การแบ่งเบาบรรเทาคืออะไร? | กระบวนการ, อุณหภูมิ & ผลกระทบต่อเหล็ก

การแบ่งเบาบรรเทาเป็นหนึ่งในกระบวนการบำบัดความร้อนที่เป็นพื้นฐานที่สุดแต่มักถูกเข้าใจผิดอย่างกว้างขวางในการผลิตโลหะ.

ส่วนประกอบเหล็กชุบแข็งเกือบทุกชิ้นจะต้องผ่านการอบคืนสภาพตามขั้นตอนรองหลังการดับ, แต่วิศวกรและทีมผู้ผลิตจำนวนมากกลับมองว่ามันเป็นเรื่องเล็กน้อย, ขั้นตอนที่เป็นมาตรฐานมากกว่ากระบวนการที่มีการควบคุมอย่างแม่นยำซึ่งกำหนดจุดแข็งขั้นสุดท้าย, ความเหนียว, สภาวะความเครียดภายใน, และอายุการใช้งาน.

ในทางปฏิบัติ, ดับล็อคอย่างแข็ง, เปราะ, โครงสร้างมาร์เทนซิติกที่มีความเครียดซึ่งใช้งานไม่ได้กับงานวิศวกรรมส่วนใหญ่.

การแบ่งเบาบรรเทา — การให้ความร้อนที่ควบคุมอย่างระมัดระวังต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ — ปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคที่ดับแล้วเพื่อมอบความสมดุลที่แน่นอนของความแข็ง, ความเหนียว, ความมั่นคงของมิติ, และความต้านทานต่อความล้าที่จำเป็นสำหรับการบริการ.

การแบ่งเบาบรรเทาจึงมักใช้ในการผลิตเหล็กกล้าเครื่องมือ, เหล็กตาย, เหล็กฤดูใบไม้ผลิ, ส่วนประกอบแบก, เกียร์, เพลา, ชิ้นส่วนยานยนต์, แม่พิมพ์, และส่วนประกอบเครื่องจักรโครงสร้าง.

1. การแบ่งเบาบรรเทาคืออะไร?

ในสาขาโลหะวิทยา, การแบ่งเบาบรรเทา เป็นกระบวนการบำบัดความร้อนโดยการนำโลหะผสมเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งก่อนหน้านี้มาอุ่นให้ร้อนอีกครั้งจนถึงอุณหภูมิหนึ่ง ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตที่ต่ำกว่า (อ₁), จัดขึ้นตามระยะเวลาที่กำหนด, แล้วจึงทำให้เย็นลงภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุม.

สำหรับธรรมดา-เหล็กคาร์บอน, อุณหภูมิยูเทคตอยด์ที่เกี่ยวข้องกับเส้น A₁ มีค่าประมาณ 727องศาเซลเซียส (1341°F), แม้ว่าอุณหภูมิวิกฤตที่เกิดขึ้นจริงจะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบทางเคมี.

การแบ่งเบาบรรเทาจะใช้เป็นหลักหลังจากการดับเพื่อปรับเปลี่ยนโครงสร้างมาร์เทนซิติกขณะดับ.

วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อลดความเปราะและความเค้นตกค้างโดยยังคงรักษาระดับความแข็งและความแข็งแรงที่เหมาะสมไว้.

โดยการเลือกอุณหภูมิการอบคืนตัวและระยะเวลาในการพักตัว, ผู้ผลิตสามารถปรับสมดุลระหว่างความแข็งได้, ความเหนียว, ความเหนียว, ความต้านทานการสึกหรอ, และความเสถียรของมิติ.

ผลกระทบหลักของการแบ่งเบาบรรเทาได้แก่:

อุณหภูมิการอบคืนตัวจะถูกเลือกตามเกรดเหล็กและคุณสมบัติสุดท้ายที่ต้องการ.

ก อุณหภูมิต่ำ อาจใช้เมื่อต้องคงความแข็งไว้สูง, ในขณะที่อุณหภูมิการอบคืนตัวที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะทำให้เกิดความเหนียวและความเหนียวมากขึ้นโดยที่ความแข็งจะลดลงตามไปด้วย.

การแบ่งเบาบรรเทาไม่ควรสับสนกับการหลอม. โดยปกติแล้วการหลอมมีวัตถุประสงค์เพื่อทำให้เหล็กอ่อนตัวลงและส่งเสริมให้มีความเสถียร, โครงสร้างจุลภาคที่เหนียว, มักเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญตามด้วยการระบายความร้อนที่ช้า.

การแบ่งเบาบรรเทา, ในทางตรงกันข้าม, นำไปใช้กับเหล็กชุบแข็งและดำเนินการต่ำกว่าช่วงการเปลี่ยนแปลงวิกฤตเพื่อปรับเปลี่ยนแทนที่จะกำจัดสภาพการชุบแข็งโดยสิ้นเชิง.

ในการผลิตเหล็กเชิงปฏิบัติ, การแบ่งเบาบรรเทาจึงเป็นที่เข้าใจดีที่สุดว่าเป็นการปรับโครงสร้างจุลภาคแบบควบคุมที่สร้างขึ้นโดยการดับ.

วัตถุประสงค์ไม่ใช่เพียงเพื่อทำให้เหล็กชุบแข็งนิ่มลงเท่านั้น, แต่เพื่อแปลงโครงสร้างที่เปราะมากเกินไปให้เป็นโครงสร้างที่ให้การผสมผสานคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่มีประโยชน์มากกว่า.

2. เหตุใดการแบ่งเบาบรรเทาจึงมีความจำเป็น: วิทยาศาสตร์เบื้องหลังเหล็กดับ

เพื่อทำความเข้าใจการแบ่งเบาบรรเทา, เราต้องเข้าใจก่อนว่าการดับทำอะไร.

เมื่อเหล็กถูกให้ความร้อนในสนามเฟสออสเทนไนต์—โดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิสูงกว่า 800–900°C ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ—โครงสร้างผลึกของเหล็กจะกลายเป็นลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้า (เอฟซีซี).

ออสเทนไนต์สามารถละลายคาร์บอนได้จำนวนมาก. ถ้าเหล็กเย็นตัวเร็วแล้ว, มักจะอยู่ในน้ำ, น้ำมัน, หรือโพลีเมอร์, อะตอมของคาร์บอนไม่มีเวลาที่จะแพร่กระจายออกไป.

โครงสร้างผลึกพยายามแปลงร่างเป็นลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย (สำเนาลับถึง) เฟอร์ไรท์, แต่คาร์บอนที่ติดอยู่จะทำให้โครงตาข่ายบิดเบี้ยวจนกลายเป็นทรงเตตระโกนัลที่มีลำตัวเป็นศูนย์กลาง (ก่อนคริสต์ศักราช) โครงสร้างที่เรียกว่า มาร์เทนไซต์.

มาร์เทนไซต์มีลักษณะเฉพาะคือ:

• มีความแข็งสูงมาก.
• ให้ผลผลิตสูง.
• ความเหนียวและความเหนียวต่ำ.
• ความเค้นตกค้างสูง.
• แนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวล่าช้า.
• การมีอยู่ของออสเทนไนต์ที่สะสมอยู่ในโลหะผสมหลายชนิด.

ในสภาพที่ดับแล้วนี้, เหล็กมักจะเปราะเกินไปสำหรับการใช้งานจริง. เครื่องมือตัดอาจกะเทาะ. เพลาอาจแตกร้าวระหว่างการประกอบ. ฟันเฟืองอาจแตกหักภายใต้แรงกระแทก.

การแบ่งเบาบรรเทาลดความเสี่ยงเหล่านี้โดยอนุญาตให้มีการควบคุมการแพร่กระจายและการจัดเรียงโครงสร้างจุลภาคใหม่.

ความจำเป็นในการแบ่งเบาบรรเทาจึงเป็นทั้งทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ.

ทางวิทยาศาสตร์, ช่วยให้เหล็กเข้าสู่สภาวะสมดุลโดยบรรเทาความเครียดของโครงตาข่ายและตกตะกอนคาร์ไบด์. ตามจริง, ช่วยให้เหล็กสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะการให้บริการในโลกแห่งความเป็นจริง.

3. ช่วงอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาหลักคืออะไร?

อุณหภูมิการอบคืนตัวเป็นหนึ่งในตัวแปรที่สำคัญที่สุดในการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็ก เนื่องจากจะควบคุมขอบเขตของการเปลี่ยนแปลงทางจุลภาคโดยตรงหลังจากการชุบแข็ง.

เมื่ออุณหภูมิการอบคืนตัวเพิ่มขึ้น, การแพร่กระจายของคาร์บอน, การตกตะกอนของคาร์ไบด์, การกู้คืน, และการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนต์ที่สะสมไว้โดยทั่วไปจะเด่นชัดมากขึ้น.

ไม่มีช่วงอุณหภูมิเดียวที่ใช้กับเหล็กทุกชนิด.

อารมณ์อุณหภูมิต่ำ

การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำมักใช้เมื่อส่วนประกอบต้องรักษาความแข็งและความต้านทานการสึกหรอในระดับสูง ในขณะเดียวกันก็ลดความเปราะที่เกี่ยวข้องกับมาร์เทนไซต์สด.

อุณหภูมิโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 150–250 ° C (300–480°F), แม้ว่าช่วงที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับเหล็กก็ตาม.

ในขั้นตอนนี้, คาร์บอนเริ่มกระจายตัวจากมาร์เทนไซต์อิ่มตัวยวดยิ่ง, เฟสคาร์ไบด์ละเอียดอาจเกิดขึ้นได้, และความเค้นตกค้างจากการชุบแข็งจะลดลง.

การลดลงของความแข็งมักจะถูกจำกัดเมื่อเทียบกับการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูง.

การรักษานี้เป็นเรื่องปกติสำหรับการใช้งานเช่น:

• เครื่องมือตัด
• ตาย
• ส่วนประกอบที่ทนต่อการสึกหรอ
• ส่วนประกอบแบริ่งบางอย่าง
• ชิ้นส่วนเหล็กเครื่องมือที่มีความแข็งสูง

ข้อเสียคือความเหนียวยังคงค่อนข้างจำกัดเมื่อเทียบกับสื่อ- หรือสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง.

อารมณ์ปานกลางอุณหภูมิ

การแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิปานกลาง, ประมาณ 250–450 ° C (480–840°F), ทำให้เกิดการดัดแปลงโครงสร้างจุลภาคที่ถูกดับมากขึ้น.

การตกตะกอนของคาร์ไบด์มีการพัฒนามากขึ้น, มาร์เทนไซต์มีความอิ่มตัวน้อยลง, และความเครียดภายในลดลงอย่างต่อเนื่อง.

ขอบเขตนี้จะมีประโยชน์เมื่อส่วนประกอบต้องการการผสมผสานที่สมดุลมากขึ้น ความแข็งแกร่ง, ความแข็ง, ความเหนียว, และทนต่อการสึกหรอ.

การตอบสนองที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามเหล็ก. เหล็กบางชนิดยังแสดงปรากฏการณ์การเปราะแตกตัวตามอุณหภูมิในช่วงอุณหภูมิโดยเฉพาะ, ซึ่งหมายความว่าทั้งอุณหภูมิในการแบ่งเบาบรรเทาและการปฏิบัติในการทำความเย็นที่ตามมาอาจต้องได้รับการดูแล.

อุณหภูมิอุณหภูมิสูง

โดยทั่วไปการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงจะดำเนินการที่ประมาณ 450–700 ° C (840–1290°F), โดยมีเงื่อนไขว่าอุณหภูมิยังคงเหมาะสมสำหรับเหล็กเฉพาะและต่ำกว่าช่วงการเปลี่ยนแปลงวิกฤตที่เกี่ยวข้อง.

ที่อุณหภูมิเหล่านี้, โครงสร้างจุลภาคผ่านการคืนสภาพและวิวัฒนาการของคาร์ไบด์อย่างกว้างขวางมากขึ้น.

ความเค้นตกค้างลดลงอย่างมาก, และโดยทั่วไปวัสดุจะมีความเหนียวและความเหนียวสูงกว่าในสภาวะดับหรืออุณหภูมิต่ำอย่างมีนัยสำคัญ.

การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงมีความเกี่ยวข้องอย่างกว้างขวางกับเหล็กโครงสร้างชุบแข็งและอบคืนตัว, เหล็กอัลลอยด์, เพลา, เกียร์, ส่วนประกอบที่มีแรงดัน, และชิ้นส่วนเครื่องจักรที่รับภาระหนัก.

ความแตกต่างที่สำคัญอย่างยิ่งก็คือการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงไม่จำเป็นต้องหมายความว่ามีความแข็งแรงไม่ดีเสมอไป.

เหล็กอัลลอยด์และเหล็กที่ผ่านการอบร้อนอย่างเหมาะสมสามารถรักษาผลผลิตและความต้านทานแรงดึงได้มาก ขณะเดียวกันก็ต้านทานการแตกหักได้ดีขึ้นมาก.

การชุบแข็งทุติยภูมิในระหว่างการแบ่งเบาบรรเทา

เหล็กกล้าเครื่องมือผสมสูงบางชนิดมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป. แทนที่จะลดความแข็งลงอย่างต่อเนื่องเมื่ออุณหภูมิการอบคืนตัวเพิ่มขึ้น, พวกเขาอาจแสดงก จุดสูงสุดของการชุบแข็งทุติยภูมิ, มักจะอยู่ในช่วงการแบ่งเบาบรรเทาที่สูงขึ้น.

สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อผสมธาตุเช่นโครเมียม, โมลิบดีนัม, ทังสเตน, หรือวาเนเดียมตกตะกอนได้ดี, โลหะผสมคาร์ไบด์ที่เสถียร.

อนุภาคเหล่านี้ขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และสามารถเพิ่มหรือรักษาความแข็งได้.

การชุบแข็งขั้นที่สองมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเหล็กกล้าความเร็วสูงและเหล็กกล้าเครื่องมือที่เลือกสรรไว้สำหรับการบริการที่อุณหภูมิสูง.

4. กระบวนการแบ่งเบาบรรเทาคืออะไร?

กระบวนการแบ่งเบาบรรเทาเป็นวัฏจักรความร้อนที่ควบคุมซึ่งดำเนินการหลังจากการชุบแข็งหรือการบำบัดอื่นที่ทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัวเพียงพอ.

แม้ว่าขั้นตอนจะดูตรงไปตรงมาก็ตาม, การบรรลุผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอต้องอาศัยการควบคุมอุณหภูมิ, เวลา, ความสม่ำเสมอของเตา, กำลังโหลด, การทำให้เย็นลง, และสภาพของเหล็กชุบแข็ง.

ลำดับการแบ่งเบาบรรเทาทางอุตสาหกรรมโดยทั่วไปสามารถแสดงได้ดังนี้:

การชุบ → ถ่ายโอนไปยังการแบ่งเบาบรรเทา → การทำความร้อน → การแช่ → การระบายความร้อนที่ควบคุม → การตรวจสอบ

ขั้นตอน 1: ดับเหล็ก

โดยปกติการแบ่งเบาบรรเทาจะเริ่มต้นด้วยส่วนประกอบที่ดับอย่างเหมาะสม.

เหล็กจะถูกออสเทนไนซ์ก่อนแล้วจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในอัตราที่เพียงพอที่จะสร้างโครงสร้างแข็งตามที่ตั้งใจไว้.

สารดับอาจรวมถึง:

• น้ำมัน
• น้ำ
• สารละลายโพลีเมอร์
• ก๊าซอัดแรงดัน
• เกลือหลอมเหลว

ตัวกลางที่ถูกต้องจะขึ้นอยู่กับรูปทรงของโลหะผสมและส่วนประกอบ.

วัตถุประสงค์คือเพื่อให้ได้ความสามารถในการชุบแข็งและโครงสร้างจุลภาคตามที่ต้องการ ในขณะเดียวกันก็ลดการแตกร้าวและการบิดเบี้ยวให้เหลือน้อยที่สุด.

ขั้นตอน 2: ย้ายส่วนประกอบไปยัง Tempering Furnace

หลังจากดับแล้ว, ส่วนประกอบควรได้รับการปรับอุณหภูมิตามขั้นตอนการผลิตที่ระบุ.

สำหรับหลายเกรด, การแบ่งเบาบรรเทาทันทีเป็นสิ่งที่พึงปรารถนาเนื่องจากสภาพที่เพิ่งดับใหม่มีความเค้นตกค้างสูง.

ขั้นตอนการถ่ายโอนจะต้องหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันโดยไม่จำเป็นหรือการระบายความร้อนที่ไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งอาจส่งผลต่อสภาวะการรักษาความร้อนขั้นสุดท้าย.

สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ, บันทึกของเตาเผาควรบันทึกวัฏจักรของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นจริง แทนที่จะอาศัยเพียงค่าที่ตั้งไว้ของเตาเผาเท่านั้น.

ขั้นตอน 3: ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาที่ระบุ

ส่วนประกอบถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาที่เลือก, ซึ่งอาจมีตั้งแต่ประมาณ 150°ซ ถึง 700°ซ ขึ้นอยู่กับเหล็ก.

ควรควบคุมความร้อนอย่างเพียงพอเพื่อป้องกันการไล่ระดับอุณหภูมิที่มากเกินไป, โดยเฉพาะในส่วนประกอบขนาดใหญ่หรือซับซ้อน.

เตาควรจัดให้มีความเหมาะสม:

• ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ
• การควบคุมบรรยากาศตามความจำเป็น
• โหลดการไหลเวียน
• การสอบเทียบเครื่องมือ
• การบันทึกอุณหภูมิ

สำหรับการรักษาความร้อนที่แม่นยำ, ที่ อุณหภูมิชิ้นงานจริง มีความสำคัญมากกว่าอุณหภูมิเตาที่ตั้งโปรแกรมไว้.

ขั้นตอน 4: แช่ที่อุณหภูมิ

เมื่อส่วนประกอบถึงอุณหภูมิที่ต้องการแล้ว, จัดขึ้นตามระยะเวลาที่กำหนด.

ในระหว่างขั้นตอนการแช่นี้, โครงสร้างจุลภาคจะผ่านปฏิกิริยาการอบคืนตัวที่เหมาะสมกับเหล็ก:

• การกระจายตัวของคาร์บอน
• การตกตะกอนของคาร์ไบด์
• การสลายตัวของมาร์เทนไซต์
• ผ่อนคลายความเครียด
• การกู้คืนเมทริกซ์
• การเปลี่ยนแปลงคงตัว-ออสเทนไนต์
• การตกตะกอนของโลหะผสมคาร์ไบด์ในเหล็กชุบแข็งทุติยภูมิ

เวลาในการแช่ที่ต้องการขึ้นอยู่กับขนาดของส่วนประกอบ, เรขาคณิต, โลหะผสม, ประเภทเตา, และข้อกำหนดที่บังคับใช้.

ขั้นตอน 5: ควบคุมความเย็น

หลังจากระยะเวลาการถือครองที่ต้องการ, ส่วนประกอบจะถูกระบายความร้อนตามข้อกำหนดของกระบวนการ.

เหล็กหลายชนิดสามารถระบายความร้อนในอากาศได้หลังจากการอบคืนตัว, ในขณะที่ระบบโลหะผสมหรือส่วนประกอบที่สำคัญบางอย่างอาจต้องมีการระบายความร้อนโดยเฉพาะ.

สภาพการทำความเย็นสามารถส่งผลต่อความเสถียรของมิติและ, ในเหล็กบางชนิด, ความอ่อนแอต่อ อารมณ์แปรปรวน. ดังนั้น, “การทำความเย็น” ไม่ควรถือเป็นขั้นตอนสุดท้ายที่ไม่สำคัญ.

ขั้นตอน 6: ทำซ้ำการแบ่งเบาบรรเทาเมื่อจำเป็น

เหล็กบางชนิดจำเป็นต้องใช้ แบ่งเบาบรรเทาสองเท่าหรือสาม แทนที่จะเป็นรอบเดียว.

อาจใช้การแบ่งเบาบรรเทาซ้ำ ๆ:

• ออสเทนไนต์คงตัวคงตัวต่อไป
• มาร์เทนไซต์ที่ก่อตัวขึ้นใหม่หลังจากคงการเปลี่ยนแปลงออสเทนไนต์ไว้
• ปรับปรุงความเสถียรของมิติ
• พัฒนาโครงสร้างคาร์ไบด์ที่มีความเสถียรมากขึ้น
• บรรลุคุณสมบัติที่สม่ำเสมอตลอดทั้งส่วนประกอบ

แนวทางปฏิบัตินี้เป็นเรื่องปกติโดยเฉพาะกับเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมสูง.

5. เหตุใดเหล็กบางชนิดจึงต้องมีการอบคืนตัวเป็นสองเท่าหรือสามเท่า?

วงจรแบ่งเบาบรรเทาเพียงครั้งเดียวก็เพียงพอแล้วสำหรับเหล็กชุบแข็งหลายชนิด, แต่มีอัลลอยด์สูง เหล็กกล้าเครื่องมือ และเหล็กกล้าคาร์บอนสูงบางชนิดมักต้องใช้รอบการอบคืนตัวสองหรือสามรอบ.

เหตุผลหลักก็คือ การบำบัดด้วยการแบ่งเบาบรรเทาครั้งแรกสามารถเปลี่ยนความเสถียรของออสเทนไนต์ที่คงอยู่และผลิตมาร์เทนไซต์ใหม่ในระหว่างการทำความเย็นในภายหลัง.

การปรับอุณหภูมิครั้งที่สองหรือสามจะปรับอุณหภูมิมาร์เทนไซต์ที่เพิ่งสร้างใหม่นี้ และปรับปรุงเสถียรภาพของโครงสร้างจุลภาคขั้นสุดท้าย.

ออสเทนไนต์ที่เก็บไว้เป็นเหตุผลหลัก

หลังจากดับแล้ว, เหล็กบางชนิดยังคงรักษาส่วนของออสเทนไนต์ดั้งเดิมเอาไว้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกไม่ดำเนินไปจนเสร็จสิ้น.

สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับเหล็กกล้าที่มีองค์ประกอบคาร์บอนและโลหะผสมค่อนข้างสูง.

ในระหว่างรอบแบ่งเบาบรรเทาครั้งแรก, ความเสถียรของออสเทนไนต์ที่คงอยู่สามารถเปลี่ยนแปลงได้. เมื่อเย็นตัวลงหลังการอบคืนตัว, ออสเทนไนต์ที่สะสมไว้บางส่วนอาจเปลี่ยนรูปเป็น สด, มาร์เทนไซต์ที่ไม่ได้รับการควบคุม.

สิ่งนี้สร้างปัญหาใหม่: แม้ว่ามาร์เทนไซต์ดั้งเดิมจะถูกทำให้ร้อนแล้วก็ตาม, มาร์เทนไซต์ที่ตั้งขึ้นใหม่ไม่มี.

ดังนั้นจึงใช้วงจรการอบคืนตัวครั้งที่สองเพื่ออบคืนสภาพมาร์เทนไซต์สดนี้.

เหตุใดมาร์เทนไซต์สดจึงเป็นข้อกังวล?

มาร์เทนไซต์สดมีข้อเสียพื้นฐานเช่นเดียวกับโครงสร้างแบบดับแล้วแบบเดิม:

• มีความแข็งสูง
• มีความเครียดตกค้างสูง
• ความเหนียวต่ำ
• ความเหนียวค่อนข้างต่ำ
• เพิ่มความไวต่อการแคร็ก

การปล่อยให้โครงสร้างนี้ไม่ได้รับการบำบัดอาจทำให้เกิดความแข็งและความเหนียวในท้องถิ่นได้. ในเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีความเที่ยงตรงสูง, มันยังส่งผลต่อความไม่มั่นคงของมิติอีกด้วย.

ดังนั้นการอบคืนตัวสองครั้งจึงช่วยให้แน่ใจว่าทั้งมาร์เทนไซต์ดั้งเดิมและมาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นหลังจากรอบการอบคืนตัวครั้งแรกนั้นได้รับการอบคืนตัวอย่างเหมาะสม.

เมื่อใช้ Triple Tempering เมื่อใด?

การแบ่งเบาบรรเทาสามระดับจะใช้เมื่อจำเป็นต้องมีการรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างระดับจุลภาคให้สูงขึ้นไปอีก.

พบได้ทั่วไปในเหล็กกล้าความเร็วสูงบางประเภท, เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน, และเหล็กแม่พิมพ์อัลลอยด์สูง, ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการรักษาความร้อนของผู้ผลิต.

รอบที่สามอาจเลือกได้:

• ออสเทนไนต์คงตัวคงตัวต่อไป
• ปรับอุณหภูมิมาร์เทนไซต์ที่เพิ่งขึ้นรูปใหม่
• ปรับแต่งความสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียว
• ปรับปรุงความเสถียรของมิติ
• สร้างสภาวะการชุบแข็งทุติยภูมิที่ต้องการ

ไม่ควรใช้การแบ่งเบาบรรเทาสามเท่าโดยอัตโนมัติ. จะสมเหตุสมผลก็ต่อเมื่อเกรดเหล็กและคุณสมบัติที่ต้องการต้องการเท่านั้น.

เหล็กทั่วไปที่ต้องการการอบคืนตัวซ้ำๆ

การแบ่งเบาบรรเทาซ้ำๆ มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับเหล็กกล้า เช่น:

• เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน H13
• เหล็กความเร็วสูง
• เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็นโลหะผสมสูง
• เลือกใช้เหล็กงานร้อนและเหล็กแม่พิมพ์
• การตกตะกอนหรือเหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งขั้นที่สอง

จำนวนรอบการอบคืนตัวที่แท้จริงควรเป็นไปตามเกรดเหล็กเฉพาะและขั้นตอนการบำบัดความร้อนที่ผ่านการรับรองเสมอ. รอบที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าประสิทธิภาพดีขึ้นโดยอัตโนมัติ.

6. การชุบแข็งทุติยภูมิในระหว่างการแบ่งเบาบรรเทาคืออะไร?

การชุบแข็งทุติยภูมิ เป็นปรากฏการณ์ที่เหล็กกล้าผสมสูงบางชนิดมีความแข็งเพิ่มขึ้นในระหว่างการอบคืนตัวที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง, แม้ว่าการอบคืนตัวของเหล็กกล้าคาร์บอนแบบธรรมดาโดยทั่วไปจะทำให้ความแข็งลดลง.

พฤติกรรมนี้เป็นลักษณะเฉพาะของเหล็กที่มีองค์ประกอบโลหะผสมที่ขึ้นรูปคาร์ไบด์จำนวนมาก, โดยเฉพาะ โมลิบดีนัม, ทังสเตน, วาเนเดียม, และโครเมียม.

เหตุใดการชุบแข็งทุติยภูมิจึงเกิดขึ้น?

ระหว่างการแบ่งเบาบรรเทาตามปกติ, ความแข็งของมาร์เทนไซต์ที่ดับแล้วมักจะลดลงเมื่อคาร์บอนออกจากเมทริกซ์อิ่มตัวยวดยิ่ง และคาร์ไบด์จะมีความเสถียรมากขึ้น.

ในเหล็กกล้าเครื่องมืออัลลอยด์สูง, อย่างไรก็ตาม, กระบวนการที่แตกต่างกันสามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาที่สูงขึ้น. องค์ประกอบโลหะผสมจะกระจายและก่อตัวได้ดีมาก โลหะผสมคาร์ไบด์.

การตกตะกอนเหล่านี้มีประสิทธิผลอย่างมากในการต้านทานการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่.

การเสริมความแข็งแกร่งที่เกิดขึ้นสามารถชดเชยได้, และบางครั้งก็เกินกว่านั้น, ความแข็งที่สูญเสียไปในช่วงแรกของการแบ่งเบาบรรเทา.

ลำดับทั่วไปคือ:

การชุบแข็ง → การชุบแข็งเบื้องต้น/การทำให้อ่อนตัว → การตกตะกอนของโลหะผสมคาร์ไบด์ → การชุบแข็งทุติยภูมิ

องค์ประกอบการผสมที่เกี่ยวข้อง

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุด ได้แก่:

ประเภทคาร์ไบด์ที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเหล็กและประวัติการบำบัดความร้อน.

เหตุใดการชุบแข็งทุติยภูมิจึงมีความสำคัญ?

การชุบแข็งขั้นที่สองช่วยให้เหล็กกล้าเครื่องมือบางชนิดมีความแข็งสูงหลังจากการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงกว่าที่ใช้ในการอบคืนอุณหภูมิต่ำทั่วไปอย่างมาก.

สิ่งนี้มีคุณค่าเนื่องจากการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงสามารถปรับปรุงได้เช่นกัน:

• ความต้านทานต่ออารมณ์
• ความเสถียรของมิติ
• เสถียรภาพของโครงสร้าง
• ความแข็งร้อนแรง
• ความต้านทานต่อการอ่อนตัวระหว่างการบริการ

สำหรับเครื่องมือที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง, การรักษาความแข็งในระหว่างการให้บริการอาจมีความสำคัญมากกว่าการบรรลุความแข็งของอุณหภูมิห้องสูงสุดที่เป็นไปได้.

การชุบแข็งทุติยภูมิและเหล็กกล้าเครื่องมือ H13

H13 คือเหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อนที่เป็นตัวแทน ซึ่งการตกตะกอนของโลหะผสม-คาร์ไบด์มีส่วนช่วยในการตอบสนองในระหว่างการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง.

การอบชุบด้วยความร้อนได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างความสมดุลของความแข็งที่เหมาะสม, ความเหนียว, ความต้านทานต่อความล้าจากความร้อน, และต้านทานต่อการอ่อนตัว.

การตอบสนองต่อการชุบแข็งทุติยภูมิที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับเคมีของเหล็ก, อุณหภูมิออสเทนไนซ์, วิธีการดับ, อุณหภูมิอารมณ์, และถือเวลา.

ดังนั้นจึงไม่ถูกต้องที่จะถือว่าการชุบแข็งขั้นที่สองเป็นเพียง "การชุบแข็งโดยการให้ความร้อนซ้ำ"

ปรากฏการณ์นี้เป็นผลมาจากการควบคุมการตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่อุดมด้วยอัลลอยด์ภายในโครงสร้างจุลภาคที่ผ่านการชุบแข็งก่อนหน้านี้.

7. การแบ่งเบาบรรเทาส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลอย่างไร?

การแบ่งเบาบรรเทาจะเปลี่ยนคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กโดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างมาร์เทนซิติกที่มีความอิ่มตัวสูงและมีความเค้นสูงซึ่งเกิดจากการชุบแข็ง.

ขนาดและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเกรดเหล็กและสภาพการอบคืนตัว, ดังนั้นความสัมพันธ์ควรเข้าใจว่าเป็นแนวโน้มทั่วไปมากกว่ากฎตายตัว.

ผลโดยรวมของการแบ่งเบาบรรเทา

*แนวโน้มทั่วไปของเหล็กชุบแข็งทั่วไป; เหล็กอัลลอยด์สูงอาจมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการชุบแข็งทุติยภูมิ.

วัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติของการแบ่งเบาบรรเทาคือการเลือกความสมดุลของคุณสมบัติที่เหมาะสม แทนที่จะเพิ่มคุณสมบัติทางกลเพียงอย่างเดียวให้สูงสุด.

เครื่องมือตัดอาจต้องการความแข็งในทางปฏิบัติและความต้านทานการสึกหรอสูงสุด, ในขณะที่เกียร์หรือเพลาอาจต้องการความเหนียวและความต้านทานต่อความล้าที่สูงกว่ามาก.

โดยการควบคุมอุณหภูมิและเวลาในการอบคืนตัวของเหล็กเฉพาะ, ผู้ผลิตสามารถปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคขั้นสุดท้ายให้ตรงกับความต้องการในการบริการจริงได้.

8. การแบ่งเบาบรรเทาเทียบกับการหลอมเทียบกับการทำให้เป็นมาตรฐานเทียบกับการบรรเทาความเครียดคืออะไร?

การแบ่งเบาบรรเทา, การหลอม, ทำให้เป็นปกติ, และการบรรเทาความเครียดล้วนเป็นกระบวนการบำบัดด้วยความร้อน, แต่พวกเขาเป็น ไม่สามารถใช้แทนกันได้.

ช่วงอุณหภูมิของพวกเขา, เริ่มต้นโครงสร้างจุลภาค, วิธีการทำความเย็น, กลไกทางโลหะวิทยา, และผลลัพธ์ที่ตั้งใจไว้ก็แตกต่างกัน.

9. การอบคืนตัวของเหล็กประเภทต่างๆ

เหล็กประเภทต่างๆ ตอบสนองต่อการอบคืนตัวแตกต่างกัน. การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกกำหนดเวลาการแบ่งเบาบรรเทาที่เหมาะสม.

เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา:

ง่ายต่อการอารมณ์. เหล็กคาร์บอนต่ำ (<0.3% ค) ไม่ค่อยมีการดับและบรรเทาเนื่องจากไม่แข็งตัวมากนัก.

เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (0.3–0.6% ซี) โดยทั่วไปจะดับและปรับสภาพสำหรับเพลา, เกียร์, และเพลา. เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (>0.6% ค) ใช้สำหรับเครื่องมือ, สปริง, และมีด.

เหล็กอัลลอยด์:

มีองค์ประกอบเช่นโครเมียม, นิกเกิล, โมลิบดีนัม, และวาเนเดียม.

มีความสามารถในการชุบแข็งได้ดีกว่าและตอบสนองต่อการแบ่งเบาบรรเทาได้ดี. การชุบแข็งทุติยภูมิเป็นเรื่องปกติในโลหะผสมที่มีตัวสร้างคาร์ไบด์ที่แข็งแกร่ง.

เหล็กกล้าเครื่องมือ:

รวมถึงการทำให้น้ำกระด้าง, การชุบแข็งด้วยน้ำมัน, อากาศแข็ง, ความเร็วสูง, และเหล็กงานร้อน.

ตารางการแบ่งเบาบรรเทาจะแตกต่างกันไปมาก. เหล็กความเร็วสูงผ่านการอบคืนตัวสามชั้นที่อุณหภูมิ 540–560°C. เหล็กงานร้อน เช่น H13 ผ่านการอบคืนตัว 2 ชั้นที่อุณหภูมิ 500–550°C.

สแตนเลส:

Stainless Stainless Martensitic (เช่น, 410, 420, 440ค) สามารถชุบแข็งและอารมณ์ได้. สแตนเลสสตีลออสเทนนิติก (เช่น, 304, 316) ไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้โดยการดับและไม่ถูกทำให้แข็งตัว.

โดยทั่วไปแล้วสเตนเลสเฟอร์ริติกจะไม่ผ่านการชุบแข็ง. เหล็กกล้าไร้สนิมที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอนจะมีอายุ, ไม่อารมณ์.

มาราจจิ้งสตีลส์:

เหล่านี้เป็นคาร์บอนต่ำ, โลหะผสมนิกเกิลสูงที่ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งตามอายุ, ไม่ใช่โดยการแบ่งเบาบรรเทามาร์เทนไซต์.

อย่างไรก็ตาม, พวกเขาอาจได้รับการบำบัดด้วยสารละลายและกระบวนการชราซึ่งมีแนวคิดคล้ายกับการแบ่งเบาบรรเทา.

10. เหล็กกล้าเครื่องมือ H13 แบ่งเบาบรรเทา: ตัวอย่างการปฏิบัติ

เหล็กกล้าเครื่องมือ H13 เป็นเหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อนโครเมียม-โมลิบดีนัม-วานาเดียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแม่พิมพ์หล่อตาย, การปลอมตาย, เครื่องมือการอัดขึ้นรูป, และเครื่องมืออื่นๆ ที่ต้องสัมผัสกับความร้อนและความเย็นซ้ำๆ.

การผสมผสานระหว่างความแรงอันร้อนแรง, ความเหนียว, ต้านทานอารมณ์, และการต้านทานความล้าจากความร้อนทำให้เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงต้องควบคุมการอบคืนตัวในเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมอย่างระมัดระวัง.

หลังจากออสเทนไนซ์และดับแล้ว, H13 พัฒนาโครงสร้างมาร์เทนซิติกแข็งโดยมีความเค้นตกค้างและออสเทนไนต์บางส่วนยังคงอยู่.

การบำบัดแบ่งเบาบรรเทาในภายหลังจึงได้รับการออกแบบไม่เพียงเพื่อลดความเปราะบางเท่านั้น, แต่ยังเพื่อพัฒนาการตอบสนองการแข็งตัวขั้นทุติยภูมิและความเสถียรของโครงสร้างจุลภาคด้วย.

ตารางการแบ่งเบาบรรเทา H13 โดยทั่วไป

H13 เป็นเรื่องปกติ อารมณ์สองเท่า, โดยมีการกำหนดอุณหภูมิครั้งที่ 3 ในบางครั้งสำหรับส่วนประกอบขนาดใหญ่หรือสำคัญอย่างยิ่ง.

พารามิเตอร์ที่แน่นอนควรเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุที่เกี่ยวข้องและขั้นตอนการบำบัดความร้อนที่ผ่านการรับรอง.

สภาวะออสเทนไนซ์และการดับที่เกิดขึ้นจริงก็มีความสำคัญเช่นกัน.

H13 โดยทั่วไปจะมีออสเทนไนซ์ที่ประมาณ 1,020–1,050°ซ, ตามด้วยการควบคุมความเย็น เช่น การดับด้วยอากาศหรือแก๊ส, ขึ้นอยู่กับขนาดส่วน, อุปกรณ์, และคุณสมบัติที่ต้องการ.

ความแข็งที่เกิดขึ้นโดยทั่วไป

ส่วนประกอบ H13 ที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนอย่างเหมาะสม โดยทั่วไปจะมีความแข็งขั้นสุดท้ายในบริเวณ ประมาณ 48–52 HRC, แม้ว่าความแข็งที่แท้จริงจะขึ้นอยู่กับสภาวะออสเทนไนซ์ก็ตาม, อัตราการดับ, อุณหภูมิอารมณ์, เวลาถือครอง, และเคมีวัสดุ.

ภายในช่วงแบ่งเบาบรรเทาที่ระบุไว้, แนวโน้มทั่วไปคือ:

• ประมาณ 500°C: ความแข็งที่สูงขึ้น, มีการอ่อนตัวที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งเบาบรรเทาน้อยลง.
• ประมาณ 550°C: ความแข็งลดลงเล็กน้อย, โดยทั่วไปมีความเหนียวและบรรเทาความเครียดมากขึ้น.

ความสัมพันธ์ไม่เป็นเส้นตรงอย่างเคร่งครัด, และ H13 สามารถจัดแสดงได้ การชุบแข็งทุติยภูมิ เนื่องจากการตกตะกอนของอัลลอยด์คาร์ไบด์ละเอียดในระหว่างการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูง.

ทำไม H13 ถึงเป็นแบบ Double Tempered?

สาเหตุหลักของการแบ่งเบาบรรเทาสองครั้งคือพฤติกรรมของ เก็บรักษาออสเทนไนต์ไว้ หลังจากดับแล้ว.

หลังจากรอบการแบ่งเบาบรรเทาครั้งแรก, ออสเทนไนต์ที่คงเหลือบางส่วนอาจเปลี่ยนรูปในระหว่างการทำความเย็นเป็นมาร์เทนไซต์สด.

มาร์เทนไซต์ที่ขึ้นรูปใหม่นี้ยังไม่ผ่านการอบคืนตัว จึงอาจมีความเค้นตกค้างและความเปราะบางค่อนข้างสูง.

รอบการแบ่งเบาบรรเทาครั้งที่สองจะปฏิบัติต่อมาร์เทนไซต์สดนี้และช่วยสร้างโครงสร้างจุลภาคขั้นสุดท้ายที่สม่ำเสมอมากขึ้น:

การชุบ → การทำให้ร้อนครั้งแรก → การเปลี่ยนแปลงออสเทนไนต์ที่คงอยู่ → มาร์เทนไซต์สด → การทำให้ร้อนครั้งที่สอง

การแบ่งเบาบรรเทาสองครั้งยังช่วยให้ปฏิกิริยาการตกตะกอนที่ต้องการสมบูรณ์และปรับปรุงความสม่ำเสมอของความแข็งและความเสถียรของมิติ.

สำหรับส่วนประกอบ H13 ขนาดใหญ่หรือมีความสำคัญสูง, ก อารมณ์ที่สาม อาจใช้เมื่อจำเป็นตามข้อกำหนดการรักษาความร้อน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการรักษาเสถียรภาพเพิ่มเติมเป็นประโยชน์.

ความสำคัญทางวิศวกรรม

วัตถุประสงค์ของการแบ่งเบาบรรเทา H13 ไม่ใช่แค่เพื่อเพิ่มความแข็งให้สูงสุดเท่านั้น.

เงื่อนไขสุดท้ายต้องรักษาสมดุลของความแข็ง, ความร้อนแรง, ความเหนียว, ความต้านทานต่อความล้าจากความร้อน, และความเสถียรของมิติ.

ด้วยเหตุนี้, แม่พิมพ์ H13 ที่อุณหภูมิประมาณ 500–550°C ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาความแข็งที่เพียงพอสำหรับความต้านทานการสึกหรอ ในขณะที่พัฒนาความเหนียวและความต้านทานต่ออุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการหมุนเวียนด้วยความร้อนซ้ำๆ และการโหลดทางกลในการให้บริการ.

11. การใช้งานทางอุตสาหกรรมของเหล็กนิรภัย

เหล็กกล้านิรภัยถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตเนื่องจากให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงที่ควบคุมได้, ความแข็ง, ความเหนียว, ความเหนียว, ต้านทานความเหนื่อยล้า, และความเสถียรของมิติ.

เกียร์และส่วนประกอบของระบบส่งกำลัง

เกียร์มักผ่านการชุบแข็งตามด้วยการอบคืนตัวเพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูงและความเหนียวเพียงพอ.

การบำบัดแบบแบ่งเบาบรรเทาจะช่วยลดความเปราะบางและความเค้นตกค้างที่เกี่ยวข้องกับสภาวะการชุบแข็ง ขณะเดียวกันก็รักษาความแข็งที่เพียงพอสำหรับการสัมผัสฟันและความต้านทานการสึกหรอ.

ส่วนประกอบทั่วไปได้แก่:

• เกียร์
• ปีกนก
• ขับเกียร์
• เฟือง
• เพลาและเพลาเกียร์

สำหรับเกียร์ที่บรรทุกหนัก, สภาวะการให้ความร้อนขั้นสุดท้ายมักได้รับการออกแบบตามความแข็งแรงของความล้า, ความเครียดจากการสัมผัส, และทนต่อการแตกหักของฟันมากกว่าความแข็งเพียงอย่างเดียว.

เพลา, เพลา, และพิน

เหล็กกล้าโลหะผสมที่ผ่านการอบชุบและอบคืนตัวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเพลา, เพลา, หมุด, และส่วนประกอบเครื่องจักรที่คล้ายกันต้องผ่านการดัดแบบรวม, แรงบิด, ผลกระทบ, และการโหลดแบบวนรอบ.

เมื่อเทียบกับโครงสร้างแบบดับแล้ว, โครงสร้างมาร์เทนซิติกที่ผ่านการปรับอุณหภูมิอย่างเหมาะสมให้ความเหนียวและความต้านทานต่อการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวที่ดีขึ้นอย่างมาก, ทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่โหลดแบบไดนามิกมากขึ้น.

สปริง

เหล็กสปริงต้องการความแข็งแรงที่ยืดหยุ่นสูงและทนทานต่อความล้า.

การอบคืนตัวหลังจากการชุบแข็งใช้เพื่อปรับความแข็งและบรรเทาความเครียดภายใน ในขณะเดียวกันก็รักษาความแข็งแรงที่จำเป็นสำหรับการโหลดแบบยืดหยุ่นซ้ำๆ.

แอพพลิเคชั่นได้แก่:

• คอยล์สปริง
• แหนบ
• สปริงทอร์ชั่น
• ส่วนประกอบช่วงล่าง
• สปริงวาล์ว

สภาวะการอบคืนตัวจะต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง เนื่องจากทั้งความนุ่มนวลและความเปราะบางที่มากเกินไปสามารถลดอายุการใช้งานของสปริงได้.

แม่พิมพ์และเครื่องมือ

เหล็กกล้าเครื่องมือมักผ่านการอบคืนสภาพเพื่อให้มีความแข็งที่ควบคุมได้, ความต้านทานการสึกหรอ, ความเหนียว, และต้านทานต่อการอ่อนตัว.

เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน เช่น H13 ได้รับการอบคืนตัวที่อุณหภูมิค่อนข้างสูงเพื่อให้มีเสถียรภาพทางความร้อนและทนทานต่อการทำความร้อนและความเย็นซ้ำๆ.

เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็นและเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงใช้ตารางเวลาการอบคืนตัวที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับระบบโลหะผสมและประสิทธิภาพการตัดหรือการขึ้นรูปที่ต้องการ.

ส่วนประกอบยานยนต์

เหล็กกล้านิรภัยถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตยานยนต์สำหรับส่วนประกอบที่ต้องทนทานต่อการรับน้ำหนักและแรงกระแทกทางกลซ้ำๆ.

ตัวอย่างได้แก่:

• เพลาเพลา
• ส่วนประกอบระบบบังคับเลี้ยว
• เพลาขับ
• การเชื่อมต่อส่วนประกอบ
• อะไหล่ช่วงล่าง
• ส่วนประกอบการส่งกำลัง

การชุบแข็งและควบคุมอุณหภูมิช่วยให้ส่วนประกอบเหล่านี้มีความแข็งแรงสูงโดยไม่ต้องเสียสละความแข็งแกร่งที่จำเป็นสำหรับสภาพการบริการในโลกแห่งความเป็นจริง.

การก่อสร้างและอุปกรณ์หนัก

ส่วนประกอบของเครื่องจักรกลหนักมักเผชิญกับภาระงานสูง, ทำให้ตกใจ, รอยขีดข่วน, และความเครียดแบบวงจร. เหล็กโลหะผสมนิรภัยจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับ:

• หมุดและบูช
• ส่วนประกอบไฮดรอลิก
• ชิ้นส่วนรถขุดและรถตัก
• ส่วนประกอบเครน
• ส่วนประกอบเครื่องจักรกลการเกษตร
• ชิ้นส่วนอุปกรณ์การทำเหมือง

ในแอปพลิเคชันเหล่านี้, โดยทั่วไปแล้วสภาวะการแบ่งเบาบรรเทาที่ต้องการจะถูกเลือกตามการผสมผสานที่โดดเด่นของความต้านทานแรงกระแทก, ความแข็งแรงเมื่อยล้า, และทนต่อการสึกหรอ.

อุปกรณ์แรงดันและพลังงาน

ส่วนประกอบที่รองรับแรงดันและระบบพลังงานบางอย่างใช้เหล็กชุบแข็งและอบคืนตัว เนื่องจากการบำบัดสามารถให้ความแข็งแรงสูงพร้อมกับความเหนียวที่ดีขึ้น.

แอปพลิเคชันอาจรวมถึง:

• ส่วนประกอบแรงดันสูง
• ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่เกี่ยวข้องกับกังหัน
• รัดอุตสาหกรรม
• ส่วนประกอบการส่งกำลัง
• ส่วนประกอบโครงสร้างสำหรับงานหนัก

สำหรับส่วนประกอบที่มีความสำคัญต่อความปลอดภัย, โดยปกติกระบวนการบำบัดความร้อนจะได้รับการสนับสนุนจากการทดสอบความแข็ง, การทดสอบทางกล, การตรวจสอบมิติ, และการตรวจสอบทางโลหะวิทยา.

12. การแบ่งเบาบรรเทา Beyond Steel: กระจก, ช็อคโกแลต, และวัสดุอื่นๆ

คำว่า "การแบ่งเบาบรรเทา" ยังใช้ในด้านอื่นด้วย, แต่กลไกต่างกัน.

แบ่งเบาแก้ว

การแบ่งเบาบรรเทาแก้วเกี่ยวข้องกับการทำความร้อนกระจกให้ร้อนประมาณ 600–700°C จากนั้นทำให้พื้นผิวเย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยไอพ่นลม.

พื้นผิวหดตัวเร็วกว่าภายใน, สร้างความเค้นอัดบนพื้นผิวและความเค้นดึงในแกนกลาง.

สิ่งนี้ทำให้กระจกนิรภัยแข็งแกร่งขึ้นมากและทำให้มันแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ, เศษทื่อมากกว่าเศษแหลมคม. มันถูกใช้ในกระจกรถยนต์, ประตูห้องอาบน้ำ, และกระจกสถาปัตยกรรม.

แบ่งเบาช็อคโกแลต

การแบ่งเบาบรรเทาช็อกโกแลตเป็นกระบวนการทำความร้อนและความเย็นแบบควบคุมที่กระตุ้นให้เนยโกโก้ตกผลึกในรูปแบบที่เสถียร, เรียกว่าแบบฟอร์ม V (คริสตัลเบต้า).

ช็อคโกแลตที่ผ่านการอบอย่างเหมาะสมจะมีผิวมันเงา, ภาพที่คมชัด, และละลายอย่างเรียบเนียน. ช็อคโกแลตที่ไม่ผ่านการปรุงแต่งอาจบานสะพรั่ง, รู้สึกเป็นเม็ดเล็ก, หรืออ่อนตัวลงง่ายเกินไป.

วัสดุอื่นๆ

โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กบางชนิด, เช่นอลูมิเนียมและโลหะผสมทองแดงบางชนิด, เข้ารับการบำบัดด้วยการตกตะกอนหรือบำบัดความชราซึ่งบางครั้งเรียกอย่างหลวม ๆ ว่าการแบ่งเบาบรรเทา.

อย่างไรก็ตาม, คำนี้แม่นยำที่สุดเมื่อนำไปใช้กับโลหะวิทยาที่เป็นเหล็ก.

13. บทสรุป

การแบ่งเบาบรรเทาเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนขั้นพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนรูปที่ถูกดับแล้ว, เครียดมาก, และเหล็กที่ค่อนข้างเปราะกลายเป็นวัสดุทางวิศวกรรมที่มีความเสถียรมากขึ้น.

ความสำคัญของมันไม่ได้อยู่ที่การลดความแข็งเท่านั้น, แต่ในการควบคุมวิวัฒนาการโครงสร้างจุลภาคของมาร์เทนไซต์และสร้างสมดุลที่ต้องการระหว่างความแข็ง, ความแข็งแกร่ง, ความเหนียว, ความเหนียว, และความเสถียรของมิติ.

อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาเป็นตัวแปรกระบวนการที่มีอิทธิพลมากที่สุด, แต่ต้องคำนึงถึงระยะเวลาในการถือครองด้วย, ส่วนประกอบเหล็ก, ก่อนเงื่อนไขออสเทนไนซ์และการดับ, ขนาดส่วนประกอบ, และคุณสมบัติสุดท้ายที่ต้องการ.

ดังนั้นการบำบัดแบ่งเบาบรรเทาที่ถูกต้องจึงเป็นเช่นนั้น เฉพาะเกรดเหล็กมากกว่าสากล.

เหล็กคาร์บอน, เหล็กโครงสร้างโลหะผสม, เหล็กคาร์บอนสูง, เหล็กกล้าเครื่องมือ, เหล็กความเร็วสูง, เหล็กงานร้อน, และเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกสามารถแสดงการตอบสนองการแบ่งเบาบรรเทาที่แตกต่างกันได้.

ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม, การแบ่งเบาบรรเทาที่ประสบความสำเร็จควรตัดสินจากประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของส่วนประกอบ ไม่ใช่จากอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว.

กระบวนการแบ่งเบาบรรเทาที่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสมจะแปลงความแข็งขั้นสุดของสภาวะการดับให้เป็นคุณสมบัติทางกลที่เชื่อถือได้ซึ่งเหมาะสำหรับเกียร์, เพลา, สปริง, ตาย, ชิ้นส่วนยานยนต์, เครื่องจักรกลหนัก, และการใช้งานที่ต้องการอื่นๆ.

 

คำถามที่พบบ่อย

การแบ่งเบาบรรเทาในเหล็กคืออะไร?

การแบ่งเบาบรรเทาเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนโดยการนำเหล็กชุบแข็งมาอุ่นใหม่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าช่วงการเปลี่ยนแปลงวิกฤต, จัดขึ้นตามเวลาที่กำหนด, แล้วจึงทำให้เย็นลง.

โดยหลักแล้วจะใช้เพื่อลดความเปราะและความเค้นตกค้างในขณะที่ได้รับความแข็งที่สมดุลตามที่ต้องการ, ความแข็งแกร่ง, และความเหนียว.

การแบ่งเบาบรรเทาลดความแข็ง?

สำหรับเหล็กชุบแข็งทั่วไปส่วนใหญ่, การเพิ่มอุณหภูมิโดยทั่วไปจะช่วยลดความแข็งและความแข็งแรงในขณะที่ปรับปรุงความเหนียวและความเหนียว.

เหล็กกล้าเครื่องมือที่มีโลหะผสมสูงอาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปเนื่องจากการชุบแข็งขั้นที่สอง.

ความแตกต่างระหว่างการแบ่งเบาบรรเทาและการหลอมคืออะไร?

โดยปกติแล้ว การแบ่งเบาบรรเทาจะดำเนินการบนเหล็กชุบแข็งที่ต่ำกว่าช่วงการเปลี่ยนแปลงวิกฤตเพื่อปรับเปลี่ยนมาร์เทนไซต์.

โดยทั่วไปการหลอมมีจุดประสงค์เพื่อทำให้เหล็กอ่อนตัวและสร้างความเหนียวมากขึ้น, โครงสร้างจุลภาคที่เสถียร, มักจะใช้การระบายความร้อนแบบควบคุมช้า.

เหล็กกล้าเทมเปอร์มีการตรวจสอบอย่างไร?

การตรวจสอบโดยทั่วไปอาจรวมถึงการทดสอบความแข็งด้วย, การตรวจสอบมิติ, การตรวจสอบทางโลหะวิทยา, และการทดสอบทางกล, พร้อมการทดสอบพื้นผิวเพิ่มเติมหรือไม่ทำลายตามที่กำหนดโดยการใช้งานหรือข้อกำหนด.