ขั้นตอนการอบอ่อนสำหรับท่อเหล็กตะเข็บตรง

การอบอ่อนของท่อเหล็กตะเข็บตรงคือการให้ความร้อนท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด และรักษาอุณหภูมิให้คงที่ จากนั้นค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงจนถึงอุณหภูมิห้อง การอบอ่อน (Annealing) ประกอบด้วยการอบอ่อน การอบอ่อนแบบทรงกลม และการอบอ่อนแบบคลายความเค้น

1. การอบท่อเหล็กให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด ค้างไว้ครู่หนึ่ง แล้วค่อยๆ เย็นตัวลงด้วยเตาเผา เรียกว่า การอบอ่อน วัตถุประสงค์คือเพื่อลดความแข็งของเหล็ก ขจัดโครงสร้างที่ไม่สม่ำเสมอและความเค้นภายในของเหล็ก

2. ให้ความร้อนท่อเหล็กถึง 750°C ทิ้งไว้สักครู่ ค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงเหลือ 500°C แล้วจึงค่อย ๆ ลดอุณหภูมิในอากาศ เรียกว่า การอบอ่อนแบบทรงกลม (spheroidizing annealing) จุดประสงค์คือเพื่อลดความแข็งและประสิทธิภาพการตัดของเหล็ก นิยมใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนสูงเป็นหลัก

3. การอบอ่อนท่อเหล็กแบบคลายความเค้น หรือเรียกอีกอย่างว่าการอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำ เหล็กจะถูกให้ความร้อนถึง 500-600 องศา พักไว้ครู่หนึ่ง ค่อยๆ เย็นตัวลงที่อุณหภูมิต่ำกว่า 300 องศาด้วยเตาเผา แล้วจึงนำไปอบให้เย็นตัวลงที่อุณหภูมิห้อง โครงสร้างจะไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการอบอ่อน และขจัดความเค้นภายในของโลหะได้เกือบทั้งหมด

4. การทำให้เป็นมาตรฐาน กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนโดยการให้ความร้อนท่อเหล็กที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต 30-50 องศาเซลเซียส และคงสภาพไว้ตามเวลาที่เหมาะสม และทำให้เย็นลงในอากาศนิ่ง เรียกว่าการทำให้เป็นมาตรฐาน วัตถุประสงค์หลักของการทำให้เป็นมาตรฐานคือการปรับปรุงโครงสร้าง ประสิทธิภาพของเหล็ก และการทำให้โครงสร้างใกล้เคียงกับสภาวะสมดุล ความแตกต่างหลักระหว่างกระบวนการทำให้เป็นมาตรฐานและการอบอ่อนคือ อัตราการเย็นตัวของการทำให้เป็นมาตรฐานจะเร็วกว่าเล็กน้อย ดังนั้นวงจรการผลิตของการอบชุบด้วยความร้อนจึงสั้น ดังนั้น เมื่อการอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานสามารถตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของชิ้นส่วนได้ ควรใช้การทำให้เป็นมาตรฐานให้มากที่สุด

5. สำหรับการดับ ให้ให้ความร้อนท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิหนึ่งเหนือจุดวิกฤต (อุณหภูมิการดับของเหล็กหมายเลข 45 คือ 840-860℃ และอุณหภูมิการดับของเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนคือ 760～780℃) จากนั้นแช่ไว้ในน้ำด้วยความเร็วที่เหมาะสม (กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนโดยการทำให้เย็นในน้ำมันเพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์หรือเบไนต์เรียกว่าการดับ ความแตกต่างหลักในกระบวนการดับ การอบอ่อน และการทำให้เป็นมาตรฐานคือ อัตราการเย็นตัวที่รวดเร็ว และจุดประสงค์คือเพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ โครงสร้างมาร์เทนไซต์เป็นโครงสร้างที่ไม่สมดุลซึ่งได้มาหลังจากการดับเหล็ก มีความแข็งสูง แต่ความเป็นพลาสติกและความเหนียวต่ำ ความแข็งของมาร์เทนไซต์จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มขึ้น

6. หลังจากท่อเหล็กชุบแข็งแล้ว จะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต ระยะเวลาการคงตัว แล้วจึงทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนนี้เรียกว่า การอบคืนตัว โดยทั่วไป ชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งแล้วไม่สามารถนำไปใช้งานได้โดยตรง และสามารถใช้ได้เฉพาะหลังจากการอบคืนตัวเท่านั้น เนื่องจากเหล็กชุบแข็งมีความแข็งและความเปราะสูง จึงมักเกิดการแตกหักแบบเปราะเมื่อใช้โดยตรง การอบคืนตัวสามารถขจัดหรือลดแรงเค้นภายใน ลดความเปราะ และเพิ่มความเหนียว ในขณะเดียวกัน สมบัติเชิงกลของเหล็กชุบแข็งสามารถปรับได้เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพเหล็ก การอบคืนตัวสามารถแบ่งตามอุณหภูมิการอบคืนตัวที่แตกต่างกันได้ ได้แก่ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลาง และการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง
1) การอบชุบที่อุณหภูมิต่ำ 150～250 ลดความเครียดภายใน ความเปราะบาง และรักษาความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอหลังการอบชุบ
2) การอบชุบด้วยอุณหภูมิปานกลาง 350～500 องศา ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความแข็งแรง
3) การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง 500-650 องศาเซลเซียส การอบคืนตัวของชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส เรียกว่าการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง หลังจากผ่านการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง ชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งจะมีสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุม (ทั้งความแข็งแรง ความแข็ง ความเหนียว และความเหนียว) ดังนั้น โดยทั่วไป เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและเหล็กกล้าผสมคาร์บอนปานกลางจึงมักเลือกใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงหลังจากการอบคืนตัว ชิ้นส่วนเพลามีการใช้งานที่หลากหลาย การอบคืนตัว + การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง เรียกว่าการอบคืนตัวและการอบคืนตัว