Isıl işlem, belirli metallerin mekanik özelliklerini değiştirmenin popüler bir yoludur. Bir metali belirli bir ortamın veya uygulamanın gereksinimlerine uyarlamanın en iyi yollarından biri, kimyasal bileşimini önemli ölçüde değiştirmeden mukavemetini, tokluğunu ve sertliğini değiştirebilmektir. Metal çeşitli şekillerde ısıl işleme tabi tutulabilir, ancak su verme en yaygın kullanılan tekniklerden biridir.
Söndürme Nedir?
Söndürme, parçanın gerekli sıcaklığa kadar ısıtılmasını ve hızlı bir şekilde soğutulması için bir söndürme ortamına daldırılmasını içeren birçok ısıl işlem prosesinin bir adımıdır. İstenilen sonuçları elde etmek için genellikle yaşlandırma, temperleme veya tavlama gibi diğer ısıl işlem prosesleri su verme işlemini takip eder. Metali hızlı bir şekilde soğutarak, amaçlanan uygulama için ihtiyaç duyduğunuz özellikleri elde etmek amacıyla çelik içerisinde farklı mikro yapıların oluşumunu önleyebilir veya teşvik edebilirsiniz.
Çeşitli kristal mikro yapı türleri şunları içerir:
· Östenit: Ostenit, metal işleme sırasında demirin ısıtılması sonucu oluşur. Kaynak için mükemmel olan sağlam ancak şekillendirilebilir bir mikro yapıdır. Östenitik çeliğin çeşitli uygulamaları vardır, ancak genellikle martensitik çelik oluşturmak için daha fazla işlenir.
· Martenzit: Martensitik dönüşüm, ısıtılmış metali hızla soğutduğunuzda meydana gelen şeydir. Martensitik çelik sert olmasına rağmen çok kırılgandır. Metalin söndürüldükten sonra işlenmesi, metalin bir miktar sünekliğini geri kazanmaya ve iç gerilimleri hafifletmeye yardımcı olur.
· Ferrit: Ferrit, ostenite dönüşmeden önce oluşan yumuşak, termodinamik olarak stabil bir mikro yapıdır. Çoğunlukla düşük karbonlu çelikte meydana gelir.
· Sementit: Sementit, demir ve karbon içeren, termodinamik olarak kararsız bir mikro yapıdır. Sert mikro yapısı çok sert ama kırılgan bir metalle sonuçlanır.
· Perlit: Yavaş soğuma, değişen ferrit ve sementit katmanlarından oluşan perlit mikroyapısıyla sonuçlanır. Bu yapı, yüksek aşınma direncine sahip, güçlü ve hafiftir.
· Beynit: Beynit, çelik bir bileşenin perlitin soğuma hızından daha hızlı, martensitten daha yavaş soğutulması sonucu oluşan sert ve kırılgan bir mikro yapıdır.
Söndürme Ortamı Türü
Söndürme işlemi çeşitli söndürme ortamları kullanılarak gerçekleştirilebilir. Her ortamın kendine özel söndürme özellikleri vardır. Söndürme hızı, söndürme çevre sorunları, söndürme ortamının değiştirilmesi ve söndürme ortamı maliyeti, medya kullanım türünü belirlerken dikkate alınması gereken faktörlerdir. Ana söndürme ortamı türleri şunlardır:
Hava
Hava, metalleri söndürmek için soğutmak için kullanılan popüler bir söndürme ortamıdır. Uygun fiyat, havanın temel faydalarından biridir; karşılanabilirliği yeryüzündeki bolluğunun bir sonucudur. Aslında, ısıtılan ve daha sonra kendi başına bırakılarak oda sıcaklığına soğumasına izin verilen herhangi bir malzemenin havayla söndürüldüğü kabul edilir. Havayla söndürme, söndürülen metalin etrafında sıkıştırıldığında ve zorlandığında daha kasıtlı olarak gerçekleştirilir. Bu, parçayı durgun havaya göre daha hızlı soğutur, ancak basınçlı hava bile birçok metali mekanik özellikleri değiştiremeyecek kadar yavaş soğutabilir.
su
Su, ısıtılmış metalleri de hızlı bir şekilde söndürebilir. Çelik, suda söndürülerek hızlı bir şekilde soğutulabilir; bu, bazı uygulamalarda mümkün olan en yüksek sertliğe ulaşmak için mükemmeldir. Ancak iç gerilim birikmesi nedeniyle soğuma hızı da bozulmalara ve çatlamalara neden olabilir. Sonuç olarak, bileşeni tamamlamak için ek metalurjik prosedürlere ihtiyaç vardır.
Pek çok gaz gibi su da kolaylıkla elde edilebiliyor ve çevreye hiçbir etkisi yok; bu da onu sürdürülebilir bir söndürme aracı yapıyor. Buhar cepleri suyla söndürme işlemini engelleyebilir; bu gerçekleşirse, ıslak hava ceplerinin oluşmasını ve kirletici maddelerin yayılmasını önlemek için demircinin bileşeni ortam içinde döndürmesi gerekir.
Yağ
Yağ, ısıtılmış metalleri basınçlı havaya göre çok daha hızlı söndürebilir. Isıtılan bir eleman, söndürülmek üzere yağla dolu bir tankın içine bırakılır. Parça ayrıca yağla da yıkanabilir. Farklı yağ türlerinin farklı soğuma hızları ve parlama noktaları olduğundan, sıklıkla farklı uygulamalarda kullanılırlar.
Salamura
Tuzlu su veya tuzlu su, hızlı soğutma için mükemmel bir söndürme ortamı oluşturur. Havadan, sudan ve yağdan daha hızlı soğur. Çünkü tuz ve su karışımı sıcak bir metalle temas ettiğinde hava küreciklerinin oluşmasını engeller. Sonuç olarak sıvı, metal yüzeyinin hava kabarcıklarından daha büyük bir bölümünü kaplayacaktır.
Su Verme Sertleştirmeli Çelik
Söndürme işlemi tartışılırken çelik, mekanik özelliklerinin su vermeye karşı çok hassas olması nedeniyle özel olarak anılmayı hak ediyor. Su verme sertleştirmesi olarak bilinen bir su verme işlemi yoluyla çelik, yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerindeki bir sıcaklığa yükseltilir ve söndürme işlemi yoluyla hızla soğutulur. Hızlı söndürme, yavaş soğutmayla karşılaştırıldığında çeliğin kristal yapısını değiştirir. Çeliğin karbon içeriğine ve alaşım elementlerine bağlı olarak su verme sertleştirmesi işlemine tabi tutulduğunda martensit veya beynit gibi daha sert, daha kırılgan bir mikro yapıya sahip olabilir. Bu mikro yapılar çeliğin mukavemetinin ve sertliğinin artmasına neden olur. Ancak bunlar çeliği çatlamaya karşı savunmasız bırakır ve süneklikte büyük bir azalmaya neden olur. Bu nedenle bazı çelikler su verme sertleştirme işleminden sonra tavlanır veya normalize edilir.
