13.7 การใช้แผนภาพไอทีเพื่อระบุเหล็กกล้า

      เมื่อเหล็กกล้าที่ร้อนถูกทำให้เย็นตัวลง ก็จะเกิดอาณาบริเวณหลายส่วน เหล็กกล้าที่เย็นในระดับความเย็นที่แตกต่างกัน จะเกิดขอบเขตอาณาบริเวณกว้างขวาง มีผลต่อกระบวนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคงที่ ทีนี้เราจะสามารถอ่านค่าในบริเวณต่าง ๆ และสามารถบอกรายละเอียดที่แตกต่างกันทางโครงสร้างของเหล็กกล้าที่ผลิตออกมาเมื่อมีการเปลี่ยนระดับการทำความเย็น จากแผนภาพไอทีดูได้อย่างไร เรามาดูกัน  

      โครงสร้างเพิลไลต์, ไบย์ไนต์  และมาเทนไซต์ที่ก่อเกิดเป็นรูปแบบจากกระบวนการทำความเย็นที่สอดคล้องกับเส้นอุณหภูมิ-เวลา ดูได้ในรูปด้านล่าง

กราฟอุณหภูมิ-เวลาเหล่านี้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นสำหรับกระบวนการทำความเย็นที่ต่างกัน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

เส้นเวลาแสดงอัตราความเย็นในเหล็กกล้าที่ถูกชุบแข็งอย่างรวดเร็ว เหล็กกล้าที่ถูกชุบแข็งอย่างรวดเร็วนี้ดูใน แนวเส้นเวลาเอ (Timeline A) แนวเส้นจะไม่สัมผัสกับปลายจมูกด้านซ้ายของรูปโค้งตัวซี การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในอาณาบริเวณมาเทนซิติก (มาเทนไซต์) (เอ1 และเอ2) เมื่อเป็นลักษณะนี้โครงสร้างเหล็กกล้าที่ได้ก็คือโครงสร้างมาเทนไซต์

      ที่แนวเส้นเวลาบี  (Timeline B) แสดงให้เห็นว่าเหล็กกล้านั้นถูกทำให้เย็นตัวได้อย่างช้ามาก ทำให้แนวเส้นวิ่งข้ามผ่านจากบริเวณออสเตนไนต์ 100% (บี1) ไหลไปยัง บริเวณเพิลไลต์หยาบ 100% (บี2) บริเวณนี้เป็นบริเวณของเพิลไลต์หยาบ สามารถพิจารณาได้ว่าเหล็กกล้าจะเป็นโครงสร้างของเพิลไลต์หยาบ, เฟอร์ไรต์หยาบ และซีเมนต์ไตหยาบ หรือโครงสร้างเหล่านี้ผสมผสานกัน

      แนวเส้นเวลาซี (Timeline C) แนวเส้นวิ่งพาดผ่านบริเวณเพิลไลต์ละเอียด (ซี1 และซี2) เมื่อถึงอุณหภูมิประมาณ 520 °C (960°F) จะคงค่าความร้อนไว้จนถึงประมาณ 800 วินาที (13 นาที) ก็ปล่อยให้เย็นตัวต่อ เพราะฉะนั้น เหล็กกล้าก็จะเปลี่ยนแปลงไปเป็นโครงสร้างเพิลไลต์ละเอียด

      เหล็กกล้าที่แสดงโดย แนวเส้นเวลาดี (Timeline D) จะเปลี่ยนแปลงไปสู่โครงสร้างไบย์ไนต์ เพราะว่า แนวเส้นถูกลากข้ามผ่านไปยังบริเวณของการเปลี่ยนแปลงในอาณาบริเวณของไบย์ไนต์ (ดี1 และดี2)

      บริเวณที่เป็นเพิลไลต์ละเอียด และบริเวณไบย์ไนต์ เกิดขึ้นในแผนภาพไอทีดังรูปด้านล่าง

รูปแผนภาพไอทีที่บอกว่าเหล็กกล้านี้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเพิลไลต์ละเอียด และไบย์ไนต์

แนวเส้นเวลาอี (Timeline E) ลากข้ามผ่านบริเวณที่มีความแตกต่างทั้งสอง จากเหล็กกล้าที่บริเวณออสเตนไนต์ วิ่งข้ามผ่านบริเวณเพิลไลต์ละเอียด และไบย์ไนต์ทั่งคู่ ที่จุดอีสอง (E2) จะเหลือออสเตนไนต์ 50% และข้ามไปสู่อาณาบริเวณของเพิลไลต์อะเลียด

      กระบวนการยังคงทำให้เหล็กกล้าเย็นอย่างต่อเนื่อง แนวเส้นวิ่งไปในทิศทางจากออสเตนไนต์ 50% ไปถึงจุดอีสาม (E3) จากจุดอีสามความร้อนถูกทำให้คงที่มันจะเริ่มเข้าใกล้เส้นเปลี่ยนแปลง 50% อีกครั้ง ออสเตนไนต์ยังคงเหลืออยู่แต่น้อยแล้ว และพร้อมไปสู่อาณาบริเวณไบย์ไนต์ท่ามกลางระหว่างจุดอีสี่ (E4) และอีห้า (E5) เมื่อเหล็กกล้าเย็นตัวลงแล้ว โครงสร้างของเหล็กกล้าจะมีส่วนประกอบของโครงสร้างเพิลไลต์ละเอียด 50% และไบย์ไนต์  50% 

รูปเหล็กกล้าในแผนภาพไอที ที่เหล็กกล้าเกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่เพิลไลต์ละเอียด, ไบย์ไนต์  และมาเทนไซต์

      จากเหล็กกล้าที่ร้อนในบริเวณออสเตนไนต์ เมื่อทำให้เหล็กกล้าเกิดความเย็นดังกระบวนการที่แสดงในรูปด้านบน เมื่อ แนวเส้นเวลาเอฟ (Timeline F) ไหลไปยังจุดเอฟหนึ่ง (F1) เหล็กกล้ายังคงเป็นออสเตนไนต์ 100% แต่เมื่อเส้นเวลาไปถึงเอฟสอง (F2) 25% ของเหล็กกล้าจะมีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเพิลไลต์ แล้วเส้นเวลาจะเคลื่อนที่จากเส้นเปลี่ยนแปลง 50% ไปเกือบถึงเส้นโค้งซีด้านซ้าย ดังนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเข้ามาระหว่างจุดเอฟสอง และเอฟสาม (F3)

      เมื่อเส้นเวลาไปถึงจุดเอฟสี่ (F4) ที่เปลี่ยนแปลงเป็น 25% อีกครั้งข้ามผ่านไปยังบริเวณไบย์ไนต์ 25% นอกจากนี้ส่วนอื่น ๆ คือการเปลี่ยนแปลงไปยังไบย์ไนต์ ระหว่างจุดเอฟสี่ และเอฟห้า (F5) ที่จุดนี้เหล็กกล้าถูกทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว แล้วยังไม่มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นมาจนกระทั่งเส้นเวลาไปที่เส้นเปลี่ยนแปลง 50% ที่จุดเอฟหก (F6) ท้ายที่สุด เป็น 50% สุดท้ายของออสเตนไนต์ก่อนเกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่มาเทนไซต์ซึ่งเส้นข้ามผ่านอาณาบริเวณมาเทนไซต์

      ดั้งนั้น เหล็กกล้านี้จะประกอบไปด้วยเพิลไลต์ละเอียด 25% ไบย์ไนต์  25%, และ มาเทนไซต์ 50%

รูปแผนภาพไอทีกับภาพทางจุลภาค

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“อำนาจที่ปราศจากเหตุผล คือ อำนาจของคนพาล

                อำนาจที่ปราศจากความเมตตา คือ อำนาจที่นำมาซึ่งความปราชัย”

ขงเบ้ง