14.4 กลไกการอบคืนตัว
ในขณะที่ชิ้นงานเหล็กกล้าที่อยู่ในเตาอุณหภูมิยังไม่สูงเท่าไหร่นัก โครงสร้างมาเทนไซต์จะมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย อะตอมของคาร์บอนจะเคลื่อนที่ออกมาจากโครงสร้างมาเทนไซต์ จะรวมกันกับเฟอร์ไรต์ และซีเมนไตบางส่วน เหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าโครงสร้างมาเทนไซต์ยังไม่สมบูรณ์เมื่ออยู่ในอุณหภูมิห้อง
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
เมื่อเหล็กได้รับความร้อน จะเกิดการเปลี่ยนแปลงกลับไปเป็นโครงสร้างเฟอร์ไรต์ กับซีเมนไต ต้องทำการอบให้อุณหภูมิสูงไม่เกิน 400°C จะป้องกันไม่ให้มาเทนไซต์คืนตัวทั้งหมด ที่ทำแบบนี้ก็เพราะว่าเรายังคงต้องการความแข็งของเหล็กกล้าอยู่ แต่ถ้าเราอบจนอุณหภูมิเกิน 400°C แล้ว ทำให้ค่าความแข็งจะหายไปเกือบหมด
ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว เมื่อเรานำเหล็กกล้าไปทำการชุบแข็งเสร็จ ก็จะต่อด้วยการอบคืนตัวทำอย่างต่อเนื่องกันเลย ก็เพื่อจะให้ได้เหล็กกล้ามีความแข็ง และสามารถทนต่อการกระแทกได้ดี
14.5 การอบคืนตัวภาคปฏิบัติ
การอบคืนตัว จุดประสงค์ก็เพื่อเหล็กกล้าที่ผ่านการชุบแข็งได้รับการปรับสภาพทางความร้อน ผลก็จะได้ตามตาราง 4.1 การอบคืนตัวควรจะปฏิบัติภายใต้สภาวะเงื่อนไขที่เหมาะสม และส่วนใหญ่แล้ว กระบวนการนี้จะเหมาะกับเหล็กกล้าเท่านั้น
วิดีโอการปรับสภาพทางความร้อนโดยการชุบแข็ง และการอบคืนตัว
ด้านล่างนี้เป็นคำถาม - คำตอบที่ควรนำไปพิจารณา ก่อนที่จะนำเหล็กกล้าไปผ่านกระบวนการอบคืนตัว
o อุณหภูมิที่ควรใช้ในการอบคืนตัวควรเป็นเท่าไหร่?
คำตอบ ในการอบคืนตัว เหล็กกล้าโดยทั่วไปแล้ว ควรให้ความร้อนอยู่ระหว่าง 150°C ถึง 650°C (300°F ถึง 1200°F) ในเตา ดูที่รูปด้านล่าง
รูปเตา และชิ้นงานที่ทำการอบคืนตัว
ให้สังเกต ถ้าเหล็กกล้าถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 150°C (300°F) จะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ขึ้นในเหล็ก
แต่ถ้าเหล็กกล้าถูกให้ความร้อนไปถึงอุณหภูมิเกินกว่า 650°C (1200°F) การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างก็จะเริ่มต้นเกิดขึ้น ซึ่งมันไม่เหมาะที่จะนำมาใช้เป็นกระบวนการอบคืนตัว
หากเหล็กกล้าถูกให้ความร้อน โดยป้อนความร้อนจนอุณหภูมิเกือบถึง 650 °C จะทำให้เหล็กกล้า ณ อุณหภูมินี้ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติได้มากกว่า เหล็กกล้าที่ถูกให้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 150°C - 260°C (300°F- 500°F) ผลที่แตกต่างจากการอบคืนตัวไปตามอุณหภูมิจะดูได้จากกราฟที่ 14.1 และ 14.2 ด้านล่าง
กราฟที่ 14.1 แสดงผลของอุณหภูมิ เทียบกับค่าความแข็งในการอบคืนตัวของโลหะ
กราฟที่ 14.2 แสดงผลของอุณหภูมิ กับค่าความแข็งการอบคืนตัว
ข้อสังเกต การเปลี่ยนแปลงของค่าความแข็งในแต่ละช่วงอุณหภูมิ เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับโลหะ เช่นความแข็งของเหล็กกล้าที่อุณหภูมิ 500 °C (932 °F) เมื่อเทียบกับความเข็งที่อุณหภูมิ 200 °C (392 °F) ค่าความแข็งจะมีความแตกต่างกัน
o จะใช้เวลาในการอบคืนตัวนานเท่าไหร่ หลังจากชุบแข็ง?
คำตอบ การอบคืนตัวควรจะทำอย่างทันทีหลังจากผ่านการชุบแข็ง ซึ่งถ้าปล่อยเวลาให้เนิ่นนานไป ความเค้นภายใน, การร้าวตัว และการบิดตัว ก็จะสามารถเกิดขึ้นได้
o เราจะให้เหล็กกล้ารักษาค่าของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการอบคืนตัวได้อย่างไร?
คำตอบ ผลของ การชุบตัว (Soaking) เหล็กกล้าที่อุณหภูมิอบคืนตัว จะใช้เวลาที่ยาวนานโดยดูได้จากกราฟตัวอย่างที่ 14.3 ด้านล่าง
กราฟที่ 14.3 การแสดงผลของเวลาชุบตัวที่อุณหภูมิการอบคืนตัวในความแข็งของโลหะ
ข้อสังเกต เมื่อให้ความร้อนเหล็กกล้าอุณหภูมิขึ้นไปถึง 540°C (1000°F) จะเกิดความอ่อนในเนื้อเหล็กอย่างมากซึ่งเกิดขึ้นระหว่าง 30 นาทีแรกของการชุบตัว แต่ถ้าเกินจาก 30 นาทีแล้ว ความอ่อนก็จะค่อย ๆ น้อยลงไป (ไม่ควรนานเกินกว่า 5 ชั่วโมง เพราะจะทำให้การอบคืนตัวส่งผลน้อยในความแข็งของเหล็ก) เว้นแต่ว่า เวลาการชุบตัวเกี่ยวพันเกือบทุกวัน แทนของนาที เหล็กกล้านั่นทางซ้ายที่ชุบตัวในเตาอบสำหรับวันทั้งหมด สำหรับตัวอย่าง ความอ่อนนุ่มค่าความแข็งประมาณ 5 Rc(ร็อคเวลสเกลซี)
o การอบคืนตัวต้องทำทุกครั้ง ใช่หรือไม่?
คำตอบ ไม่จำเป็นที่จะต้องทำการอบคืนตัวในชิ้นงานทุกชิ้น ทุกครั้ง ถ้าชิ้นงานไหนเราต้องการค่าความแข็งเป็นหลัก การอบคืนตัวก็ไม่จำเป็นเท่าไหร่
เครื่องมือตัดที่แข็ง (Bit) เมื่อนำไปตัดเฉือนชิ้นงาน อาจเกิดความร้อนขึ้นที่เครื่องมือตัด และชิ้นงาน ซึ่งบางครั้งการตัดเฉือนอาจทำให้มีอุณหภูมิสูงไปถึงอุณหภูมิที่ใช้ทำการอบคืนตัว เมื่อเกิดเหตุการณ์ขึ้นเช่นนี้ เครื่องมือตัดก็จะเกิดความอ่อนตัวเล็กน้อย และก็จะคลายความแข็งลง
ชิ้นงานบางชิ้นไม่ต้องการการอบคืนตัวขณะนำไปใช้ แต่มันสามารถเกิดสภาพของการอบคืนตัวได้ เช่น ชิ้นงานที่ทำการเชื่อม, ชิ้นส่วนเครื่องกล 2 ชิ้นที่ผิวหน้าสัมผัสเคลื่อนที่เสียดสีกันซึ่งจะเกิดความเสียดทานจนทำให้เกิดความร้อนขึ้น ส่งผลให้เกิดอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการอบคืนตัว
รูปชิ้นงานที่ผ่านการเชื่อมย่อมมีโอกาสเกิดสภาพการอบคืนตัวได้
รูปตัวอย่างชิ้นส่วนทางกลคือ ดิสก์เบรก และก้ามปูของรถแข่งที่ถูกสีจนร้อนแดง
รูปดิสก์เบรกที่ถูกก้ามปูจับจนร้อนก็มีแนวโน้มที่จะเกิดสภาพการอบคืนตัวได้
เมื่อเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้น ก็อาจเกิดการอบคืนตัวขึ้นสำเร็จ อย่างไม่ตั้งใจ และทำให้ชิ้นส่วนเครื่องกลที่เป็นโลหะอาจจะคลายความแข็ง และความแข็งแกร่งลงก็เป็นได้
วิดีโอการทดสอบรถยนต์แลมโบกีนี (Lamborghini) จนเบรกร้อนแดง
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“เมื่อล้มแล้วเราลุกขึ้นสู้ใหม่ เราจะมีประสบการณ์
แต่ถ้าล้มแล้วยอมแพ้ ไม่ลุกขึ้นสู้ เรียกว่า ล้มเหลว”
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
