การอบอ่อน การปรับสภาพ การชุบแข็ง และการอบคืนตัวของท่อเหล็ก

การอบอ่อนของท่อเหล็กการอบอ่อน (Annealing) คือกระบวนการที่ให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด แล้วคงอุณหภูมินั้นไว้สักระยะหนึ่ง จากนั้นจึงค่อยๆ ลดอุณหภูมิลง การอบอ่อนท่อเหล็กเป็นวิธีการอบชุบความร้อนชนิดหนึ่ง โดยให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่เกิดการเปลี่ยนสถานะหรือการเปลี่ยนสถานะบางส่วน จากนั้นจึงค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงหลังจากคงอุณหภูมิไว้ จุดประสงค์ของการอบอ่อนคือเพื่อกำจัดข้อบกพร่องทางโครงสร้าง ปรับปรุงโครงสร้าง ทำให้ส่วนประกอบเป็นเนื้อเดียวกัน และปรับขนาดเกรนให้ละเอียด ปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของท่อเหล็ก และลดความเค้นตกค้าง ในขณะเดียวกันก็สามารถลดความแข็ง ปรับปรุงความยืดหยุ่นและความเหนียว และปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดได้ ดังนั้น การอบอ่อนจึงไม่เพียงแต่กำจัดและปรับปรุงข้อบกพร่องทางโครงสร้างและความเค้นภายในที่หลงเหลือจากกระบวนการก่อนหน้าเท่านั้น แต่ยังเป็นการเตรียมความพร้อมสำหรับกระบวนการต่อไปด้วย ดังนั้น การอบอ่อนจึงจัดอยู่ในกลุ่มการอบชุบความร้อนของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป หรือที่เรียกว่าการอบชุบความร้อนก่อนการผลิต

การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์สำหรับท่อเหล็ก: การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์เป็นวิธีการอบชุบด้วยความร้อนที่ให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตเพื่อให้ท่อเหล็กทั้งหมดเปลี่ยนเป็นออสเทนไนต์ที่สม่ำเสมอ จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นตัวลงตามธรรมชาติในอากาศ วิธีนี้สามารถกำจัดซีเมนไทต์ที่เป็นตาข่ายของท่อเหล็กไฮเปอร์ยูเทคทอยด์ได้ การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์ท่อเหล็กไฮเปอร์ยูเทคทอยด์สามารถปรับปรุงโครงสร้างผลึกและปรับปรุงคุณสมบัติทางกลโดยรวมได้ การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์มีความประหยัดกว่าการใช้แทนกระบวนการอบอ่อนสำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดต่ำ

การชุบแข็งท่อเหล็ก: การชุบแข็งคือการให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กเหนืออุณหภูมิวิกฤต คงอุณหภูมิไว้ระยะหนึ่ง แล้วจึงนำไปแช่ในสารชุบแข็งอย่างรวดเร็วเพื่อให้อุณหภูมิลดลงอย่างฉับพลัน และทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วการเย็นตัววิกฤต เพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ (เป็นวิธีการอบชุบความร้อนแบบไม่สมดุลของเนื้อเยื่อ) การชุบแข็งสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของท่อเหล็กได้ แต่จะลดความยืดหยุ่นลง สารชุบแข็งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ น้ำ น้ำมัน น้ำด่าง สารละลายเกลือ เป็นต้น

การอบคืนตัวท่อเหล็ก: การนำท่อเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งแล้วไปให้ความร้อนอีกครั้งที่อุณหภูมิที่กำหนด แล้วจึงทำให้เย็นลงด้วยวิธีการที่กำหนด เรียกว่าการอบคืนตัว จุดประสงค์คือเพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดจากการชุบแข็ง ลดความแข็งและความเปราะ และเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลที่ต้องการ การอบคืนตัวแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลาง และการอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ การอบคืนตัวมักใช้ร่วมกับการชุบแข็งและการทำให้เป็นปกติ

(1) การอบชุบแข็งและอบคืนตัว: วิธีการอบชุบความร้อนโดยการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงหลังจากการอบชุบแข็งเรียกว่าการอบชุบแข็งและอบคืนตัว การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงหมายถึงการอบคืนตัวที่อุณหภูมิระหว่าง 500-650°C การอบชุบแข็งและอบคืนตัวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและวัสดุของท่อเหล็กได้อย่างมาก ทำให้ความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และความเหนียวอยู่ในระดับดี และมีคุณสมบัติทางกลโดยรวมที่ดี
(2) การอบชุบความร้อน: เพื่อขจัดความเปลี่ยนแปลงของขนาดและรูปร่างของเครื่องมือวัดความแม่นยำหรือแม่พิมพ์และชิ้นส่วนต่างๆ ในระหว่างการใช้งานเป็นเวลานาน ชิ้นงานมักจะถูกให้ความร้อนอีกครั้งที่อุณหภูมิ 100-150°C หลังจากอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ (อุณหภูมิการอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ 150-250°C) ก่อนการตกแต่งขั้นสุดท้าย โดยคงอุณหภูมิไว้ 5-20 ชั่วโมง การอบชุบความร้อนแบบนี้เพื่อรักษาเสถียรภาพคุณภาพของชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำเรียกว่าการอบชุบความร้อน การอบชุบความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชิ้นส่วนท่อเหล็กภายใต้อุณหภูมิต่ำหรือสภาวะรับน้ำหนักแบบไดนามิก เพื่อขจัดความเค้นตกค้างและรักษาเสถียรภาพโครงสร้างและขนาดของท่อเหล็ก