ผลกระทบของระยะเวลาในการอบต่อสมบัติของสปริง

ผลกระทบของระยะเวลาในการอบต่อสมบัติของสปริง

การควบคุมระยะเวลาในการอบ (Time at Temperature) มีผลอย่างมากต่อคุณภาพสปริง โดยสรุปเป็น 3 กรณีหลัก:

1. ระยะเวลาในการอบน้อยเกินไป

ผลที่เกิดขึ้น:
การแพร่กระจายตัวของธาตุไม่สมบูรณ์ → โครงสร้างผลึกไม่สม่ำเสมอ
ความแข็งไม่สม่ำเสมอ (บางส่วนแข็งเกิน บางส่วนนิ่มเกิน)
ความเค้นตกค้างสูง → เสี่ยงต่อการแตกหักง่าย
ตัวอย่างปัญหา:
สปริงคืนตัวไม่เต็มที่
อายุการใช้งานสั้นลง 30-50%
2. ระยะเวลาในการอบเหมาะสม

ผลลัพธ์ที่ได้:
โครงสร้างเมตริกสไตน์ (Martensite) สมบูรณ์ (สำหรับเหล็กกล้า)
การกระจายตัวของสารละลายแข็งสม่ำเสมอ (สำหรับสแตนเลส)
ความเค้นตกค้างต่ำ
ค่าปกติ:
เหล็กคาร์บอนสูง: 1-2 ชม./ความหนา 25 มม.
สแตนเลส: 2-4 ชม. (ขึ้นอยู่กับเกรด)
3. ระยะเวลาในการอบนานเกินไป

ผลเสียที่เกิดขึ้น:
เกรนโตเกินขนาด → ความเหนียวลดลง
การเกิดออกซิเดชันผิวรุนแรง (Scale Formation)
การสูญเสียคาร์บอน (Decarburization) บนผิวเหล็ก
ค่าใช้จ่ายพลังงานสูงขึ้น โดยไม่เพิ่มคุณภาพ
ตัวอย่างความเสียหาย:
สปริงเปราะแตกง่ายแม้รับแรงน้อย
ผิวสปริงเป็นรูพรุน
ตารางเปรียบเทียบผลกระทบ

พารามิเตอร์
อบเวลาน้อยเกินไป
อบเวลาเหมาะสม
อบเวลานานเกินไป
ความแข็ง
ต่ำกว่ามาตรฐาน
ตามที่ออกแบบ
อาจสูงแต่เปราะ
ความเหนียว
สูงแต่ไม่สม่ำเสมอ
สมดุลแข็ง-เหนียว
ต่ำมาก
โครงสร้างผลึก
ไม่สมบูรณ์
สมบูรณ์
เกรนโตเกินขนาด
อายุการใช้งาน
สั้นลง 30-50%
สูงสุด
สั้นลง 40-60%
ผิวชิ้นงาน
ปกติ
ปกติ
เป็นรูพรุน/ออกซิไดซ์
เทคนิคการควบคุมระยะเวลา

ใช้สูตรคำนวณพื้นฐาน:
เวลาอบขั้นต่ำ (นาที) = 60 + (ความหนา(mm) × 2)

 (สำหรับสปริงเหล็กหนา 10 mm → 60+(10×2) = 80 นาที)

ตรวจสอบด้วยอุปกรณ์:
Pyrometer วัดอุณหภูมิจริง
Timer แบบดิจิตอล
ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเพิ่ม:
จำนวนชิ้นงานในเตาอบ
ประเภทเตาอบ (ไฟฟ้า vs ก๊าซ)
ตัวอย่างการประยุกต์

สปริงเกียร์รถยนต์ (เหล็ก SAE 9254):
อุณหภูมิอบ: 830°C
ระยะเวลา: 25 นาที (ชุบแข็ง) + 90 นาที (Tempering)
หากอบ Tempering น้อยกว่า 60 นาที → ความแข็งเกินกำหนด
หากอบเกิน 120 นาที → ความเหนียวลดลง