24 Temmuz 2014 Perşembe
Demir-Çelik
Islah çeliklerinin sertleştirilmesi ve menevişi
Sertleştirme ve meneviş işlemi, ıslah çeliklerinde parçalara kullanım amaçlarına uygun mekanik özellikler kazandırmak için uygulanır. Çelikler ilgili sertleştirme sıcaklıklarına tavlanır, (genellikle 800-900°C), bu sıcaklıkta bekletilir, daha sonra çoğunlukla yağ veya suya daldırılarak su verme işlemi (hızlı soğutma) yapılır.

Bodycote Istaş İşlem San ve Tic. A.Ş.

İŞLEMLER NEDİR?
Sertleştirme ve meneviş işlemi, ıslah çeliklerinde parçalara kullanım amaçlarına uygun mekanik özellikler kazandırmak için uygulanır. Çelikler ilgili sertleştirme sıcaklıklarına tavlanır, (genellikle 800-900°C), bu sıcaklıkta bekletilir, daha sonra çoğunlukla yağ veya suya daldırılarak su verme işlemi (hızlı soğutma) yapılır. Bu işlemi son mekanik özellikleri sağlayan ve gerilimleri gideren bir meneviş işlemi   (daha düşük bir sıcaklıkta bekletme) takip eder. Her üç kademede uygulanan şartlar çelik bileşimi, parça boyutu ve istenen özelliklere bağlıdır.
Sertleştirme ve meneviş ‘açık’ ocaklarda (hava veya yanma ürünleri içerisinde), veya yüzeyde tufal veya dekarbürizasyon (karbon kaybı) istenmez ise (nötr sertleştirme, aynı zamanda ‘parlak serleştirme’ olarak da adandırılır) koruyucu bir ortamda (gaz atmosferi, eriyik tuz veya vakum) uygulanır.
Özel durumlarda iki özel soğutma şekli uygulanabilir;

Martemperleme işleminde sıcak ortamda (tuz banyosu veya sıcak yağda) su vererek parça çekirdeği ile yüzey sıcaklığı eşitlendikten sonra oda sıcaklığına soğutulur ve bu şekilde parça çarpılmaları önemli oranda azalır. Bu işlem belirli çelik kaliteleri ve uygun kesit ölçüleri ile sınırlıdır.

Östemperleme bazı ince kesitli orta veya yüksek karbonlu çeliklere veya daha kalın kesitli alaşımlı çeliklere uygulanır. Genellikle tuz banyosunda yüksek sıcaklıkta su verme ve bekletmeyi gerektirir ve meneviş işlemi gerektirmeyen, düşük çarpılmayla birlikte tok bir yapıyla sonuçlanır. Geniş olarak küçük yaylar ve pres parçaları için kullanılır.

YARARLARI NEDİR?
Sertleştirme ve meneviş; sertlik, dayanım ve tokluğun optimum kombinasyonunu sağlar ve parça tasarımcısına ağırlık ve malzeme tasarrufu sağlayan bir yol sunar. Parçalar yumuşak durumda işlenebilir veya şekillendirilebilir ve daha sonra daha yüksek mekanik özellikler için sertleştirilir ve menevişlenir.
Açık fırınlar kullanılarak sertleştirme genellikle daha sonra komple işlenecek çubuk veya dövmeden mamul parçalara uygulanır. Nötr/parlak sertleştirme yüzey kalitesini muhafaza etmesi gerekli cıvata somun, yay, rulman ve otomotiv parçalarına uygulanır. Nötr/parlak sertleştirme sıkı kontrol edilen şartlarda, minimum son işlem gerektiren hassas parça üretmek için kullanılır.

HANGİ TÜR ÇELİKLER İŞLEM GÖREBİLİR?
% 0.30 karbon içeren tüm imalat çelikleri sertleştirme ve meneviş işlemine tepki verir.
TS 2525 mühendislik parçalarında kullanılan hemen tüm çelikleri listeler. Diğer bazı standartlar da özel uygulamalar için sertleşebilen çelikleri içerir (civata, yay gibi).
Sertleştirme amaçlı çelik seçerken ısıl işlemcinize danışınız.

SINIRLARI NEDİR?

Sertleşebilirlik
Bir çelik parçasının sertleştirme ve menevişe tepkisi çelik bileşimi, parça boyutu ve işlem metoduna bağlıdır. Tavsiye edilen işlem parametreleriyle değişik kesitlerdeki çeliklerde elde edilebilecek mekanik özellikler ilgili standartlarda verilmiştir.
Her çelik kalitesinin bu ölçünün üzerinde tam bir sertleşme sağlayamayacağı bir ‘sınır’ kesit ölçüsü vardır. Büyük kesitlerde optimum özellikleri sağlamak için daha üst seviyede bir çelik kalitesine gerek duyulur.
Düşük kalite çeliklerde büyük parçaları sertleştirmek hızlı soğutma veya düşük sıcaklıkta meneviş gibi standart olmayan işlemlerle mümkün olabilir. Yüksek soğutma hızları her zaman çarpılma ve çatlama riskini arttırır, düşük meneviş sıcaklıkları da tokluk gibi mekanik özellikleri ciddi olarak azaltır. Standart dışı işlemler talep edildiğinde bu hususlara özel olarak dikkat edilmelidir.

Alüminyumun olumsuz etkisi
Alaşımsız karbon çelikleri ve bazı düşük alaşımlı çelikler sertleşme özelliklerini olumsuz etkileyen yüksek miktarda alüminyum içerebilir (beklenenden daha düşük sertlik).
İngiliz Fason Isıl İşlemciler Birliği yayını ‘Anticipating the Hardening Response of Aluminium-bearing Plain-Carbon Steels - Alüminyum İçeren Alaşımsız Karbon Çeliklerinde Sertleşme Tepkisinin Sezinlenmesi’ bu ciddi problemi önlemek için yollar gösterir. Çelik tedarikçisinden alınan kalite sertifikasında alüminyum ve nitrojen miktarlarının belirtilmesinden emin olunmalıdır.

Çeliğin durumu
Açık tavlama işlemleriyle üretilip satın alınan çeliklerin (örneğin siyah malzemeler) yüzeylerinden bir miktar karbon kaybetmiş olmaları (dekarbürizasyon) ihtimal dahilindedir. Sertleştirme öncesi parçaların tüm dekarbürize olmuş yüzeyleri talaşlı işlemle tamamen temizlenmelidir, aksi takdirde aşırı çarpılma hatta çatlamalar meydana gelebilir.
Soğuk işlenmiş durumdaki çelikler (örneğin parlak çelikler) gerilimler içerir. Bu gerilimler talaşlı işlem sırasında ve sertleştirmede çarpılma meydana getirebilir. Aşırı çarpılmayı önlemek için kaba işlenmiş taslaklarda bu gerilimlerin sertleştirme öncesi normalize veya yumuşak tavlama işlemleriyle giderilmesi tavsiye edilir.

Meneviş kırılganlığı
Bazı çelikler, özellikle nikel ve krom içeren alaşımlı çelikler 250-450 oC sıcaklıklarda meneviş işlemi gördüklerinde kırılgan olabilirler; bu da ulaşabilecekleri mekanik özellikleri sınırlar. Seçilen çeliğin bu probleme meyilli olup olmadığını kontrol edin, şüpheniz varsa ısıl işlemcinize danışın.

Parça boyutu ve şekli
Sertleşme ve meneviş işlemi uygulanabilecek parça boyutu ve şekli ısıl işlemci tarafından kullanılan teçhizata bağlıdır. Genel olarak fason ısıl işlem sektöründe işlem görebilecek parçalar birkaç gramdan her biri birkaç tonluk parçalara kadar değişebilir. Büyük parçalar için erken safhalarda uygun teçhizat olup olmadığını araştırın.

HANGİ PROBLEMLER OLUŞABİLİR?

Çarpılma veya çatlama
Sertleştirilmiş parçalarda değişik nedenlerden dolayı boyut ve şekil değişiklikleri oluşabilir, bazıları yüksek sıcaklık/hızlı soğuma işlemelerine bağlı olarak doğaldır, bazılarının nedeni parça tasarımıdır ve bazıları önceki üretim kademelerinden kaynaklanır (örneğin: şekillendirme sırasında açığa çıkan termal gerilim boşalmaları).
Bitmiş ölçüler kritik ise son taşlama veya işleme gerekebilir ve planlanmalıdır. Yüksek mekanik özelliklere sertleştirilen parçaları daha sonra doğrultmak genellikle imkansızdır. Aşırı şartlarda su verme gerilimleri parçaları çatlatacak kadar yüksek olabilir. İmalatçının dikkatli bir parça tasarımıyla riskleri minimize edecek tüm önlemleri alması (örnek: ani kesit değişiklikleri, derin yuvalar, kesintiler gibi gerilim yükseltici nedenleri önleme) ve çelik seçimine dikkat etmesi gereklidir. Tasarım aşamasında potansiyel sertleştirme ve meneviş problemlerinin göz önüne alınması her zaman yararlıdır.

Tufallaşma ve dekarbürizasyon
Açık fırın sertleştirme işlemi seçildiği takdirde tufallaşma ve dekarbürizasyon oluşumu muhtemeldir. Büyük parçalar yüksek sıcaklıklarda daha fazla beklerler ve daha fazla
zarar görürler. İşlem sonrası etkilenmiş tabakaları temizlemek için pay bırakılmalıdır.
Bunun alternatifi temiz/nötr koruyucu ortamda serleştirmeyle tufallaşma ve dekarbürizasyonu önlemektir.

Karışık partiler
Karışık partilerden (dökümlerden) üretilen parçalar ısıl işlemciye problem yaratır. Isıl işlemci aynı malzeme şartnamesine sahip fakat değişik kimyasal bileşimlerdeki çeliklerden üretilmiş parça partilerini ayıramaz. Değişik bileşimlerdeki çeliklerden üretilmiş parçalar sertleştirme işlemine farklı tepki gösterirler, bu da redlere, işlem tekrarlarına ve karşılıklı ilave maliyetlere neden olur. Malzeme partilerini ayrı tutarak ısıl işlemcinize yardımcı olunuz.

ŞARTNAME NASIL HAZIRLANIR?
Mümkünse aşağıdaki bilgilerin tamamı kapsanmalıdır. Emin değilseniz bir şartname hazırlamadan önce ısıl işlemcinize danışınız;

• Gerekli işlem: Bu; sertleştirme ve meneviş, martemperleme veya ostemperleme olabilir. Nötr/parlak işlem gerekli olup olmadığı veya açık ocakta sertleştirmenin yeterliliği belirtilmelidir.

• Çelik spesifikasyonu: Çelik kalitesi ve ilgili standart tanımlanmalıdır, ayrıca tedarikçiden temin edilen çelik üreticisinin kalite belgesiyle gerçek kimyasal bileşim verilmelidir.

• Gerekli mekanik özellikler: Genellikle ilgili standarttan bir sertlik veya çekme dayanımı aralığı belirtilebilir. Isıl işlemcinin kontrolü dışındaki değişkenlerden dolayı belirli tek bir değer öngörülemez, gerçekçi bir çalışma aralığına müsaade ediniz.

• Gerekli testler: Gerekli test tiplerini (örnek: Vickers, Rockwell veya Brinell sertlik), özel test noktalarını ve test parçaları için numune alım şeklini belirtiniz.

• Belgelendirme: Isıl işlemciniz tarafından sağlanacak özel belgeler veya veriler var mıdır?

• Resimler/Standartlar: İlgili detay resim ve standartları sağlayın, özellikle ilgili detayları içeren şirket veya özel standartlar.

• Diğer talepler: Başka servis ihtiyacı varsa belirtiniz, örnek: doğrultma (çalışma sınırlarını belirterek), temizleme/kumlama, laboratuar veya özel tahribatsız testler v.b.


HABERİN DEVAMI İÇİN AŞAĞIDAKİ LİNKLERİ TIKLAYINIZ:

Isıl işlem aşamaları

Islah çeliklerinin sertleştirilmesi ve menevişi




ST. Demir - Çelik & Ağır Sanayi Dergisi / Şubat 2010

ÇOK OKUNAN 3 HABER
  • YORUMLAR
      Bu Yazı İçin Henüz Yorum Yapılmamış
    1 2 3 4
    Anketler
    Kurumsal
    E-Bülten Üyeliği
    Ad Soyad :
    Email :
    Firma Adı :
    » Enerji» Endüstriyel İletişim » Pano » Endüstriyel Yazılım
    » Kontrol Cihazları » Kontrol Sistemleri » Mekatronik » Sensör
    » Sürücü » Emniyet Çözümleri » Kontrolör » Makine
    » Makina Emniyeti » Pnömatik » Hidrolik » Motor
    » Elektrik » Barkod » Paslanmaz » Çelik
    » Demir » Vinç » Taşıma Üniteleri » Kaldırma Üniteleri
    » Demir Yolu » Konveyör » Robotlu Üretim » Robotik Otomasyon
    » İç Lojistik » Kaynak» Lazer Kesim » Yenilenebilir Enerji