ติดตามงานเขียนที่ไม่ซ้ำกับที่นี่ เป็นเว็บของผมเองไว้แสดงงานเขียน และผลงานที่ทำอยู่ สามารถติดตามได้ที่
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
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
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
