Islah çeliği, yüksek mukavemet ve iyi süneklik ile karakterize edilen bir çelik çeşididir. Islah çelikleri %0,25-0,60 karbon seviyesine sahiptir ve hem alaşımsız hem de düşük alaşımlı olabilir. Alaşımlı kaliteler ayrıca krom, nikel ve molibden içerir.
Islah işlemi, iki aşamalı bir ısıl işlem sürecinden oluşur. Birinci aşama, çeliğin yaklaşık 900°C'ye östenitleştirildiği ve ardından su veya yağ ile hızla soğutulduğu sertleştirmeyi içerir. İkinci aşama, istenen malzeme özelliklerini elde etmek için malzemenin temperlenmesinden oluşur. Su verme ve temperleme, ince taneli ve homojen bir mikro yapı sağlar. Islah çeliğinin ingilizcesi "quenched and tempered steel" olarak kullanılır ve bu iki sürece atıfra bulunur.
Su Verme ve Temperleme Arasındaki Fark Nedir?
Su verme, bir iş parçasının ısıl işleminden sonra hızlı soğutma işlemiyken, temperleme, demir bazlı alaşımların tokluğunu artırmak için ısıl işlemi içeren bir işlemdir. Bu nedenle, su verme ve temperleme arasındaki temel fark, su vermenin bir iş parçasının hızlı bir şekilde soğutulması iken temperlemenin bir iş parçasına ısıl işlem yapmasıdır.
Ayrıca, su verme ve temperleme arasındaki diğer bir fark, temperleme çeliğin aşırı sertliğinin bir kısmını ortadan kaldırabilirken, deformasyona karşı direnci artırmak için su verme gerçekleştirilmesidir.
Islah Çeliğinin Faydaları
Çelik başlangıçta güçlüdür, ancak bazen onu daha da güçlendirmek gerekir. Bunu başarmak için yaygın uygulamalardan biri su verme ve tavlamadır. Bu, demir bazlı alaşımları ısıtma, hızlı soğutma ve yeniden ısıtma yoluyla güçlendiren ve sertleştiren bir işlemdir. Çelik belirli bir noktanın üzerinde ısıtıldığında tane (moleküler) yapıları değişir. Çelik daha sonra istenen tane yapısını oluşturmak için değişen hızlarda söndürülür. Yeşil sebzeleri buharda haşlayıp daha fazla pişmelerini önlemek için soğuk suya sokmaya benzer. Suda söndürüldükten sonra, malzeme kimyası verilebilecek en zor olanıdır. Sert olmasına rağmen malzeme son derece kırılgandır ve çatlamaya açıktır. Bunu düzeltmek için, çeliği sünek hale gelene kadar ısıtarak metalin temperlenmesi gerekir.
Islah Çeliği Isıl İşlem Süreçleri: ZSD Diyagramı
Zaman, sıcaklık, dönüşüm diyagramı (ZSD), çeliğin ısıl işlemi için temel kılavuzdur. Diyagramı kullanarak, istenen tane yapısını ve gereken özellikleri sağlayacak bir ısıl işlem döngüsü geliştirilebilir. Diyagram, malzemenin ne kadar hızlı soğutulduğuna veya söndürüldüğüne bağlı olarak oluşacak tane yapısını gösteren, sıcaklık ve zamanın bir fonksiyonudur. Soğutma işlemi ne kadar yavaş olursa, o kadar fazla östenitik tane yapısı kalır, bu da iyi sünekliğe sahip ancak daha düşük mukavemete sahip yumuşak bir malzeme sağlar. Çok hızlı bir soğutma, toplam martensit tane yapısı üretir, bu da bir ürünü mukavemeti yüksek ancak sünek yapmaz. Temperleme işlemi, sünekliği geri getirdiği için, özellikle çok hızlı soğutmada, ısıl işlemde önemli bir aşamadır.
Su verme işlemine başlamadan önce çeliği yüksek bir ısıya ısıtılması gerekir. Bu sıcaklığa ısıtmak, östenit adı verilen bir tanecik yapısının oluşmasına neden olur. Östenitik bir tane yapısı çok yumuşak bir metal üretir.
Islah Çeliği Isıl İşlem Süreçleri: Su Verme İşlemi
Malzeme biliminde su verme, belirli malzeme özelliklerini elde etmek için bir iş parçasının su, yağ, polimer, hava veya diğer sıvılarda hızlı bir şekilde soğutulmasıdır. Bir tür ısıl işlem, su verme, faz dönüşümleri gibi istenmeyen düşük sıcaklıklı işlemlerin oluşmasını engeller. Bunu, bu istenmeyen reaksiyonların hem termodinamik olarak uygun hem de kinetik olarak erişilebilir olduğu zaman penceresini azaltarak yapar; örneğin su verme, hem metalik hem de plastik malzemelerin kristal tane boyutunu azaltarak sertliklerini artırabilir.
Metalürjide, söndürme en yaygın olarak, çeliğin ötektoid noktasından hızla soğutulması gereken bir martensit dönüşümü indükleyerek çeliği sertleştirmek için kullanılır, bu sıcaklıkta östenit kararsız hale gelir. Nikel ve manganez gibi metallerle alaşımlı çelikte ötektoid sıcaklık çok daha düşük olur, ancak faz dönüşümünün kinetik bariyerleri aynı kalır. Bu, söndürmenin daha düşük bir sıcaklıkta başlamasına izin vererek işlemi çok daha kolay hale getirir. Yüksek hız çeliği ayrıca, iş parçası gerçekte olduğundan daha hızlı soğutulmuş gibi, diğer etkilerin yanı sıra malzeme özellikleri (sertlik ve aşınma direnci) veren kinetik bariyerleri yükseltmeye yarayan tungsten ekledi. Bu tür alaşımları havada yavaşça soğutmak bile, söndürmenin istenen etkilerinin çoğuna sahiptir; yüksek hız çeliği, yüksek hızlı kesme nedeniyle ısı döngüsünden çok daha az zayıflar.
Son derece hızlı soğutma, amorf metal veya metalik cam ile sonuçlanan tüm kristal yapının oluşumunu önleyebilir.
Su verme sertleştirme, çelik ve dökme demir alaşımlarının güçlendirildiği ve sertleştirildiği mekanik bir işlemdir. Bu metaller demirli metaller ve alaşımlardan oluşur. Bu, malzemeye bağlı olarak malzemenin belirli bir sıcaklığa ısıtılmasıyla yapılır. Bu, malzemenin soğutulma hızına göre değişen yüzey sertleştirme veya tam sertleştirme yoluyla daha sert bir malzeme üretir. Daha sonra malzeme, su verme sertleştirme işleminden artabilecek kırılganlığı azaltmak için genellikle temperlenir. Söndürülebilecek öğeler arasında dişliler, miller ve aşınma blokları bulunur.
Amaç
Sertleşmeden önce, dökme çelikler ve demir, tek tip ve katmanlı (veya katmanlı) perlitik tane yapısına sahiptir. Bu, çelik veya dökme demir üretildiğinde ve yavaş bir hızda soğutulduğunda oluşan bir ferrit ve sementit karışımıdır. Perlit, oldukça yumuşak olduğu için çelik alaşımlarının birçok yaygın uygulaması için ideal bir malzeme değildir. Perlitin ötektoid geçiş sıcaklığı olan 727 °C'yi geçerek ısıtılması ve ardından hızla soğutulmasıyla, malzemenin kristal yapısının bir kısmı martensit olarak bilinen çok daha sert bir yapıya dönüştürülebilir. Bu martensitik yapıya sahip çelikler, bıçakların kesici kenarı gibi iş parçasının deformasyona karşı oldukça dirençli olması gereken uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Bu çok verimli.
İşlem
Su verme işlemi, numunenin ısıtılmasıyla başlayan bir ilerlemedir. Çoğu malzeme 815 ila 900 °C (1.500 ila 1.650 °F) arasında ısıtılır ve iş parçası boyunca sıcaklıkların aynı kalmasına özen gösterilir. Eşit olmayan ısınmayı ve aşırı ısınmayı en aza indirmek, istenen malzeme özelliklerini vermenin anahtarıdır.
Su verme işlemindeki ikinci adım ıslatmadır. İş parçaları havada (hava fırını), sıvı banyosunda veya vakumda ıslatılabilir. Tuz veya kurşun banyolarında önerilen süre 6 dakikaya kadardır. Islatma süreleri bir vakum içinde biraz daha yüksek olabilir. Isıtma adımında olduğu gibi, ıslatma sırasında numune boyunca sıcaklığın mümkün olduğunca eşit kalması önemlidir.
İş parçası ıslatmayı bitirdikten sonra soğutma adımına geçer. Bu adım sırasında parça bir tür söndürme sıvısına daldırılır; farklı su verme sıvıları, su verilmiş bir parçanın nihai özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Su, maksimum sertliğin istendiği en verimli su verme ortamlarından biridir, ancak bozulmaya ve küçük çatlaklara neden olma olasılığı çok düşüktür. Sertlikten vazgeçilebildiğinde, genellikle mineral yağlar kullanılır. Bu yağ bazlı sıvılar, söndürme sırasında genellikle oksitlenir ve bir çamur oluşturur, bu da sonuç olarak işlemin verimliliğini düşürür. Yağın soğuma hızı sudan çok daha azdır. Su ve yağ arasındaki ara oranlar, amaca uygun formüle edilmiş bir susuzluk, ters çözünürlüğe sahip bir madde ile elde edilebilir ve bu nedenle soğuma hızını yavaşlatmak için nesne üzerinde birikir.
Su verme, nitrojen ve soy gazlar gibi soy gazlar kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Azot, yaygın olarak, mutlak 20 bar'a kadar değişen atmosferik basınçtan daha yüksek basınçta kullanılır. Helyum, termal kapasitesi azottan daha büyük olduğu için de kullanılır. Alternatif olarak argon kullanılabilir; bununla birlikte yoğunluğu hareket etmek için önemli ölçüde daha fazla enerji gerektirir ve termal kapasitesi alternatiflerinden daha azdır. İş parçasındaki bozulmayı en aza indirmek için uzun silindirik iş parçaları dikey olarak söndürülür; düz iş parçaları kenarda söndürülür; ve kalın kısımlar önce banyoya girmelidir. Buhar kabarcıklarını önlemek için banyo çalkalanır.
Çoğu zaman, söndürmeden sonra, bir demir veya çelik alaşımı, martenzitin fazlalığı nedeniyle aşırı sert ve kırılgan olacaktır. Bu durumlarda, demir esaslı alaşımların tokluğunu artırmak için su verilmiş malzeme üzerinde tavlama olarak bilinen başka bir ısıl işlem tekniği gerçekleştirilir. Temperleme genellikle aşırı sertliğin bir kısmını azaltmak için sertleştirmeden sonra gerçekleştirilir ve metalin belirli bir süre için kritik noktanın altındaki bir sıcaklığa ısıtılması ve ardından durgun havada soğumaya bırakılmasıyla yapılır.
Soğutma için birkaç farklı yöntem vardır. Tuzlu su çözeltisi kullanmak en hızlısıdır, bunu tatlı su, polimer, yağ ve basınçlı hava izler. Bu durumda en hızlı her zaman en iyisi değildir; bazen çok hızlı su verme çatlamaya neden olabilir.
Tuzlu Su ile Su Verme
Genellikle düz su verme ile oluşan buhar ceketini büyük ölçüde azaltır. Buhar battaniyesi, çelikte elde edilen su verme hızını ve sertliği yavaşlatır.
Nitrat bazlı (en yaygın) ve klorür bazlı olmak üzere iki tür tuz kullanılabilir
Sıcaklık, çalkalama ve su içeriği yoluyla su verme şiddetini kontrol etme yeteneği verir.
Tatlı Su ile Su Verme
Tek tip soğutma, suyun tutarlı bir sıcaklıkta tutulmasını ve eşit şekilde uygulanmasını gerektirir.
Su çok ısınırsa istenilen tane yapısı elde edilemez.
Polimer ile Su Verme
Su bazlı süreç
İstenilen sonuçları elde etmek için çözelti konsantrasyonu, çalışma sıcaklığı ve çalkalama kontrol edilmelidir.
Su veya tuzlu su söndürmeden daha az şiddetlidir
Kesintili su verme özelliğine sahip olabilir, yani parçalar tamamen soğumadan çıkarılabilir. Bu, yangın riski olmadan bozulmayı en aza indirebilir.
Yağ ile Su Verme
Daha yavaş bir soğutma hızı sağlar
Daha şiddetli bir yöntem kullanıldığında çatlayabilen alaşımlı çelikler için kullanılır
Yaratılan bozulma miktarını azaltır
Yağ seçimi geometriye, kalınlığa ve izin verilen bozulma toleransı derecesine bağlıdır
İşlemleri tamamen kapatarak süreç eskisinden çok daha güvenli olabilir
Yağın yaklaşık %80'ini geri kazanma ve yeniden kullanma yeteneği, bazılarının avantaj olarak gördüğü şeyi sağlar
Bu tekniğin önündeki en büyük engel kullanılabilirliktir
Islah Çeliği Isıl İşlem Süreçleri: Temperleme İşlemi
Söndükten sonra metal çok sert bir haldedir, ancak kırılgandır. Çelik, sertliğin bir kısmını azaltmak ve sünekliği artırmak için temperlenir. 400° F ile 1,105° F arasında düşen bir sıcaklıkta belirli bir süre boyunca ısıtılır. Bazen, daha fazla süneklik gerekiyorsa, daha yüksek bir sıcaklık kullanılır - yaklaşık 1300° F. Son olarak, çelik daha çok durgun havada soğur. Bu işlemlerin kombinasyonu, belirli uygulama için gerekli özelliklere sahip bir çelik üretir.
Temperleme, alaşımın sertliğini azaltarak daha fazla tokluk elde etmek için çelik veya dökme demir gibi demir içeren alaşımlara uygulanan bir ısıl işlem tekniğidir. Sertlikteki azalmaya genellikle süneklikte bir artış eşlik eder, böylece metalin kırılganlığı azalır. Temperleme genellikle metalin en zor duruma getirilmesi için hızlı bir şekilde soğutulması olan su verme işleminden sonra gerçekleştirilir. Temperleme, söndürülmüş iş parçasının "düşük kritik sıcaklığının" altındaki bir sıcaklığa kontrollü ısıtılmasıyla gerçekleştirilir. Bu aynı zamanda daha düşük dönüşüm sıcaklığı veya daha düşük tutuklama (A1) sıcaklığı olarak da adlandırılır; ferrit ve sementit olarak adlandırılan alaşımın kristal fazlarının, östenit olarak adlandırılan tek fazlı bir katı çözelti oluşturmak üzere birleşmeye başladığı sıcaklık. Martenzit adı verilen çok sert, söndürülmüş mikro yapıyı bozmamak için bu sıcaklığın üzerinde ısıtmadan kaçınılır.
Temperleme işlemi sırasında zaman ve sıcaklığın hassas kontrolü, istenen fiziksel özellik dengesini elde etmek için çok önemlidir. Düşük tavlama sıcaklıkları, sertliğin çoğunluğunu korurken kırılganlığı azaltarak yalnızca iç gerilimleri hafifletebilir. Daha yüksek tavlama sıcaklıkları, esneklik ve plastisitede bir artış için bir miktar akma mukavemetinden ve çekme mukavemetinden fedakarlık ederek, sertlikte daha büyük bir azalma üretme eğilimindedir. Bununla birlikte, krom ve molibden gibi diğer elementleri içeren bazı düşük alaşımlı çeliklerde, düşük sıcaklıklarda tavlama sertlikte bir artışa neden olabilirken, daha yüksek sıcaklıklarda sertlik azalacaktır. Bu alaşım elementlerinin yüksek konsantrasyonlarına sahip birçok çelik, su verme ve tavlamada bulunan koşullar altında zıt etkiler yaratan çökelme sertleştirme alaşımları gibi davranır ve maraj çelikleri olarak adlandırılır.
Karbon çeliklerinde tavlama, martensit içindeki karbürlerin boyutunu ve dağılımını değiştirerek tavlanmış martensit adı verilen bir mikro yapı oluşturur. Sünekliği, işlenebilirliği ve darbe dayanımını artırmak için normalleştirilmiş çelikler ve dökme demirler üzerinde de temperleme yapılır. Çelik genellikle eşit şekilde tavlanır, buna temperleme yoluyla denir ve neredeyse tek tip bir sertlik üretilir, ancak bazen eşit olmayan bir şekilde ısıtılır, diferansiyel tavlama olarak adlandırılır ve sertlikte bir değişiklik meydana gelir.
Su Verilmiş Çeliğin Temperlenmesi
Temperleme çoğunlukla, üst kritik (A3) sıcaklığının üzerinde ısıtılmış ve daha sonra sıcak çeliği suya, yağa veya cebri havaya daldırmak gibi yöntemler kullanılarak söndürme adı verilen bir işlemde hızla soğutulan çelik üzerinde gerçekleştirilir. Su verilmiş çelik, mümkün olan en sert durumuna veya çok yakınına yerleştirildikten sonra sertliği, istenen uygulama için daha uygun bir noktaya kademeli olarak azaltmak için temperlenir. Su verilmiş çeliğin sertliği hem soğuma hızına hem de alaşımın bileşimine bağlıdır. Yüksek karbon içeriğine sahip çelik, düşük karbon içeriğine sahip çelikten çok daha sert bir duruma ulaşacaktır. Benzer şekilde, yüksek karbonlu çeliğin belirli bir sıcaklığa tavlanması, aynı sıcaklıkta tavlanmış düşük karbonlu çelikten çok daha sert çelik üretecektir. Temperleme sıcaklığında tutulan sürenin de bir etkisi vardır. Daha kısa bir süre için biraz yüksek sıcaklıkta temperleme, daha düşük bir sıcaklıkta daha uzun süre temperleme ile aynı etkiyi yaratabilir. Temperleme süreleri, çeliğin karbon içeriğine, boyutuna ve istenen uygulamasına bağlı olarak değişir, ancak tipik olarak birkaç dakika ile birkaç saat arasında değişir.
Su verilmiş çeliğin 66 ve 148 °C (151 ve 298 °F) arasındaki çok düşük sıcaklıklarda temperlenmesi, genellikle bazı iç gerilimlerin hafif bir şekilde hafifletilmesi ve kırılganlığın azalması dışında fazla bir etkiye sahip olmayacaktır. 148 ila 205 °C (298 ila 401 °F) arasındaki daha yüksek sıcaklıklarda temperleme, sertlikte hafif bir azalmaya neden olur, ancak öncelikle iç gerilimlerin çoğunu hafifletir. Düşük alaşım içeriğine sahip bazı çeliklerde, 260 ve 340 °C (500 ve 644 °F) aralığında tavlama, süneklikte azalmaya ve kırılganlıkta artışa neden olur ve temperlenmiş martenzit gevrekleşmesi (TMG) olarak adlandırılır. Demircilik dışında, bu aralıktan genellikle kaçınılır. Aletler gibi tokluktan daha fazla güç gerektiren çelikler genellikle 205 °C'nin (401 °F) üzerinde temperlenmez. Bunun yerine, sertlikte bir değişiklik genellikle sadece tavlama süresinin değiştirilmesiyle üretilir. Mukavemet pahasına artan tokluk istendiğinde, 370 ila 540 °C (698 ila 1,004 °F) arasında daha yüksek tavlama sıcaklıkları kullanılır. 540 ve 600 °C (1,004 ve 1,112 °F) arasındaki daha da yüksek sıcaklıklarda temperleme, mükemmel tokluk üretecek, ancak mukavemet ve sertlikte ciddi bir azalma sağlayacaktır. 600 °C'de (1,112 °F), çelik, çok uzun süre temper gevrekliği sıcaklık aralığında tutulursa meydana gelen temper gevrekliği (TG) adı verilen başka bir gevrekleşme aşaması yaşayabilir. Bu sıcaklığın üzerinde ısıtıldığında, çelik genellikle herhangi bir süre tutulmaz ve temper gevrekliğini önlemek için hızlı bir şekilde soğutulur.
42CrMo4 1.7225 Islah Çeliği Nedir?
42CrMo4 çeliği, krom, molibden ve manganez içeren düşük alaşımlı bir çeliktir. Çok sayıda endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır ve tokluğu, yüksek yorulma mukavemeti ve aşınma ve darbe direnci nedeniyle mükemmel bir malzeme seçimidir. Pek çok sınıf, çok yönlülük ve kullanışlılıkla eşleşemez.
Uygulamalar: Bu alaşım, otomotiv, tarım ve savunma endüstrilerinde sayısız kullanımın yanı sıra havacılık, petrol ve gaz endüstrilerinde birçok uygulama alanı bulur.
Isıl İşlem: 42CrMo4 alaşımlı çelik 845°C'de (1550°F) ısıtılır ve ardından yağda söndürülür. Sertleşmeden önce, 913°C'de (1675°F) uzun bir süre ısıtılarak ve ardından havayla soğutularak normalleştirilebilir.
Dövme: 42CrMo4 alaşımlı çelik 926 ila 1205°C'de (1700 ila 2200°F) dövülür
Sıcak İşleme: 42CrMo4 alaşımlı çelik, 816 ila 1038°C'de (1500 ila 1900°F) sıcak işlenebilir
Soğuk İşleme: 42CrMo4 alaşımlı çelik, tavlanmış durumda geleneksel yöntemler kullanılarak soğuk işlenebilir.
Tavlama: 42CrMo4 alaşımlı çelik 872°C'de (1600°F) tavlanır, ardından fırında yavaş yavaş soğutulur.
Temperleme: 42CrMo4 alaşımlı çelik, istenen sertlik seviyesine bağlı olarak 205 ila 649°C (400 ila 1200°F) arasında temperlenebilir. Daha düşük bir tavlama sıcaklığına sahipse çeliğin sertliği arttırılabilir. Örneğin, 316°C'de (600°F) temperleme ile 225 ksi'lik bir gerilme mukavemeti elde edilebilir ve 538°C'de (1000°F) temperleme ile 130 ksi'lik bir gerilme mukavemeti elde edilebilir.
Sertleştirme: 42CrMo4 alaşımlı çelik, soğuk işleme veya ısıtma ve su verme ile sertleştirilebilir.
İşlenebilirlik: 42CrMo4 alaşımlı çelik, tavlanmış durumda iyi işlenebilirliğe sahiptir.
Islah Çeliği Fiyatları
Islah çeliği fiyatları istenilen malzemenin cinsine, ebatlarına ve ağırlığına göre değişiklik göstermektedir. Islah çelikleri fiyatları almak için WhatsApp hattımızdan veya iletişim sayfamızdaki diğer seçeneklerden bizlere ulaşabilirsiniz.
