เนื่องจากตอนนี้ คุณพิมาน ติดภารกิจอยู่ต่างจังหวัด ไม่สะดวกในการตอบตอนนี้ แต่คุณพิมานจะกลับมาตอบปัญหานี้ภายในวันจันทร์ หรือไม่เกินวันสองวันนี้ครับ

ก่อนอื่นเรามาเข้าใจคำว่า "กรรมวิธีทางความร้อน" (Heat Treatment) กันก่อนครับ

"กรรมวิธีทางความร้อนเป็นวิธีการหนึ่งที่นิยมใช้ในการปรับปรุง พัฒนา และควบคุมโครงสร้างของโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กและโลหะนอกกลุ่มเหล็กบางชนิด เช่น อะลูมิเนียม ทั้งนี้ก็เพราะว่ากรรมวิธีทางความร้อนมีวิธีที่ไม่ยุ่งยาก และโลหะที่ผ่านกรรมวิธีนี้จะไม่เสียรูป กรรมวิธีทางความร้อนเป็นการนำโลหะที่ต้องการจะปรับปรุง พัฒนาโครงสร้าง ไปอบให้ร้อนในระดับความร้อนต่างๆกัน หลังจากนั้นก็นำโลหะที่อบจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ แล้วไปทำให้เกิดการเย็นตัวด้วยตัวกลางที่ให้อัตราการเย็นตัวแตกต่างกันตามความต้องการ"

จุดประสงค์ของกรรมวิธีทางความร้อนนั้น ถ้าพิจารณาจะเห็นได้ว่ามี 2 ประการด้วยกัน กล่าวคือ ต้องการทำให้โลหะมีความแข็งมากขึ้น และต้องการทำให้โลหะอ่อนตัวลง  

ดังที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า วัสดุเหล็กกล้าผสม (Alloys Steel) มาตรฐาน AISI 4140 หรือ AISI 4142 เป็นวัสดุตั้งต้นของการผลิตสลักเกลียวชนิดต่างๆ (Bolting) ตามมาตรฐาน ASTM A193 Grade B7 และ ASTM A193 Grade B7M แต่มีความแตกต่างกันตรงไหน เรามาดูคุณสมบัติของทั้งสองเกรดกันก่อน

1. สลักเกลียวทั้งสองเกรดนำไปใช้งานที่อุณหภูมิสูงเหมือนกัน แต่มีการกำหนดว่า ASTM A193 Gr. B7 สามารถใช้งานได้ถึงอุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส และ ASTM A193 Gr. B7M สามารถใช้งานได้ถึงอุณหภูมิ 520 องศาเซลเซียส อันนี้ผมไม่ทราบว่าใครเป็นผู้กำหนดขึ้นมา พยายามหาหนังสืออ้างอิงก็ไม่พบ แต่จากความคิดผมเองคิดว่า น่าจะกำหนดจากอุณหภูมิการอบคืนตัว (Tempering) ของทั้งสองเกรด อุณหภูมิการอบคืนตัวของ ASTM A193 Gr. B7 อยู่ที่น้อยสุด 593 องศาเซลเซียส สำหรับ ASTM A193 Gr, B7M อยู่ที่น้อยสุด 620 องศาเซลเซียส เพราะถ้านำโลหะที่ผ่านการชุบแข็งและอบอ่อนไปใช้งานในอุณหภูมิที่ไม่สูงกว่าอุณหภูมิที่โลหะอบอ่อนมาตามเวลาที่กำหนด โละดังกล่าวก็จะไม่เกิดความเครียดขึ้นด้วย

2. แน่นอนครับโละหะที่สามารชุบแข็งและอบอ่อนได้ย่อมมีความสามารถในการทนแรงดึงแตกต่างกัน โดยเฉพาะวัสดุประเภทเดียวกัน ในกลุ่มของโลหะผสม (Alloys Steel) แต่ต้องจำไว้ว่า แข็งมากกว่า ก็ทนแรงดึงมากกว่า เหนียวน้อยกว่า เปราะกว่า แล้วก็ตัดขึ้นรูปได้ยากกว่าด้วย ดังเช่น ASTM A193 Gr. B7 และ ASTM A193 Gr. B7M 

ASTM A193 Gr. B7 :Tensile Strength min MPa = 860, Yield Strength min. MPa = 720, Elongation min. = 16%, Hardness max. = 321 HB or 35 HrC

ASTM A193 Gr. B7M : Tensile Strength min. MPa = 690, Yield Strength min. MPa = 550, Elongation min. = 18%, Hardness max. = 235 HB or 99 HrB (100% Electromagnetic testing for hardness)

ทีนี้มาดูว่าทำไมเรานำว้สดุ AISI 4140 ที่คุณบอกว่าตามท้องตลาดมีความแข็งเกือบจะ 20 HrC มาใช้งานแทน ASTM A193 Gr. B7M เลยไม่ได้ ก็เพราะว่าโลหะเหล็กกล้าผสมที่ผ่านการผลิตจากโรงงานผู้ผลิต เป็นโลหะผสมที่ให้ได้คุณสมบัติทางเคมีถูกต้องเท่านั้น การอบอ่อนให้ลงมาถึงความแข้งต่ำสุดของโลหะผสมชนิดนั้นๆไม่มีความแน่นอน เมื่อนำโลหะผสมนั้นไปใช้งานโดยตรง โดยไม่ได้ผ่านกรรมวิธีทางความร้อน ก็จะทำให้โลหะเกิดความเครียดได้ มีลัษณะการเปลี่ยนแปลงสูง ขาดความแข็งแรงของโครงสร้างของโลหะนั้นๆ