55 ขนาดเกรนกับช่วงเวลาทำความเย็น (จบบทที่ 7)

7.3 ขนาดของเกรนเมื่อนำมาเทียบกับเวลา ในการทำความเย็น

      ขนาดของเกรนของโลหะจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาการเย็นตัวของโลหะ จากโลหะที่กำลังร้อนหลอมเหลว ถ้ายิ่งทำให้การเย็นอย่างช้า ๆ นานขึ้นเท่าใด ขนาดของเกรนจะมีขนาดใหญ่มากขึ้น

      ในทางกลับกัน เมื่อโลหะที่กำลังร้อนหลอมเหลว ถูกทำให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็วอัตราการเติบโตของเกรนก็จะมีเวลาที่จำกัด ทำให้เกรนมีขนาดเล็ก ผลของการทำความเย็นช้า และเร็วในโลหะให้ดูที่รูป

รูปขนาดของเกรนซึ่งขึ้นอยู่กับเวลาในการทำให้เย็น ด้านซ้ายทำให้เย็นอย่างช้า ๆ  ด้านขวาทำให้เย็นอย่างเร็ว

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

“การทำความเย็นอย่างช้า ๆ มีผลทำให้เกรนมีขนาดใหญ่ การทำความเย็นอย่างรวดเร็วมีผลทำให้เกรนมีขนาดเล็ก”

ผลที่เกิดจากขนาดเกรน

      ขนาดของเกรนจะมีผลต่อโลหะในด้านความแข็งแกร่ง, ความแข็ง, ความเปราะ และความเหนียวของโลหะ โลหะที่มีขนาดเกรนที่ใหญ่ทำให้ถูกฉีก, ทำลาย หรือร้าวได้ง่าย เกรนโลหะที่มีขนาดเล็ก จะมีความต้านทานต่อการถูกทำลายที่สูงกว่า ซึ่งจะทำให้เกิดรอยแตก การแตกร้าวเล็ก ๆ ในโลหะยากมากกว่า

      ขนาดเกรนที่มีขนาดเล็กกว่า ให้ความแข็งแกร่งที่มากกว่าขนาดเกรนที่มีขนาดใหญ่ เพราะฉะนั้น ในทางโลหะวิทยา จึงมีความพยายามที่จะทำให้เกรนมีขนาดเล็กเท่าที่จะเป็นไปได้ เมื่อมีความต้องการใช้โลหะมีความแข็งแกร่ง

      ความแข็งแกร่ง, ความแข็ง และความเปราะเป็นคุณสมบัติที่มีความสัมพันธ์กัน การที่ทำให้เกรนมีขนาดเล็กไม่เพียงแต่ทำให้เกิดลักษณะด้านความแข็งแกร่งที่ดีขึ้นเท่านั้น แต่มันยังส่งผลในด้านความแข็ง และความเปราะในโลหะอีกด้วย แต่ถ้าต้องการให้โลหะมีความเหนียวเป็นคุณสมบัติเด่นขนาดของเกรนจะต้องทำให้มีขนาดใหญ่  

7.4 การเปรียบเทียบคุณสมบัติของเฟอร์ไรต์ และมาเทนไซต์

คุณสมบัติบางอย่างของเฟอร์ไรต์ และมาเทนไซต์ถูกเปรียบเทียบ ในตารางที่ 7.2

ตารางที่ 7.2 ตารางเปรียบเทียบโครงสร้างเหล็ก 2 ประเภทที่อุณหภูมิห้อง นั่นก็คือ เหล็กเฟอร์ไรต์ และเหล็กมาเทนไซต์

รูปเหล็กเฟอร์ไรต์

รูปเหล็กมาเทนไซต์

      ข้อสังเกตโครงสร้างผลึกของเหล็กเฟอร์ไรต์ มีข้อดีอยู่ที่สามารถยืดได้มากกว่า ดังนั้น เหล็กเฟอร์ไรต์สามารถถูกนำไปกระทำการกลึงกัดไสได้ง่ายกว่า โดยขณะกระทำจะก่อให้เกิดรอยแตกร้าวได้น้อยกว่า

      ส่วนโครงสร้างผลึกของเหล็กมาเทนไซต์ จะตรงกันข้ามกัน มีข้อดี ในด้านมีความแข็งแกร่ง และความแข็งสูงกว่า แต่มันก็มีความเปราะมากกว่าเช่นกัน เมื่อมีแรงมากระทำจึงก่อให้เกิดรอยแตกได้มากกว่า และทำให้เกิดการเสียรูปได้มากกว่าเหล็กเฟอร์ไรต์ สาเหตุที่เป็นแบบนี้ก็เนื่องมาจากกระบวนการทำความเย็นเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน เพื่อต้องการให้ได้เกรนที่มีขนาดเล็ก 

จบบทที่ 7

ครั้งหน้าบทที่ 8 จะได้เรียนรู้เกี่ยวกับ การพัง (Failure)  และการเสียรูป (Deformation) ของโลหะ

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 “เมื่อวานก็สายเกินแก้

พรุ่งนี้ก็สายเกินไป”