13.12 การเปรียบเทียบแผนภาพการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคงที่

      ผลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคงที่ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นกับเหล็กอย่างกว้างขวาง ซึ่งปัจจัยที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับ ชนิดของเหล็กกล้า, อัตราการให้ความร้อน และความเย็นที่ใช้

      เมื่อการเปลี่ยนแปลงของแนวเส้นเวลาถูกลากไปถึงเส้นโค้งตัวซีที่พล็อตในแผนภาพไอที ก็จะทำให้สามารถพยากรณ์โครงสร้างของเหล็กกล้าที่จุดเปลี่ยนแปลงได้ตลอดทั้งแนวเส้นเวลา ถ้าทำออกมาหลายแผนภาพก็สามารถนำมาใช้เปรียบเทียบกันได้

      เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น ภายในเหล็กกล้าที่แตกต่างกัน จะเป็นไปตามกระบวนการชุบแข็ง รวมไปถึงเวลา, อุณหภูมิ และการผสมเจือ ที่ทำให้พร้อมเกิดการเปลี่ยนแปลง

ด้านล่างนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งตัวอย่างของเหล็กกล้าที่มีมากมายที่จะนำมาเปรียบเทียบกัน

ชิ้นงานตัวอย่างเปรียบเทียบของเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1340 (เหล็กกล้าผสมแมงกานีส)

รูปตัวอย่างการใช้งานเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1340

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

ตัวอย่างที่ 13.1 สมมตินำชิ้นงานตัวอย่างของเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1340 ไปให้ความร้อนจะอุณหภูมิขึ้นไปถึง 870 °C (1600 °F) และทำให้เย็นทีละน้อยไปจนถึงอุณหภูมิ 650°C (1200 °F) ใช้เวลากว่า 10 นาที จากนั้นก็นำไปชุบแข็งจนอุณหภูมิไปถึงอุณหภูมิห้อง เวลาที่ใช้ 5 วินาที กระบวนการตามแผนภาพไอทีดูได้ในรูปด้านล่าง

รูปแผนภาพของเหล็กกล้า 1340 เหล็กกล้าเปลี่ยนแปลงเป็นเพิลไลต์หยาบระหว่างกระบวนการชุบแข็ง

การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดเกิดขึ้นในอาณาบริเวณเพิลไลต์หยาบ ดังนั้นทำให้เหล็กกล้าได้เปลี่ยนแปลงไปสู่ เพิลไลต์หยาบ 100% มีค่าความแข็งต่ำกว่า 15 R_c

ข้อน่าสังเกต ชิ้นงานตัวอย่างเมื่อถูกนำไปทำการชุบแข็งอย่างรวดเร็ว ก็ทำให้เหล็กกล้าพ้นออกจากอาณาบริเวณของการเปลี่ยนแปลงแบบทันทีเช่นกัน

ตัวอย่างที่ 13.2 มาสมมติกันต่อ นำชิ้นงานชิ้นที่สองซึ่งก็เป็นเหล็กกล้า เอไอเอสไอ 1340 เช่นเดิม เมื่อความร้อนขึ้นไปถึง 870°C (1600 °F) จากนั้นก็ให้เย็นตัวจนไปถึงอุณหภูมิที่ 538°C (1000 °F) ใช้เวลา 4 ชั่วโมง แล้วนำไปก็ทำการชุบแข็งไปจนถึงอุณหภูมิห้องใช้เวลา 5 วินาที

รูปการเปลี่ยนแปลงในแผนภาพไอทีเป็น เพิลไลต์หยาบ 100% โครงสร้างของเหล็กกล้าเปลี่ยนแปลงอย่างสำเร็จ ทันทีที่ไปถึงจุด B₂

      แนวเส้นเวลาที่พล็อตตามสภาวะเหล่านี้ที่แสดงในรูปด้านบน การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดจะเกิดขึ้นในบริเวณเพิลไลต์หยาบ ทำให้โครงสร้างนี้กลายเป็น เพิลไลต์หยาบ 100% ค่าความแข็งอยู่ต่ำกว่า 15 R_c 

จากรูปตัวอย่างของแผนภาพไอทีในรูปทั้งสองด้านบน ใช้ชิ้นงานตัวอย่างชนิดของเหล็กกล้าเดียวกัน แต่แตกต่างในกระบวนการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง

จากแผนภาพทั้งสองด้านบน แนวเส้นเวลาผ่านบริเวณของการเปลี่ยนแปลงที่เกือบจะเป็นจุดเดียวกัน (A2 และ B2) อ้างถึงรูปตัวอย่างที่ 13.2 ทันทีที่แนวเส้นเวลาไปถึงจุด B₂ ในทางทฤษฏี จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเกือบทั้งหมด

      เพราะฉะนั้น การแบ่งอาณาบริเวณกระบวนการทำความเย็น (บอกได้โดยเส้นทั้งสองระหว่างจุด B₂ และ B₃) ไม่มีอะไรที่ไปบังคับในการเปลี่ยนแปลงช่วงสุดท้ายชิ้นงานตัวอย่างจึงเกิดการชุบแข็งอย่างทันที หลังจากที่การเปลี่ยนแปลงเสร็จสิ้น จึงทำให้ชิ้นงานตัวอย่างทั้งคู่เป็นโครงสร้างที่เหมือนกัน

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“หลับตานิ่ง ๆ หายใจเข้าออกช้า ๆ ลึก ๆ สักสามนาที

เมื่อรู้สึกว่าอะไรที่อยู่ตรงหน้า มันช่างยากเหลือเกิน”