ฉันแตกร้าวจากการอบด้วยความร้อน
ลักษณะเฉพาะ:
สัณฐานวิทยา: รอยแตกร้าวจากการอบด้วยความร้อนมักเกิดขึ้นในบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์ ดังนั้น รอยแตกร้าวอาจแตกตามผลึกหรือแตกทะลุผลึก รอยแตกร้าวอาจเป็นแนวรัศมี เส้นแยก หรือตาข่าย
ตำแหน่ง: รอยแตกร้าวมักเกิดขึ้นที่มุมคมของชิ้นงานเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงหน้าตัดอย่างกะทันหัน
ภาคตัดขวาง: ภาคตัดขวางของรอยแตกร้าวจากการชุบแข็งโดยปกติแล้วจะไม่ถูกออกซิไดซ์ และอาจเป็นสีขาว ขาวด้าน หรือแดงอ่อน (สนิมจากน้ำที่เกิดจากการชุบแข็ง)
สาเหตุ:
การแตกร้าวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็งมีค่ามากกว่าความแข็งแรงของวัสดุเองและเกินขีดจำกัดการเสียรูปพลาสติก
อาจเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิความร้อนในการดับที่สูงเกินไป และการทำความเย็นอย่างรวดเร็วเกินไป
สาเหตุของรอยแตกร้าวจากการอบด้วยความร้อน
ก. คุณภาพทางโลหะวิทยาของวัสดุ:
ปัญหาทางโลหะวิทยา เช่น การหดตัวและข้อบกพร่องในการรีดอย่างรุนแรงอาจทำให้วัสดุมีความไม่สม่ำเสมอซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดรอยแตกร้าวจากการดับ
ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยา เช่น การแยกตัวในระดับมหภาค การแยกตัวของสารละลายของแข็ง ไฮโดรเจนในสารละลายของแข็ง ข้อบกพร่องจากการดัดและการรีด การกักเก็บตะกรัน การจัดเรียงแถบเฟอร์ไรต์-เพิร์ลไลต์ และการจัดเรียงแถบคาร์ไบด์ อาจเกิดผลโดยลำพังหรือร่วมกับความเค้นภายในในระดับมหภาคหรือจุลภาค เพื่อทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากการดับ
ข. ปริมาณคาร์บอนและธาตุโลหะผสมของวัสดุ:
การเพิ่มปริมาณคาร์บอนจะลดความแข็งแรงในการแตกหักของมาร์เทนไซต์ ส่งผลให้มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกจากการดับมากขึ้น
ธาตุโลหะผสม เช่น Mn, Cr, V, Mo ฯลฯ จะเพิ่มแนวโน้มในการเกิดรอยแตกร้าวเมื่อปริมาณโลหะผสมเพิ่มขึ้น
อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบ B สามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ธาตุหายากในปริมาณที่เหมาะสมสามารถลดแรงเสียดทานที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนตัวแบบหลุดออกจากตำแหน่งได้ ซึ่งจะลดแนวโน้มที่จะเกิดการแตกแบบเปราะได้
c. เงื่อนไขกระบวนการดับ:
การควบคุมวิธีการให้ความร้อนในการดับและอัตราการให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสม การให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ และอุณหภูมิการดับที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวในการดับได้
วิธีการทำความเย็นแบบดับไม่เหมาะสม อัตราการทำความเย็นเร็วเกินไป การทำความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอ รวมถึงการเลือกตัวกลางทำความเย็นที่ไม่เหมาะสม ก็เป็นสาเหตุที่พบบ่อยเช่นกัน
การชุบแข็งก่อนชิ้นงานไม่ได้เตรียมการสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนหรือผ่านการอบชุบที่ไม่เหมาะสม รวมถึงการชุบแข็งที่ไม่ทันเวลาก็อาจทำให้เกิดรอยแตกจากการชุบแข็งได้
d. ขนาดและรูปร่างของชิ้นงาน :
มุมชิ้นงานที่มีความคม เกิดการกลายพันธุ์ตามหน้าตัดได้ง่าย จึงมักเกิดรอยแตกร้าวจากการชุบแข็ง เนื่องจากบริเวณดังกล่าวมักเกิดความเค้นสะสมได้ง่าย
ชิ้นส่วนเพลาขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวอันเกิดจากความเครียดจากความร้อนหากไม่สามารถดับได้ระหว่างการดับ
e. ข้อบกพร่องภายใน:
ข้อบกพร่องที่มีอยู่ในวัสดุ เช่น ฟองไอ สิ่งเจือปน เส้นผม จุดขาว ฯลฯ อาจกลายเป็นแหล่งที่มาของรอยแตกร้าวภายใต้แรงกดของการอบด้วยความร้อน และขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ
f. ความเปราะบางตามธรรมชาติของมาร์เทนไซต์:
ความเปราะบางตามธรรมชาติของมาร์เทนไซต์เป็นสาเหตุภายในของรอยแตกร้าวจากการดับ และโครงสร้างผลึก องค์ประกอบทางเคมี ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยา ฯลฯ จะมีผลกระทบต่อมัน
รอยแตกร้าวจากการชุบแข็งเป็นผลมาจากปัจจัยหลายประการรวมกัน และจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาและปรับให้เหมาะสมในหลายๆ ด้าน เช่น การเลือกวัสดุ การควบคุมกระบวนการ การออกแบบชิ้นงาน ฯลฯ เพื่อลดความเสี่ยงของรอยแตกร้าวจากการชุบแข็ง
ลักษณะเฉพาะ:
สัณฐานวิทยา: รอยแตกร้าวจากการตีเหล็กจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง รอยแตกร้าวค่อนข้างหนาและมักมีลักษณะเป็นแถบหลายแถบโดยไม่มีปลายแหลมหรือทิศทางที่ชัดเจน บางครั้งบริเวณรอยแตกร้าวอาจไม่ได้ผ่านกระบวนการกำจัดคาร์บอนออกจนหมด แต่เป็นการผ่านกระบวนการกำจัดคาร์บอนออกบางส่วน
ตำแหน่ง: มักจะผลิตในองค์กรหยาบ ความเข้มข้นของความเค้น หรือองค์ประกอบโลหะผสมที่การแยกตัว
หน้าตัด: รอยแตกร้าวอาจเป็นสีน้ำตาลเข้มหรืออาจมีลักษณะเป็นผิวออกซิเจนก็ได้ ทั้งนี้เป็นเพราะรอยแตกร้าวในการตีขึ้นรูปจะขยายตัวและสัมผัสกับอากาศ
สาเหตุ:
ข้อบกพร่องของวัตถุดิบ:
การหดตัวที่เหลือ: รูพรุนหรือรูที่ปิดไม่สนิทในวัตถุดิบอาจส่งผลให้ความแข็งแรงของวัสดุลดลงในระหว่างกระบวนการดัดงอ ทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ง่าย
สิ่งที่รวมอยู่ในเหล็ก:
สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ การแยกตัวของคาร์ไบด์ และสิ่งเจือปนโลหะที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันในวัตถุดิบอาจทำให้ความต่อเนื่องของวัสดุอ่อนแอลงและกระตุ้นให้เกิดรอยแตกร้าวได้
กระบวนการตีขึ้นรูปไม่ถูกต้อง:
การให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสม:
อุณหภูมิในการให้ความร้อนสูงหรือต่ำเกินไป อาจทำให้ความเค้นกระจายไม่เท่ากันภายในวัสดุ ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าวในระหว่างการตีขึ้นรูป
การเสียรูปที่ไม่เหมาะสม:
อัตราการเสียรูปมากเกินไป ความเป็นพลาสติกของเหล็กไม่เพียงพอที่จะทนต่อรูปร่างของแรงกด ทำให้เกิดการแตกได้ง่าย รอยแตกร้าวนี้มักเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของขั้นตอนการดัดและการขยายตัวอย่างรวดเร็ว
การระบายความร้อนที่ไม่เหมาะสมหลังการตีขึ้นรูป:
อัตราการระบายความร้อนเร็วหรือช้าเกินไป อาจทำให้เกิดความเครียดภายในที่เข้มข้นในวัสดุ ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าวได้
การอบความร้อนไม่ทันเวลา:
การตีขึ้นรูปไม่ได้ดำเนินการให้ความร้อนอย่างทันท่วงทีและไม่เหมาะสม อาจทำให้ความเค้นภายในวัสดุไม่ได้รับการปลดปล่อยอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้มีความเสี่ยงต่อการแตกร้าวเพิ่มมากขึ้น
ก. การควบคุมอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม:
ในกระบวนการให้ความร้อนและทำความเย็น หากอุณหภูมิไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม อาจทำให้เกิดความเครียดภายในวัสดุมากเกินไป จนทำให้เกิดการแตกร้าวได้ ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการดับความร้อน หากทำความเย็นเร็วเกินไป อาจเกิดการแตกร้าวจากการดับความร้อนได้
ข. ความเข้มข้นของความเค้นของวัสดุ:
หากมีบริเวณที่มีความเครียดรวมสูงในกระบวนการดัด เช่น มุมแหลมและการกลายพันธุ์ของหน้าตัด เมื่อความเครียดเกินขีดความสามารถของวัสดุ อาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้
