Kategori arşivi: Çelikler

Isıl İşlem Nedir? Neden Yapılır

Malzeme bilimi için son derece önemli ve vazgeçilmez bir seçenek olan ısıl işlemi ele alacağız. Başta çelikler olmaz üzere alüminyum alaşımların bir çoğuna ve çeşitli metallere uygulanarak malzemelerin mikroyapısı, fiziksel ve mekanik özellikleri değiştirilebilir.

ısıl-islem

ISIL İŞLEM NEDİR?

Metal metal bir parçanın özelliklerinde belirgin bir değişiklik sağlamak amacıyla metal veya alaşımların katı halde ısıtılıp soğutulması işlemlerine “ısıl işlem” denir. Isıl işlem istenen değişikliklerin yanı sıra istenmeyen değişiklikler de yaratabilir.Özel olarak yapılabileceği gibi başka bir işlemin sonucu olarakta ortaya çıkabilir.

ÇELİĞE NEDEN ISIL İŞLEM YAPILIR?

  • Aşınma dayanımını arttırmak için.
  • Mekanik özelliklerini iyileştirmek için(tokluk,çekme ve akma dayanımı).
  • Sünekliğini geliştirmek ve yumuşatmak için.
  • Kaba tane yapısını inceltmek için.

NE ZAMAN YAPILIR?

  • Çeliğe yapılan ilk işlem olabilir. Örneğin,işlenebilirliği geliştirmek için.
  • Bir parçanın imalat sırasında ısıl işlem görmesi gerekebilir. Örneğin soğuk şekillendirme sırasında parçanın tekrar şekil verilebilmesi için yumuşatılması gerekebilir.
  • Aşınma dayanımı elde etmek için en son işlem olarak yapılabilir. Örneğin saban demiri(pulluk kulağı).

NASIL YAPILIR?

  • Değişik mikro yapılar elde etmek amacı ile allotropik dönüşümlerden yararlanılarak.
  • Bu mikro yapıların oluşumu öncelikle soğuma hızına, ya da daha teknik bir ifade ile, zaman-sıcaklık ilişkisine bağlıdır.
  • Soğuk işlem görmüş düşük karbonlu bir çeliğin yapısını yeniden kristalleştirme işlemi, allotropik dönüşüme bağımlı değildir.

Uygun bir ısıl işlem, hassas zaman ve sıcaklık kontrolü gerektirir. Çoğu ısıl işlem parçanın belli bir dereceye kadar ısıtılmasıyla başlar. Buradaki amaç malzemede faz dönüşümünü sağlamaktır. Sıcaklıktan gelen enerji kristal yapıdaki faz dönüşümü için harcanır. Sıcaklıktan ziyade, bu sıcaklıkta bekleme süresi önem taşır. Eğer kısa süre beklenirse faz dönüşümü tamamlanmaz, çok uzun süre beklenirse kristal yapıda tane büyümesi oluşur ve büyük taneler mekanik sertlik ve çekme dayanımı gibi özellikleri düşürür. Bu nedenle parça boyutlarına bağlı olarak optimum süre hesaplanmalı ve test edilmelidir.

Malzemenin mekanik özelliklerinin nasıl değiştiğini öğrenmek için genellikle jominy sertleşebilirlik deneyi kullanılır.

MALZEME – TASARIM – ISIL İŞLEM İLİŞKİLERİ

Pratikte sık sık karşılaşılabilen yetersiz sertlik, yetersiz mukavemet değerleri veya çatlak vb. sorunlar, üretim birimleri arsında çözümü zor tartışmalara neden olur ve hata, genellikle ısıl işlem bölümüne yüklenir. Aslında, amaçlar doğrultusunda, hatasız parçalar üretmek için dikkat edilmesi gereken bir çok nokta vardır. Örneğin, malzeme seçimi, tasarımı, taşlama ilk akla gelen önemli faktörlerdir.

Östenitik (Austenitik) Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz çelik, bazı korozif elementlerle temas halinde iken, içine korozyon bakımından pasif hale gelmeye yetecek kadar krom ilâve edilmiş çelik olarak tarif edilebilir. Bu asgari krom oranı % 11-12 civarındadır. Paslanmaz çelik hakkında detaylı bilgi için Paslanmaz Çelik ve Paslanmaz çelik niçin paslanmaz? yazılarını okuyabilirsiniz.

Gelelim östenitik paslanmaz çeliklere; nerede kullanılır, ve farkları nelerdir.

Şikago’nun simgesi fasulye şeklindeki bu yapı, bir östenitik paslanmaz çelik olan 316L paslanmaz çelikten imal edilmiştir.

ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ

Austenitik yada östenitik paslanmaz çelik, bu özellik dışında yeterli miktarda östenitleştirici elementleri içerir. Bunlar genellikle nikel olup bütün sıcaklıklarda tamamen austenitik matris sağlar.

Östenitik (Austenitik) Paslanmaz Çelikler yazısına devam et

Paslanmaz çelik niçin paslanmaz?

Çelik ile demir arasında çok az bir fark vardır. Saf demir bir bakır kadar yumuşaktır. Onun içine yüzde 2’ye kadar karbon katılması ile inanılmaz bir mukavemet, sertlik ve mekanik özellikler elde edilir ki, adı artık çeliktir.

Demirin bol olması, kolay ve ucuz elde edilmesi nedeniyle çeliğin de kullanımı çok yaygındır. Ancak çelikte de, demirde olan bir zayıf nokta vardır. Paslanma, diğer bir deyişle oksidasyon. Paslanmaz çelik niçin paslanmaz? yazısına devam et

Paslanmaz Çelik

Paslanmaz çelik, esas olarak paslanmayan çeliklerin genel adıdır. Özellikle nikel ve molibden çeliğin paslanmazlık özelliğini iyileştirmek için alaşım yapımında kullanılsa da paslanmazlığı sağlayan ana element kromdur. Paslanmazlık için gerekli en az krom miktarı, kütle olarak, yüzde 10.5’tir. Dünyada üretilen çeliğin çoğu karbon ve alaşımlı çeliktir. Karbon ve alaşımlı çeliğe göre paslanmaz çeliğin, daha küçük, fakat cazip ve gelişen bir pazarı vardır. Doğada yalnızca altın ve platin gibi metaller saf halde bulunur, normal metallerse diğer elementlerle bileşmiştir. Paslanmaz Çelik yazısına devam et

Jominy Deneyi

Jominy deneyinin uygulanma amacı soğuma hızının farklı kimyasal bileşimlere sahip çeliklerin sertliğine etkisinin incelenmesidir. Ayrıca deney, çeliklere alaşım elementi olarak katılmasının, parçaların daha üniform olarak ve daha derinlemesine sertleşmenin sebebinin açıklanmasını sağlar.

Jominy deney düzeneği ve Jominy deney numunesi
Jominy deney düzeneği ve Jominy deney numunesi

Sertlik ve Sertleşebilirlik farklı kavramlardır. Jominy deneyi sertleşebilme kabiliyetini ölçer.

Jominy Deneyi yazısına devam et

Çeliğin İç Yapısında Bulunan Fazlar – Çelik Fazları

1.Ferrit (α-demir)

Ferrit, demirde (HMK) az miktarda karbonun erimesiyle oluşan bir arayer katı eriyiğidir. Demir-karbon denge diyagramında “α” işaretiyle gösterilen bölgede oluşur. Ferritte çözünebilen en fazla karbon miktarı % 0.008 karbon çözünür. Çelikteki en yumuşak fazdır. Ortalama özellikleri şöyle özetlenebilir:

Çekme mukavemeti: 40.000-psi =  275 MPa
Uzama : % 40
Sertlik : 0-HRC’nin altında

Çeliğin İç Yapısında Bulunan Fazlar – Çelik Fazları yazısına devam et

Alaşım Elementlerin Çeliğe Etkileri

Maksimum %2,06 karbon içeren demir karbon alaşımları çelik olarak adlandırılır. Çelikler halen günümüzde en yaygın kullanılan malzeme grubunu oluşturmaktadır. Çelikler yalın karbonlu olabileceği gibi, çeşitli özelliklerin geliştirilebilmesi için bazı alaşım elementleri içerebilirler. Çelik bünyesinde bulunan elementler; istenerek katılan alaşım elementleri ve bunların yanında uzaklaştırılmak istenen, özelliklere kötü yönde etkili elementlerdir. Çeliklerin alaşım elementleri ve etkileri şunlardır: Alaşım Elementlerin Çeliğe Etkileri yazısına devam et

Çelik Nedir

Her türlü istenmeyen elementlerden ve bileşimlerden arındırılmış, % 1.5’den daha az karbon (C) içeren demir alaşımına çelik denir. Farklı üretimlerle, alaşımlama ile veya uygun ısıl işlem sayesinde istenilen niteliklerde çelik elde edilebilir. Yüksek dayanıma sahip olduğundan ve ucuza üretilebildiğinden imalat teknolojisinde genel kullanıma sahip bir malzemedir. Su verme ile sertleştirilebilmesi özelliği çok iyi bilinir.

Çelik içerdiği karbon ve alaşım elementlerine göre 2 ana gruba ayrılır.

Çelik Nedir yazısına devam et

Normalizasyon Tavlaması

Normalleştirme tavı ile yapıdaki homojensizlik giderilir ve daha ince taneli yapıya ulaşılır. Bunun için, ötektoid altı çeliklerde, A3 sıcaklığının 30…50°C üzerine kadar ısıtmak ve biraz beklemeden sonra, γ⇒α dönüşmesi gecikecek şekilde soğutmak gerekir. Parçaların sakin havada soğutulması yeterlidir.

İnce parçalarda, yaklaşık 550…600°C sıcaklıklarındaki tuz banyolarında ani soğutmak suretiyle, yüksek dayanımlı ve şekillendirme kabiliyeti olan çok ince lamelli perlitik yapı elde edilir. Bu yöntem, patentleme olarakta tanımlanır ve tel imalâtında kullanılır. Ayrıca, çok düşük karbonlu çeliklerde talaşlı şekillendirmeyi iyileştirmek için, aynı yöntem perlitleştirme tavı olarak yararlanılır.

Normalizasyon Tavlaması yazısına devam et

Demir Karbon Denge Diyagramı

Demir Karbon Faz Diyagramı Fe-Fe3C denge diyagramındaki fazlar, Demir Karbon faz diyagramı çizmi, demir karbon diyagramı, demir karbon denge diyagramı

fec-c

Fe – Fe3C diyagramı hakkında aklınıza takılan herhangi bir soru olursa aşağıdaki yorum bölümünü kullanabilirsiniz. Ayrıca çelikte bulunan fazların fiziksel ve mekanik özellikleri için tıklayınız.

Çelikte Bulunan Fazlar

1.Ferrit (α-demir)
2.Sementit (Fe3C)
3.Perlit
4.Östenit (γ-demir)
5. Martensit
6.Grafit