นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4070037 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


84 ออสเทมเปอร์ริ่ง , การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ (จบบทที่ 14)

 

ติดตามงานเขียนที่ไม่ซ้ำกับที่นี่ เป็นเว็บของผมเองไว้แสดงงานเขียน และผลงานที่ทำอยู่ สามารถติดตามได้ที่

 

 

 

www.Thummech.com

 

 

 

จะอัพเดตข้อมูลเรื่อย ๆ ถ้ามีคำถาม หรืออยากทราบเรื่องอะไรให้ฝากคำถามได้ที่ หัวข้อ “ติดต่อเรา” ครับ ถ้าทราบจะได้อธิบายให้ในเว็บบอร์ดครับ

 

 

 

       ส่วนงานเขียนที่เว็บนี้จะคงไว้ 2 งานเขียนตลอด ส่วนตอนที่นี่จะเร็วกว่าที่เว็บผมอยู่ 1 อาทิตย์ครับ เว็บผมนี้ยังต้องพัฒนาเปลี่ยนแปลงไปอีกเรื่อย ๆ ครับ โปรดคอยติดตาม ขอบคุณล่วงหน้าที่เข้าไปเยี่ยมชม

 

 

 

รายชื่องานเขียนเว็บใหม่ มีดังนี้ (งานเขียนจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ )

 

1 เครื่องกล 6 แกน

 

2 แมคาทรอนิกส์

 

3 ยานยนต์สมัยใหม่ (ไฟฟ้า, ไฮบริดจ์ และเซลล์เชื้อเพลิง)

 

 

 

 

 

14.5.3 ออสเทมเปอร์ริ่ง

 

 

 

      เหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการอบคืนตัวแบบออสเทมเปอร์ริ่ง มองภาพรวมแล้วผลที่ออกมาจะให้เหล็กกล้ามีคุณภาพดีขึ้น วิธีการออสเทมเปอร์ริ่งก็คือการนำเอาชิ้นงานเหล็กกล้านำไปอบให้ร้อน ต้องให้ร้อนไปจนถึงบริเวณออสเตนไนต์ของเหล็กกล้าแต่ละชนิด จากนั้นก็นำไปจุ่มลงไปในอ่างน้ำเกลือ (Salt bath) และรักษาอุณหภูมินั้นไว้ให้นานจนกว่าโครงสร้างจะเปลี่ยนแปลงไปเป็นไบย์ไนต์ทั้งหมด

 

 

 

รูปตัวอย่างงานออสเทมเปอร์ริ่ง สปริงที่ถูกแช่ในอ่างเกลือ

 

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

 

 

      ในออสเทมเปอร์ริ่ง เหล็กกล้าถูกชุบแข็งอย่างรวดเร็วจนกระทั่ง มันเข้าไปถึงอุณหภูมิระหว่าง 260°C - 315°C (500°F ถึง 600°F) ดูที่รูปด้านล่าง

 

 

 

 

 

รูปแผนภาพไอทีในกระบวนการออสเทมเปอร์ริ่งเป็นกระบวนการชุบแข็งแบบพิเศษ เปลี่ยนแปลงเหล็กกล้าไปสู่ไบย์ไนต์ 100%

 

 

 

แนวเส้นเวลา (จากจุด A) ไม่ถูกลากผ่านโดนจมูกเส้นโค้งตัวซี เมื่อถึงอุณหภูมิระหว่าง 260°C ถึง 315°C (500°F ถึง 600°F) (จุด B) แล้วคงอุณหภูมิช่วงนี้เอาไว้ (ชุบตัว (Soaked)) ที่อุณหภูมิหนึ่งเป็นเวลาที่ยาวนาน (อาจกินเวลาหลายชั่วโมงไปจนถึงหลายสิบชั่วโมงเลยทีเดียว) ขึ้นอยู่กับว่าช่วงเวลาที่ยาวนานนี้จะต้องมีความเพียงพอสำหรับโครงสร้างที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นภายในบริเวณไบย์ไนต์

 

 

 

      หลังจากนั้น (จุด C) โครงสร้างก็พัฒนาไปเป็นไบย์ไนต์จนสำเร็จสมบูรณ์โดยใช้เวลาสั้น ๆ และเหล็กกล้าก็จะถูกชุบแข็งที่อุณหภูมิห้อง (จุด D) เหล็กกล้าที่ได้จะไม่มีทางที่จะกลายมาเป็นรูปแบบมาร์เทนไซต์ได้

 

 

 

      ออสเทมเปอร์ริ่ง มีกระบวนการทางความร้อนที่ทำให้เหล็กกล้ามีความละมุนอ่อนโยนมากกว่าการอบคืนตัวทั่วไป หรืออบคืนตัวแบบมาร์เทมเปอร์ริ่ง ผลที่ได้ที่เกิดขึ้นในโครงสร้างภายในจะเกิดความเค้นน้อยกว่า อีกทั้งยังเพิ่มความทนทานต่อการแตกร้าว และการบิดตัวยิ่งขึ้น

 

 

 

      แต่เหล็กกล้าที่ผ่านการออสเทมเปอร์ริ่ง จะให้ค่าความแข็ง และความแข็งแกร่งน้อยกว่า เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับการปรับสภาพเหล็กกล้าด้วยด้วยวิธีอบคืนตัวทั่วไป และมาร์เทมเปอร์ริ่ง

 

 

 

      แต่ทว่า กระบวนการออสเทมเปอร์ริ่งก็มีข้อจำกัดอยู่ คือมันไม่เหมาะกับชิ้นส่วนเครื่องกลที่เป็นชิ้นงานบาง เพราะจะทำให้มีความไวต่อการบิดตัว เช่น แหวนสปริง, เข็ม และชิ้นส่วนโลหะที่บางอื่น ๆ

 

 

 

รูปแหวนสปริง (Spring washers) ชิ้นงานบางไม่เหมาะกับการทำออสเทมเปอร์ริ่ง

 

 

 

รูปเข็ม (Needles) ก็เป็นชิ้นงานบางก็ไม่เหมาะที่จะทำออสเทมเปอร์ริ่ง

 

 

 

      โลหะที่ผ่านออสเทมเปอร์ริ่ง โดยทั่วไปแล้วจะใช้งานได้อย่างทนทาน และให้ความยืดหยุ่นตัวได้มากกว่า เหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการการทำอบคืนตัวทั่วไป และการมาเทมเปอร์ริ่ง นอกจากนี้พวกมันจะมีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีกว่า ที่เป็นแบบนี้ก็เนื่องมาจาก ไม่มีรูปแบบโครงสร้างเป็นมาเทนไซต์นั่นเอง

 

 

 

14.5.4 การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่

 

 

 

      การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ เป็นกระบวนการปรับสภาพทางความร้อนแบบอบคืนตัวรูปแบบหนึ่ง จะทำให้ชิ้นงานเหล็กกล้าเป็นทั้งโครงสร้างมาเทนไซต์จาการอบคืนตัว และไบย์ไนต์

 

 

 

 

 

รูปแผนภาพไอทีของกระบวนการชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ เหล็กกล้าจะได้โครงสร้างเบย์ไนต์ และมาเทนไซต์จากการอบคืนตัว

 

     

 

      การชุบแข็ง และอบคืนตัวความร้อนคงที่ ดูกระบวนการได้ในรูปด้านบน เหล็กกล้าชุบแข็งอย่างรวดเร็ว (จากจุด A) จนกระทั่ง มันไปถึงประมาณตรงกลางของอาณาบริเวณมาเทนไซต์ (จุด A) หลังจากแนวเส้นเวลาข้ามผ่านบริเวณเปลี่ยนแปลงจากออสเตนไนต์จนสำเร็จประมาณ 50% แล้ว จะคงอุณหภูมิคงที่ให้กับเหล็กกล้า อุณหภูมิที่คงไว้ประมาณ 150°C และ 205°C (300°F และ 400°F)

 

 

 

      ในระหว่างจุดเอ (จุด A) ถึงจุดบี (จุด B) เหล็กกล้าประมาณครึ่งหนึ่ง จะมีการเปลี่ยนแปลงจากออสเตนไนต์ไปเป็นโครงสร้างมาร์เทนไซต์ ส่วนอีกครึ่งที่เหลือจะเป็นมาเทนไซต์แต่แค่ชั่วคราว แล้วจะย้อนกลับไปเป็นออสเตนไนต์ตามเดิม

 

 

 

      เมื่อแนวเส้นเวลามาถึงจุดบี (จุด B) เหล็กกล้าจะคงอุณหภูมิโดยใช้เวลาเพียงเล็กน้อย ท่ามกลางอาณาบริเวณมาเทนไซต์ (จุด B ถึง จุด C) จากนั้นก็ให้ความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น (จุด D) ตรงนี้โครงสร้างออสเตนไนต์ยังคงอยู่ แล้วคงอุณหภูมินั้นไว้จะใช้เวลานานพอสมควร (อาจหลายชั่วโมง) จนแนวเส้นเวลาก้าวข้ามไปสู่อาณาบริเวณไบย์ไนต์ (จุด E) จากนั้นก็นำเหล็กกล้าไปชุบตัวในช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อลดความเค้นที่มีจำนวนมากในโครงสร้าง และท้ายสุด มันก็ถูกทำให้เย็นตัวลงไปถึงอุณหภูมิห้อง

 

      การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ คุณสมบัติ และผลดีของโครงสร้างนี้จะอยู่ตรงกลางระหว่างมาร์เทมเปอร์ริ่ง และออสเทมเปอร์ริ่ง ที่เรียกว่า ตัวกลางที่เป็นตัวเลือกที่ดี (Happy medium)

 

 

 

      เหล็กกล้าที่เป็นโครงสร้างนี้จะให้ความแข็ง และความแข็งแกร่งกว่า เหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการออสเทมเปอร์ริ่ง อีกทั้งเหล็กยังให้ค่าความยืดหยุ่น และความเค้นภายในลดลงได้ดีกว่าเหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการมาเทมเปอร์ริ่ง

 

 

 

 

 

 

 

14.6 การเปรียบเทียบวิธีการปรับสภาพทางความร้อน

 

 

 

      การอบคืนตัวที่มีกรรมวิธีกระบวนการทางความร้อน และการชุบแข็ง จะคุณสมบัติที่แตกต่างกันเกิดขึ้นในเหล็กกล้าตามแต่ละกระบวนการ หัวข้อนี้เราจะมาทำการเปรียบเทียบลักษณะของแต่ละวิธีการอบคืนตัวทั่วไป, มาร์เทมเปอร์ริ่ง, การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่ และออสเทมเปอร์ริ่ง ซึ่งจะแสดงในตารางด้านล่าง

 

 

 

 

 

 

 

การเปรียบเทียบวิธีการอบคืนตัว

การชุบแข็ง และอบคืนตัวทั่วไป

มาร์เทมเปอร์ริ่ง

การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่

ออสเทมเปอร์ริ่ง

ความรุนแรงในการชุบแข็ง  (มีมาก)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> (มีน้อย)

ความเหนียวยืดหยุ่น (มีน้อย)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>(มีมาก)

ความเหนียวทนทาน (toughness) (มีน้อย)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> (มีมาก)

ความเค้นภายใน (มีมาก) >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>(มีน้อย)

ความแข็ง และความแข็งแกร่ง (มีมาก)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>(มีน้อย)

ความเปราะ (มีมาก)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> (มีน้อย)

ความแตกร้าว และการบิดตัว (มีมาก)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> (มีน้อย)

ความสามารถนำไปกลึงกัดไส(มีน้อย)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>(มีมาก)

ความสามารถในการนำไปขึ้นรูป(มีน้อย)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>(มีมาก)

 

 

 

ตารางการเปรียบเทียบวิธีการต่าง ๆ ของการอบคืนตัว

 

 

 

      การอบคืนตัวทั่วไป เป็นวิธีการชุบแข็งที่ใช้มากที่สุด เหล็กกล้าที่ได้มาจากวิธีการนี้จะมีความแข็ง และความแข็งแกร่งสูงกว่า  แต่ความยืดตัว และความเหนียวกลับมีค่าต่ำกว่าวิธีการชุบแข็งอีกสามวิธี

 

 

 

      วิธีการออสเทมเปอร์ริ่งเป็นวิธีการชุบแข็งที่นำมาใช้น้อยที่สุด เหล็กกล้าที่ได้จากวิธีการนี้จะมีความยืดตัว และความเหนียวสูงกว่า แต่ความแข็ง และความแข็งแกร่งจะต่ำกว่าวิธีการอื่น ๆ

 

 

 

      การเปรียบเทียบของผลที่ได้จากผลผลิตโดยการอบคืนตัว และความแตกต่างกันของการอบอ่อน และการอบปกติ แสดงในตารางด้านล่าง

 

 

 

 

 

ผลของการทำการอบคืนตัว, การอบอ่อน และการอบปกติของเหล็กกล้า

วิธีการ

<<<<<<   ค่อนข้างไปทางแข็งกว่า                         ค่อนข้างไปทางอ่อนกว่า   >>>>>>

การอบคืนตัว

>>>>>> 

มาร์เทมเปอร์ริ่ง

>>>>>>>>>>> 

การชุบแข็ง และการอบคืนตัวความร้อนคงที่

>>>>>>>>>>>>>>>>>> 

ออสเทมเปอร์ริ่ง

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 

การอบอ่อนหลังการขึ้นรูปเย็น

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 

การอบปกติ

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 

การอบอ่อนเต็ม

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 

 

 

 

ตารางการเปรียบเทียบกันของ การอบคืนตัว, การอบอ่อน และการอบปกติ

 

 

 

การอบคืนตัว, การอบอ่อน และการอบปกติเป็นการปรับสภาพทางความร้อนที่รองลงมาจากวิธีการทั้งหมด ซึ่งแต่ละเทคนิคเป็นสาเหตุที่ทำให้เหล็กกลายสภาพจากเหล็กกล้าชุบแข็ง ไปเป็นเหล็กกล้าที่มีสภาพอ่อนตัวลงมา

 

 

 

      ในการอบคืนตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งการอบคืนตัวทั่วไป ด้านความแข็งจะให้ผลน้อย มันเป็นวิธีการปรับสภาพทางความร้อนที่ถูกนำมาใช้มากสุด รองจากการอบอ่อนเต็ม (ซึ่งเกิดขึ้นทั้งความร้อน และเย็นในเตาอบที่ถูกควบคุมอุณหภูมิ) เป็นวิธีการทำความเย็นที่อ่อนโยนมากสุด และทำให้เกิดผลผลิตเป็นเหล็กกล้าอ่อนนุ่มมากสุด

 

 

 

 

 

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

 

 

“ทําแล้วเสียใจ  ยังดีกว่าเสียใจที่ไม่ได้ทํา”

 

 

 

 

 

จบบทที่ 14 ครั้งหน้าเป็นบทสุดท้ายของเรื่องโลหะที่เป็นเหล็ก ในบทที่ 15 เรื่องการชุบผิวแข็ง (Surface hardening) ต่อจากบทนั้นก็จะได้อธิบายถึงโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ขอบคุณที่ติดตามอ่าน

 

 

 


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