Kapat
Malzeme Bilimi 0

Takım Çeliklerinin Isıl İşlemi


Takım Çelikleri: Esaslar

Genel olarak bütün metal, plastik, lastik, seramik, refrakter ile kağıt ve ahşap malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılmak üzere tasarlanan çeliklere Takım Çelikleri adı verilir. Kullanım şartlarına ve uygulama alanlarına göre takım çelikleri aşağıdaki şekilde sınıflandırılır.

  • Soğuk İş Takım Çelikleri
  • Sıcak İş Takım Çelikleri
  • Plastik Takım Çelikleri
  • Yüksek Hız Çelikleri

Bu çelikler esas olarak aşağıdaki özellikleri kapsayan çeliklerdir:

  • Yüksek Mukavemet (Dayanç)
  • Yüksek Sertlik
  • Yüksek Aşınma Direnci
  • Yüksek Sertleşebilirlik
  • Yüksek Süneklik
  • Yüksek Tokluk
  • İyi Yüksek Sıcaklık Özellikleri
  • Yüksek Isıl İletkenlik
  • Düşük Isıl Genleşme
  • Yüksek İşlenebilirlik
  • İyi Kaynaklabilirlik
  • İyi Parlatılabilirlik

Bu özelliklerin tamamının aynı çelikte toplanmış olması beklenmez, ancak kullanım yerine bağlı olarak en uygun malzeme, toplam ekonomi yani kalıptan beklenen ömür/performans dikkate alınarak seçilir.

Takım çelikleri, içerdikleri alaşım miktarına bağlı olarak da alaşımsız, düşük alaşımlı, yüksek alaşımlı ve hız çelikleri olarak ayrıca sınıflanabilir. Ayrıca, takım çelikleri içirişinde ifade edilen kimi paslanmaz çelikler bulunmaktadır. Bu çeliklerin uygulama alanları genişlemekte ve kullanımları yaygınlaşmaktadır. Benzer biçimde, günümüzde giderek daha geniş uygulama alanı bulan bir diğer takım çeliği grubu ise Toz Metalurjik çeliklerdir. Alışılmış döküm-dövme üretim biçiminin yani Geleneksel Metalurjinin ötesinde bir üretim tekniğine dayandığı için TM olarak anılan bu malzemeler, özellikle Vanadis serisi çelikler olarak, Türkiye’de de geniş bir kullanıma sahiptir.

Çelik Kalitesi

Takım çeliği, yüksek oranda alaşım elemanı içerir. Yüksek oranlı alaşım elemanı, çeliğin ergitilmesinden dökümüne ve işlenmesine kadar her aşamasında diğer çeliklerin üretiminden farklı sistemlerin kullanılmasını zorunlu kılar. Takım çeliğinin kalitesi de çeliğin üretiminde uygulanan bu işlemlere bağlıdır. Bu işlemlerin hedefi, kalıp çeliğinin aşağıdaki özelliklere sahip olabilmesidir; bu özellikler aynı zamanda çeliğin kalitesini ifade eder.

  • Dar Kimyasal Bileşim
  • Homojen Kimyasal Bileşim
  • İnce Taneli ve Homojen Mikroyapı
  • İşlenmiş Yüzeyler (Kabuk Soyulmuş)
  • Tam Kalite Kontrolü
  • Stok Genişliği

Takım Çeliklerinin Isıl İşlemlerinde İzlenen Kademelerin Anlamı

“Kusurlu ısıl işlem, en iyi kalite çeliği bozar. En iyi ısıl işlem bile kalitesiz bir çeliğe fazla bir değer kazandırmaz.”

  1. Kaba talaş işçiliği yapılmış parça ve parçalar
  2. Gerilim Giderme Tavı: Talaşlı işlem sonucu, gerilim dengesi bozulmuş parça 600-650 oC iki saat tavlanır ve fırında soğutulur. Bu işlem sertleştirme işleminde çarpılma ve çatlama riskini azaltır. Çelik üreticileri bu işlemi önemle önermektedirler. İşlem bütün takım çelikleri ile çarpılma riski olan makine parçalarına uygulanır.
  3. Son talaşlı işçilik: Gerilimi alınmış parçaların, taşlama ve alıştırma payına kadar son işlemi yapılır.
  4. Ön ısıtma: Parçanın bütün kesitinin dengeli ısınabilmesi için ön ısıtma çok önemlidir.

a) 900 oC’nin altında sertleştirilen çelikler 1 veya 2 kademede,

1.Kademe: 400-500 oC,

2.Kademe: 600-650 oC

b) 900 oC’nin üstünde sertleştirilen yüksek kromlu soğuk iş çelikleri ve sıcak iş çelikleri, 3 kademede

1.Kademe: 400-450 oC,

2.Kademe: 600-650 oC,

3.Kademe: 800-850 oC

c) Yüksek hız çelikleri, 3-4 kademede

1.Kademe: 400-450 oC,

2.Kademe: 600-650 oC,

3.Kademe: 800-850 oC,

4.Kademe: 1000-1050 oC

Önemli ve karışık şekilli parçalarda kademe sayısı arttırılabilir. Her ön ısıtma kademesinde ve sertleştirme sıcaklığında, ani ısıtma etkisi ile oluşacak riski gerilimleri önlemek için, parça yeteri kadar daldırılıp çıkarılarak, köşelerin, kenarların ve ince kesitlerin dengeli ısınması ve tane irileşmesi önlenir. Parçanın dengesiz ısınması en büyük riske neden olur.

  1. Sertleştirme sıcaklığı: Parçanın bütün kesiti ısındıktan sonra HSS’lerde saniye, soğuk ve sıcak iş çeliklerinde dakika hesabı ile tutulur. Bu konuda katalog değerlerinden faydalanılır. Gereğinden az tutulursa yapıda dönüşüm olmaz, çok tutulursa tane büyümesi olur. Her iki durumda sakıncalı durumlara neden olur.
  2. Soğutma ortamı: En olumlu sonuç veren Vakum altında yüksek basınçlı gaz kullanımıdır. Vakum altındaki soğutmalarda çarpılma riski azalmaktadır; ayrıca, soğutma hızı ve soğutma rejimi son derece kontrollü gerçekleştirilebilmektedir. Öte yandan tuz banyosu olarak da bilinen sıcak banyolar bir diğer kullanışlı soğutma ortamıdır. Ancak, banyoların sıcaklığını kontrol altında tutacak, donanıma sahip olması gerekir. Sıcak banyolarda da uzun süre tutmak çok sakıncalıdır. Banyodan alınan parça sakin bir ortamda soğumaya bırakılır. Havada soğutulacaksa havanın her yönden eşit şekilde gelmesine dikkat edilmelidir.
  3. 60-80 oC’ye kadar soğumuş olan parça, hemen menevişe konulmayacaksa 120-150 oC’lik bir ortamda 100 mm, et kalınlığı için 1 saat olmak üzere sıcak bir ortamda bekletilir. Bu işleme “Dengeleme” denilmektedir. İç gerilimlerden doğacak çatlama riskini en aza indirir.
  4. Birinci Meneviş: Çelik türlerine göre sıcaklık, zaman ve meneviş sayısı katalog veya prospektüsünde verilir, bunlara bağlı kalmak, olumsuz sonuçları azaltır. Meneviş sıcaklığı için en yüksek sertliği sağlayan sıcaklık seçilmelidir.
  5. Parça temizlenir ve sertlik kontrolü yapılır.
  6. İkinci ve üçüncü meneviş genelde birinci menevişten en az 15-20 oC düşük seçilir. Sıcak iş çeliklerinde tutma zamanı 2-10 saat olabilir. 2. ve 3. meneviş süreleri ne kadar uzun olursa, takımın dayanma gücüne olumlu etkisi, o oranda iyi olur. Çelik istenilen bu menevişle getirilir.
  7. Temizlik ve sertlik kontrol edilir.
  8. Yüksek hız çeliklerinde 3. Meneviş muhakkak uygulanmalıdır.
  9. Temizlik, sertlik kontrolü, taşlama veya bileme, yüzeysel sertlik artırma işlemleri (nitrasyon, tenifer, PVD, sert kromaj).

Takım Çeliklerinin Isıl İşlemlerinde İzlenen Kademelerin Şematik Görünümü

a) Sertleştirme sıcaklığı 900 oC’nin altındaki çelikler için.

b) Sertleştirme sıcaklığı 900 oC’nin üzerindeki takım çelikleri için.

c)  Yüksek hız çelikleri için.

Kaynaklar:

  1. İTÜ Kimya-Metalurji Fakültesi Metalurji Mühendisliği Bölümü Isıl İşlem Ders Notları, Prof. Dr. Nazım Bozkurt, 1994
  2. Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi – Seçilmiş Temel Kavramlar ve Endüstriyel Uygulamalar, Prof. Dr. A. Halim Demirci, Alfa Yayınları, 2004
  3. Uddeholm Steel Handbook

BİNLERCE ABONE ARASINA KATIL

En kaliteli, en geçerli, en iyi mühendislik bilgilerini abone olarak, takipte kalarak öğrenebilirsin!

Abonelik işleminiz tamamlandı.

Hata oluştu.

MalzemeBilimi.Net'te yazar olarak siz de para kazanabilirsiniz! Yazar olmak için tıklayın!
Erkan Durgut

Erkan Durgut

Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Metal Öğretmenliği mezunuyum. Karabük Üniversitesi Metal Eğitimi Yüksek Lisans Programı'nda Özel Öğrenci olarak eğitim aldım. Bilimsel ve akademik konularda araştırmalar ve paylaşımlar yapmayı seviyorum, o yüzden buradayım. Çalışma Alanım: Malzeme Bilimi, Mekanik Metalurji, Kaynak Metalurjisi, İleri Kaynak Teknolojisi, Paslanmaz Çelikler, Alüminyum Alaşımları, Isıl İşlem, Faz Diyagramları. Uluslararası Hakemli Dergide Yayınlanan Makalem: “Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Nokta Direnç Kaynağına Akım Şiddeti ve Kaynak Zamanının Etkisi” Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, No 2, 341-348, 2011 [ Makaleyi görüntülemek için: http://www.mmfdergi.gazi.edu.tr/article/view/1061000626 ]. Lisans Bitirme Tezim: "Deformasyon Yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi" 2009 Bu çalışma daha sonra Uluslararası Teknoloji Sempozyumu Elazığ/2011'de makale olarak yayınlanmıştır. [ Makaleyi görüntülemek için: http://web.firat.edu.tr/iats/cd/subjects/Metallurgy&Material/MSM-31.pdf ]

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir