กระบวนการอบชุบด้วยความร้อน – การดับ, การอบคืนตัว, การทำให้เป็นปกติ, การอบอ่อน

การชุบแข็งเหล็กกล้าคือการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้าจนถึงอุณหภูมิวิกฤต Ac3a (เหล็กกล้าซับยูเทคติก) หรือ Ac1 (เหล็กกล้าโอเวอร์ยูเทคติก) เหนืออุณหภูมิที่กำหนด คงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง เพื่อให้เกิดการออสเทนไนต์ทั้งหมดหรือบางส่วน และให้ความร้อนเร็วกว่าอัตราการเย็นตัววิกฤตของอัตราการเย็นตัวอย่างรวดเร็วถึง Ms ต่ำกว่า (หรือ Ms ใกล้ไอโซเทอร์มอล) เพื่อเปลี่ยนมาร์เทนไซต์ a (หรือเบไนต์) ในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน โดยทั่วไปแล้ว โลหะผสมอะลูมิเนียม โลหะผสมทองแดง โลหะผสมไทเทเนียม กระจกนิรภัย และวัสดุอื่นๆ ที่ใช้สารละลายของแข็งเป็นตัวช่วย “หรือกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนด้วยกระบวนการหล่อเย็นอย่างรวดเร็วที่เรียกว่าการชุบแข็ง”

 

วัตถุประสงค์ของการดับ:
(1) ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของโลหะให้เป็นวัสดุหรือชิ้นส่วน
(2) ปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุหรือคุณสมบัติทางเคมีของเหล็กพิเศษบางชนิด

 

วิธีการดับ: หลักๆ แล้วคือการดับด้วยของเหลวเดี่ยว การดับด้วยของเหลวคู่ การดับแบบไล่ระดับ การดับด้วยอุณหภูมิคงที่ การดับเฉพาะที่ และอื่นๆ

การอบชุบโลหะคือการชุบโลหะให้แข็งตัวเป็นวัสดุหรือชิ้นส่วนที่ถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิหนึ่ง หลังจากคงสถานะไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงทำให้เย็นลงด้วยวิธีการอบชุบด้วยความร้อนเฉพาะอย่างหนึ่ง การอบชุบโลหะเป็นการดำเนินการทันทีหลังจากการอบชุบ โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นงานจะถูกนำไปอบชุบด้วยความร้อนในขั้นตอนสุดท้ายด้วย ดังนั้น กระบวนการเชื่อมระหว่างการอบชุบและการอบชุบจึงเรียกว่า การบำบัดขั้นสุดท้าย
บทบาทของการอบคือ:
(1) ปรับปรุงเสถียรภาพขององค์กร เพื่อให้ชิ้นงานในการใช้งานกระบวนการไม่เกิดขึ้นในองค์กรการเปลี่ยนแปลงอีกต่อไป ทำให้รูปทรงและคุณสมบัติของชิ้นงานยังคงมีเสถียรภาพ
(2) กำจัดความเครียดภายในเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของชิ้นงานและทำให้รูปทรงเรขาคณิตของชิ้นงานมีความเสถียร

(3) ปรับคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน

 

ข้อกำหนดการอบชุบ: การใช้งานชิ้นงานที่แตกต่างกันควรอบชุบที่อุณหภูมิต่างกันเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการใช้งาน (1) เครื่องมือตัด ตลับลูกปืน ชิ้นส่วนชุบแข็งด้วยคาร์บูไรซิ่ง ชิ้นส่วนชุบแข็งที่พื้นผิวมักจะอบชุบที่อุณหภูมิต่ำกว่า 250 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่าการอบชุบที่อุณหภูมิต่ำ การอบชุบที่อุณหภูมิต่ำจะทำให้ความแข็งไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก ความเค้นภายในลดลง และความเหนียวดีขึ้นเล็กน้อย (2) สปริงที่อุณหภูมิ 350 ~ 500 องศาเซลเซียส ภายใต้การอบชุบที่อุณหภูมิปานกลาง สามารถรับความยืดหยุ่นสูงและความเหนียวที่จำเป็นได้ (3) ชิ้นส่วนเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนปานกลางที่ทำจากการอบชุบที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 500 ~ 600 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความเหนียวที่เหมาะสม

 

การทำให้เป็นมาตรฐาน (Normalizing) คือการอบชุบด้วยความร้อนชนิดหนึ่งเพื่อเพิ่มความเหนียวของเหล็ก โดยชิ้นส่วนเหล็กจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ Ac3 สูงกว่า 30-50 องศาเซลเซียส หลังจากพักไว้ระยะหนึ่งโดยไม่ใช้อากาศหล่อเย็น คุณสมบัติหลักคืออัตราการเย็นตัวเร็วกว่าการคืนตัวและต่ำกว่าการชุบแข็ง การทำให้เป็นมาตรฐานสามารถระบายความร้อนได้เร็วขึ้นเล็กน้อยในกระบวนการปรับแต่งเกรนผลึกของเหล็ก การเพิ่มความแข็งแรงแบบเสริมเพียงอย่างเดียวจะทำให้ได้ความแข็งแรงที่น่าพอใจ และสามารถปรับปรุงค่าความแปรปรวนเล็กน้อย (ค่า AKV) ได้อย่างมีนัยสำคัญ ลดโอกาสการแตกร้าวของชิ้นส่วน การทำให้เป็นมาตรฐานยังใช้กับแผ่นเหล็กรีดร้อนผสมต่ำบางชนิด เหล็กตีขึ้นรูปและหล่อผสมต่ำ ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลโดยรวมของวัสดุได้ และยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตัดอีกด้วย

 

การอบอ่อนคือการให้ความร้อนโลหะอย่างช้าๆ จนถึงอุณหภูมิที่กำหนด คงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงนำไปอบที่อุณหภูมิห้องในอัตราที่เหมาะสมของโซนเย็นของกระบวนการอบชุบโลหะ การอบอ่อนแบ่งออกเป็นการอบอ่อนแบบสมบูรณ์ การอบอ่อนแบบไม่สมบูรณ์ และการอบอ่อนแบบคลายความเค้น คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุที่ผ่านการอบอ่อนสามารถใช้ทดสอบแรงดึงแบบ Kinze และสามารถตรวจวัดได้ด้วยการทดสอบความแข็ง วัสดุเหล็กหลายชนิดที่นำมาอบชุบด้วยความร้อน สามารถใช้ทดสอบความแข็งของ Locke's Hardness Tester, ทดสอบความแข็ง HRB สำหรับแผ่นเหล็กบาง เหล็กแผ่นบาง และท่อเหล็กผนังบาง คุณสามารถใช้ทดสอบความแข็งของ Locke's Hardness Tester, วัสดุก่อสร้าง HRT Hardness Tester
วัตถุประสงค์ของการดับและการอบอ่อน: 1 เพื่อปรับปรุงสินค้าเพื่อขจัดความแข็งในกระบวนการหล่อ การตี การรีด และการเชื่อมที่เกิดจากข้อบกพร่องขององค์กรที่หลากหลาย รวมถึงความเค้นตกค้าง เพื่อป้องกันการเสียรูปของชิ้นงาน การแตกร้าว 2 เพื่อทำให้ชิ้นงานนิ่มลงเพื่อดำเนินการตัด 3 เพื่อปรับปรุงเมล็ดพืช ปรับปรุงการจัดระเบียบเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นงาน 4 สำหรับการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย (การดับ การอบคืนตัว) เพื่อให้ทำงานได้ดีตามมาตรฐานขององค์กร
กระบวนการอบอ่อนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่:
(1) การอบอ่อนแบบสมบูรณ์ ใช้ในการปรับแต่งเหล็กกล้าคาร์บอนกลางและล่างโดยการหล่อ การตีขึ้นรูป และการเชื่อม หลังจากเกิดคุณสมบัติเชิงกลที่ไม่ดีของเนื้อเยื่อร้อนจัดหยาบ
(2) การอบอ่อนแบบทรงกลม ใช้เพื่อลดความแข็งสูงของเหล็กกล้าเครื่องมือและเหล็กกล้าลูกปืนหลังการตีขึ้นรูป
(3) การอบอ่อนแบบอุณหภูมิคงที่ ใช้กับเหล็กโครงสร้างผสมโลหะผสมนิกเกิลและโครเมียมของ Jiangdu ที่มีความแข็งสูง
(4) การอบชุบผลึกใหม่ ใช้ในการลากลวดโลหะ แผ่นโลหะ ในกระบวนการรีดเย็นและรีดเย็น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์การชุบแข็ง (ความแข็งเพิ่มขึ้น ความเหนียวลดลง)
(5) การอบอ่อนด้วยกราไฟไทเซชัน ใช้เพื่อทำให้เหล็กหล่อที่มีส่วนประกอบของคาร์บูไรซ์จำนวนมากกลายเป็นเหล็กหล่อเหนียวที่มีความเหนียวดี
(6) การอบแบบกระจายตัว ใช้เพื่อทำให้องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมหล่อมีความสม่ำเสมอ และปรับปรุงประสิทธิภาพ
(7) การอบอ่อนเพื่อลดความเค้น ใช้เพื่อขจัดความเค้นภายในของเหล็กหล่อและงานเชื่อม