การดับคืออะไร?

การอบชุบด้วยความร้อนเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของโลหะบางชนิด หนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการปรับโลหะให้เข้ากับความต้องการของสภาพแวดล้อมหรือการใช้งานที่กำหนดคือสามารถปรับเปลี่ยนความแข็งแรง ความเหนียว และความแข็งได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีอย่างมีนัยสำคัญ โลหะสามารถนำไปอบชุบด้วยความร้อนได้หลายวิธี แต่การชุบแข็งเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

การดับคืออะไร?
การชุบแข็งเป็นขั้นตอนหนึ่งของกระบวนการบำบัดความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ และจุ่มลงในตัวกลางในการดับเพื่อทำให้ชิ้นส่วนเย็นลงอย่างรวดเร็ว กระบวนการบำบัดความร้อนอื่นๆ มักจะเป็นไปตามการชุบแข็ง เช่น การบ่ม การแบ่งเบาบรรเทา หรือการหลอมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ ด้วยการทำให้โลหะเย็นลงอย่างรวดเร็ว คุณสามารถป้องกันหรือกระตุ้นให้เกิดการก่อตัวของโครงสร้างจุลภาคต่างๆ ภายในเหล็ก เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่คุณต้องการสำหรับการใช้งานที่ต้องการ

โครงสร้างจุลภาคของผลึกประเภทต่างๆ ได้แก่:

· ออสเตไนต์: ออสเทนไนต์เกิดขึ้นเมื่อเหล็กถูกให้ความร้อนระหว่างงานโลหะ มันเป็นโครงสร้างจุลภาคที่แข็งแกร่งแต่ขึ้นรูปได้ซึ่งดีเยี่ยมสำหรับการเชื่อม เหล็กกล้าออสเทนนิติกมีการใช้งานที่หลากหลาย แต่มักจะนำไปประยุกต์ใช้เพิ่มเติมเพื่อสร้างเหล็กกล้ามาร์เทนซิติก

· มาร์เทนไซต์: การเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณทำให้โลหะร้อนเย็นลงอย่างรวดเร็ว แม้ว่าเหล็กมาร์เทนซิติกจะแข็ง แต่ก็เปราะมากเช่นกัน การทำงานของโลหะหลังการชุบแข็งจะช่วยคืนความเหนียวกลับคืนมาและบรรเทาความเครียดภายใน

· เฟอร์ไรท์: เฟอร์ไรต์เป็นโครงสร้างจุลภาคที่อ่อนนุ่มและมีความเสถียรทางเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งก่อตัวก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นออสเทนไนต์ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

· ซีเมนต์: ซีเมนต์ไทต์เป็นโครงสร้างจุลภาคที่ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งประกอบด้วยเหล็กและคาร์บอน โครงสร้างจุลภาคที่แข็งแกร่งส่งผลให้โลหะมีความแข็งมากแต่เปราะ

· เพิร์ลไลท์: การระบายความร้อนช้าส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคของเพิร์ลไลต์ ซึ่งประกอบด้วยชั้นเฟอร์ไรต์และซีเมนต์ไนต์ที่สลับกัน โครงสร้างนี้มีความแข็งแรงและน้ำหนักเบาพร้อมความทนทานต่อการสึกหรอสูง

· เบนไนท์: เบนไนต์เป็นโครงสร้างจุลภาคที่แข็งและเปราะ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อส่วนประกอบเหล็กถูกทำให้เย็นเร็วกว่าอัตราการเย็นตัวของเพิร์ลไลต์ แต่ช้ากว่ามาร์เทนไซต์

ประเภทของสื่อดับ
กระบวนการดับสามารถดำเนินการได้โดยใช้สื่อดับหลายประเภท สื่อทุกชนิดมีคุณสมบัติในการดับกลิ่นพิเศษในตัวเอง ความเร็วในการดับ, การดับปัญหาสิ่งแวดล้อม, การเปลี่ยนสารดับ, และต้นทุนสื่อดับเป็นปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงในการพิจารณาประเภทของการใช้สื่อ ต่อไปนี้คือประเภทหลักของสื่อดับ:

อากาศ
อากาศเป็นสื่อในการดับที่เป็นที่นิยมใช้ในการทำให้โลหะเย็นลงเพื่อดับ ความสามารถในการจ่ายเป็นข้อดีหลักประการหนึ่งของอากาศ ความสามารถในการจ่ายของมันเป็นผลมาจากความอุดมสมบูรณ์บนโลก ในความเป็นจริง วัสดุใด ๆ ที่ถูกให้ความร้อนแล้วปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องโดยปล่อยทิ้งไว้ตามลำพังจะถือว่าถูกทำให้เย็นลงด้วยอากาศ การดับด้วยอากาศยังเกิดขึ้นโดยเจตนามากขึ้นเมื่อถูกบีบอัดและบังคับรอบๆ โลหะที่กำลังดับ วิธีนี้จะทำให้ชิ้นส่วนเย็นลงเร็วกว่าอากาศนิ่ง แม้ว่าแม้แต่อากาศอัดก็อาจยังทำให้โลหะหลายชนิดเย็นลงช้าเกินไปที่จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกล

น้ำ
น้ำสามารถดับโลหะร้อนได้อย่างรวดเร็วเช่นกัน เหล็กอาจเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วโดยการชุบในน้ำ ซึ่งเป็นวิธีที่ดีในการทำให้เหล็กมีความแข็งสูงสุดที่เป็นไปได้ในการใช้งานบางประเภท อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสะสมแรงตึงภายใน ความเร็วการทำความเย็นจึงอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวและการแตกร้าวได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีขั้นตอนทางโลหะวิทยาเพิ่มเติมเพื่อทำให้ส่วนประกอบสมบูรณ์
น้ำก็เหมือนกับก๊าซอื่นๆ ที่สามารถได้มาอย่างง่ายดายและไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้เป็นสื่อในการดับที่ยั่งยืน กระเป๋าไอน้ำสามารถขัดขวางกระบวนการดับด้วยน้ำได้ หากสิ่งนี้เกิดขึ้น ช่างเหล็กจะต้องหมุนส่วนประกอบในตัวกลางเพื่อป้องกันไม่ให้ช่องอากาศเปียกก่อตัวและทำให้เกิดการปนเปื้อน

น้ำมัน
น้ำมันสามารถดับโลหะที่ให้ความร้อนได้เร็วกว่าอากาศอัดมาก องค์ประกอบที่ได้รับความร้อนจะถูกทิ้งลงในถังเติมน้ำมันเพื่อดับไฟ สามารถล้างชิ้นส่วนด้วยน้ำมันได้ เนื่องจากน้ำมันประเภทต่างๆ มีความเร็วการทำความเย็นและจุดวาบไฟที่แตกต่างกัน จึงมักนำไปใช้ในการใช้งานที่แตกต่างกัน

น้ำเค็ม

น้ำเกลือหรือน้ำเกลือทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการดับกลิ่นที่ดีเยี่ยมเพื่อให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เย็นตัวเร็วกว่าอากาศ น้ำ และน้ำมัน เนื่องจากเมื่อส่วนผสมของเกลือและน้ำสัมผัสกับโลหะร้อน จะป้องกันการสร้างทรงกลมอากาศ ผลก็คือของเหลวจะปกคลุมพื้นผิวโลหะส่วนใหญ่มากกว่าฟองอากาศ

ดับเหล็กชุบแข็ง
เหล็กสมควรได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษเมื่อมีการหารือเกี่ยวกับกระบวนการชุบแข็ง เนื่องจากคุณสมบัติทางกลของเหล็กมีความอ่อนไหวต่อการชุบแข็งมาก ด้วยกระบวนการชุบแข็งที่เรียกว่าการชุบแข็งด้วยความร้อน เหล็กจะถูกยกขึ้นให้มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำ และถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วผ่านกระบวนการชุบแข็ง การชุบแข็งอย่างรวดเร็วจะเปลี่ยนโครงสร้างผลึกของเหล็ก เมื่อเทียบกับการระบายความร้อนที่ช้า ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนและองค์ประกอบโลหะผสมของเหล็ก เหล็กอาจเหลือโครงสร้างจุลภาคที่แข็งและเปราะมากขึ้น เช่น มาร์เทนไซต์หรือเบนไนต์ เมื่อผ่านกระบวนการชุบแข็งด้วยการชุบแข็ง โครงสร้างจุลภาคเหล่านี้ส่งผลให้เหล็กมีความแข็งแรงและความแข็งเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม พวกมันจะทำให้เหล็กเสี่ยงต่อการแตกร้าวและมีความเหนียวลดลงอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ เหล็กบางชนิดจึงได้รับการอบอ่อนหรือทำให้เป็นมาตรฐานตามกระบวนการชุบแข็งด้วยความร้อน