83 ประเภทการอบคืนตัว
14.5 ประเภทการอบคืนตัว
วิธีการอบคืนตัวมีหลายวิธีการมีทั้งแบบธรรมดา และแบบพิเศษ ในแบบพิเศษมีวิธีการที่ทำให้เกิดความแตกต่างขึ้นในโครงสร้างจนได้โครงสร้างพิเศษของเหล็กกล้า วิธีการเหล่านี้จะช่วยลดการเปลี่ยนแปลงของรอยร้าว, การบิดตัว, ผลที่เกิดจากความอ่อน และปรับปรุงความทนทานให้ดียิ่งขึ้น
วิธีการอบคืนตัวแบบพิเศษมีอยู่สามวิธีในการที่จะให้ได้โครงสร้างพิเศษ วิธีการทั้งสามเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเหล็ก ในด้านการแตกร้าว และการบิดตัวให้ลดเหลือน้อยลง มีดังนี้
แบบทั่วไป
-
การชุบแข็ง และอบคืนตัวทั่วไป
แบบพิเศษ
-
มาร์เทมเปอร์ริ่ง (Martempering)
-
ออสเทมเปอร์ริ่ง (Austempering)
-
การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ (Isothermal quenching & tempering)
วิธีการเหล่านี้จะถูกล่าวถึงต่อไปในบทนี้ ซึ่งวิธีการพิเศษจะมีสัมพันธ์กับหัวข้อการชุบแข็ง และการอบคืนตัวทั่วไป
14.5.1 การชุบแข็ง และการอบคืนตัวทั่วไป
แผนภาพการเปลี่ยนแปลงแบบอุณหภูมิคงที่ หรือแผนภาพไอทีของการอบคืนตัว และการชุบแข็งทั่วไป แสดงในรูปด้านล่าง
แผนภาพไอทีของการอบคืนตัว และการชุบแข็งทั่วไป วิธีการนี้จะได้ผลที่เกิดเป็นโครงสร้างมาเทนไซต์
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
แผนภาพประเภทนี้ได้อธิบายถึงรายละเอียดไว้แล้วในบทที่ 13 ส่วนในภาพที่แสดงด้านบนได้แสดงการเปลี่ยนแปลงจากการชุบแข็งเหล็กกล้าไปถึงการอบคืนตัว จนทำให้เกิดโครงสร้างที่มีแตกต่างจากของเดิม
ข้อสังเกตในกราฟอุณหภูมิ - เวลา แสดงให้เห็นว่าแนวเส้นเวลาของเหล็กกล้า (เส้นลากจุด A ถึง B) ถูกลากโดยไม่ผ่านจมูกของเส้นโค้งตัวซี ซึ่งเป็นการชุบแข็งเหล็กกล้า แนวเส้นเวลาจะลากข้ามเข้ามาที่อาณาบริเวณการเปลี่ยนแปลงมาเทนไซต์เลย ทำให้เหล็กกล้ากลายเป็น มาเทนไซต์ 100%
ที่จุด B ในแผนภาพ การชุบแข็งได้ประสบความสำเร็จแล้ว จากนั้นก็เริ่มต้นเข้าสู่กระบวนการการอบคืนตัว วัสดุถูกทำความร้อนซ้ำที่อุณหภูมิอบคืนตัวระหว่าง 260°C - 540°C (500°F ถึง 1000°F)
ที่จุด C เหล็กกล้าถูกทำให้ร้อนจนไปถึงอุณหภูมิอบคืนตัว แล้วคงความร้อนเหล็กกล้าที่เรียกว่า การชุบตัว ที่อุณหภูมิอบคืนตัวเป็นเวลาหลายชั่วโมง (จุด D) จากนั้นก็ทำการชุบแข็งจนไปถึงอุณหภูมิห้อง (จุด E)
ผลที่ได้จากการอบ ทำให้โครงสร้างนี้เรียกกว่า โครงสร้างมาเทนไซต์จากการอบคืนตัว (Tempered martensite) มันจะคล้ายคลึงกับมาเทนไซต์มาก เพียงแต่มันถูกนำย้อนกลับมาอบให้ร้อนใหม่อีกครั้ง (Drawn back) เพิ่มอุณหภูมิอีกขึ้นเล็กน้อย โดยผ่านกระบวนการอบคืนตัว แน่นอนข้อด้อยจากการทำแบบนี้ก็มีก็คือ ทำให้ความสามารถด้านความอ่อน, ความเหนียว, ความเค้น, การบิดตัว และแตกร้าวได้ผลเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย
ข้อสังเกต เส้นโค้งตัวซี ของบริเวณการเปลี่ยนแปลงในแผนภาพด้านบน ตอนแรกจะมีเพียงกระบวนการชุบแข็งเท่านั้น หลังจากเหล็กถูกชุบแข็งแล้ว มันถึงจะเกิดการเปลี่ยนแปลงไปเป็นโครงสร้างทางโลหะวิทยาอื่น ๆ ก็โดยการอบคืนตัว
14.5.2 มาร์เทมเปอร์ริ่ง
แผนภาพไอทีทำการอบคืนตัวแบบมาร์เทมเปอร์ริ่ง เหล็กกล้าคงอุณหภูมิในเวลาอันสั้นก่อนมันไปสู่บริเวณมาเทนไซต์ ผลที่ได้เป็นโครงสร้างมาร์เทนไซต์จากการอบคืนตัว
มาเทมเปอร์ริ่งมีความคล้ายคลึงกับการอบคืนตัวทั่วไป แต่กระบวนการนี้จะทำให้ ละมุนอ่อนโยน (Gentle) กว่า
จากแผนภาพด้านบนเมื่อเหล็กกล้าทำการชุบแข็ง อันดับแรกมันจะถูกทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว (จุด A ถึง B) มันไม่ลากผ่านจมูกของเส้นโค้งรูปซี อย่างไรก็ตาม มันจะเข้าใกล้ (จุด C) ที่อุณหภูมิที่ประมาณ 240°C (460°F) ถึง 260°C (500°F) ในช่วงเวลาสั้น ๆ จากเหตุการณ์นี้จะส่งผลให้ความรุนแรงเกิดขึ้นน้อยในการชุบ ท้ายสุดเหล็กกล้าก็จะข้ามผ่านไปยังบริเวณมาเทนไซต์ (จุด G)
หลังจากการชุบแข็ง โครงสร้างเหล็กจะเป็นมาเทนไซต์ 100% แต่มันจะมีค่าความเค้นที่เกิดขึ้นในเนื้อโลหะน้อยกว่าแบบประเภทการชุบแข็ง และการอบคืนตัวทั่วไป ซึ่งแบบชุบแข็ง และอบคืนตัวทั่วไป เหล็กกล้าจะถูกอบคืนตัวโดยทันที
แต่แบบมาเทมเปอร์ริ่งจะถูกให้ความร้อนซ้ำอีกหนในระหว่างช่วงกลางกระบวนการ ซึ่งทำให้มันมีเวลาในการปรับสภาพมากขึ้นก่อนที่จะทำให้เย็นไปสู่อุณหภูมิห้อง
ผลที่ได้จากวิธีการมาร์เทมเปอร์ริ่ง ก็เป็นโครงสร้างมาเทนไซต์จากการอบคืนตัว ซึ่งก็จะเหมือนกันกับโครงสร้างจากการชุบแข็ง และอบคืนตัวทั่วไป แต่จะมีข้อดีอยู่ก็คือ มันจะทนทานต่อการแตกร้าว และการบิดตัวได้ดีกว่า ข้อเสียของมาเทมเปอร์ริ่งมันก็มี คือจะต้องทำอุณหภูมิให้ขึ้นสูงอีกครั้ง (อาจขึ้นไปถึง 260°C (500°F)) เพื่อทำความร้อนซ้ำ ซึ่งอาจเป็นการเสียเวลา และบางครั้งไม่สะดวก แต่เมื่อต้องการเน้นเรื่องลดการบิดตัว และการแตกร้าวในเหล็กเป็นสิ่งสำคัญเป็นอันดับแรก ก็สมควรแล้วที่จะทำ
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“ไม่มีสิ่งใดช่วยให้ได้เปรียบคนอื่นมากเท่ากับ
การควบคุมอารมณ์ให้สงบนิ่งอยู่ตลอดเวลาในทุกสถานการณ์”
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
- ตอนที่ 1 : บทที่ 1 การนำทฤษฏีโลหะไปใช้งาน
- ตอนที่ 2 : 1.2 ประโยชน์ของโลหะวิทยาในภาคอุตสาหกรรม
- ตอนที่ 3 : 1.3 ผู้ที่เหมาะจะนำไปใช้ กับสิ่งที่พบในหนังสือเล่มนี้ (จบบทที่ 1)
- ตอนที่ 4 : บทที่ 2 พื้นฐานเคมีในโลหะวิทยา 2.1-2.3
- ตอนที่ 5 : 2.4 โมเลกุล ,เกรน และผลึก, สารประกอบ
- ตอนที่ 6 : 2.7 ของผสม, สารละลาย และชนิดของสารละลาย
- ตอนที่ 7 : สารละลายของแข็ง (จบบทที่ 2)
- ตอนที่ 8 : ภาค 2 คุณสมบัติของโลหะ / บทที่ 3 ความแข็ง
- ตอนที่ 9 : 9 3.4 หน่วยของความแข็ง, 3.5 วิธีการทดสอบความแข็ง, 3.6 กรรมวิธีทดสอบความแข็งแบบบริเนล
- ตอนที่ 10 : 10 3.6.1 ขั้นตอนการทดสอบความแข็งแบบบริเนล
- ตอนที่ 11 : 11 การทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์
- ตอนที่ 12 : 12 3.8 การทดสอบความแข็งแบบคนูบ
- ตอนที่ 13 : 13 3.9 วิธีการทดสอบความแข็งแบบร็อคเวล
- ตอนที่ 14 : 14. การแบ่งสเกลร็อคเวล
- ตอนที่ 15 : 15. 3.10 วิธีการทดสอบความแข็งแบบร็อคเวลอย่างคร่าว ๆ
- ตอนที่ 16 : 17 3.11 วิธีการทดสอบความแข็งแบบชอร์ เชโรสโคป และแบบโซโนเดอร์
- ตอนที่ 17 : 3.13 การทดสอบความแข็งแบบโมห์สเกล และตะไบ
- ตอนที่ 18 : 18 การเปรียบเทียบค่าความแข็ง (จบบทที่ 3)
- ตอนที่ 19 : บทที่ 4 คุณสมบัติโลหะ
- ตอนที่ 20 : 20 ความแข็งแกร่ง ,ความเค้น
- ตอนที่ 21 : 21 ความแข็งแกร่งต่อการดึง, การอัด, การเฉือน
- ตอนที่ 22 : 22 ความแข็งแกร่งต่อการบิด, การโค้งงอ
- ตอนที่ 23 : ความทนทานต่อการล้าตัว และการกระแทก
- ตอนที่ 24 : 24 คุณสมบัติที่สัมพันธ์กันระหว่างความเค้น /ความเครียด
- ตอนที่ 25 : 25 โมดูลัสความยืดหยุ่น
- ตอนที่ 26 : 26 ขอบเขตความยืดหยุ่น, การคืบคลาน และอัตราส่วนพอยส์สัน
- ตอนที่ 27 : 27 คุณสมบัติทางเคมี และคุณสมบัติทางไฟฟ้า
- ตอนที่ 28 : 28 คุณสมบัติทางแม่เหล็ก และทางความร้อน
- ตอนที่ 29 : 29 จุดหลอมเหลว, ความจุความร้อน และความร้อนจำเพาะ
- ตอนที่ 30 : 30 คุณสมบัติอื่น ๆ ของวัสดุ(จบบทที่ 4)
- ตอนที่ 31 : 31 บทที่ 5 เหล็กกล้า
- ตอนที่ 32 : 32 ธาตุต่าง ๆ ที่นำมาผสมในเหล็ก, ชนิดของเหล็กกล้า
- ตอนที่ 33 : 33 เหล็กกล้าคาร์บอน
- ตอนที่ 34 : 34 เหล็กกล้าผสม
- ตอนที่ 35 : 35 เหล็กกล้าโครงสร้าง, เหล็กกล้ามาราจิง, เหล็กกล้าเครื่องมือ
- ตอนที่ 36 : 36 เหล็กกล้าไร้สนิม, เหล็กกล้าสปริง,เหล็กกล้าผสมพิเศษ
- ตอนที่ 37 : 37 เหล็กหล่อ
- ตอนที่ 38 : 38 เหล็กหล่อสีขาว, เหล็กหล่อมัลลีเบิล, เหล็กหล่อเหนียว, เหล็กบริสุทธิ์ (จบบทที่ 5)
- ตอนที่ 39 : 39 บทที่ 6 การถลุงเหล็ก
- ตอนที่ 40 : 40 ชนิดของแร่เหล็ก, กระบวนการจัดการแร่เหล็ก
- ตอนที่ 41 : 41 เตาบลาสต์
- ตอนที่ 42 : 42 การผลิตเหล็กกล้าด้วย เตาออกซิเจนพื้นฐาน
- ตอนที่ 43 : 43 เตาอาร์คไฟฟ้า
- ตอนที่ 44 : 44 เตาโอเพนฮาร์ท
- ตอนที่ 45 : 45 การทำเหล็กอินก็อท
- ตอนที่ 46 : 46 โรงรีดเหล็ก
- ตอนที่ 47 : 47 การจัดวางลูกรีด
- ตอนที่ 48 : 48 รีดเหล็กเป็นแผ่นแบน แท่ง และท่อนกลม กับการผลิตต่อเนื่อง
- ตอนที่ 49 : 49 การผลิตเหล็กหล่อด้วยเตาคิวโพล่า
- ตอนที่ 50 : 50 เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า และการควบคุมมลภาวะ (จบบทที่ 6)
- ตอนที่ 51 : 51 บทที่ 7 โครงสร้างผลึก
- ตอนที่ 52 : 52 สเปซแลตทิซแบบบีซีซี, เอฟซีซี
- ตอนที่ 53 : 53 สเปซแลตทีซ ซีพีเฮช, บีซีที, โครงสร้างสเปซแลตทีซในเหล็ก
- ตอนที่ 54 : 54อุณหภูมิเปลี่ยนรูป, การเติบโตของผลึก
- ตอนที่ 55 : 55 ขนาดเกรนกับช่วงเวลาทำความเย็น (จบบทที่ 7)
- ตอนที่ 56 : 56 บทที่ 8 การพัง และการเสียรูปของโลหะ
- ตอนที่ 57 : 57 โลหะเหนียว พังแบบถูกเฉือน
- ตอนที่ 58 : 58 ผลของขนาดผลึก และการเพิ่มความแข็งในงาน (จบบทที่ 8)
- ตอนที่ 59 : 59 บทที่ 9 แผนผังเหล็กคาร์บอน
- ตอนที่ 60 : 60 เฟสไดอะแกรมของเหล็ก-คาร์บอน
- ตอนที่ 61 : 61 การใช้ และการอ่านเฟสไดอะแกรมเหล็กกล้า-คาร์บอน
- ตอนที่ 62 : 62 การเปลี่ยนแปลงไปสู่มาเทนไซต์ ,โครงสร้างเหล็กกล้าในบริเวณต่าง ๆ
- ตอนที่ 63 : 63 บริเวณเปลี่ยนรูป, อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกับคุณสมบัติทางกล, ปรับปรุงความแข็งให้ดีขึ้น (จบบทที่ 9)
- ตอนที่ 64 : 64 บทที่ 10 การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค
- ตอนที่ 65 : 65 โครงสร้าง มาเทนไซต์, ออสเตนไนต์ และโครงสร้างผสม
- ตอนที่ 66 : 66 การเตรียมชิ้นงานก่อนส่องกล้องจุลทรรศน์ (จบบทที่ 10)
- ตอนที่ 67 : 67 บทที่ 11 การปรับสภาพทางความร้อน และการชุบแข็ง
- ตอนที่ 68 : 68 เทคนิคและ สารตัวกลางชุบแข็ง
- ตอนที่ 69 : 69 อุณหภูมิสารตัวกลาง, เทคนิคการชุบแข็ง (จบบทที่ 11)
- ตอนที่ 70 : 70 บทที่ 12 การอบอ่อน และการอบปกติ
- ตอนที่ 71 : 71 ตอบคำถามจากอีเมล์, ผลที่ได้จากการอบ, การอบอ่อนเต็ม
- ตอนที่ 72 : 72 การอบอ่อนหลังการขึ้นรูปเย็น, การเปลี่ยนเป็นคาร์ไบต์เม็ดกลม, การอบปกติ (จบบทที่ 12)
- ตอนที่ 73 : 73 บทที่ 13 ผังไดอะแกรมการเปลี่ยนแปลงแบบอุณหภูมิคงที่
- ตอนที่ 74 : 74 เส้นอุณหภูมิเวลา, การนำไปใช้ และอาณาบริเวนในแผนภาพไอที
- ตอนที่ 75 : 75 อาณาบริเวณต่าง ๆ ในแผนภาพไอที
- ตอนที่ 76 : 76 การใช้แผนภาพไอทีเพื่อระบุเหล็กกล้า
- ตอนที่ 77 : 77 แผนภาพไอทีทางอุตสาหกรรม, การเปรียบเทียบแผนภาพไอทีอุตสาหกรรม
- ตอนที่ 78 : 78 การคิดค่าความแข็งจากแผนภาพ, การพล็อตแผนภาพ
- ตอนที่ 79 : 79 ตอบคุณ Ekakrat Gmail, การเปรียบเทียบแผนภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคงที่
- ตอนที่ 80 : 81 ตัวอย่างเปรียบเทียบแผนภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคงที่ (จบบทที่ 13)
- ตอนที่ 81 : 80 บทที่ 14 การอบคืนตัว / ความจริงของการศึกษาไทย
- ตอนที่ 82 : 82 กลไกการอบคืนตัว, คำถามก่อนทำการอบคืนตัว
- ตอนที่ 83 : 83 ประเภทการอบคืนตัว
- ตอนที่ 84 : 84 ออสเทมเปอร์ริ่ง , การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ (จบบทที่ 14)
- ตอนที่ 85 : 85 บทที่ 15 การชุบผิวแข็ง
- ตอนที่ 86 : 86 การชุบผิวแข็งเครื่องมือ เครื่องกล และวิธีการพื้นฐาน
- ตอนที่ 87 : 87 กระบวนการชุบผิวแข็ง