมได้ที่ตามต้องการ จึงนำไปเข้าด้ามต่อไป

วีดิทัศน์ เรื่อง ชุบดาบ ลับคม

วีดิทัศน์ เรื่อง เข้าด้าม

คำถาม
     - ขณะลับมีดต้องใช้น้ำหล่อบนหินลับมีด เพราะเหตุใด
     - สืบค้นข้อมูล หินธรรมชาติที่นำมาทำหินลับมีดได้ เป็นหินประเภทใดบ้าง
     - หินกากเพชร ทำจากผลึกของซิลิกอนคาร์ไบด์ และมักจะเขียนที่กล่องหินลับมีดว่า carborundum คิดว่า คาร์โบรันดัม คืออะไร

อ้างอิงจาก
ภาพจาก http://www.bssa.org.uk/training.php?id=8
ภาพจาก http://www.oknation.net/blog/print.php?id=810721