บทที่ 12 การอบอ่อน และการอบปกติ
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
12.1ภาพรวมของการอบอ่อน และการอบปกติ
การชุบแข็ง ซึ่งกล่าวไว้แล้วในบทที่ผ่านมา เป็นรูปแบบของการปรับสภาพทางความร้อน โดยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้โลหะแข็ง และแข็งแกร่งกว่า ก่อนทำการชุบแข็ง แต่ก็มีข้อเสียที่อาจเกิดขึ้นกับโลหะ ซึ่งโลหะเสี่ยงต่อความเปราะ และความยืดหยุ่นมีน้อย
ถ้าโลหะนั้นต้องการคุณสมบัติในด้านความยืดหยุ่นเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก ส่วนความแข็ง และความแข็งแกร่งเป็นเรื่องรองลงมา ก็สามารถนำโลหะนั้นมาทำ การอบอ่อน หรือแอนนีลลิ่ง (Annealing) และการอบปกติ หรือนอร์มัลไลซิ่ง (Normalizing) กระบวนการปรับสภาพทางความร้อนทั้งสองวิธีเหล่านี้ เป็นการทำให้โลหะมีความอ่อนนุ่มกว่า และเกิดความยืดหยุ่นได้มากกว่า และเป็นวิธีการที่เป็นธรรมชาติมากที่สุดในการปรับสภาพทางความร้อน โดยหัวใจหลัก ของ 2 กระบวนการนี้ ก็คือ การทำความเย็นอย่างช้า ๆ กับเหล็กกล้า
รูปการอบโลหะทำให้ผ่านกระบวนการกลึงกัดไสได้ง่าย
ผลที่ได้จาก 2 วิธีการนี้ ก็คือ เหล็กสามารถนำไปทำการกลึงกัดไสได้ง่าย, ง่ายต่อการนำมาดัด และขึ้นรูปโลหะ มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าว และการบิดตัวของเหล็กน้อย
ทั้งการอบอ่อน และการอบปกติ สามารถให้คำจำกัดความว่า โลหะถูกให้ความร้อนเหนืออุณหภูมิวิกฤติ และถูกให้ความเย็นอย่างช้า ๆ จนถึงอุณหภูมิห้อง เพื่อที่จะได้วัสดุที่มีความอ่อนนุ่ม และไม่เกิดเกิดการบิดตัว หรือเกิดขึ้นเล็กน้อย ส่วนความแตกต่างของทั้งสองวิธีจะได้อธิบายในหัวข้อต่อไป และถัดไป
12.2 การอบอ่อน
การอบอ่อน เป็นการควบคุมกระบวนการทำความเย็นของโลหะที่กำลังร้อนแดง และทำการลด ขนาดอุณหภูมิให้เย็นอย่างช้า ๆ โดยกระบวนลดอุณหภูมินี้ชิ้นงานจะยังอยู่ภายในเตาอบ หรือเตาหลอม ดูที่รูป
รูปชิ้นงานโลหะที่ถูกทำการอบอ่อนในในเตาหลอม
ในการทำการอบอ่อน โลหะถูกให้ความร้อนเหนือ แนวเส้นอุณหภูมิของการเปลี่ยนรูปด้านสูง (ซึ่งกลายเป็นออสเตนไนต์) หรืออุณหภูมิสูงกว่านั้นโดยที่โลหะไม่เสียรูปร่าง เมื่อได้อุณหภูมิในการอบโลหะแล้ว ในช่วงเวลาหนึ่งจะหยุดจ่ายความร้อน ชิ้นงานยังคงให้อยู่ในเตาไม่ได้ถูกนำออกมา เพื่อทำการอบอ่อนซึ่งอุณหภูมิจะลดลงต่ำอย่างช้า ๆ ภายในเตาจนวัสดุเย็นตัว
กระบวนการนี้จะสำเร็จก็ต่อเมื่อโลหะเย็นตัวจนถึงอุณหภูมิห้อง การอบอ่อนบางครั้งมีระยะเวลาที่ยาวนาน เพื่อที่จะทำให้วัสดุมีความอ่อนนุ่มเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งอาจใช้เวลาหลายชั่วโมง หรือหลายวันก็แล้วแต่ขนาดของชิ้นงาน
ในการทำการอบอ่อนอาจทำได้ในเตา วิธีการเหมือนกันกับการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้า หรือเหล็กกล้าอาจถูกย้ายไปสู่เตาที่สองก็ได้
12.3 การอบปกติ
การอบปกติ เป็นการทำความเย็นได้เร็วกว่า การอบอ่อน โดยวิธีการทางเทคนิค โลหะถูกให้ความร้อนเหนือ แนวเส้นอุณหภูมิของการเปลี่ยนรูปด้านสูง เมื่อทำการอบจนระยะเวลาหนึ่งแล้ว ก็หยุดจ่ายความร้อนให้ชิ้นงาน แล้วนำออกมาจากเตา ปล่อยให้เย็นตัวอย่างช้า ๆ ในอากาศนิ่ง จนชิ้นงานเย็นตัวถึงอุณหภูมิห้อง
ข้อสังเกต เหล็กกล้าที่ถูกปล่อยให้เย็นโดยการอบอ่อนจะเย็นช้ากว่า ชิ้นงานที่ทำด้วยวิธีการอบปกติ
12.4 ผลจากการทำการอบอ่อน และการอบปกติ
ในการทำการอบอ่อน และการอบปกติ จะทำให้ชิ้นงานมีความเหนียว และความยืดหยุ่นมากขึ้น ความเปราะในวัสดุมีน้อย แต่ก็ทำให้ลดความแข็ง และความแข็งแกร่งลงไป
นอกจากนี้ การอบอ่อน และการอบปกติ ยังทำให้ความเค้นภายในเนื้อวัสดุ มีการลดลงเช่นกัน ส่งผลให้แนวโน้มการบิดตัว และการแตกร้าวมีน้อยลง
การเปรียบเทียบของผลที่ได้ของการอบอ่อน, การอบปกติ และการชุบแข็งแสดงในตาราง ด้านล่าง
|
การเปรียบเทียบวิธีการทำความเย็น |
|
|
การอบอ่อน และการอบปกติ |
การชุบแข็ง |
|
กระบวนการทำความเย็นเกิดช้า |
กระบวนการทำความเย็นเกิดเร็ว |
|
โลหะมีความเหนียว และอ่อนนุ่ม |
โลหะมีความแข็ง และความแข็งแกร่ง |
|
โลหะยืดหยุ่นตัวได้ |
โลหะเสี่ยงต่อความเปราะ |
|
ลดความเค้นภายใน |
เสี่ยงต่อการเกิดความเค้นภายใน |
|
ช่วยป้องกันการแตกร้าว และการบิดเสียรูป |
อาจทำให้โลหะแตกร้าว และบิดเสียรูป |
ตาราง การเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างการอบอ่อน, การอบปกติ และการชุบแข็ง
วัตถุประสงค์ของการทำการอบอ่อน การอบปกติ
ในการศึกษาของโลหะวิทยา ความสำคัญส่วนใหญ่ก็เพื่อให้โลหะบรรลุความแข็ง และความแข็งแกร่ง แต่ก็มีบางส่วนที่ต้องการความอ่อน ความยืดหยุ่นเพื่อการใช้งาน การทำโลหะให้เป็นแบบนี้ก็เพื่อ:
รูปโลหะเกิดการแตกร้าวเนื่องจากเกิดความเค้นขึ้นภายในเนื้อโลหะ
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“คนฉลาดย่อมไม่นำ แต่ตาม ย่อมไม่พูด แต่ฟัง”
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
