การอบชุบด้วยความร้อนเป็นกระบวนการที่สำคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุโลหะ และที่สำคัญของนาฬิกาการอบชุบด้วยความร้อนคือกระบวนการให้ความร้อนอย่างไม่ต้องสงสัยหากเกิดข้อผิดพลาดในการทำความร้อน ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องด้านความร้อน จะมีผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของโลหะ และบางครั้งอาจก่อให้เกิดความสูญเสียที่ไม่สามารถแก้ไขได้แล้วข้อบกพร่องด้านความร้อนในการอบร้อนมีประเภทใดบ้าง และสาเหตุของข้อบกพร่องเหล่านี้คืออะไร?
หนึ่งในข้อบกพร่องด้านความร้อน: ความร้อนสูงเกินไป
เมื่ออุณหภูมิของวัสดุเหล็กสูงเกินไปหรือเวลาการถือครองที่อุณหภูมิสูงนานเกินไป จะทำให้เกิดการหยาบของเมล็ดพืชออสเทนไนต์ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความร้อนสูงเกินไปการหยาบของเกรนออสเทนนิติกจะนำไปสู่ความเปราะบางที่สูงขึ้นและความเหนียวที่ต่ำกว่าของเหล็ก เพิ่มแนวโน้มของการเสียรูปและการแตกร้าวในระหว่างการชุบ และทำให้คุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนลดลงการไม่ควบคุมอุณหภูมิของเตาหลอมมักเป็นสาเหตุหลักของความร้อนสูงเกินไปโดยทั่วไป ความร้อนสูงเกินไปของเหล็กสามารถกลั่นเมล็ดออสเทนไนต์ได้โดยการหลอม การทำให้เป็นมาตรฐาน หรือการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงหลายครั้งของโครงสร้างที่ทำให้ร้อนเกินไป
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าวัสดุเหล็กที่มีโครงสร้างที่มีความร้อนสูงเกินไปจะได้รับการขัดเกลาอีกครั้ง ก็ย่อมจะเกิดการแตกหักของเม็ดหยาบซึ่งเรียกว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมการแตกหักอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งมักเกิดจากสิ่งเจือปน เช่น แมงกานีสซัลไฟด์ละลายในส่วนต่อประสานคริสตัลออสเทนไนต์เมื่อเกิดความร้อนสูงเกินไปเมื่อเหล็กถูกกระแทก จะเกิดการแตกหักได้ง่ายตามแนวขอบของเมล็ดพืชออสเทนไนต์หยาบ
เมื่อมีการอบชุบด้วยความร้อนด้วยออสเทนไนต์อีกครั้งสำหรับวัสดุเหล็กที่มีโครงสร้างมาร์เทนไซต์หยาบ ไบไนต์ และวิดมันสแตทเทน แม้ว่าเหล็กจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิดับแบบธรรมดาด้วยความเร็วการให้ความร้อนที่ช้า และไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป เมล็ดพืชออสเทนไนต์จะยังคงแสดง แนวโน้มของการหยาบปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการถ่ายทอดทางโครงสร้างกรรมพันธุ์ของโครงสร้างหยาบสามารถกำจัดได้โดยการอบอ่อนระดับกลางหรือการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงหลายครั้ง
ข้อบกพร่องด้านความร้อน 2: การเผาไหม้มากเกินไป
นอกจากการทำให้เกรนออสเทนไนต์หยาบแล้ว อุณหภูมิความร้อนที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ไม่ดีอีกเช่นกัน เช่น การเกิดออกซิเดชันเฉพาะที่หรือการละลายของขอบเกรนสถานการณ์นี้จะนำไปสู่ความอ่อนแอของขอบเขตเกรนโลหะ การเสื่อมสภาพอย่างรุนแรงของคุณสมบัติ และการแตกร้าวระหว่างการดับปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเผาไหม้มากเกินไปเนื่องจากการเผาไหม้มากเกินไปเกี่ยวข้องกับทั้งกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี เมื่อเกิดขึ้นแล้ว โครงสร้างโลหะนั้นยากต่อการฟื้นตัว จึงสามารถทิ้งได้เพียงเท่านั้นดังนั้นในกระบวนการบำบัดความร้อน เราต้องหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากอุณหภูมิความร้อนสูง
ข้อบกพร่องด้านความร้อน 3: decarburization และ oxidation
วัสดุเหล็กที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนสามารถเพิ่มความแข็ง ความล้า และความต้านทานการสึกหรอของโลหะได้อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการให้ความร้อน คาร์บอนบนผิวเหล็กจะถูกออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และสารอื่นๆ เนื่องจากสัมผัสโดยตรงกับตัวกลางหรือบรรยากาศ ซึ่งจะลดความเข้มข้นของคาร์บอนในผิวเหล็ก ส่งผลกระทบต่อ ความแข็งของพื้นผิว ความแข็งแรงเมื่อยล้า และความต้านทานการสึกหรอ และทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นดึงตกค้างบนพื้นผิวเหล็ก ทำให้เกิดรอยแตกของเครือข่ายพื้นผิวปรากฏการณ์นี้เรียกว่า decarburization
ไม่เพียงแต่องค์ประกอบคาร์บอนบนพื้นผิวของเหล็กจะถูกออกซิไดซ์ เหล็กและโลหะผสมจะถูกออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และสารอื่นๆ ในสื่อหรือบรรยากาศเพื่อสร้างฟิล์มออกไซด์ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าออกซิเดชันความถูกต้องของมิติและความสว่างของพื้นผิวของชิ้นงานที่มีอุณหภูมิสูงจะลดลงหลังจากออกซิเดชั่น และชิ้นส่วนเหล็กที่มีฟิล์มออกไซด์แข็งตัวได้ไม่ดีมักจะดับจุดอ่อน
เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพและการเกิดออกซิเดชัน พื้นผิวของชิ้นส่วนเหล็กควรบรรจุและปิดผนึกด้วยฟอยล์สแตนเลส ให้ความร้อนด้วยเตาเกลือหรือเตาเผาเปลวไฟ และควรใช้ก๊าซเฉื่อยบริสุทธิ์เป็นบรรยากาศป้องกัน
ข้อบกพร่องด้านความร้อน 4: การเปราะของไฮโดรเจน
เมื่อเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงถูกทำให้ร้อนในบรรยากาศที่อุดมด้วยไฮโดรเจน ความเป็นพลาสติกและความเหนียวของเหล็กจะลดลงปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแตกตัวของไฮโดรเจนการแตกตัวของไฮโดรเจนสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการให้ความร้อนในสุญญากาศ บรรยากาศของไฮโดรเจนต่ำ หรือบรรยากาศเฉื่อยการแตกตัวของไฮโดรเจนสามารถกำจัดได้โดยการให้ความร้อน การเสื่อมสภาพ และการกำจัดไฮโดรเจนอื่นๆ สำหรับชิ้นงานที่เกิดการแตกตัวของไฮโดรเจนในบางกรณี การแตกตัวของไฮโดรเจนยังสามารถใช้เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ในการประมวลผลพิเศษ เช่น การบดโลหะผสม
