İzotermal (izotermik) tavlama çok mu gerekli?

Isıl işlem demek her zaman metali ısıtıp soğutmak demek değildir. Kimi zaman prosesler serisi gerekir, kimi zaman sadece bir proses işi kotarabilir. Öyledir ki bazı işlemler malzemenin ileriki proseslerde sorun çıkarmaması amacıyla hata önleyici mantıkla yapılır. Metal parçalar hayati önemlere sahip olduğu için bu işlemlerde yaşanacak en ufak bir pürüz, büyük kayıplara yol açabilir.

İzotermik veya izotermal tavlama da bu işlemlerden biridir. Her ne kadar izotermal tavlama yapılan bir ürün direkt olarak kullanılmasa da ara operasyon olması gereksiz olduğu anlamına gelmez. İzotermal tavlama sadece bir etkiden dolayı tercih edilmez. Başlıca amaçları;

  • Mikro yapıyı homojenleştirmek
  • Taneleri irileştirmek ve küçültmek
  • Sertliği azaltmak
  • Sonraki operasyonlarda çarpılma azaltıcı etki yapmak
  • İç gerilmeleri azaltmak

Her parçaya bu işlemi yapsak mantıklı olmaz mı? Aslında bu soru biraz da maliyetsel bir açıklama gerektirir. Endüstriyel sahada izotermal tavlama kısmi ısı etkisi görmüş çeliklerde sıkça uygulanır. Özellikle sonraki operasyonu bir yüzey sertleştirme işlemi ise çarpılmayı engellemek amacıyla kesinlikle tercih edilmelidir.

Ürün bazında bahsetmek gerekirse dişlilerde izotermal tavlama yapılmaktadır. Grafiğini kısaca şöyle gösterebiliriz. Kontrollü soğutma ve İzotermal tavlama sonrası mikro yapıların farkı aşağıda gösterilmiştir.

İzotermal tavlama nasıl yapılır?

Parçayı A3 hattının üzerine ısıtılıp (östenitleme) gerekli süre parametresi tamamlandıktan sonra ani bir soğutma ile ( fan soğutma yöntemleri tercih edilir) sıcaklığı A1 hattı altına düşürülür. Bu sabit sıcaklıkta (600-700) bir miktar meneviş benzeri işlem gördükten sonra nihai yapı elde edilmiş olur. Aşağıdaki grafikte tam tavlama ve izotermal tavlama arasındaki farkı görebilirsiniz;

9 Types of Annealing - Conditions and Requirement [updated]

Tam tavlama ibaresi farklı literatürlerde geçtiği gibi sanayii alanında normalizasyon yöntemi olarak da bilinir. İkisi arasında elbette ki fark vardır. Normalizasyon sıcaklığı tam tavlama işlemininkinden daha yüksektir. Dolayısıyla soğuma hızları da daha farklı olacaktır. Çıktı olarak alınan yapıda da taneler daha ine bir görüntü oluşturur.

Bu işlemin yapılması özellikle işleme proseslerinde büyük avantajlar yaratır. Sementasyon ve nitrasyona girecek ürünün doğru hazırlanmasını sağlar.

Örnek bir proses reçetesi;