İçeriğe git

Welcome to Kadim Dostlar ™ Forum
Register now to gain access to all of our features. Once registered and logged in, you will be able to create topics, post replies to existing threads, give reputation to your fellow members, get your own private messenger, post status updates, manage your profile and so much more. This message will be removed once you have signed in.
Login to Account Create an Account
Resim

Isıl İşlem - Heat Treatment | Isıl İşlem Teknikleri - Çeliklere Uygulanan Isıl İşlemler - Isıl İşlem Uygulamasında Dikkat Edilecek Hususlar

- - - - -

  • Yanıtlamak için lütfen giriş yapın
Bu konuya 2 yanıt gönderildi

#1
Hale

Hale

    Hayat nefeslerle sınırlı, sevgilerle sonsuzdur.

  • Yönetici
  • 49.690 İleti
  • Gender:Female
  • Location:İstanbul
  • Interests:Mustafa Kemal ATATÜRK, Türk Tarihi, Türk Dili, Türk Edebiyatı, Türk Kültürü.
Isıl İşlem



Isıl işlem (İng: Heat treatment), metallerin mekanik özelliklerini (sertlik, mukavemet vb.) geliştirmek amaçlı uygulanan işlemlerin genel adıdır. Metalurjik bir işlem türüdür.



Resmi ekleyen




Genel anlamda, metalleri belirli bir sıcaklıkta tavlayarak yapılarını istenilen faza getirmek suretiyle yapılır. Daha sonra metal ani olarak soğutulur ve bu sayede granüller (grain) oda sıcaklığında termodinamik açıdan denge fazı (phase) olmayan bir faza hapsolmuş olur. Bu faz genellikle malzemenin daha üstün mekanik özellikler gösterdiği bir fazdır.

Isıl işlemin teorisi pek bilinmese de sanayi devrinden çok önceleri pratiği biliniyor ve uygulanıyordu. Örnek vermek gerekirse, demircilerin kılıçları sağlamlaştırmak için dövdükten sonra suya batırarak ani soğutması basit bir ısıl işlemdir. Benzer uygulamalar; keskinliğin, sertliğin, aşınmaya karşı direncin gerektiği diğer bazı metal eşyalarda da olmuştur.

Karbonizasyon adı verilen bir teknik ise sanayi devriminden sonra bulunmuş ve günümüzde sıkça kullanılmaktadır. Metallerin yüzey özelliklerini artırmakta kullanılan bir ısıl işlem tekniğidir. Bu teknikte, metal karbon açısından zengin bir ortamda karbon elementlerinin metalin yüzeyinden difüzyon yardımıyla geçebileceği bir sıcaklıkta tutulur (bekletilir). İşlem süresi istenilen efektif sertlik derinliğine göre değişir. Difüzyon işleminin doğası gereği yüzeyden derine doğru karbon konsantrasyonu parabolik olarak azalır. Burada, efektif sertlik derinliği arzu edilen minimum sertlik değerinin sağlandığı yüzey derinliğidir.

Karbon açısından zengin bir ısıtma ortamı sağlamak için atmosfer kontrollü fırınlarda ortama karbon zengini gazlar verilir, daha eski bir teknoloji ise metali karbon içeren ergimiş haldeki sanayi tuzlarının içinde sertleştirmektir.

Malzemenin sertliğinin artması ile aşınma dayanımı da artar ama aynı zamanda malzeme daha kırılgan olur ve dayanıklılığı azalır. Yani ısıl işlem bazı mekanik özellikleri iyileştirirken bazılarını da kötüleştirir. Bu anlamda kullanım alanı için en uygun noktayı bulmak esastır. Isıl işlem sırasında; sıcaklık, zaman ve atmosferin eş zamanlı kontrolü ile en uygun şartların oluşması sağlanarak istenilen nitelikteki malzeme üretilir.


Isıl İşlem Teknikleri


• Sementasyon
• Karbonitrasyon
• Islah
• Temperleme (Meneviş)
• Hidrojen tavlaması
• Alüminyum yaşlandırma
• Normalizasyon
• Gerilim giderme
• Yumuşatma tavlaması
• Sertleştirme
• Gaz sementasyon
• Nitrasyon
• Oksidasyon
• Sıfır altı işlemler (Subzero)
• İndüksiyon yüzey sertleştirme
• Vakum sertleştirme


#2
Hale

Hale

    Hayat nefeslerle sınırlı, sevgilerle sonsuzdur.

  • Yönetici
  • 49.690 İleti
  • Gender:Female
  • Location:İstanbul
  • Interests:Mustafa Kemal ATATÜRK, Türk Tarihi, Türk Dili, Türk Edebiyatı, Türk Kültürü.
Isıl İşlem



Tavlama


Metalleri ve camı, döküm, soğuk işleme ya da mekanik işlemler sırasında meydana gelen iç gerilmelerden kurtarmak için yavaş yavaş ısıtıp soğutma işlemi.

Bu işlem, sanayide "tav fırını" adı verilen fırınlarda gerçekleştirilir. Tavlanmış malzemenin hem dayanıklılığı artar hem de işlenmesi kolaydır.


Normalizasyon Tavlaması


Çelik, Ac3 (ostenit+ferrit fazından tamamen ostenit faza geçiş) sıcaklığının yaklaşık 20–40 °C üzerine ısıtılır ve sonra havada soğumaya bırakılır. Böylece iki defa alfa – gama dönüşümü yapılarak değişen içyapı, normal bir içyapıya dönüştürülür. Yüksek tavlama sıcaklığında ve uzun bir tavlama süresi sonunda malzeme içyapısı iri taneli olur. Çok yavaş soğutma da bir dereceye kadar uzun ısıtma süresi gibi rol oynayarak iri tanelerin oluşmasına neden olur.


Yumuşatma Tavlaması


Amacı, yumuşak bir malzeme oluşturarak talaşsız veya talaşlı işlemeyi kolaylaştırmaktır. Tavlama işlemi, malzeme, Ac1 (723°C) sıcaklığının üzerine kadar ısıtılarak veya bu nokta etrafında sıcaklık, bir aşağı bir yukarı değiştirilerek gerçekleştirilir. Soğutma yavaş yapılmalıdır.


Gerilim Giderme Tavlaması


Döküm, sıcak şekillendirme ve ısıl işlemden sonra kesit boyunca meydana gelen farklı soğumalar nedeniyle, ayrıca kaynak ve soğuk şekillendirmeyle malzeme iç gerilimlere maruz kalır. Tavlamanın amacı, oluşan bu gerilimleri gidermektir. Tavlama 550 – 650 °C arasındaki sıcaklıklarda yapılır. Parça bu sıcaklıktan oldukça yavaş soğutulmalıdır. Bunun için fırında soğutma yapılır.


Difüzyon Tavlaması


Konsantrasyon farklılıklarının giderilmesi amacıyla yapılan bir işlemdir. Difüzyon tavlaması sırasında kristal lifleşmeleri giderilir. Ayrıca artan tavlama süresine bağlı olarak dendritlerin yavaş yavaş kaybolduğu görülür. Difüzyon tavlamasında malzeme, içeriğindeki karbon miktarına göre 1050 – 1300 °C ye ısıtılarak uzun süre bu sıcaklıkta bekletilir.


Tane İrileştirme Tavlaması


Bu tavlamanın amacı, adından da anlaşılacağı gibi tanelerin irileştirilmesidir. Tavlama, yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilir ve soğuma oldukça yavaş yapılır. Ac1 sıcaklığının altında soğutma bir miktar hızlandırılabilir.


Rekristalizasyon (Yeniden Kristalleştirme) Tavlaması


Yeniden kristalleştirme tavlaması, 600 – 700 °C arasındaki sıcaklıklarda yapılır. Haddeleme ve dövme sırasında bozulan taneleri kararlı haline dönüştürmek için yapılır. Tavlama sıcaklığı arttıkça tavlama süresi kısalır. Parçanın soğutulması normal bir hızda gerçekleşir.


#3
Hale

Hale

    Hayat nefeslerle sınırlı, sevgilerle sonsuzdur.

  • Yönetici
  • 49.690 İleti
  • Gender:Female
  • Location:İstanbul
  • Interests:Mustafa Kemal ATATÜRK, Türk Tarihi, Türk Dili, Türk Edebiyatı, Türk Kültürü.
Isıl İşlem



Çeliklere Uygulanan Isıl İşlemler


Isıl İşlemin Tarifi



Genel anlamda ısıl işlem, metal veya alaşımlara istenilen özellikleri kazandırmak amacıyla katı halde uygulanan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri olarak tanımlanır.

Isıl işlemin Türk Standartlarındaki (TS 1112) tanımı ise; katı haldeki metal veya alaşımlara belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine zamanlanarak uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleri olarak verilmektedir.

Çeliklere uygulanan bütün temel ısıl işlemler, iç yapının dönüşümü ile ilgilidir. Dönüşüm ürünlerinin türü, bileşimi ve metalografik yapısı çeliğin fiziksel ve mekanik özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Başka bir deyişle; bir çeliğin fiziksel ve mekanik özellikleri içerdiği dönüşüm ürünlerinin cinsine, miktarına ve metalografik yapısına bağlıdır.


Isıl İşlemin Genel Uygulaması


• Isıtma
• Isıtılan Sıcaklıkta bekletme
• Soğutma


Isıl işlem uygulanacak çelikleri içerdiği karbon oranına göre iki farklı grupta toplayabiliriz;


1-
Ötektoid altı çelikler (%C <0,8),
2-Ötektoid üstü çelikler (%C > 0,8)


Çeliğin ısıl işlemine ostenitleştirme (ostenizasyon) ile başlanır. Ostenitleştirme; çeliğin uygun bir sıcaklığa kadar yavaşça ısıtılıp, yapısının tamamen ostenite dönüşmesine kadar (yani iç yapının her bölgede benzer yapı göstermesine kadar) tavlanması anlamına gelir. Ostenitleştirme için çelik malzeme, alt kritik sıcaklık çizgisinin (Ac1) üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılır.

Ötektoid altı çelikler, üst kritik sıcaklık çizgisinin (Ac3) 40-60ºC üzerindeki sıcaklıklarda ostenitleştirme işlemine tabi tutulurlar. Ac3 çizgisinin altındaki sıcaklıklarda ise çelik içerisinde yumuşak bölgelerin oluşmasına neden olur ve böylece malzemenin sertleşmesi engellenir.

Ötektoid üstü çelikler ise, Ac1 ile bu çeliklere ait üst kritik sıcaklık çizgisi (Acm) arasındaki sıcaklıklarda ostenitleştirilir. Acm çizgisi ani olarak yükseldiğinden, bütün yapıyı ostenitleştirmek için çok yüksek sıcaklıklara çıkmak gerekir.

Isıtılan çelik, uygulanan ısıl işlem türüne göre bu sıcaklıkta belirli bir süre bekletilir ve belirli bir soğuma hızında soğutulur.


Isıl İşlem Uygulamasında Dikkat Edilecek Hususlar;


• Çeliğin belirlenen sıcaklığa kadar ısıtılmasında seçilen ısıtma hızı, ısıl işlem çevrimindeki diğer faktörlere göre daha az önem taşır. Ancak, çarpılmanın önlenebilmesi için soğuk şekil değişimine tabi tutulmuş, yani aşırı ölçüde iç gerilme içeren malzemelerin, gerilmesiz malzemelere göre daha yavaş ısıtılması gerekir.

• Ayrıca, kesit değişikliği gösteren parçaların ısıtılması sırasında ince ve kalın kesitlerdeki ısınma veya sıcaklık artış hızları arasındaki farklar da dikkate alınmalıdır. Sıcaklık etkisiyle parçada meydana gelebilecek çarpılmayı en aza indirmek için, ince kısımları kalın kısımlara göre daha yavaş ısıtılması gerekir. Isıl işlem sırasındaki hasar riskini azaltmak amacıyla çelikler genelde yavaş ısıtılırlar.

• Çeliğin iç yapısının tamamen değiştiği bu sıcaklıklara çıkartılmasında, çelikte çarpılma, çatlama, oksidasyon, dekarbürizasyon (karbon atomlarının iç yapıdan kopması) ve tane büyümesi gibi istenmeyen durumlar meydana gelebilir. Bu nedenle çelikler olabildiğince düşük sıcaklıklarda ostenitleştirilirler.


Temel Isıl İşlemler


1-Gerilim Giderme Tavı - Stress Reliving



Gerilim giderme tavı şekil verme, döküm veya kaynak işlemlerinden doğan iç gerilmeleri azaltmak amacı ile çelik parçaları, genellikle 550-650ºC arasında ısıtma ve sonra yavaş yavaş soğutma işlemidir.


2-Normalize Tavı - Normalizing


Normalize tavı çelik malzemenin kristal yapısını daha homojen, daha ince bir hale getirmek ve bir sonraki ısıl işleminde karbürün uygun şekilde dağılmasını sağlamak amacıyla çeliğin kritik sıcaklığının (yeniden kristalleşme sıcaklığı) 40-60ºC üstünde tavlanıp havada soğutulmasıdır.


3-Su Verme İşlemi - Quenching


Belli bir sıcaklığa kadar (genellikle 850-1100ºC) ısıtılmış çeliğin cinsine göre su, yağ veya tuz banyolarında soğutularak martensit bir yapı sağlamasına su verme işlemi denir. Soğutma hızı, parçanın büyüklüğüne, çeliğin sertleşebilme yeteneğine ve su verme ortamına bağlı olarak değişir. En fazla arzu edilen su verme hızı, en uygun sertlik sağlamaya yarayan en ağır soğutma hızıdır. Soğutma hızı çok yüksek olursa parçada çatlaklar oluşur, çok düşük olması halinde de uygun sertlik elde edilemez .


4-Menevişleme - Tempering


Menevişleme, ısıl işlem sonucu sertleştirilmiş bir çeliğin su verme sonunda soğutmadan ileri gelen gerginlikleri gidermek ve çeliğin sahip olduğu martensitik özlülüğünü ve direncini arttırmak için genellikle 150-450ºC arasında ısıtılarak ve uygun bir hızla soğutularak gevrekliğini giderme işlemidir. Çatlamaları en aza indirebilmek için meneviş işleminin su verme işleminden hemen sonra yapılması gerekir.


5-Sementasyon – Yüzey Sertleştirme


Sementasyon işlemi, düşük karbonlu çelik parçasının yüzeyine karbon emdirilmesi işlemidir. Karbon emdirilmesi işlemi, çelik parçasının karbon monoksit (CO) içeren bir ortamda östenit faz sıcaklığına (850-950ºC) kadar ısıtılmasıyla gaz-metal tepkimesi sonucu oluşur.

Çelik parça, sementasyon sıcaklığında yüzeyden çekirdeğe doğru karbon difüzyonunun istenen derinliğe kadar ilerlemesi için yeterli süre tutulur. Bu süreye sementasyon zamanı adı verilir. Bu süre içinde çelik parçanın yüzeyinden içeriye doğru difüz eden karbonun ilerleme derinliğine sementasyon derinliği adı verilir.


6-Tavlama


İstenilen yapısal, fiziksel ve mekanik özellikleri elde etmek ve talaş kaldırmayı veya soğuk şekillendirmeyi kolaylaştırmak amacıyla metal malzemelerin uygun sıcaklıklara kadar ısıtılıp, gerekli değişikler sağlanıncaya kadar bu sıcaklıkta tutulması ve sonradan yavaş soğutulması işlemine tavlama denir .


Yumuşatma Tavı


Yumuşatma tavı, çelik iç yapısındaki tane boyutunu küçülterek sertliği azaltmak, talaş kaldırmayı kolaylaştırmak veya döküm ve dövme parçalarındaki iç gerilmeleri gidermektir. Ötektoid altı çelikleri Ac3, ötektoid üstü çelikleri ise Ac1 çizgilerinin üzerindeki belirli sıcaklıklara kadar ısıtılır, iç yapılarını ostenite dönüştürdükten sonra fırın içerisinde tutarak çok yavaş soğutulur.

% 0,2 C içeren iri taneli ötektoid altı bir çelik parçanın tanelerinin tavlama işlemi sırasında iç yapısında meydana gelen değişimler şu şekildedir;

a) İlk veya orijinal yapı iri ferrit ve perlit tanelerinden oluşmaktadır
b) Ac1 çizgisinin hemen üzerindeki bir sıcaklıkta perlit ince taneli ostenite dönüşürken, ferrit yapıda aynen kalır. Eğer bu sıcaklıktan soğutmaya geçersek ferrit iri taneleri değişmediğinden tane boyutunda herhangi bir değişme olmaz
c) Ac3 çizgisinin üzerindeki bir sıcaklıkta yapı tamamen ince taneli ostenite dönüşür
d) Parça oda sıcaklığına soğutulduğunda, ince ferrit taneleri ile küçük perlit bölgelerini içeren bir iç yapı oluşur

Buradan; ötektoid altı çeliklerin yumuşatma tavına tabi tutulabilmeleri için Ac3 çizgisinin üzerindeki uygun sıcaklıklarda tavlanmalarının gerekli olduğu sonucu ortaya çıkmaktadır. Ötektoid altı çeliklerin sağlıklı biçimde ısıl işleme tabi tutulabilmeleri için, önce homojen bir ostenitik yapıya sahip olmaları gerekir. Bunun için, ostenitleştirme sıcaklığına kadar ısıtılan çelik malzemelerin her 25 mm et kalınlığı için 1 saatlik bir süre o sıcaklıkta tavlanmaları tavsiye edilir.

Ötektoid üstü çelikler Ac3,1 çizgisinin yaklaşık 50ºC üzerindeki sıcaklıklarda ostenitleştirme işlemine tabi tutulurlar. Bu sıcaklıklarda tutulan çelikler, ostenit ve sementit fazlarını içerir. Bu sıcaklıklardan çeliklere su verildiğinde sementit parçacıkları yapıda aynen kalır. Yapıdaki sementit fazı sertliği azaltmadığı gibi, çeliklerin aşınma dirençlerini de artırır. Bu nedenle ötektoid üstü çeliklerin tamamen ostenitleşmesine gerek yoktur. Bu çelikler Ac3,1 çizgisinin en az 10ºC üzerindeki bir sıcaklıkta tavlanırlar. Yumuşatma tavına tabi tutulan ötektoid üstü çeliklerin iç yapıları kaba lamelli perlit alanları ile bunları çevreleyen ötektoid dışı sementit fazından oluşur (Şekil 6). Bu yapıdaki perliti çevreleyen sementit ağı sert ve gevrektir. İç yapıda kalın ve sert tane sınırlarının bulunması, çeliklerin talaşlı yöntemle işlenmelerini zorlaştırır. Bu nedenle yumuşatma tavı, ötektoid üstü çeliklere son işlem olarak uygulanmaz.


Normalizasyon (Normalleştirme) Tavı:

Normalizasyon tavı genelde tane küçültmek, homojen bir iç yapı elde etmek ve çoğunlukla mekanik özellikleri iyileştirmek amacıyla ötektoid altı çelikleri Ac3 ve ötektoid üstü çelikleri Acm dönüşüm sıcaklıklarının yaklaşık olarak 40-50oC üstündeki sıcaklıklara kadar ısıtıp , tavlandıktan sonra fırın dışında sakin havada soğutma işlemidir.



Normalizasyon tavının belli başlı amaçları;


a)
tane küçültmek,
b) homojen bir iç yapı elde etmek,
c) ötektoid üstü çeliklerde tane sınırlarında bulunan karbür ağını dağıtmak,
d) çeliklerin işlenme özelliklerini iyileştirmek,
e) mekanik özellikleri iyileştirmek ve
f) yumuşatma tavına tabi tutulmuş çeliklerin sertlik ve mukavemetlerini artırmak


şeklinde sıralanabilir. Bu nedenlerle normalizasyon tavı, çeliklere uygulanan son ısıl işlem olabilir.

Yumuşatma tavına tabi tutulan ötektoid üstü çeliklerin yapısında oluşan sementit ağının, bu çeliklerin mukavemetini düşürdüğü bilinmektedir. Normalizasyon tavı, ötektoid üstü çeliklerdeki sementit ağının parçalanmasını ve bazı durumlarda da büyük ölçüde giderilmesini sağlar. Bu nedenle, normalize edilen çeliklerin mukavemetinde artış görülür.

Normalizasyon tavında, parçanın havada soğutulması nedeniyle nispeten yüksek soğuma hızı elde edilir. Genelde, soğuma hızı arttıkça ostenitin dönüşüm sıcaklığı düşer ve daha ince perlit elde edilir.

Ferrit çok yumuşak, sementit ise çok sert bir fazdır. Normalize edilen çeliğin yapısında bulunan sementit katmanlarının birbirine yakın veya sık olarak dizilmeleri nedeniyle çeliğin sertliği artar. Bu nedenle, normalize edilen çeliklerin sertlik ve mukavemeti, yumuşatma tavına tabi tutulan çeliklerin söz konusu değerlerinden önemli ölçüde yüksek olur. Tablo 1’de bazı çeliklerin yumuşatma tavına tabi tutulmuş ve normalize edilmiş durumlardaki mekanik özellikleri verilmektedir.


Küreselleştirme Tavı:


Küreselleştirme tavı, çelikleri Ac1 sıcaklık çizgisi civarında uzun süre tuttuktan ve bu bölgede salınımlı olarak tavladıktan sonra, yavaş soğutma ile karbürlerin küresel şekle dönüştürülmesi işlemidir. Bu işlem, ostenitleştirmeden sonra kontrollü soğutma ile de yapılabilir. Yumuşatma tavı işleminde belirtildiği gibi, tavlanmış durumdaki ötektoid üstü çelikler iç yapılarında sert ve gevrek sementit tanelerinin bulunması nedeniyle işlenmeye elverişli değildir. Bu tür çeliklerin işlenmesini kolaylaştırmak ve sünekliğini artırmak amacıyla da küreselleştirme tavı kullanılır.

Küreselleştirme tavı aşağıdaki yöntemlerden biri ile gerçekleştirilir.

a) Çelik malzeme Ac1 çizgisinin hemen altındaki bir sıcaklığa (örneğin 700oC) uzun süre (15-25 saat) tavlanır.
b) Çelik malzeme, düşük kritik sıcaklık çizgisinin (Ac1) hemen altında ve üstündeki sıcaklıklar arasında ısıtılıp soğutulur, yani salınımlı olarak tavlanır.
c) Malzeme Ac1 kritik sıcaklık çizgisinin üzerindeki bir sıcaklıkta tavlandıktan sonra ya fırında çok yavaş soğutulur, ya da Ac1 çizgisinin hemen altındaki bir sıcaklıkta uzunca bir süre tutulur.

Yüksek sıcaklıktaki tavlama işlemi, çeliğin içerisindeki perlitik yapı ile sementit ağının parçalanarak dağılmasına neden olur. Küreselleştirme tavı sonucunda, ferritik bir matris ile bunun içerisinde dağılmış durumda bulunan küre biçimindeki karbürlerden oluşan bir iç yapı elde edilir. Küreselleştirme tavı sonunda çeliğin sertliği azalır, buna karşılık sünekliliği artar. Bu işlem sonucunda, ötektoid üstü çelikler işlenmeye elverişli hale gelir.

Küreselleştirme tavı, daha çok yüksek karbonlu çeliklere uygulanır. Düşük karbonlu çelikler nadiren küreselleştirme tavına tabi tutulurlar. Çünkü; bu tür çelikler küreselleştirme tavı sonunda çok yumuşarlar ve bu aşırı yumuşama talaşlı işlem sırasında bazı zorluklar doğurur. Orta karbonlu çelikler ise yeterli ölçüde süneklilik kazanmaları için plastik şekil verme işleminden önce, bazen küreselleştirme tavına tabi tutulurlar. Küreselleştirme tavı sırasında tavlama süresinin iyi ayarlanması gerekir. Eğer çelik, gereğinden daha uzun süre tavlanırsa sementit parçacıkları birleşerek uzama gösterirler ve bu durum çeliğin işlenme kabiliyetini olumsuz etkiler.

Yumuşatma, küreselleştirme ve normalizasyon işlemleri çelikleri işlenmeye elverişli hale getirmek amacıyla uygulanır. Ancak, uygulanacak ısıl işlem çeliğin karbon oranına göre seçilir.


Gerilim Giderme Tavı ve Ara Tavı


Gerilim giderme tavı; döküm, kaynak ve soğuk şekil verme işlemlerinden kaynaklanan iç gerilmeleri azaltmak amacıyla, metalik malzemeleri dönüşüm sıcaklıklarının altındaki uygun bir sıcaklığa kadar ısıtma ve sonra yavaş soğutma işlemidir. Bu işlem, bazen dönüşüm sıcaklığı veya kritik sıcaklık altı tavı olarak da adlandırılır. Çelik malzemeler 540oC ile 630oC sıcaklıkları arasında gerilme giderme tavına tabi tutulurlar.

Ara tavı ise; gerilme giderme tavına çok benzeyen bir işlem olup, ötektoid altı çeliklerden sac ve tel yapımında soğuk şekillendirmeye devam edebilmek için çelik malzemelerin Ac1 dönüşüm sıcaklığının hemen altındaki bir sıcaklığa (550-680oC) kadar ısıtılıp, yeniden kristalleşme sağlandıktan sonra yavaş soğutulması işlemidir.


Su Verme Sertleştirmesi


Tavlama işleminden sonra, çelikler yavaş ya da orta seviyedeki bir hızla soğutulduklarında, ostenit içerisinde çözünmüş durumda bulunan karbon atomları difüzyon ile ostenit yapıdan ayrılırlar. Soğuma hızı arttırıldığında, karbon atomları difüzyon ile katı çözeltiden ayrılmak için yeterli zaman bulamazlar. Demir atomları bir miktar hareket etseler bile, karbon atomlarının çözelti içersinde hapsedilmeleri nedeniyle farklı bir yapı oluşur. Hızlı soğuma sonucunda oluşan bu yapıya “martenzit” adı verilir.

Martenzitin sertliğinin yüksek olmasının en önemli nedeni, kafes yapısının çarpıtılmış olmasıdır. Martenzitik dönüşüm sırasında çelik malzemelerde bir miktar hacimsel büyüme meydana gelir. Söz konusu hacimsel büyüme, çok yüksek düzeyde yerel gerilmeler oluşturarak çeliklerin yapısının aşırı ölçüde çarpılmasına veya plastik şekil değişimine uğramasına neden olur. Kafes yapısının çapılması, su verilen çeliklerin sertlik ve mukavemetini arttırır.

Su verme işleminden sonra oluşan martenzit mikroskop altında iğne veya diken biçiminde gözükür ve bazen saman demetini andıran bir görünüm sergiler. Çeliklerin çoğunda martenzitik yapı belirsiz ve soluktur, bu nedenle kolayca ayırt edilemez. Yüksek karbonlu çeliklerde ise kalıntı ostenit arka fonu oluşturduğundan, martenzitin iğne veya diken biçimindeki yapısı daha belirgin bir görünüm kazanır.

Martenzitik dönüşüm yalnız soğuma sırasında meydana gelir. Bu nedenle, söz konusu dönüşüm zamandan bağımsız olup, yalnız sıcaklığın azalmasına yani soğumaya bağlıdır. Martenzitin en önemli özelliği, çok sert bir faz olmasıdır. Çeliklerde, sementitten sonra gelen en sert faz martenzittir. Yüksek sertlik değerleri, ancak yeterli oranda karbon içeren çeliklerde elde edilir.

Çeliklerde su verme işleminden sonra elde edilen en yüksek sertliğin karbon oranına göre değişimi Şekil 7’de gösterilmiştir. Bu diyagramdan görüldüğü gibi; su verilen (martenzitik durumdaki) alaşımsız bir çelikten elde edilebilecek en yüksek sertliğin, yanlız çeliğin karbon oranına bağlı olduğu söylenebilir. Martenzitin sertliğinin yüksek olması, martenzit katı çözeltisinin çözebileceği orandan çok daha yüksek oranda karbon içermesi nedeniyle aşırı doymuşluktan kaynaklanan kafes yapısının çarpılmasındandır.

Sertleştirme işleminin temel amacı, tamamen martenzitik bir yapı elde etmektir. Bunun için de malzemenin tavlama işleminden sonra, kritik soğuma adı verilen bir değerden daha yüksek hızlarda soğutulması gerekir.


Su Verme Ortamları


İdeal su verme ortamı, başlangıçtaki soğuma hızının yüksek, malzemedeki çarpılmanın önlenmesi bakımından da düşük sıcaklıklardaki soğuma hızının düşük olmasını sağlamalıdır. Ancak, bu durumu tam olarak sağlayacak nitelikte bir su verme ortamı yoktur. Su ve inorganik tuzların sulu çözeltileri gibi su verme sıvıları, başlangıç aşamasındaki soğuma hızlarının yüksek olmalarını sağlarlar. Ancak, bu soğuma hızları düşük sıcaklıklarda da devam ettiğinden, malzemede çarpılma veya çatlama meydana gelebilir. Geleneksel su verme yağları ile uzun bir A devresi ve düşük soğuma hızına sahip kısa bir B devresi elde edilir

Sanayide kullanılan su verme ortamları, su verme şiddetlerine göre aşağıdaki gibi sıralanır.

a) Tuzlu su
b) Musluk suyu
c) Erimiş veya sıvı tuzlar
d) Yağ ve su karışımı
e) Yağ
f) Hava


Menevişleme


Çeliklerde, su verme işlemi ile elde edilen martenzitik yapı gevrek olduğundan pek çok uygulama için elverişli değildir. Ayrıca mertanzit oluşumu çelik içerisinde iç gerilmelerin meydana gelmesine neden olur. Bu nedenlerden dolayı su verilen çelikler, hemen hemen her zaman Ac1 çizgisinin altındaki sıcaklıklarda uygulanan tavlama işlemine menevişleme denir. Menevişlemenin amacı; su verilen çelikteki kalıntı gerilmeleri gidermek ve çeliğin süneklik ve tokluğunu artırmaktır. Su verilen çelikler menevişlendiklerinde süneklilikleri artar, buna karşılık sertlik ve mukavemetleri azalır.

AISI 4140 çeliğinin sertlik ve çentik darbe tokluğunun menevişleme sıcaklığına göre değişimi (menevişleme süresi : 1 saat)

Yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gerektiren uygulamada kullanılan çelik parçalar 205ºC‘nin altındaki sıcaklıklarda, yüksek tokluk gerektiren uygulamalarda kullanılan parçalar ise 425ºC’nin üzerindeki sıcaklıklarda menevişlenirler. Eğer parçada gerilme yığılmasına neden olan çentik yoksa, süneklik değişimi tokluk için iyi bir ölçü olarak alınabilir ve bu durumda 205 ıle 425ºC sıcaklıkları arasında yapılan menevişleme işlemi sakıncalı olmayabilir. Menevişleme sıcaklığı 205ºC değerine ulaşınca, kalıntı gerilmeler büyük ölçüde giderilebilir. 480ºC sıcaklıkta ise kalıntı gerilmeler tamamen ortadan kalkar.

Menevişleme enerjiyi ilgilendiren bir işlem olduğundan hem sıcaklık, hem de süre menevişleme işlemini etkileyen önemli parametrelerdir. Yüksek sıcaklıkta kısa süre içerisinde veya düşük sıcaklıkta uzun süre içerisinde aynı menevişleme etkileri elde edilebilir. Şekil 14’de, menevişleme süresinin değişik sıcaklıklarda menevişlenen ötektoid bileşimindeki çeliğin sertliğine etkisi görülmektedir.


Martemperleme


Sertleştirilecek parça ostenitleştirme işlemine tabi tutulduktan sonra, martenzitik dönüşümün başlama sıcaklığının (Ms) hemen üzerindeki bir sıcaklıkta tutulan kurşun veya tuz banyosuna daldırılır. Yüzeyi ile merkezinin sıcaklıkları aynı oluncaya, yani bütün kesit boyunca aynı sıcaklık elde edilinceye kadar parça banyo içersinde tutulur. Daha sonra parçaya su verilerek tamamen martenzitik bir iç yapı elde edilir. Bu işlem sayesinde, soğuma ile oluşan büzülme olayı, ostenit-martenzit dönüşümü ile ortaya çıkan genleşme olayından ayrılarak, hem büyük parçalardaki su verme çatlaması önlenir, hemde parça sertleştirilir.


Ostemperleme


Sertleştirilecek parça ostenitleştirildikten sonra, martenzitik dönüşümün başlama sıcaklığının (Ms) üzerindeki sıcaklıkta tutulan kurşun veya tuz banyosuna daldırılır. Parça dönüşüm tamamlanıncaya kadar banyoda bekletilir ve sonradan banyodan alınırak havada soğutulur.





0 Kullanıcı konuyu okuyor

0 Kullanıcı, 0 Misafir, 0 Kayıtsız kullanıcı