บทที่ 12  การอบอ่อน และการอบปกติ

รูปการอบอ่อน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

รูปการอบปกติ

12.1ภาพรวมของการอบอ่อน และการอบปกติ

      การชุบแข็ง ซึ่งกล่าวไว้แล้วในบทที่ผ่านมา เป็นรูปแบบของการปรับสภาพทางความร้อน โดยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้โลหะแข็ง และแข็งแกร่งกว่า ก่อนทำการชุบแข็ง แต่ก็มีข้อเสียที่อาจเกิดขึ้นกับโลหะ ซึ่งโลหะเสี่ยงต่อความเปราะ และความยืดหยุ่นมีน้อย

      ถ้าโลหะนั้นต้องการคุณสมบัติในด้านความยืดหยุ่นเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก ส่วนความแข็ง และความแข็งแกร่งเป็นเรื่องรองลงมา ก็สามารถนำโลหะนั้นมาทำ การอบอ่อน หรือแอนนีลลิ่ง (Annealing)  และการอบปกติ หรือนอร์มัลไลซิ่ง (Normalizing)     

      กระบวนการปรับสภาพทางความร้อนทั้งสองวิธีเหล่านี้ เป็นการทำให้โลหะมีความอ่อนนุ่มกว่า และเกิดความยืดหยุ่นได้มากกว่า และเป็นวิธีการที่เป็นธรรมชาติมากที่สุดในการปรับสภาพทางความร้อน โดยหัวใจหลัก ของ 2 กระบวนการนี้ ก็คือ การทำความเย็นอย่างช้า ๆ กับเหล็กกล้า

รูปการอบโลหะทำให้ผ่านกระบวนการกลึงกัดไสได้ง่าย

      ผลที่ได้จาก 2 วิธีการนี้ ก็คือ เหล็กสามารถนำไปทำการกลึงกัดไสได้ง่าย, ง่ายต่อการนำมาดัด และขึ้นรูปโลหะ มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าว และการบิดตัวของเหล็กน้อย

      ทั้งการอบอ่อน และการอบปกติ สามารถให้คำจำกัดความว่า โลหะถูกให้ความร้อนเหนืออุณหภูมิวิกฤติ และถูกให้ความเย็นอย่างช้า ๆ จนถึงอุณหภูมิห้อง เพื่อที่จะได้วัสดุที่มีความอ่อนนุ่ม และไม่เกิดเกิดการบิดตัว หรือเกิดขึ้นเล็กน้อย ส่วนความแตกต่างของทั้งสองวิธีจะได้อธิบายในหัวข้อต่อไป และถัดไป 

12.2 การอบอ่อน

      การอบอ่อน เป็นการควบคุมกระบวนการทำความเย็นของโลหะที่กำลังร้อนแดง และทำการลด ขนาดอุณหภูมิให้เย็นอย่างช้า ๆ โดยกระบวนลดอุณหภูมินี้ชิ้นงานจะยังอยู่ภายในเตาอบ หรือเตาหลอม ดูที่รูป

รูปชิ้นงานโลหะที่ถูกทำการอบอ่อนในในเตาหลอม

      ในการทำการอบอ่อน โลหะถูกให้ความร้อนเหนือ แนวเส้นอุณหภูมิของการเปลี่ยนรูปด้านสูง (ซึ่งกลายเป็นออสเตนไนต์) หรืออุณหภูมิสูงกว่านั้น โดยที่โลหะไม่เสียรูปร่าง เมื่อได้อุณหภูมิในการอบโลหะแล้ว ในช่วงเวลาหนึ่งจะหยุดจ่ายความร้อน ชิ้นงานยังคงให้อยู่ในเตาไม่ได้ถูกนำออกมา เพื่อทำการอบอ่อนซึ่งอุณหภูมิจะลดลงต่ำอย่างช้า ๆ ภายในเตาจนวัสดุเย็นตัว

       กระบวนการนี้จะสำเร็จก็ต่อเมื่อโลหะเย็นตัวจนถึงอุณหภูมิห้อง การอบอ่อนบางครั้งมีระยะเวลาที่ยาวนาน เพื่อที่จะทำให้วัสดุมีความอ่อนนุ่มเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งอาจใช้เวลาหลายชั่วโมง หรือหลายวันก็แล้วแต่ขนาดของชิ้นงาน

      ในการทำการอบอ่อนอาจทำได้ในเตา วิธีการเหมือนกันกับการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้า หรือเหล็กกล้าอาจถูกย้ายไปสู่เตาที่สองก็ได้

วิดีโอแสดงการอบอ่อน

12.3 การอบปกติ

      การอบปกติ เป็นการทำความเย็นได้เร็วกว่า การอบอ่อน โดยวิธีการทางเทคนิค โลหะถูกให้ความร้อนเหนือ แนวเส้นอุณหภูมิของการเปลี่ยนรูปด้านสูง เมื่อทำการอบจนระยะเวลาหนึ่งแล้ว ก็หยุดจ่ายความร้อนให้ชิ้นงาน แล้วนำออกมาจากเตา ปล่อยให้เย็นตัวอย่างช้า ๆ ในอากาศนิ่ง จนชิ้นงานเย็นตัวถึงอุณหภูมิห้อง

รูปชิ้นงานกำลังทำการอบปกติ

ข้อสังเกต เหล็กกล้าที่ถูกปล่อยให้เย็นโดยการอบอ่อนจะเย็นช้ากว่า ชิ้นงานที่ทำด้วยวิธีการอบปกติ

วิดีโอการอบปกติ

12.4 ผลจากการทำการอบอ่อน และการอบปกติ

      ในการทำการอบอ่อน และการอบปกติ จะทำให้ชิ้นงานมีความเหนียว และความยืดหยุ่นมากขึ้น ความเปราะในวัสดุมีน้อย แต่ก็ทำให้ลดความแข็ง และความแข็งแกร่งลงไป

      นอกจากนี้ การอบอ่อน และการอบปกติ ยังทำให้ความเค้นภายในเนื้อวัสดุ มีการลดลงเช่นกัน ส่งผลให้แนวโน้มการบิดตัว และการแตกร้าวมีน้อยลง

      การเปรียบเทียบของผลที่ได้ของการอบอ่อน, การอบปกติ และการชุบแข็งแสดงในตาราง ด้านล่าง

ตาราง การเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างการอบอ่อน, การอบปกติ และการชุบแข็ง

วัตถุประสงค์ของการทำการอบอ่อน การอบปกติ

      ในการศึกษาของโลหะวิทยา ความสำคัญส่วนใหญ่ก็เพื่อให้โลหะบรรลุความแข็ง และความแข็งแกร่ง แต่ก็มีบางส่วนที่ต้องการความอ่อน ความยืดหยุ่นเพื่อการใช้งาน การทำโลหะให้เป็นแบบนี้ก็เพื่อ:

• ทำให้ชิ้นงานโลหะเพิ่ม ความสามารถในการกลึงกัดไส (Machinability)

รูปความสามารถในการกลึงกัดไส

• ผลทำให้โลหะง่ายต่อ การขึ้นรูป (Forming)

รูปการรีดขึ้นรูปโลหะแผ่น

• ลดความเค้นภายใน

รูปโลหะเกิดการแตกร้าวเนื่องจากเกิดความเค้นขึ้นภายในเนื้อโลหะ

• เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในโครงสร้างของผลึก

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“คนฉลาดย่อมไม่นำ แต่ตาม

ย่อมไม่พูด แต่ฟัง”