Birincisi, söndürme geriliminin boyutsal değişimi ve şekil değişimi vardır.
Söndürme gerinimi (bozulması) iki türdür: boyutsal değişim ve şekilsel değişim (deformasyon). Boyutsal değişim olarak adlandırılan şey, söndürme sırasında faz değişiminin neden olduğu genleşme veya büzülmenin neden olduğu boyutsal değişimdir ve esas olarak uzama, kısalma, kalınlaşma ve incelme gibi benzer deformasyonları ifade eder. Deformasyon ise esas olarak, parçaların ölü ağırlığından kaynaklanan sarkma ve gerilmeden kaynaklanan şekil bozulması, örneğin çarpılma, eğilme ve burulma gibi benzer olmayan deformasyonlardan kaynaklanır. Elbette boyut değişirse şekli de değişir, bu nedenle boyutsal değişim mi yoksa deformasyon mu olduğu konusunda kafa karışıklığı yaygındır ve boyutsal değişimlerle deformasyon çoğu zaman örtüşür. Bunu mecazi olarak söndürme gerinimi kullanarak ifade etmek en uygunudur. Metalurjide söndürme gerinimi tanımı, ısıl işlemden sonra parçalar tarafından üretilen gerilmelerin toplamının sıfıra yaklaşma eğilimi gösterdiği durumdur.
Söndürme gerginliğinin ortaya çıkışı üç aşamadan oluşur:
① Isıtma (iç gerilimin giderilmesine dayalı);
② Yalıtım (kendi ağırlığından dolayı sarkma, yani eğilme);
③ Soğutma (eşitsiz soğutma ve faz dönüşümüne dayalı). Bu üç aşama birbiriyle örtüşür ve sonunda parçalarda söndürme zorlanmasına yol açar.
İkincisi, boyut değişiklikleriyle ilgili 6 soru
1. Boyutsal değişimin nedeni nedir: Boyutsal değişim genellikle organizasyonel değişimden, yani faz dönüşümünün neden olduğu genleşme ve büzülmeden kaynaklanır. Genleşme, söndürme sırasında martensit oluştuğunda, büzülme ise artık ostenit oluştuğunda meydana gelir ve büzülme miktarı artık ostenit miktarıyla orantılıdır. Temperleme sırasında genellikle büzülme meydana gelir ve birden fazla kez temperlenip sertleştirilmiş alaşımlı çelik genleşmeye uğrar. Ayrıca, soğuk işlem uygulandığında artık ostenitin martensiti genleşerek boyutsal değişimlere neden olur. Bu organizasyonların özgül hacmi, karbon içeriğinin artmasıyla artar. Karbon içeriği ne kadar fazlaysa, boyutsal değişim o kadar büyük olur.
2. Malzeme ve boyutsal değişimler: Söndürmenin neden olduğu boyutsal değişim (söndürme gerinimi), çeliğin malzemesine göre değişir. P, Mo, Cr, C ve Mn boyutsal değişim üzerinde büyük bir etkiye sahipken, Si ve Ni boyutsal değişim üzerinde küçük bir etkiye sahiptir. Ölçü ve kesici takım çelikleri SKS3 ve SKS31 (W-Cr-Mn takım çeliği), küçük söndürme deformasyonuna sahip çeliklerdir ve hatta söndürme gerinimi geçirmeyen çelikler olarak da adlandırılırlar. İkinci olarak, çeliğin plastik akış çizgisi, söndürme boyutsal değişimi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Plastik akış çizgisinin yönü boyunca, yani boyuna yönde boyutsal değişim büyüktür; boyuna yöne dik yönde, yani enine yönde boyutsal değişim küçüktür. Bu nedenle, malzeme seçerken plastik akış çizgisi yönünün tutarlılığına dikkat etmek gerekir. Ayrıca, karbürlerin doğrusal ayrışması da boyutsal değişimi etkiler.
3. Söndürme ve boyut değişimi
(1) Yalnızca yapısal değişimden kaynaklanan boyutsal değişim: Çelik parçalar su verildiğinde çeşitli yapısal değişimler meydana gelir. Bu yapısal değişimler boyutsal değişimlere neden olur. Austenit yapı martenzit yapıya dönüştüğünde (tam su verme), parçanın boyutsal değişimi (genleşmesi) en büyük seviyededir; austenit yapı bainit yapıya dönüştüğünde, boyutsal değişim yukarıdakinin yaklaşık 1/3'ü kadardır; perlit yapıya dönüştüğünde (tavlama) ise yukarıdakinin yaklaşık 1/4'ü kadardır. Ayrıca, martenzitin neden olduğu genleşme, çelikteki karbon içeriğinin artmasıyla birlikte artar.
(2) Tutulan ostenitin etkisi: Söndürme etkisi nedeniyle, az miktarda ostenit kalsa bile, genleşmenin neden olduğu boyutsal değişim buna bağlı olarak azalacaktır. Bu nedenle, az miktarda tutulan ostenitin varlığı boyutsal değişimde bir azalmaya yol açar. Ancak, tutulan ostenitin varlığı söndürme sertliğini azaltacak ve oda sıcaklığına yerleştirildiğinde yaşlanma deformasyonuna neden olacaktır.
(3) Çözünmemiş karbürlerin etkisi: Söndürme ısıtması sırasında, ostenitte çözünen karbür sayısı ne kadar az olursa, boyutsal değişim o kadar az olur. Tutulan karbürlerin morfolojisi ve türündeki değişimler hacimsel değişimlere neden olmaz, dolayısıyla boyutsal değişimlerle hiçbir ilgisi yoktur.
(4) Soğuk işlemin etkisi: Soğuk işlem uygulandığında, tutulan ostenit miktarı azalır ve martensit miktarı artar, böylece genleşmeli bir boyutsal değişim meydana gelir.
4. Tavlama ve boyut değişikliği
(1) Martenzitin ayrışması: Tavlama sonucu martenzitin ayrışması, büzülme ve boyutsal değişimin nedenidir. Boyutsal değişim miktarı, martenzitin karbon içeriğine göre değişir. Martenzitin karbon içeriği ne kadar yüksekse, boyutsal değişim de o kadar büyük olur. Ancak, söndürmeden önceki durum referans alınırsa, söndürme ve tavlamadan sonraki kapsamlı boyutsal değişim sonuçta yine de genleşmelidir.
(2) Çözünmemiş karbürlerin etkisi: Çözünmemiş karbürler varsa, ostenitin karbon içeriği azalır ve karbürlerin kendileri boyutsal değişimi etkilemez, bu nedenle temperlemenin ilk aşamasındaki (200'ün altındaki temperleme) boyutsal değişim büzülmedir.
(3) Tutulan ostenitin etkisi: Tutulan ostenit varsa, tavlamanın neden olduğu boyutsal değişim küçüktür; tavlama sıcaklığı 200°C'nin üzerinde olduğunda, tutulan ostenit bainite dönüşerek genleşme kaynaklı boyutsal değişime neden olur. Bu nedenle, tavlamanın ilk aşamasında (200°C'nin altında), tutulan ostenit boyutun küçülmesine neden olur. Bu sıcaklığın üzerinde, tavlama sıcaklığı artar ve tutulan ostenitin ayrışması, genleşme kaynaklı boyutsal değişimlere neden olur.
5. Alaşımlı çeliklerin boyut değişiklikleri
Alaşımlı çelikteki karbürler genellikle özel elementleri çözer, ancak özgül hacimlerinin neredeyse hiç değişmediği söylenebilir. Bu nedenle, alaşımlı çeliği işleme yöntemi yukarıdaki yöntemle aynıdır. Tek fark, kalan ostenit miktarının alaşım elementlerinin türüne ve miktarına göre değişmesidir: karbür miktarı da değişir. Bu nedenle, boyut değişiklikleri dikkate alınmalıdır.
6. Boyut değişiklikleri nasıl azaltılır?
Boyut değişiklikleri, söndürme veya temperleme sonrası yapıdaki değişikliklerden kaynaklanır. Bu nedenle, boyut değişikliklerini ortadan kaldırmak mümkün değildir. Bu değişiklikler ancak ısıl işlem yöntemleriyle azaltılabilir:
(1) Genleşme martenzitten kaynaklanır: Büzülme ise tutulan ostenitten kaynaklanır, bu nedenle martenzit miktarı ve martenzit içinde çözünen karbon içeriği azaltılmalı ve tutulan ostenit miktarı artırılmalıdır. Ancak, tutulan ostenitin artmasının yaşlanma deformasyonuna neden olacağı unutulmamalıdır.
(2) Çözünmemiş karbürlerin (kalıntı karbürlerin) miktarını artırın. (3) Çeliği sertleştirmek için martensit dışında başka yapılar kullanın; bainit en iyisidir. %50 bainit ve %50 martensit içeren çelik serttir ve küçük boyutsal değişimlere sahiptir, bu nedenle boyutunu kontrol etmek kolaydır.
(4) Tavlama yapılmalıdır.
Gönderim zamanı: 05-11-2024