นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4070057 ครั้ง

www.thummech.com
เป็นความรู้เกี่ยวกับโลหะในทางทฤษฏี ทั้งโลหะที่เป็นเหล็ก และไม่ใช่เหล็ก
โลหะที่เป็นเหล็กที่จะกล่าวก็คือ เหล็ก และเหล็กกล้า
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ฯลฯ
ตัวอย่างที่จะกล่าวในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวเกียวกับ
- กรรมวิธีการผลิตโลหะ
- คุณสมบัติของโลหะ
- การวิเคราะห์โครงสร้างโลหะ
- การปรับสภาพของโลหะ
- แนวทางที่จะนำไปใช้ประโยชน์
-ฯลฯ

ลองติดตามผลงานดูนะครับ ติชมกันได้นะ มีคำถามอะไรก็ถามได้ ถ้ารู้ก็จะตอบให้ครับ

เมื่อการพัฒนาทางด้านวัตถุมีสูง มองมุมกลับ การพัฒนาทางด้านจิตใจ ด้านคุณธรรมก็ต้องให้สูงตามไปด้วย

วัตถุประสงค์ที่ทำก็คือ อยากเห็นประเทศของเรามีความทัดเทียม หรือเหนือกว่าประเทศที่พัฒนาแล้ว มีการสร้างเทคโนโลยีเป็นของตัวเอง ไม่ต้องตามใคร


81 ตัวอย่างเปรียบเทียบแผนภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคงที่ (จบบทที่ 13)

ชิ้นตัวอย่างเปรียบเทียบกันอีกตัวอย่างคือ เหล็กกล้า 9261 (เหล็กกล้าผสมซิลิกอน แมงกานีส)

 

      ตัวอย่างที่ 13.3 สมมติให้ความร้อนแก่เหล็กกล้า 9261 ไปถึง 870 °C (1600 °F) จากนั้นก็นำไปชุบแข็งในน้ำอย่างรวดเร็วใช้เวลาชุบ 1 วินาที แนวเส้นเวลาแสดงในรูปด้านล่าง

 

รูปการชุบแข็งอย่างรวดเร็วในไอทีไดอะแกรมเหล็กกล้า 9261 ถูกแทนที่เป็นมาเทนไซต์ 100%  

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดเกิดขึ้นในบริเวณมาเทนไซต์ เพราะฉะนั้น โครงสร้างเกิดใหม่จะเป็นมาเทนไซต์ 100% ค่าความแข็งจะอยู่ระหว่าง 57 Rc ถึง 65 Rc

 

ตัวอย่างที่ 13.4 มาสมมติกันต่อ นำชิ้นงานชิ้นที่สองซึ่งก็เป็นเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 9261 เช่นเดิม ให้ความร้อน 870 °C (1600 °F) และถูกทำให้เย็นลงไปที่อุณหภูมิ 316 °C (600 °F) ใช้เวลา 1 วินาที แล้วคงความร้อนที่อุณหภูมิ 316 °C (600 °F)  เป็นเวลา 20 วินาที ในเตาหลอม จากนั้นสุดท้าย นำมันไปชุบแข็งอย่างรวดเร็วในน้ำจาก 316 °C (600 °F) ไปสู่อุณหภูมิห้องในเวลา 1 วินาที

 

รูปกระบวนการทำความเย็นที่ยาวนานสำหรับเหล็กกล้าซิลิกอน 9261 ทั้งหมดเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในบริเวณมาเทนไซต์ และผลที่ได้สุดท้ายเป็น มาเทนไซต์ 100%

 

      เส้นเวลาสำหรับชิ้นงาน 9261 ในตัวอย่างที่สองสามารถนำมาพล็อตกราฟได้ดังรูปด้านบน การเปลี่ยนแปลงทั้งหมด เกิดขึ้นในบริเวณมาเทนไซต์ เพราะฉะนั้น ชิ้นงานที่สองจะมีการเปลี่ยนแปลงเหมือนกันเป็น มาเทนไซต์ 100% ค่าความแข็งจะอยู่ระหว่าง 57 Rc และ 65 Rc

 

ข้อน่าสังเกต จากชิ้นงานตัวอย่าง เหล็กกล้าเอไอเอสไอ 9261 ทั้งคู่กลายเป็นมาเทนไซต์ 100% และทั้งคู่มีความแข็งที่เหมือนกัน ถึงแม้ว่า ชิ้นงานที่สองจะใช้เวลาในการทำความเย็นมากกว่า แต่เกิดความแตกต่างของชิ้นงานเพียงเล็กน้อยนี้

        เทคนิคการทำความเย็นอย่างนี้เราเรียกว่า มาร์เทมเปอร์ริ่ง (Martempering)  กระบวนการนี้การออกแบบถึงความเค้นผ่อนคลาย และลดโอกาสที่จะเกิดการแตกร้าว และการบิดตัวของเหล็กกล้า มาร์เทมเปอร์ริ่งจะได้กล่าวอย่างละเอียดในบทต่อไป

 

ชิ้นตัวอย่างเปรียบเทียบกันอีกตัวอย่างคือ เหล็กกล้า 1095 (เหล็กกล้าคาร์บอนสูง)

 

รูปโครงสร้างจุลภาคของเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1095

 

รูปดาบซามูไร ใช้เหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1095

 

ตัวอย่างที่ 13.5 สมมติให้ตัวอย่างเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1095 ถูกให้ความร้อนไปถึง 870 °C (1600 °F) จากนั้นก็ทำให้เย็นไปถึงอุณหภูมิ 316 °C (600 °F) ใช้เวลาใน 2 วินาที แล้วคงที่อุณหภูมิ 316 °C (600 °F) ไว้ 1 ชั่วโมง สุดท้าย ก็นำไปชุบแข็งอย่างรวดเร็วใช้เวลาแค่ 1 วินาที จนกระทั่งไปสู่อุณหภูมิห้อง

 

รูปแผนภาพไอทีชิ้นงานตัวอย่างเหล็กกล้า 1095 แนวเส้นเวลาลากผ่านไปยังสองบริเวณที่มีแตกต่างกันของการเปลี่ยนแปลงก่อนที่มันจะทำการชุบแข็ง ผลที่ได้ประกอบไปด้วยเพิลไลต์ละเอียด และไบย์ไนต์

 

      ไอทีไดอะแกรมสำหรับตัวอย่างนี้ดูที่รูปด้านบน ในการเปลี่ยนแปลงนี้ เหล็กกล้าถูกลากข้ามผ่านปลายจมูกของเส้นโค้งตัวซีทางด้านซ้าย ซึ่งผลที่ได้ก่อให้เกิดรูปแบบเพิลไลต์ละเอียดประมาณ 10% ที่อยู่ระหว่างจุด E1 และ E2 เส้นเวลาได้ออกจากอาณาบริเวณของการเปลี่ยนแปลง และวกกลับเข้าไปใหม่จากอาณาบริเวณออสเตนไนต์

 

      แต่ถึงอย่างไรการเกิดขึ้นนี้ เพิลไลต์ละเอียดจะไม่เปลี่ยนแปลงกลับเป็นโครงสร้างออสเตนไนต์อีก เมื่อแนวเส้นเวลาถูกลากไปเรื่อย ๆ การเปลี่ยนแปลงก็ยังคงไม่เกิดขึ้นจนกระทั่ง เหล็กกล้าไปถึงจุด E3 (ที่อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง 10%) แล้วยังคงเกิดการเปลี่ยนจากอาณาบริเวณออสเตนไนต์ไปจนถึงอาณาบริเวณไบย์ไนต์

  

      ดังนั้นตัวอย่างของชิ้นงานที่เกิดการเปลี่ยนแปลงไปเป็นโครงสร้าง  เพิลไลต์ละเอียด 10% และไบย์ไนต์ 90%  ค่าความแข็งของชิ้นงานตัวอย่างนี้อยู่ระหว่าง 40 Rc ถึง 52 Rc

 

ตัวอย่างที่ 13.6 มาสมมติกันต่อ นำชิ้นงานชิ้นที่สองซึ่งก็เป็นเหล็กกล้า เอไอเอสไอ1095 เช่นเดิม ให้ความร้อนเหล็กกล้าไปถึง 870 °C (1600 °F) และชุบแข็งอย่างรวดเร็วไปที่ 538°C (1000 °F) ใช้เวลา 1 วินาที ต่อจากนั้นยังคงความร้อนไว้ที่อุณหภูมิ 538°C (1000 °F) อีกประมาณ 2 วินาที แล้วก็ทำการชุบแข็งไปสู่อุณหภูมิห้องใช้เวลา 1 วินาที

 

รูปแผนภาพไอทีนี้ ชิ้นงานตัวอย่างของ เหล็กกล้า 1095 เปลี่ยนแปลงไปยังเพิลไลต์ละเอียด และมาเทนไซต์

 

      เส้นเวลาสำหรับชิ้นงานตัวอย่างนี้แสดงในรูปด้านบน อาณาบริเวณที่เกิดการเปลี่ยนแปลง เกิดขึ้นที่บริเวณเพิลไลต์ละเอียด และบริเวณมาเทนซิไซต์ ในบริเวณเพิลไลต์ละเอียด จากออสเตนไนต์ 50% เกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่เพิลไลต์ละเอียด ซึ่งเส้นเวลาของเหล็กกล้าไปถึงจุด F2 ซึ่งเส้นเวลาเคลื่อนที่จากจุด F2 ไปถึงจุด F3 ยังไม่มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้น เพราะว่าเส้นเวลาไม่ได้กลับเข้าไปในเส้นโค้งตัวซีด้านซ้าย แต่ยังอยู่ในอาณาบริเวณออสเตนไนต์

 

      การเปลี่ยนแปลงจะเกิดเพิ่มขึ้น เมื่อเส้นเวลาลากไปถึงที่จุด F3 ก็เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นอีกครั้ง ดังนั้น โครงสร้างสุดท้ายคือ โครงสร้างเพิลไลต์ละเอียด 50% และมาเทนไซต์ 50% อย่างละครึ่ง ค่าความเข็งอยู่ที่ประมาณ 41 Rc และ 63 Rc

 

 

ชิ้นตัวอย่างเปรียบเทียบกันอีกตัวอย่างคือ เหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1566

 

ตัวอย่างที่ 13.7  เหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1566 ถูกให้ความร้อนไปถึง 870 °C (1600 °F)  จากนั้นก็ทำให้ลงไปที่ 510 °C (590 °F) ใช้เวลา 8 วินาที จากนั้นก็ลดอุณหภูมิทำให้เย็นไปถึง 316 °C (600 °F) ใช้เวลาต่อไปอีก 12 วินาที (โดยรวมใช้เวลาไป 20 วินาที) แล้วคงอุณหภูมิไว้ที่ 316 °C (600 °F) อีก 7 นาที หลังจากนั้นก็นำไปชุบแข็งอย่างรวดเร็วในน้ำ จนถึงอุณหภูมิห้อง

 

รูปแผนภาพไอทีไดชิ้นงานตัวอย่างเหล็กกล้า 1566 ตัวอย่างนี้เปลี่ยนแปลงไปที่ชิ้นงานสุดท้ายของเพิลไลต์ละเอียด, ไบย์ไนต์  และมาเทนไซต์

 

      แนวเส้นเวลาของชิ้นงานตัวอย่างนี้ เขียนให้เห็นในรูปด้านบน การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นระหว่าง G1 และ G2 ในบริเวณอาณาบริเวณเพิลไลต์ละเอียด จากนั้นก็ระหว่างจุด G3 และ G4 ในอาณาบริเวณไบย์ไนต์ และจุดสุดท้ายอยู่ระหว่าง G5 และ G6 ในอาณาบริเวณมาเทนไซต์

 

ดังนั้น โครงสร้างสุดท้ายคือ เพิลไลต์ละเอียด 50%, ไบย์ไนต์ 20%  และมาเทนไซต์ 30%

 

      เพิลไลต์ละเอียด 50% จะไม่เปลี่ยนกลับไปที่ออสเตนไนต์ ถึงแม้ว่าเส้นเวลาจะเคลื่อนที่ออกไปสู่อาณาบริเวณออสเตนไนต์หลังจากมันไปถึงจุด G2  

 

ข้อสังเกตการเปลี่ยนแปลงไปสู่โครงสร้างมาเทนไซต์ จะยังไม่เริ่มต้นจนกว่าแนวเส้นเวลาถูกลากไปถึงจุด G5 แต่โครงสร้าง 70% ของเหล็กกล้า มีการเปลี่ยนแปลงไปเรียบร้อยแล้ว

 

จบบทที่ 13  

ครั้งหน้าพบกับบทที่ 14 การอบคืนตัว หรือเทมเปอร์ริ่ง (Tempering)

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

“ตัวเรายังไม่ได้ดั่งใจเรา แล้วคนอื่นจะเป็นได้อย่างไร”


บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที