ข้อกำหนดทางกายภาพสำหรับคุณสมบัติของเหล็ก

เพื่อให้บรรลุความต้องการทางกายภาพที่จำเป็น ความเหนียว ความแข็ง และความทนทานต่อการสึกหรอเป็นคุณสมบัติหลายประการที่ได้รับจากการอบชุบด้วยความร้อน เพื่อให้ได้คุณลักษณะเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการดำเนินการต่างๆ เช่น การชุบแข็ง การอบคืนตัว การอบอ่อน และการชุบแข็งผิวในการอบชุบด้วยความร้อน
1) การชุบแข็ง หรือที่เรียกว่าการชุบแข็ง คือกระบวนการให้ความร้อนแก่โลหะอย่างสม่ำเสมอจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม จากนั้นจุ่มโลหะลงในน้ำหรือน้ำมันอย่างรวดเร็วเพื่อให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว หรือทำให้เย็นในอากาศหรือบริเวณที่เป็นน้ำแข็งเพื่อให้ได้ความแข็งที่ต้องการ โลหะ.
2) การแบ่งเบาบรรเทา - ชิ้นส่วนเหล็กจะเปราะหลังจากการดับและความเครียดที่เกิดจากการดับและการดับอาจทำให้ชิ้นส่วนเหล็กแตกหักเนื่องจากการเป่าเบา ๆ เพื่อขจัดความเปราะบาง สามารถใช้การอบชุบแข็งได้ การแบ่งเบาความร้อนคือกระบวนการอุ่นส่วนประกอบเหล็กให้มีอุณหภูมิหรือสีที่เหมาะสม จากนั้นจึงดับไฟ แม้ว่าการอบคืนความร้อนจะลดความแข็งของเหล็กลงเล็กน้อย แต่ก็สามารถเพิ่มความเหนียวและลดความเปราะได้
3) การหลอม - การหลอมเป็นวิธีการขจัดความเครียดภายในและการปรับเกรนในส่วนประกอบเหล็ก วิธีการอบอ่อนคือการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนเหล็กให้สูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต จากนั้นวางเถ้าแห้ง ปูนขาว แร่ใยหิน หรือผนึกไว้ในเตาเผาเพื่อให้เย็นลงอย่างช้าๆ
4) ความแข็ง - คือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการเจาะจากภายนอก วิธีทั่วไปในการทดสอบความแข็งของเหล็กกล้าคือการใช้ตะไบขูดขอบชิ้นงาน และใช้ความลึกของรอยขีดข่วนบนพื้นผิวเพื่อกำหนดความแข็ง วิธีนี้เรียกว่าวิธีทดสอบไฟล์ซึ่งไม่เป็นวิทยาศาสตร์มากนัก การใช้เครื่องมือทดสอบความแข็งมีความแม่นยำสูงมาก และเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการทดสอบความแข็งสมัยใหม่ วิธีทดสอบที่ใช้บ่อยที่สุดคือระดับ Rockwell เครื่องชั่ง Rockwell ใช้ความลึกของการเจาะเพชรลงในโลหะเพื่อวัดความแข็งของโลหะ ยิ่งเจาะลึกมาก ความแข็งก็ยิ่งน้อยลงเท่านั้น ความลึกที่เพชรเจาะทะลุโลหะสามารถระบุได้ด้วยตัวเลขที่ถูกต้องจากตัวชี้ ซึ่งเรียกว่าค่าความแข็งร็อกเวลล์
5) การตี - เป็นวิธีการใช้ค้อนเพื่อขึ้นรูปโลหะให้มีรูปร่างตามที่กำหนด เมื่อชิ้นเหล็กถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิการตีขึ้นรูป จะสามารถใช้สำหรับการตีขึ้นรูป การดัด การวาด การขึ้นรูป และการดำเนินการอื่นๆ เหล็กกล้าส่วนใหญ่หลอมง่ายเมื่อให้ความร้อนจนเป็นสีแดงเชอร์รี่สดใส วิธีที่นิยมใช้ในการเพิ่มความแข็งของเหล็กคือการชุบแข็ง [3]
6) ความเปราะบาง - บ่งบอกถึงคุณสมบัติของโลหะที่มีแนวโน้มที่จะแตกร้าว เหล็กหล่อมีความเปราะสูงและสามารถแตกหักได้เมื่อตกลงสู่พื้น ความเปราะบางมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแข็ง และวัสดุที่มีความแข็งสูงมักจะเปราะมากกว่า
7) ความเหนียว - (หรือที่เรียกว่าความอ่อน) เป็นคุณสมบัติของโลหะที่เปลี่ยนรูปอย่างถาวรภายใต้แรงภายนอกโดยไม่แตกหัก โลหะดัดสามารถดึงเป็นเส้นบางๆ ได้
8) ความยืดหยุ่น - คุณสมบัติของโลหะที่เปลี่ยนรูปภายใต้แรงภายนอกและกลับสู่รูปร่างเดิมหลังจากกำจัดแรงภายนอก เหล็กสปริงเป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูง
9) ความอ่อนตัว (malleability) หรือที่เรียกว่าความอ่อนตัว (malleability) เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของความเหนียวหรือความอ่อนของโลหะ ความเหนียวเป็นคุณสมบัติของโลหะที่ไม่แตกเมื่ออยู่ภายใต้การเสียรูปโดยการตีหรือการกลิ้งด้วยค้อน
10) ความเหนียว - หมายถึงความสามารถของโลหะในการทนต่อการสั่นสะเทือนหรือแรงกระแทก ความเหนียวและความเปราะเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม