Metal iş parçasının gerekli çalışma performansına sahip olması için ısıl işlem süreci genellikle gereklidir. Isıl işlem süreci genellikle üç ısıtma, ısı koruma ve soğutma sürecini içerir. Farklı işlemler nedeniyle söndürme, temperleme, normalleştirme ve tavlama olarak ayrılır. Farkı söyleyebilir misin?
01
söndürme nedir?
Çeliğe su verme, çeliği kritik sıcaklık Ac3 (hipoötektoid çelik) veya Ac1'in (hiperötektoid çelik) üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtmak, tamamen veya kısmen östenitleştirmek için bir süre sıcak tutmak ve ardından bir soğutma hızı, kritik soğutma hızından daha büyüktür. Martensit (veya bainit) dönüşümü için Ms'nin (veya Ms'ye yakın izotermal) altında hızlı ve hızlı soğutma için bir ısıl işlem prosesi. Genellikle alüminyum alaşımı, bakır alaşımı, titanyum alaşımı, temperli cam ve diğer malzemelerin katı çözelti işlemi veya hızlı soğutma işlemi ile ısıl işlem işlemine su verme denir.
Söndürmenin amacı:
1) Metal ürünlerin veya parçaların mekanik özelliklerini iyileştirin. Örneğin: aletlerin, yatakların vb. sertliğini ve aşınma direncini iyileştirmek, yayların elastik limitini artırmak, mil parçalarının kapsamlı mekanik özelliklerini iyileştirmek, vb.
2) Bazı özel çeliklerin malzeme özelliklerini veya kimyasal özelliklerini iyileştirin. Paslanmaz çeliğin korozyon direncini iyileştirmek, manyetik çeliğin kalıcı manyetizmasını artırmak vb.
Su verme ve soğutma sırasında, makul su verme ortamı seçimine ek olarak, doğru su verme yöntemleri de gereklidir. Yaygın olarak kullanılan söndürme yöntemleri başlıca tek sıvılı söndürme, çift sıvılı söndürme, dereceli söndürme, izotermal söndürme ve kısmi söndürmeyi içerir.
Çelik iş parçaları su verme işleminden sonra aşağıdaki özelliklere sahiptir:
① Martensit, bainit ve kalıntı östenit gibi dengesiz (yani kararsız) yapılar elde edilir.
② Büyük bir iç stres var.
③ Mekanik özellikler gereksinimleri karşılayamaz. Bu nedenle, çelik iş parçaları genellikle su verme işleminden sonra temperlenmelidir.
02
Temperleme nedir?
Temperleme, su verilmiş metal ürünleri veya parçaları belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıp, belli bir süre beklettikten sonra belirli bir şekilde soğutan bir ısıl işlemdir. Temperleme, su verme işleminden hemen sonra yapılan bir işlemdir ve genellikle iş parçasının son ısıl işlemidir. Bir işlem, bu nedenle su verme ve temperlemenin ortak işlemine son işlem denir.
Su verme ve temperlemenin ana amacı:
1) İç gerilimi azaltın ve kırılganlığı azaltın. Söndürülmüş parçalar büyük strese ve kırılganlığa sahiptir. Zamanında temperlenmezlerse, sıklıkla deforme olurlar ve hatta çatlarlar.
2) İş parçasının mekanik özelliklerini ayarlayın. Söndürmeden sonra, iş parçası yüksek sertliğe ve yüksek kırılganlığa sahiptir. Çeşitli iş parçalarının farklı performans gereksinimlerini karşılamak için temperleme, sertlik, mukavemet, plastisite ve tokluk ile ayarlanabilir.
3) Kararlı iş parçası boyutu. Metalografik yapı, gelecekteki kullanım sırasında herhangi bir deformasyon meydana gelmemesini sağlamak için temperleme ile stabilize edilebilir.
4) Bazı alaşımlı çeliklerin kesme performansını iyileştirin.
Temperlemenin rolü:
① Yapının stabilitesini iyileştirin, böylece iş parçası kullanım sırasında artık doku dönüşümüne uğramaz, böylece iş parçasının geometrik boyutu ve performansı sabit kalır.
② İş parçasının performansını iyileştirmek ve iş parçasının geometrik boyutlarını sabitlemek için iç gerilimi ortadan kaldırın.
③ Çeliğin mekanik özelliklerini kullanım gereksinimlerini karşılayacak şekilde ayarlayın.
Temperlemenin bu etkilere sahip olmasının nedeni, sıcaklık yükseldiğinde atomların aktivitesinin artması ve çelikteki demir, karbon ve diğer alaşım elementlerinin atomlarının hızla dağılarak atomların yeniden düzenlenmesini gerçekleştirmesi ve böylece onları kararsız hale getirmesidir. Dengesiz organizasyon yavaş yavaş istikrarlı dengeli bir organizasyona dönüşür. İç gerilimin azalması, sıcaklık arttıkça metal kuvvetinin azalmasıyla da ilişkilidir. Genel olarak çelik temperlendiğinde sertlik ve dayanım azalır, plastisite artar. Temperleme sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bu mekanik özelliklerdeki değişim o kadar büyük olur. Yüksek alaşım elementi içeriğine sahip bazı alaşımlı çelikler, belirli bir sıcaklık aralığında temperlendiğinde bazı ince taneli metal bileşiklerini çökeltecek ve bu da mukavemeti ve sertliği artıracaktır. Bu fenomene ikincil sertleşme denir.
Temperleme gereksinimleri: Farklı kullanımlara sahip iş parçaları, kullanımdaki gereksinimleri karşılamak için farklı sıcaklıklarda temperlenmelidir.
① Kesici takımlar, yataklar, karbonlanmış ve su verilmiş parçalar ve yüzey su verilmiş parçalar genellikle 250 derecenin altındaki bir sıcaklıkta temperlenir. Düşük sıcaklıkta temperlemeden sonra sertlik fazla değişmez, iç gerilim azalır ve tokluk biraz artar.
② Yay, yüksek elastikiyet ve gerekli tokluğu elde etmek için 350-500 derecede orta sıcaklıkta temperlenir.
③ Orta karbonlu yapısal çelikten yapılmış parçalar, iyi bir güç ve tokluk kombinasyonu elde etmek için genellikle 500-600 derece C gibi yüksek bir sıcaklıkta temperlenir.
Çelik yaklaşık 300 derecede temperlendiğinde kırılganlığı genellikle artar. Bu fenomene birinci tip temper kırılganlığı denir. Genel olarak bu sıcaklık aralığında temperlenmemelidir. Bazı orta karbon alaşımlı yapısal çelikler, yüksek sıcaklıkta tavlamadan sonra yavaş yavaş oda sıcaklığına soğutulursa kırılgan hale gelebilir. Bu fenomene ikinci tip temper kırılganlığı denir. Temperleme sırasında çeliğe molibden eklenmesi veya yağda veya suda soğutma, ikinci tip temper kırılganlığını önleyebilir. Bu kırılganlık, ikinci tip temperlenmiş kırılgan çeliğin orijinal temperleme sıcaklığına kadar yeniden ısıtılmasıyla ortadan kaldırılabilir.
Üretimde, genellikle iş parçasının performansına yönelik gereksinimlere dayanır. Farklı ısıtma sıcaklıklarına göre, tavlama düşük sıcaklıkta tavlama, orta sıcaklıkta tavlama ve yüksek sıcaklıkta tavlama olarak ayrılır. Söndürmeyi ve müteakip yüksek sıcaklıkta tavlamayı birleştiren ısıl işlem işlemine söndürme ve temperleme denir, yani yüksek mukavemete sahipken iyi plastisite ve tokluğa sahiptir.
1) Düşük sıcaklıkta tavlama: 150-250 derece, M kez, iç gerilimi ve kırılganlığı azaltır, plastik tokluğu geliştirir, daha yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahiptir. Ölçme aletleri, bıçaklar ve rulmanlar vb. yapmak için kullanılır.
2) Orta sıcaklıkta temperleme: 350-500 derece, T süresi, yüksek elastikiyet, belirli plastisite ve sertlik. Yaylar, dövme kalıpları vb. yapmak için kullanılır.
3) Yüksek sıcaklıkta tavlama: 500-650 derece, S tavlama, iyi kapsamlı mekanik özelliklere sahip. Dişliler, krank milleri vb. yapmak için kullanılır.
03
Normalleşme nedir?
Normalleştirme, çeliğin tokluğunu artıran bir ısıl işlemdir. Çelik eleman, Ac3 sıcaklığının 30-50 derece üzerine ısıtıldıktan sonra, bir süre bekletilir ve ardından hava ile soğutulur. Ana özelliği soğuma hızının tavlamaya göre daha hızlı ve su vermeye göre daha düşük olmasıdır. Normalleştirme sırasında, çeliğin kristal taneleri biraz daha hızlı bir soğutma ile rafine edilebilir, sadece tatmin edici bir güç elde etmekle kalmaz, aynı zamanda tokluğu (AKV değeri) önemli ölçüde artırabilir, bileşenlerin Çatlama eğilimini azaltabilir. Bazı düşük alaşımlı sıcak haddelenmiş çelik levhalar, düşük alaşımlı çelik dövmeler ve dökümler normalleştirildikten sonra, malzemenin kapsamlı mekanik özellikleri büyük ölçüde iyileştirilebilir ve kesme performansı da iyileştirilebilir.
Normalleştirme aşağıdaki amaçlara ve kullanımlara sahiptir:
① Ötektoid altı çelik için normalleştirme, dökümlerin, dövmelerin ve kaynaklı parçaların aşırı ısınmış kaba taneli yapısını ve Widmanstatten yapısını ve haddelenmiş malzemelerdeki bantlı yapıyı ortadan kaldırmak için kullanılır; taneleri rafine etmek; ve söndürmeden önce ön ısıl işlem olarak kullanılabilir.
② Ötektoid üstü çelik için normalleştirme, retiküler ikincil sementiti ortadan kaldırabilir ve perliti rafine edebilir, bu da yalnızca mekanik özellikleri iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda müteakip küreselleştirme tavlamasını da kolaylaştırır.
③ Düşük karbonlu derin çekme ince çelik levhalar için normalleştirme, derin çekme özelliklerini iyileştirmek için tane sınırlarındaki serbest sementitleri ortadan kaldırabilir.
④ Düşük karbonlu çelik ve düşük karbonlu düşük alaşımlı çelik için, daha ince pul pul perlit yapısı elde etmek için normalleştirmeyi kullanın, sertliği HB140-190'e yükseltin, kesme sırasında "bıçak yapışması" olgusunu önleyin ve iyileştirin işlenebilirlik Orta karbonlu çelik için, hem normalleştirme hem de tavlama kullanılabildiğinde, normalleştirme kullanmak daha ekonomik ve uygundur.
⑤ Sıradan orta karbonlu yapısal çelik için, mekanik özellikler yüksek olmadığında su verme ve yüksek sıcaklıkta temperleme yerine normalleştirme kullanılabilir, bu sadece kullanımı kolay olmakla kalmaz, aynı zamanda çeliğin yapısını ve boyutunu da stabilize eder.
⑥ Yüksek sıcaklıkta normalleştirme (Ac3'ün 150-200 derece üzerinde), yüksek sıcaklıktaki yüksek difüzyon hızı nedeniyle döküm ve dövme parçaların bileşim ayrışmasını azaltabilir. Yüksek sıcaklıkta normalleştirmeden sonra kaba taneler, ikinci bir daha düşük sıcaklıkta normalleştirme ile rafine edilebilir.
⑦ Buhar türbinlerinde ve kazanlarda kullanılan bazı düşük ve orta karbonlu alaşımlı çelikler için, beynit yapı elde etmek için genellikle normalizasyon kullanılır ve ardından yüksek sıcaklıkta temperlenir. 400-550 derecede kullanıldığında iyi sürünme direncine sahiptir.
⑧ Çelik parçalara ve çelik ürünlere ek olarak, bir perlit matrisi elde etmek ve sfero dökümün mukavemetini artırmak için sfero dökümün ısıl işleminde normalizasyon da yaygın olarak kullanılır.
Normalleştirme, hava soğutması ile karakterize edildiğinden, ortam sıcaklığı, istifleme yöntemi, hava akışı ve iş parçası boyutunun tümü, normalleştirmeden sonra yapı ve performans üzerinde bir etkiye sahiptir. Normalleştirilmiş yapı, alaşımlı çeliğin bir sınıflandırma yöntemi olarak da kullanılabilir. Genel olarak alaşımlı çelikler, 25 mm çapındaki bir numunenin 900 dereceye kadar ısıtılması ve hava ile soğutulması ile elde edilen mikro yapıya göre perlitli çelik, beynitli çelik, martensitik çelik ve östenitik çelik olarak ayrılır.
04
tavlama nedir?
Tavlama, metalin yavaş yavaş belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıldığı, yeterli bir süre bekletildiği ve daha sonra uygun bir oranda soğutulduğu bir metal ısıl işlem işlemidir. Tavlama ısıl işlemi, tam tavlama, eksik tavlama ve gerilim giderme tavlaması olarak ayrılır. Tavlanmış malzemelerin mekanik özellikleri, çekme testi veya sertlik testi ile tespit edilebilir. Birçok çelik ürün tavlanmış ve ısıl işlem görmüş halde tedarik edilmektedir. Rockwell sertlik test cihazı, çeliğin sertliğini test etmek için kullanılabilir. Daha ince çelik levhalar, çelik şeritler ve ince cidarlı çelik borular için, HRT sertliğini test etmek için yüzey Rockwell sertlik test cihazları kullanılabilir. .
Tavlamanın amacı:
① Çelik döküm, dövme, haddeleme ve kaynaklamanın neden olduğu çeşitli yapısal kusurları ve artık gerilimleri iyileştirin veya ortadan kaldırın ve iş parçalarının deformasyonunu ve çatlamasını önleyin.
② İş parçasını kesmek için yumuşatın.
③ İş parçasının mekanik özelliklerini iyileştirmek için taneleri inceltmek ve yapıyı iyileştirmek.
④ Nihai ısıl işlem (söndürme, temperleme) için organizasyonel hazırlıklar yapın.
Yaygın olarak kullanılan tavlama işlemleri şunlardır:
① Tamamen tavlanmış. Orta ve düşük karbonlu çeliklerin döküm, dövme ve kaynak işlemlerinden sonra zayıf mekanik özelliklere sahip kaba kızgın yapıyı rafine etmek için kullanılır. İş parçasını, ferritin tamamen ostenite dönüştüğü sıcaklığın 30-50 derece üzerine ısıtın, bir süre sıcak tutun ve ardından fırınla yavaşça soğutun. Soğutma işlemi sırasında östenit, çelik yapıyı inceltmek için tekrar dönüşecektir.
② Küreselleştirme tavlaması. Dövme sonrası takım çeliği ve yatak çeliğinin yüksek sertliğini azaltmak için kullanılır. İş parçası, çeliğin östenit oluşturmaya başladığı sıcaklığın 20-40 derece üzerine kadar ısıtılır ve ardından ısıyla muhafaza edildikten sonra yavaşça soğutulur. Soğutma işlemi sırasında perlitin içindeki lamel sementit küre şeklini alarak sertliği azaltır.
③ İzotermal tavlama. Yüksek nikel ve krom içeriğine sahip bazı alaşımlı yapı çeliklerinin yüksek sertliklerini kesmek için azaltmak amacıyla kullanılır. Genel olarak önce östenitin en kararsız sıcaklığına daha hızlı bir şekilde soğutulur ve östenit uygun bir süre troostite veya sorbite dönüştürülür ve sertlik azaltılabilir.
④ Yeniden kristalleştirme tavlaması. Soğuk çekme ve soğuk haddeleme işlemlerinde metal tel ve ince levhanın sertleşme olgusunu (sertlik artışı ve plastisite azalması) ortadan kaldırmak için kullanılır. Isıtma sıcaklığı genellikle çeliğin östenit oluşturmaya başladığı sıcaklığın 50-150 derece altındadır. Ancak bu şekilde iş sertleştirme etkisi ortadan kaldırılabilir ve metal yumuşatılabilir.
⑤ Grafitleştirme tavlaması. Büyük miktarda sementit içeren dökme demiri, iyi plastisiteye sahip dövülebilir dökme demire dönüştürmek için kullanılır. Proses işlemi, dökümü yaklaşık 950 dereceye kadar ısıtmak, belirli bir süre sıcak tutmak ve ardından bir grup topak grafit oluşturmak üzere sementiti ayrıştırmak için uygun şekilde soğutmaktır.
⑥ Difüzyon tavlaması. Alaşımlı dökümlerin kimyasal bileşimini homojen hale getirmek ve performanslarını artırmak için kullanılır. Yöntem, dökümü eritmeden mümkün olan en yüksek sıcaklığa kadar ısıtmak ve uzun süre sıcak tutmak ve ardından alaşımdaki çeşitli elementlerin difüzyonu eşit olarak dağılma eğiliminde olduktan sonra yavaşça soğutmaktır.
⑦ Gerilme giderme tavlaması. Çelik döküm ve kaynaklı bağlantıların iç gerilimini ortadan kaldırmak için kullanılır. Östenitin oluşmaya başladığı sıcaklığın 100-200 derece altına kadar ısıtılan demir ve çelik ürünler için, ısı korumasından sonra havada soğutma iç gerilimi ortadan kaldırabilir
