Bugün metalik malzemelerin işlenme özelliklerine ilişkin terimlere ilişkin kapsamlı bir genel bakış paylaşıyoruz.
1. Dökülebilirlik (Kalıplanabilirlik)
Bu, metalik bir malzemenin döküm yöntemleri kullanılarak nitelikli bir döküm üretebilme yeteneğini ifade eder. Dökülebilirlik temel olarak akışkanlığı, büzülmeyi ve ayrışmayı içerir. Akışkanlık, erimiş metalin bir kalıbı doldurma yeteneğini ifade eder; büzülme, katılaşma sırasında hacim büzülme derecesini ifade eder; ve ayrışma, soğutma ve katılaşma sırasında kristalleşme zamanlamasındaki farklılıklardan kaynaklanan metalin iç kimyasal bileşimi ve yapısındaki eşitsizliği ifade eder.
2. Dövülebilirlik
Bu, metalik bir malzemenin basınç işlemi sırasında çatlamadan şekil değiştirebilme yeteneğini ifade eder. Sıcak veya soğuk halde dövme, haddeleme, germe ve ekstrüzyon işlemlerini gerçekleştirme yeteneğini içerir. Dövülebilirliğin kalitesi esas olarak metalik malzemenin kimyasal bileşimi ile ilgilidir.
3. İşlenebilirlik (İşlenebilirlik, İşlenebilirlik)
Bu, metalik bir malzemenin bir kesici takım kullanılarak nitelikli bir iş parçasına işlenme kolaylığı anlamına gelir. İşlenebilirlik genellikle işlenmiş iş parçasının yüzey pürüzlülüğü, izin verilen kesme hızı ve takım aşınma derecesi ile ölçülür. Metalik malzemenin kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri, termal iletkenliği ve iş sertleşme derecesi gibi birçok faktörle ilgilidir. Sertlik ve tokluk genellikle işlenebilirliğin kaba bir göstergesi olarak kullanılır. Genel olarak konuşursak, metalik bir malzemenin sertliği ne kadar yüksek olursa kesilmesi de o kadar zor olur; Sertlik yüksek olmasa bile tokluk büyükse kesme işlemi yine de zordur.
4. Kaynaklanabilirlik (Kaynaklanabilirlik)
Bu, metalik bir malzemenin kaynak işlemlerine uyarlanabilirliğini ifade eder. Temel olarak, belirli kaynak işlemi koşulları altında yüksek-kaliteli bir kaynaklı bağlantının elde edilebilmesinin kolaylığını ifade eder. İki yönü içerir: birincisi, bağlanma performansı, yani belirli bir metalin belirli kaynak işlemi koşulları altında kaynak kusurları oluşturmaya karşı duyarlılığı; ve ikincisi, servis performansı, yani belirli bir metal kaynaklı bağlantının belirli kaynak işlemi koşulları altındaki servis gereksinimlerine uygunluğu.
5. Isıl İşlem
(1) Tavlama: Metalik bir malzemenin uygun bir sıcaklığa kadar ısıtılıp belirli bir süre tutulduğu ve daha sonra yavaş yavaş soğutulduğu bir ısıl işlem prosesini ifade eder. Yaygın tavlama işlemleri şunları içerir: yeniden kristalleştirme tavlaması, gerilim giderme tavlaması-, küreselleştirme tavlaması ve tam tavlama. Tavlama, metalik malzemelerin sertliğini azaltmayı, işlemeyi veya basınçla işlemeyi kolaylaştırmak için plastikliklerini geliştirmeyi, artık gerilimi azaltmayı, mikro yapı ve bileşimin homojenizasyonunu iyileştirmeyi veya mikro yapıyı sonraki ısıl işlem için hazırlamayı amaçlar.
(2) Normalleştirme: Bu, çelik veya çelik parçaların Ac3 veya Acm'nin (çeliğin üst kritik nokta sıcaklığı) 30 derece -50 derece üstüne kadar ısıtılması, uygun bir süre bekletilmesi ve ardından durgun havada soğutulması şeklindeki ısıl işlem işlemini ifade eder. Normalleştirmenin amacı temel olarak düşük karbonlu çeliğin mekanik özelliklerini iyileştirmek, işlenebilirliği geliştirmek, taneleri inceltmek ve mikro yapısal kusurları ortadan kaldırmak, böylece mikro yapıyı sonraki ısıl işlem için hazırlamaktır.
(3) Söndürme: Çelik parçaların Ac3 veya Ac1 (çeliğin alt kritik nokta sıcaklığı) üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılması, belirli bir süre tutulması ve daha sonra martensitik (veya beynitik) bir mikro yapı elde etmek için uygun bir oranda soğutulması şeklindeki ısıl işlem prosesini ifade eder. Yaygın söndürme işlemleri arasında tuz banyosunda söndürme, martensitik dereceli söndürme, beynitik izotermal söndürme, yüzey söndürme ve yerel söndürme bulunur. Su vermenin amacı, çelik parçalarda istenilen martensitik yapıyı elde etmek, iş parçasının sertliğini, mukavemetini ve aşınma direncini geliştirmek ve mikro yapıyı daha sonraki ısıl işlemlere hazırlamaktır.
(4) Temperleme: Çelik parçaların sertleştirildiği, ardından Ac1'in altındaki bir sıcaklığa ısıtıldığı, belirli bir süre tutulduğu ve daha sonra oda sıcaklığına soğutulduğu ısıl işlem prosesini ifade eder. Yaygın temperleme işlemleri arasında düşük-sıcaklıkta temperleme, orta-sıcaklıkta temperleme, yüksek-sıcaklıkta temperleme ve çoklu temperleme yer alır. Temperlemenin amacı esas olarak su verme sırasında oluşan gerilimi ortadan kaldırmaktır, böylece çelik parçalar yüksek sertlik ve aşınma direncinin yanı sıra gerekli plastiklik ve tokluğa da sahip olur.
(5) Su verme ve temperleme: Bu, çelik veya çelik parçaların söndürülmesi ve temperlenmesinin kombine ısıl işlem prosesini ifade eder. Su verme ve temperleme için kullanılan çeliğe su verilmiş ve temperlenmiş çelik denir. Genellikle orta-karbonlu yapısal çelik ve orta-karbon alaşımlı yapısal çeliği ifade eder.
(6) Kimyasal ısıl işlem: Metal veya alaşımlı iş parçalarının belirli bir sıcaklıkta aktif bir ortama yerleştirildiği ve bir veya daha fazla elementin yüzey katmanlarına nüfuz etmesine izin verecek şekilde tutulduğu, böylece kimyasal bileşimlerini, mikro yapılarını ve özelliklerini değiştiren ısıl işlem sürecini ifade eder. Yaygın kimyasal ısıl işlem süreçleri arasında karbürleme, nitrürleme, karbonitrasyon, alüminizasyon ve borlama yer alır. Kimyasal ısıl işlemin amacı öncelikle çelik parçaların yüzey sertliğini, aşınma direncini, korozyon direncini, yorulma dayanımını ve oksidasyon direncini geliştirmektir.
(7) Çözelti işlemi: Bu, bir alaşımın yüksek-sıcaklıktaki tek-fazlı bir bölgeye ısıtıldığı ve fazla fazın katı çözelti içinde tamamen çözünmesine izin vermek için sabit bir sıcaklıkta tutulduğu, ardından aşırı doymuş bir katı çözelti elde etmek için hızlı soğutmanın takip ettiği bir ısıl işlem sürecini ifade eder. Çözelti işleminin amacı öncelikle çelik ve alaşımların plastisitesini ve tokluğunu geliştirmek ve çökelme sertleşmesine hazırlık yapmaktır.
(8) Çökeltme sertleştirmesi (çökeltme güçlendirmesi): Bu, aşırı doymuş bir katı çözelti içindeki çözünen atomların topaklaştığı ve/veya çökelip matris içinde dağıldığı ve sertleşmeye yol açtığı bir ısıl işlem prosesini ifade eder. Örneğin, östenitik çökeltme-sertleştirmeli paslanmaz çelik, çözelti işlemi veya soğuk işlemden sonra, 400 derece -500 derece veya 700 derece -800 derece sıcaklıkta çökeltme sertleştirme işlemine tabi tutularak çok yüksek mukavemet elde edilebilir. (9) Yaşlandırma İşlemi: Bu, alaşımlı bir iş parçasının özelliklerinin, şeklinin ve boyutlarının çözelti işlemi, soğuk plastik deformasyon, döküm veya dövme sonrasında zamanla değiştiği ve ardından daha yüksek bir sıcaklığa yerleştirme veya oda sıcaklığında muhafaza edildiği ısıl işlem sürecini ifade eder. İş parçasının daha yüksek sıcaklığa ısıtılıp daha uzun süre yaşlandırılmasına yapay yaşlandırma tedavisi denir. İş parçasının uzun süre oda sıcaklığında veya doğal koşullar altında kalması durumunda yaşlanma olgusuna doğal yaşlanma tedavisi denir. Yaşlandırma işleminin amacı iş parçasındaki iç gerilimi ortadan kaldırmak, mikro yapısını ve boyutlarını stabilize etmek ve mekanik özelliklerini iyileştirmektir.
(10) Sertleşebilirlik: Çeliğin belirli koşullar altında sertleşme derinliğini ve sertlik dağılımını belirleyen özellikleri ifade eder. Çeliğin sertleşebilirliği genellikle sertleştirilmiş tabakanın derinliği ile ifade edilir. Sertleştirilmiş tabakanın derinliği ne kadar büyük olursa çeliğin sertleşebilirliği de o kadar iyi olur. Çeliğin sertleşebilirliği esas olarak kimyasal bileşimine, özellikle de sertleşebilirliği, tane boyutunu, ısıtma sıcaklığını ve tutma süresini artıran alaşım elementlerinin varlığına bağlıdır. Sertleşebilme özelliği iyi olan çelik, çelik bileşenin tüm kesiti boyunca tekdüze mekanik özelliklere izin verir ve düşük söndürme gerilimine sahip söndürme maddelerinin kullanılmasına olanak tanır, böylece deformasyon ve çatlama azalır.
(11) Kritik Çap (Kritik Sertleşebilirlik Çapı): Kritik çap, çeliğin belirli bir ortamda su verme sonrasında çekirdeğin tam bir martensit veya %50 martensit yapısı elde ettiği maksimum çapını ifade eder. Bazı çeliklerin kritik çapı genellikle yağda veya suda sertleşebilirlik testleri yoluyla elde edilebilir.
(12) İkincil Sertleştirme: Bazı demir-karbon alaşımları (yüksek-hız çeliği gibi) sertliklerini daha da artırmak için birden fazla tavlama işlemi gerektirir. Bu sertleşme olgusuna, özel karbürlerin çökelmesi ve/veya bunların ostenitin martenzit veya beynite dönüşümüne katılmasından kaynaklanan ikincil sertleşme adı verilir.
(13) Temper Kırılganlığı: Bu, belirli sıcaklık aralıklarında temperleme sonrasında su verilmiş çeliğin gevrekleşmesi veya temperleme sıcaklığından bu sıcaklık aralığına doğru yavaş soğuması anlamına gelir. Öfke kırılganlığı, birinci-tip öfke kırılganlığı ve ikinci-tip öfke kırılganlığı olarak ikiye ayrılabilir. Geri dönüşü olmayan temper gevrekleşmesi olarak da bilinen birinci tür temper gevrekleşmesi, esas olarak 250 derece ile 400 derece arasındaki temperleme sıcaklıklarında meydana gelir. Yeniden ısıtma sonrasında gevrekleşme kaybolur ve bu aralıkta tekrarlanan tavlama, yeniden gevrekleşmeyle sonuçlanmaz. Tersinir temper gevrekleşmesi olarak da bilinen ikinci tip temper gevrekleşmesi, 400 derece ile 650 derece arasındaki sıcaklıklarda meydana gelir. Yeniden ısıtıldıktan sonra kırılganlık kaybolur ve sıcaklık hızla soğutulmalıdır. 400 derece –650 derece aralığında uzun süreli maruz kalma veya yavaş soğutma, katalitik oluşumun yeniden oluşmasına neden olur. Meneviş kırılganlığının oluşması çelikteki alaşım elementleri ile ilgilidir. Örneğin manganez, krom, silikon ve nikel temper kırılganlığına neden olurken molibden ve tungsten bu eğilimi azaltma eğilimindedir.
