|
|
Genel olarak ısıl işlem, malzemenin sertliği, tane yapısı ve mekanik
özelliklerinin istenen değerde olmasını sağlamak amacıyla, malzemeye
uygulanan bir dizi ısıtma ve soğutma işlemidir.
1-TAVLAMA
Şekillendirilmiş bir çelik parçasının bir veya birkaç defa
kimyasal yapısının gerektirdiği sıcaklıklara kadar ısıtılıp, sonra uygun
ortamda uygun hızla soğutulmasına TAVLAMA denir. Tavlama sonucunda, çelik
dokusunda az veya çok değişiklikler olur ve istenilen özellikler sağlanır.
Tavlama işlemleri, katı yakıt, akaryakıt, gaz ve elektrik ile (direnç
ve endüksiyon ile) ısıtılan fırınlarda veya tuz banyolarında yapılır.
Tavlama işlemleri ve sıcaklıkları çeliğin kimyasal bileşimine bağlı olmakla
birilikte, karbon miktarı belirleyici faktördür. Bu bakımdan, demir-karbon
faz diyagramının çelik dokusunun katı halde sıcaklık karşısındaki
değişimlerini gösteren bölümü genel fikir vermek bakımından yararlıdır.
Tavlama işlemleri çeşitli amaçlar için uygulanır. Uygulamalar birbirinden
farklıdır ve başka adlar vardır. Bunları en önemlileri şöyle sıralanabilir:
Normalize
Tavlaması
Çeliklerin özellikleri dokuların yapısına da bağlıdır. Dış etkilerle
başkalaşmış olan dokuları, tavlama ile esas dokuya dönüştürmek mümkündür. Bu
işleme ‘’Normalize tavlaması’’ denir.Yapılacak işleme göre , iri
taneli yapıların istenmediği durumlar için malzemeler sertleştirilme
sıcaklığına kadar ısıtılarak, sakin havada soğumaya bırakılır.
Normalleştirme tavlamasını diğerlerinden ayıran özellik parçaların yavaş
soğutulması yerine, sakin havada hızlı soğutulmasıdır.
Normalize tavlaması alaşımsız çelikler ve düşük alaşımlı (sıklıkla bu grupda
uygulanır) ve alaşımlı çelikleri iki farklı noktada ısıtarak, ferritik
dokuyu östenitik dokuya dönüştürdükten sonra yeterli hızda karbür oluşmasını
sağlamak için yapılır.
Yumuşatma
Tavlaması
Isıl işlem görmemiş malzemeler, içerdikleri karbon oranlarına bağlı olarak,
oda sıcaklıklarında farklı sertlikler gösterirler. Bazı malzemeler
sertlikleri itibariyle kolay işlenemez durumda olabilirler. Özellikle
plastik şekil değiştirme işlemleri için malzemelerin minimum sertlikte
olması istenir. Be sebeple, malzemelerin sertliklerinin düşürülmesi amacıyla
yumuşatma tavlaması yapılır .
Çelik malzemelerin, oda sıcaklığındaki yapıları, tanecikler halinde ve
içindeki karbon oranıyla doğru orantılı olarak , ince uzun plakalar
şeklinde, sıralı dizilmiş görünümdeki karbür çökeltileri şeklindedir. Perlit
olarak alınan bu yapı içerisindeki karbür plakalarının sıklığı, malzemenin
içerdiği karbon oranıyla artar ve bu durum sertliğin de artmasına sebep
olur. Yumuşatma tavlaması yapılarak, ince uzun yapıdaki karbür plakalar,
daha kısa ve küresel bir yapıya dönüştürülür. Bu durumda çelik ilk haline
oranla daha yumuşak ve kolay şekillendirilebilir bir yapıya sahip olur. Bu
yöntem küreleştirme tavlaması olarak da bilinir.
Gerilim
Giderme Tavlaması
Kaynaklama, plastik şekil verme ve aşırı ısıtma, ani soğutma gibi
durumlar sonucu malzeme içinde , çeşitli yönlerde iç gerilmeler meydana
gelir. Bu gerilmelerin giderilmesi amacıyla en yüksek kullanım sıcaklığının
altında bir sıcaklıkta parçalar en fazla iki saat bekletilerek, iç
gerilmelerin giderilmesi sağlanır.
2-YÜZEY SERTLEŞTİRME İŞLEMLERİ
SEMENTASYON
Düşük karbonlu çeliklerin yüzeyinin belirli derinliklere kadar emdirilme
(difüzyon) yolu ile karbon bakımından zenginleştirilerek, sertleştirme
işlemine tabi tutulmasıdır. Karbon emdirme , karbon veren bir ortamda
çeliğin ısıtılması ile mümkün olur.Bu işlem parça yüzeyinin aşınma
dayanımını arttırır ve çekirdek bölgenin yumuşak kalması ile tüm parçanın
tok özellikler göstermesini ve darbe dayanımının yüksek olmasını sağlar.
Sementasyon işleminde karbon veren ortam katı, sıvı, gaz halinde olabilir.
Kontrolü en kolay ve ekonomik yöntem gaz ortamında yapılan sementasyondur.
Sementasyon işleminde, yüzey karbon oranı %0.7 - %0.8 oranlarında
artırılmaya çalışılır. Bunun üzerinde emdirilen karbon, karbür çökelmesine
yol açarak kırılgan bir yüzey oluşturur. Sementasyon için asıl kriter etkin
Sementasyon derinliğidir.
İNDÜKSİYONLA
YÜZEY SERTLEŞTİRME
Parçanın indüksiyon akımı yardımıyla, yüzeyinin ani olarak ısıtılıp, ani
olarak soğutulmasıyla yapılan bir yüzey sertleştirme işlemidir. İndüksiyonla
yapılan ani ısıtmanın ve yapılan ani soğutma işlemi genellikle su ile
yapılır ve yüksek karbonlu çeliklerde çatlama ihtimalini arttırır. Soğutma
suyunun 60 ◦Civarında olması veya tuz kullanılması çatlama ve gerilme
ihtimalini azaltır. Sertleştirmeden sonra gerilme giderilmesi için 150-200
◦C arasında menevişleme yapılır.
NİTRÜRASYON
Nitrürleme, çelik yüzeyinde azotun difüzyon yoluyla
zenginleştirilmesini ifade eder. Sementasyon işlemine benzer şekilde
gerçekleştirilen reaksiyon ile yüzeyde nitrür tabakası teşekkül ettirilir.
Nitrürasyon sonucu ulaşılan sertlik, Sementasyon sonu sertlikten çok daha
fazladır. Sementasyon ile ulaşılabilecek sertlik derinliklerine ulaşmak için
ise uzun Nitrürleme süreleri gerekir.
3- SERTLEŞTİRME
Üretim yapılan parçaların çalışma şartlarına göre değerlendirilmesiyle,
parçanın tamamı veya bir kısmının , çekirdeğe kadar veya sadece cidar
yüzeyi boyunca sertlik kazanması istenebilir. Bu gibi durumlar söz konusu
olduğu zaman istenen özelliğe göre farklı ısıl işlemler uygulanması gerekir.
Yapılış özellikleri ve nihai yapı özellikleri göz önüne alınarak,
sertleştirme işlemi farklı başlıklar halinde değerlendirilir.
ISLAH
ETME
İstene sertlik ve mekanik özelliklerin elde edilmesi amacıyla yapılan su
verme ve menevişleme işlemidir. Özellikle parçanın tüm kesitinin sert olması
istendiği durumlar için kullanılır.
a.1 - Su Verme
Su verme işleminde çelikler, önce kimyasal bileşimlerinin gerektirdiği
sıcaklığa kadar ısıtılır, sonra uygun bir ortamda, gerekli hızla
soğutulurlar. Su verme sıcaklığı , doku değiştirme noktasının biraz üstünde
bir sıcaklıktır. Su verme ortamı, su, yağ, hava, sıcak su banyosu sağlanır.
Soğutma biçimi, suya, yağa, sıcak banyoya daldırmak, havayı üflemek veya
sakin havaya bırakmaktır.
a.2- Menevişleme
Su verildikten sonraki ısıtmaya menevişleme işlemi denir. Su
vermeden sonra oluşan nihai yapı, çok sert ve kırılgan olup, ani soğutma
esnasında oluşan iç gerilmelere sebep olur. Menevişleme işlemi ile
malzemenin tokluğunun iyileştirilmesi için malzemenin tekrar ısıtılıp, aynı
sıcaklıkta bir süre soğutularak tutulmalıdır
|