บทความ Heat Treatment การอบชุบ

บทความ Heat Treatment การอบชุบ

การอบชุบ

Heat  treatment  ซึ่งแปลเป็นภาษาไทยว่าการอบชุบเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะ ไม่ได้หมายความถึงการชุบให้โลหะแข็งตัวเพื่อนำไปใช้งานอย่างเดียว  แต่จะมีความหมายคลุมไปถึงกรรมวิธีทุกอย่างที่ใช้ความร้อนเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะ  ดังนั้นการอบชุบจึงมีอยู่มากมายหลายวิธี  แต่ในที่นี้จะกล่าวเฉพาะที่สำคัญ ๆ เพื่อจะได้ทำให้เกิดคามเข้าใจถึงหลักการในการอบชุม

การอบชุมเหล็กด้วยความร้อน  คือกระบวนการให้ความร้อนและลดความร้อนแก่เหล็กเพื่อเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กนั้นให้เหมาะสมกับสภาพที่จะนำไปใช้งาน  เช่น  ทำให้มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น  เหนียวขึ้น  ต้านทานต่อการสึกหรอ  แข็งขึ้น  ต้านทานต่อแรงกระแทกเป็นต้น  บางครั้งการอบชุบเหล็กด้วยความร้อนจะทำให้เหล็กนั้นอ่อนลงเพื่อง่ายต่อการตบแต่งไสกลึง  การอบชุบเหล็กด้วยความร้อนจึงเป็นกรรมวิธีที่มีความสำคัญกรรมวิธีหนึ่ง  และใช้กันอย่างกว้างขวางในงานอุตสาหกรรมโลหะ  และเนื่องจากเหล็กกล้าเป็นโลหะที่ใช้กันมากในงานอุตสาหกรรมโลหะ  ซึ่งใช้ทำชิ้นส่วนของเครื่องจักร  เครื่องยนต์  เครื่องมือ  และอุปกรณ์ต่าง ๆ

heat_treatment

(ภาพประกอบจาก bakerfurnace.com)

คุณสมบัติของธาตุต่าง ๆ ที่สำคัญเมื่อผสมลงไปในเหล็กที่ทำการอบชุบ
      คาร์บอน

เป็นตัวที่สำคัญที่สุดที่จะต้องมีผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก  มีคุณสมบัติทำให้เหล็กแข็ง  หลังจากผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน  และใช้เป็นัวไล่ซัลเฟอร์ซึ่งเป็นตัวที่ไม่ต้องการในเนื่องเหล็กออกในขณะหลอมทำให้เหล็กชุบแข็งง่ายขึ้น  เนื่องจากเป็นตัวลดอัตราการเย็นตัว  ทำให้เหล็กทนทานแรงดึงได้มากขึ้นเพิ่มสัมประสิทธิ์การขยายตัวของเหล็กเมื่อถูกความร้อน  แต่จะลดคุณสมบัติในการเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อน
อะลูมิเนียม

เป็นตัวที่นิยมใช้เป็นตัวไล่แก๊สมากที่สุด  ผสมเล็กน้อยในเหล็ก  ทำให้เนื้อละเอียดขึ้นใช้ผสมลงในเหล็กที่จะนำไปผ่านกระบวนการอบชุบแข็งโดยวิธีไนไต  ทั้งนี้เนื่องจากอะลูเนียมสามารถรวมตัวกับไนโตรเจนเป็นสารที่แข็งมาก  ใช้ผสมลงในเหล็กทนความร้อนบางชนิดเพื่อให้ต้านทานต่อการตกสะเก็ดได้ดีขึ้น
โครเมียม

ทำให้เหล็กอบชุบได้ง่ายขึ้น  เพราะลดอัตราการเย็นตัวลงอย่างมาก  สามารถชุบในน้ำมันหรืออากาศได้  เพิ่มความแข็งให้เหล็ก  แต่ลดความทนทานต่อแรงกระแทกลง  โครเมียมที่ผสมในเหล็กจะรวมตัวกับคาร์บอนเป็นสารประกอบพวกคาร์ไบด์ซึ่งแข็งมาก  ดังนั้นจึงทำให้เหล็กทนทานต่อแรงเสียดสี  บริเวณที่เป็นรอยคมไม่สึกง่าย  ทำให้เหล็กเกิดเป็นสนิมได้ยาก  เพิ่มความแข็งแรงของเหล็กที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูง  เพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนของสารต่าง ๆ ได้ดีขึ้น
ทังสเตน

สามารถรวมตัวกับคาร์บอนเป็นคาร์ไบด์ที่แข็งมาก  ทำให้เหล็กที่ผสมทังสเตนมีความแข็งมากหลังจากผ่านการอบชุบ  จึงใช้ทำพวกเครื่องมือมีคมต่าง ๆ ทำให้เหล็กเหนียวขึ้น  และป้องกันไม่ให้เหล็กเกิดเนื้อหยาบเพิ่มความทนทานต่อการเสียดสีของเหล็ก
โมลิบดิมั่ม

ปกติมักจะใช้ผสมรวมกับธาตุอื่น ๆ เป็นตัวลดอัตราการเย็นตัว  ทำให้อบชุบง่ายขึ้น  ป้องกันการเปาระขณะคืนตัว  ทำให้เหล็กมีเนื้อละเอียด   เพิ่มความทนทานต่อแรงดึงแก่เหล็กมากขึ้น  สามารถรวมกับคาร์บอนเป็นคาร์ไบด์ได้ง่ายมาก  ดังนั้นจึงปรับปรุงคุณสมบัติในการตัดโลหะของเหล็กไฮสปีดได้ดีขึ้น  เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแก่เหล็ก
แวนนาเดียม

ทำให้ทนต่อความร้อนได้ดี  เพิ่มความแข็งแรงให้กับเหล็ก  โดยไม่ทำให้คุณสมบัติในการเชื่อมการดึงยึดเสียไป  ทำให้เหล็กมีเนื้อละเอียด  รวมตัวกับคาร์บอนเป็นคาร์ไบด์ได้ง่าย  จึงทำให้ทนทานต่อการสึกกร่อนมักจะผสมในเหล็กทนความร้อนและเหล็กไฮสปีด

นิกเกิล

เป็นตัวที่เพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทกของเหล็ก  ดังนั้นจึงใช้ผสมในเหล็กที่จะนำไปชุบแข็งที่ผิว  ใช้ผสมกับโครเมียมทำให้เหล็กทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี  ไม่เป็นสนิมง่าย  ทนความร้อนได้ดี
โคบอลต์

ไม่ทำให้เกิดสารคาร์ไบด์แต่สามารถป้องกันไม่ให้เหล็กเกิดเนื้อหยาบที่อุณหภูมิสูง  ดังนั้นจึงช่วยปรับปรุงให้เหล็กมีความแข็งและแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง  ด้วยเหตุนี้จึงใช้ผสมในเหล็กทนความร้อน  และเหล็กไฮสปีด

ซิลิคอน

ใช้เป็นตัว  oxidising  agent    ทำให้เหล็กแข็งแรงและทนทานต่อการขัดสีได้ดีขึ้น  เพิ่มค่าแรงดึงที่จุดยืดของเหล็กให้สูงขึ้นมาก  ดังนั้นจึงใช้ผสมในการทำเหล็กสปริง  ช่วยทำให้เหล็กทนทานต่อการตกสะเก็ดที่อุณหภูมิสูงได้ดี  จึงใช้ผสมในเหล็กทนความร้อน
ฟอสฟอรัส  และซัลเฟอร์

เป็นตัวทำลายคุณสมบัติของเหล็ก  แต่มักผสมอยู่ในเนื้อเหล็กโดยไม่ได้ตั้งใจ  ต้องพยายามให้มีน้อยที่สุด
องค์ประกอบที่สำคัญของวัสดุชิ้นงานที่ทำการอบชุบ

1.      ปริมาณธาตุถ่านอย่างเพียงพอที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็ก  เพราะว่าความแข็งของเหล็กเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณของธาตุถ่ายที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล้กเพิ่มขึ้น  แต่การยืดตัวลดลง

2.      ระดับอุณหภูมิที่ทำโครงสร้างภายในของเหล็กเปลี่ยนเป็นโครงสร้างแบบออสเตไนต์

3.      อัตราการเย็นตัวหลังจากเหล็กที่มีโครงสร้างภายในเป็นออสเตไนต์

การอบชุบ  (Heat  treatment)  ที่สำคัญ ๆ มีดังนี้

1.  การอบให้อ่อน  (Annealing)  เพื่อให้เหล็กกล้าง่ายต่อการนำไปตบแต่งไสกลึง  กรรมวิธีมีดังต่อไปนี้  เผาเหล็กให้ร้อนขึ้นอย่างช้า ๆ จนถึงระดับอุณหภูมิประมาณ  50  องศาเซลเซียส  เหนือระดับอุณหภูมิวิกฤตสิ้นสุด  แล้วเผาแช่อยู่ช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้ความร้อนแผ่กระจายตลอดชิ้นงานหลังจากนั้นปล่อยให้เย็นตัวลงอย่างช้า ๆ ภายในเตา  จนถึงระดับอุณหภูมิห้อง

การทำ Annealing  มีวัตถุประสงค์ที่สำคัญ  3  ประการ  คือ

1)  เพื่อลดความเครียดทีเกิดขึ้นภายในเนื้อโลหะ  ที่ผ่านกรรมวิธีหล่อขึ้นรูปด้วยวิธี   Hot  และ  Cold  working  มา

1.      เพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของโลหะให้สม่ำเสมอ

2.      เพื่อลดแก๊สที่ปนอยู่ในเนื้อโลหะให้น้อยลง  เพราะแก๊สที่ปนอยู่นี้จะทำให้โลหะมีความเหนียวต่ำ

การอบคลาย  ทำโดยการเผาโลหะที่อุณหภูมิสูง  แล้วปล่อยให้เย็นช้า ๆ ภายในเตาเพื่อให้โลหะเปลี่ยนโครงสร้างทีละน้อยจนถึงอุณหภูมิห้อง

อุณหภูมิที่ใช้ในการทำ  Annealing   สำหรับเหล็กกล้าทำที่อุณหภูมิ  800 – 850  องศาเซลเซียส

สำหรับเหล็กหล่อทำที่อุณหภูมิ  800 – 850  องศาเซลเซียส

สำหรับทองเหลืองที่อุณหภูมิ  800 – 850  องศาเซลเซียส

2.  การลดความเค้น  (Stress  relieving)   เพื่อช่วยลดการบิดงอภายหลังการชุบแข็ง  กระทำโดยการเผาเหล็กจนถึงระดับอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติเริ่มต้นประมาณ  50 – 100  องศาเซลเซียส  แล้วเผาแช่ช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้ความร้อนแผ่กระจายตอลดชิ้นงาน  หลังจากนั้นปล่อยให้เย็นในเตาจนถึงระดับอุณหภูมิประมาณ  400  องศาเซลเซียส  แล้วปล่อยให้เย็นในอากาศ

โลหะทุกชนิดภายหลังการทำ  cold  work   แล้มักจะมีความเครียดเกิดขึ้นภายในโครงสร้างของโลหะ  ทำให้เพิ่มทั้งความแข็งและทนต่อแรงดึง  แต่ความเหนียวจะกลับลดลงมาก  ทำให้เปราะและแตกง่ายเมื่อนำไปใช้งาน  หรือ ถ้าจำเป็นต้องทำ  Cold  work   ในขั้นต่อ ๆ ไป  จะทำได้ยากเพราะในโลหะมีความแข็งเพิ่มขึ้น  ต้องใช้พลังงานมากขึ้น  จึงจะทำการแปรรูปในขั้นต่อไปได้    เพื่อลดหรือทำลายความเครียดนี้ให้น้อยลงหรือหมดไป  จะนำโลหะมาเผาที่อุณหภูมิสูงปานกลางประมาณ  200 – 400  องศาเซลเซียส  ความเครียดในโลหะจะลดน้อยหรือหมดไปขึ้นอยู่กับเวลาและอุณหภูมิที่ใช้  การลดความเคียดนี้บางทีก็เรียกว่า  Process  Annealing  กล่าวคือ  เป็นการอบให้อ่อนระหว่างการทำ  cold  work  จากขั้นหนึ่งไปอีกขั้นหนึ่ง

3.  การชุบแข็ง  (Hardening)   เพื่อให้เหล็กมีความแข็งต้านทานต่อการสึกหรอ  กระทำโดยการเผาเหล็กให้ร้อนจนถึงระดับอุณหภูมิเหนืออุณหภูมิวิกฤติสิ้นสุดประมาณ  50  องศาเซลเซียส  แล้วเผาแช่ไว้ที่ระดับอุณหภูมินี้จนกระทั่งความร้อนกระจายทั่วทั้งชิ้นงานและโครงสร้างภายในเปลี่ยนเป็นออสเตไนท์  จึงนำชิ้นงานออกจากเตาไปทำการจุ่มชุบลงในสารชุบ  ซึ่งทำให้อัตราการเย็นตัวเป็นไปอย่างรวดเร็ว  เพื่อที่จะทำให้เหล็กมีโครงสร้างภายในเปลี่ยนเป็นแบบมาร์เทนไซต์

การชุบแข็ง (Hardening)  เพื่อให้ได้ความแข็งเพียงอย่างเดียว  โลหะจะถูกเผาที่อุณหภูมิสูง  จนเปลี่ยนโครงสร้างเป็นแบบหนึ่ง  และจะนำมาทำให้เย็นได้เร็วด้วยวิธีชุบในน้ำหรือในน้ำมัน  ทำให้โลหะไม่สามารถจะเปลี่ยนโครงสร้างมาอยู่ในสภาพสมดุลได้  เป็นเหตุให้โครงสร้างภายหลังการชุบ  เป็นโครงสร้างใหม่ที่เป็นแบบไม่สมดุล  ซึ่งส่วนมากจะมีความแข็งสูง  การชุบแข็งส่วนใหญ่ใช้กับเหล็กกล้าที่มีธาตุคาร์บอนเกินกว่า  0.3%  และโลหะผสมระหว่างทองแดงกับอะลูมิเนียมบางชนิด

อุณหภูมิที่ใช้ชุบแข็งเหล็ก จะใช้อุณหภูมิประมาณ  800 – 850๐C ในตอนนี้เหล็กจะเปลี่ยนโครงสร้างเป็นออสเตไนท์  และเมื่อชุบน้ำเหล็กจะให้โครงสร้างสร้างเป็น  มาร์เทนไซท์  ซึ่งมีความแข็งสูงแต่เปาะ

สำหรับโลหะผสมทองแดงกับอะลูมิเนียม  โดยมีอะลูมิเนียม  10%  ชุบแข็งที่อุณหภูมิ  900 องศาเซลเซียส  จะได้โครงสร้างที่มีลักษณะคล้าย  Martensite  ของเหล็กเหมือนกัน  และเป็นโครงสร้างที่มีความแข็งสูง

การอบชุบผิวแข็ง  คือ  การทำให้ผิวของเหล็กมีความแข็งด้วยการเพิ่มปริมาณธาตุถ่านหรือธาตุไนโตเจนให้มากขึ้น  แต่ถ้าเหล็กนั้นมีปริมาณของธาตุถ่านหรือไนโตรเจนเพียงพอ  ก็สามารถนำไปอบชุบถานในโตรเจนว่ามีมากและถูกดูดซึมลึกเท่าไรด้วย  ผิวของชิ้นงานที่ได้จะมีประสิทธิภาพดีกว่าเดิมมาก  เพราะผิวของชิ้นงานจะทนต่อการสึกหรอ  ทนแรงฉีกขาดได้สูง  เช่น  ชิ้นส่วนของเครื่องยนต์กลไกเมื่อผ่านการชุบแข็งที่ผิวของเหล็กแล้วจะมีความแข็งแรงทนทาน  อายุการใช้งานสูง  ชิ้นงานนี้จะมีราคาถูก  เพราะสามารถใช้เหล็กธรรมดานำมาดัดแปลงได้

การที่เราต้องการให้เหล็กแข็งเฉพาะที่ผิวนั้น  เนื่องจากต้องการให้ชิ้นงานมีความเหนียวตรงแกนกลาง  และมีความแข็งแรงเหมาะกับการใช้งานตามบริเวณผิวของเหล็กนั้น

4.  การอบคืนตัว  (Tempering)  เนื่องจากเหล็กภายหลังการชุบแข็งแล้วจะมีความแข็งมากและมีความเปราะเพื่อให้มีความเหนียวเพิ่มขึ้น  ความแข็งแรงเพิ่มขึ้น จึงนำเหล็กที่ชุบแข็งแล้วนำมาอบคืนตัว  โดยการเผาเหล็กให้ร้อนจนถึงระดับอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติ  ซึ่งจะเป็นระดับอุณหภูมิที่เท่าใดขึ้นอยู่กับชนิดของเหล็ก แล้วเผาแช่ไว้ที่ระดับอุณหภูมินั้นชั่วระยะเวลาหนึ่ง  ต่อจากนั้นปล่อยให้เย็นตัวลงเพื่อปับให้ได้คุณสมบัติตามต้องการ  เหมาะกับที่จะนำไปใช้งานในแต่ละสภาพ
วิธีการอบเผาและปล่อยให้เย็นในอากาศธรรมดา

เป็นวิธีการอบเผาเหล็กให้ร้อนขึ้นอย่างช้า ๆ จนถึงระดับอุณหภูมิตามที่ต้องการ  และปล่อยให้เย็นตัวในอากาศ  ระดับอุณหภูมิในการเผาแช่ขึ้นขึ้นอยู่กับชนิดของเหล็ก  สำหรับเหล็กที่มีธาตุถ่านผสมอยู่เท่ากับ  0.85  เปอร์เซ็นต์  ต้องการระดับอุณหภูมิประมาณ  780  องศาเซลเซียส  วิธี  Nor – malizing  นี้เหมาะสำหรับการจัดโครงสร้างของเหล็กให้เป็นระเบียบภายหลังจากเผาตีและวางโครงสร้างให้อยู่ในสภาพปกติ  เพื่อที่จะอบชุบครั้งที่ 2  เนื่องจากการอบชุบครั้งแรกไม่ถูกต้อง

โลหะภายหลังการชุบแข็งแล้ว  มักจะมีความแข็งสูง  แต่จะเปราะแตกหักได้ง่ายในขณะใช้งาน  เพื่อเป็นการแก้ข้อเสียนี้  จำเป็นต้องนำมาเผาที่อุณหภูมิต่ำเป็นการคืนสู่สภาพเดิม  แต่จะไม่กระทำจนกลับคืนสภาพเดิมทั้งหมด  จะคืนตัวเพียงบางส่วนเท่านั้น  ทำให้โลหะภายหลังอบคืนตัว  มีความเหนียวเพิ่มขึ้น แต่ความแข็งจะลดลงเล็กน้อย  ตัวอย่างเช่น  เหล็กภายหลังชุบแข็งแล้วจะได้  Martensite  แต่เมื่ออบคืนตัว  ความแข็งของ  Martensite  จะลดลงและจะคืนตัวบางส่วนขึ้นอยู่กับเวลาและอุณหภูมิที่อบคืนตัว  ทำให้ได้โครงสร้างใหม่ที่มีความเหนียวและความแข็งปานกลาง

5.  มาร์เทมเปอริ่ง  (Martempering)   เป็นวิธีการอบชุบเหล็กด้วยความร้อนอีกวิธีหนึ่ง  เหมาะสำหรับใช้กับชิ้นงานที่มีความหนามาก ๆ เช่น  แม่พิมพ์  เพื่อช่วยในการลดการบิดงอของชิ้นงาน  เนื่องมาจากสาเหตุการเย็นตัวไม่เท่ากันระหว่างผิวนอกของชิ้นงานและภายในใจกลางของชิ้นงาน  การชุบแบบมาร์เทมเปอรี่งจะได้ความแข็งประมาณ 55 – 60  RC  มีวิธีการดังต่อไปนี้  หลังจากให้ความร้อนแก่ชิ้นงานจนทำให้ชิ้นงานเกิดโครงสร้างแบบออสเตไนท์แล้ว  ต่อจากนั้นลดระดับอุณหภูมิลงมาก่อนที่จะทำให้เกิดโครงสร้างมาร์เทนไซท์ เริ่มต้นและเผาแช่ที่ระดับอุณหภูมินี้ชั่วระยะเวลาหนึ่ง  ต่อจากนั้นทำให้เย็นตัวในอากาศ  ก็จะได้โครงสร้างแบบมาร์เทนไซท์

6.   ออสเทมเปอริ่ง   (Austempering)   เป็นวิธีการอบชุบเหล็กด้วยความร้อนอีกวิธีหนึ่งเช่นกันเหมาะสำหรับชิ้นงานบาง ๆ ซึ่งต้องการความแข็งเหนียว  มีวิธีการดังต่อไปนี้  หลังจากให้ความร้อนแก่ชิ้นงาจนทำให้ชิ้นงานเกิดโครงสร้างแบบออสเตไนท์แล้ว  ต่อจากนั้นละระดับอุณหภูมิลงมา  เพื่อที่จะทำให้ชิ้นงานเปลี่ยนโครงสร้างมาเป็นแบบเบไนท์แล้วเผาแช่ที่ระดับอุณหภูมินี้ช่วงระยะเวลาหนึ่ง  เพื่อที่จะทำให้เกิดโครงสร้างแบบเบไนท์ให้มากที่สุด  ต่อจากนั้นปล่อยให้เย็นในอากาศ  วิธีการแบบนี้จะทำให้คาร์ไบด์ไม่ค่อยมีและมีแรงเครียดเกิดขึ้นน้อย  จึงทำให้ขนาดของชิ้นงานไม่เปลี่ยนรูป
การทดสอบความแข็งของชิ้นงาน

ภายหลังจากการอบชอบดลหะทุกครั้ง  สิ่งที่จำเป็นที่สุดก็คือการทดสอบหาค่าความแข็งเพื่อให้ได้ความแข็งตามที่ต้องการ  ในการทดสอบนี้  นอกจากจะเป็นไปตามเหตุผลดังที่กล่าวมาแล้ว  ยังเป็นการวัดค่าความผิดพลาดในวิธีการที่ใช้  หรือความสามารถในทางปฏิบัติการในการอบชุบของแต่ละครั้ง

วิธีการทดสอบความแข็งมีหลายวิธี  ซึ่งมีทั้งข้อดีและข้อเสีย  ได้แก่

1.      แบบใช้ตะไบถู

2.      แบบบริเนล (Brinell)

3.      แบบร็อกเวล  (Rock  well)

4.      แบบวิคเกอร์  (Vicker)

5.      แบบชอร์  (shore  or  scleros  cope)
การออกแบบชิ้นงานเพื่อป้องกันการแตกอันเกิดจากการอบชุบ

ชิ้นงานที่แตกอันกเกิดจากการอบชุบ  เนื่องจากการออกแบบชิ้นงานไม่ถูกต้องโดยทั่ว ๆ ไป มีดังนี้คือ

1.      ออกแบบชิ้นงานเป็นมุมแหลม

2.      ในชิ้นงานเดียวกันออกแบบความหนาบางของชิ้นงานต่างกันมาก ๆ และอยู่ชิดกัน

การออกแบบชิ้นงานเป็นมุมแหลม   มักจะแตกตรงมุมแหลมในขณะชุบโดยเฉพาะจุ่มชุบในของเหลว  เช่น  น้ำหรือน้ำมัน   การออกแบบควรจะหลีกเลี่ยงมุมแหลมโดยทำให้เป็นมุมมน  หรือถ้าหากเป็นชิ้นงานที่ไม่มีความหนามากนัก  ควรจะหลีกเลี่ยงมุมแหลมโดยทำให้เป็นมุมมน  หรือถ้าหากเป็นชิ้นงานที่ไม่มีความหนามากนัก  ควรจะหลีกเลี่ยงการแตกโดยใช้เหล็กชุบรมแทนก็ได้เช่นกัน  ถ้าหากชิ้นงานที่มีรูปร่างสลับซับซ้อนหรือชิ้นงานที่มีความหนามาก ๆ จำเป็นจะต้องหลีกเลี่ยงการใช้มุมแหลมเป็นอย่างยิ่ง  เพราะจะทำให้ชิ้นงานเกิดการแตกร้าวในขณะอบชุบได้ง่าย

การออกแบบงานมีความหนาบางต่างกันมาก ๆ อยู่ชิดกันในชิ้นงานเดียวกัน  เมื่อเวลาอบชุบจะทำให้ชิ้นงานเกิดการแตกร้าวและยังจะทำให้ชิ้นงานนั้นมีความแข็งไม่เท่ากันตลอดทั้งชิ้นงานได้  สาเหตุเนื่องจากอัตราการเย็นตัวของชิ้นงานระหว่างส่วนที่หนาและส่วนที่บางไม่เท่ากันและเกิดแรงเค้นขึ้นภายในชิ้นงานระหว่างส่วนที่หนาและส่วนที่บางไม่เท่ากัน  ทั้งนี้จะรวมไปถึงการเจาะรูชิ้นงานด้วย  การเจาะรูระหว่างรูไม่ควรน้อยกว่าความหนาของชิ้นงาน  และการเจาะรูไม่ควรชิดขอบของชิ้นงาน  น้อยกว่าความหนาของชิ้นงานเช่นกัน  การแก้ไขสำหรับงานที่มีความหนาบางต่างกันมาก ๆ มีอยู่ด้วยกันหลายวิธี  เนื่องจากการออกแบบที่ผิดวิธี  ซึ่งได้บอกถึงสาเหตุของการแตกและวิธีแก้ไขไว้ด้วยแล้ว

ขอบคุณที่มา: http://machiney.igetweb.com/index.php?mo=3&art=129569

credit image: https://www.mech4study.com/2019/01/what-is-heat-treatment-processes.html

Leave a reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *