MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 5 Termomekanik İşlemler

Transkript

1 MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 5 Termomekanik İşlemler Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Bahar Yarıyılı

2 Slab Sıcak haddeleme Asitle temizleme Soğuk haddehane Çan tipi fırın Temper hadde Sürekli tavlama ve yüzey haddeleme Elektrolitik kaplama Daldırma ile kaplama Polimerik kaplama Teslimat 2 Soğuk haddelemede proses akışı

3 Üretim Basamağı Üretim yöntemleri Önemli Karakteristikler Etkilenen Malzeme Parametreleri Yüksek fırın ve ikincil metalurji Ergitme İkincil Metalurji Sürekli Döküm Kimyasal bileşim Dezoksidasyon Temizlik Döküm yöntemi Mukavemet Şekillendirebilirlik Yaşlanma davranışı Sıcak haddehane Sıcak haddeleme Sıcaklık ve bekleme süresi Nihai haddeleme sıcaklığı Soğuma hızı Sarma sıcaklığı Mikroyapı oluşumu İkincil fazın çökelmesi Tekstür Anizotropi Soğuk haddehane Asit hattı Soğuk haddeleme Tavlama Temper hadde Soğuk deformasyon miktarı Tavlama koşulları Tavlama yöntemi T/t değişimi Tavlama atmosferi Deformasyon miktarı Mikroyapı oluşumu İkincil fazın çökelmesi Tekstür Anizotropi Yaşlandırma potansiyeli Akma mukavemetinin belirlenmesi Yüzey özellikleri Üretim proseslerinin soğuk haddelenmiş ürünlere etkileri 3

4 Otomobil karoserinde kullanılan soğuk haddelenmiş standart çelikler 4

5 Otomobil karoserinde kullanılan soğuk haddelenmiş özel çelikler 5

6 Yeni asitleme hattı Eski asitleme hattı Toplam uzunluk Sıcak hadde kalınlığı Sıcak hadde genişliği 190 m 1,5-5,0 mm mm Toplam uzunluk Sıcak hadde kalınlığı Sıcak hadde genişliği 207m 1,5-3,0 mm mm Giriş hızı Asit hattı hızı Haddeleme hızı (maks.) 270m/dk 160m/dk Asit çözeltisi HCl Konsantrasyon g HCl/lt Sıcaklık ºC Güç kapasitesi 3000 kva Rejenerasyon HCl-akışkan yatak rejenerasyonu Giriş hızı Asit hattı hızı Haddeleme hızı (maks.) 610m/dk 245m/dk Asit çözeltisi Sülfürik asit Konsantrasyon % Sıcaklık ºC Güç kapasitesi 4800 kva Rejenerasyon Vakum asit hazırlama 6 Asitleme hattı

7 Östenitleme fırınlarında oluşan tufal Ön haddelemede oluşan tufal Hematit Manyetit Wüstit Bazı sıcaklıklarda çeliklerin yüzeyinde oluşan olaylar 7

8 5 mardeneli tandem soğuk haddeleme 8

9 Çekme mukavemeti, MPa Ferritik Ferritik-beynitik Östenitik Perlitik Soğuk haddelemede deformasyon miktarı, % Soğuk haddelemede deformasyon miktarına bağlı olarak pekleşme 9

10 Çan tipi fırında tavlama temizleme Depo Çan tipi fırın Soğuma Depo Temper hadde İnceleme ve sarma hattı Soğuk haddeleme Sürekli tavlama Nakliye Giriş Temizleme Isıl işlem Temper hadde İnceleme Çıkış Çan tipi fırında tavlama ile sürekli tavlamanın karşılaştırılması 10

11 Walzrichtung Haddeleme yönü Soğuk haddeleme sonrası % 70 deformasyon mikroyapısı Rekristalizasyon tavlaması sonrası, Pankek mikroyapısı 50 m 50 m Soğuk deforme edilmiş ferritik çeliğin sürekli tavlama sonrası mikroyapısı Kaynak: 11

12 Sıcaklık, ºC tavlama sementit aşırı yaşlanma Zaman, dk. 12 Yaşlanma ve aşırı yaşlanmada sementit çökeltileri

13 250 mm Slab 25 mm İnce slab 5 mm (Sarma sıc. <600ºC) sıcak haddelenmiş 1 mm (çan tipi fırın) Soğuk haddelenmiş Aluminyum durgunlaştırılmış yumuşak çelik Soğuk haddelemede farklı proses basamaklarında mikroyapılar, Işık Mikroskobu 13

14 Soğuk haddelemede tane boyutu, µm Haddeleme doğrultusu St14, küresel mikroalaşımlı St14, pankek St12, kaynar çelik Dik doğrultu Sıcak haddelemede tane boyutu, µm Soğuk ve sıcak haddeleme tane boyutu ilişkisi, çan tipi fırında tavlanmış çelikler (soğuk hadde deformasyon miktarı %60-70) 14

15 Tane boyutu, µm 2 Tane boyutu, ASTM Miktar, % Soğuk haddeleme ve çan tipi fırında tavlama sonrası yumuşak ve alaşımsız bir çelikte alaşım elementlerinin tane inceltici etkisi 15

16 Olay Kısa açıklama Amaç Belirlenmesi Temizleme Rekristalizasyon Dönüşüm Nitrürleme Yüzeylerin temizlenmesi; - Hadde yağ kalıntıları - Oksitler Demir döküntülerinin sinterlenmesi Pekleşmenin giderilmesi için yeni taneler oluşturulması Kristal yapıda amaç doğrultusunda değişim Yüzeye yakın yörelerde azotun zenginleştirilmesi Karbonsuzlaştırma Yüzeye yakın yörelerde karbonun uzaklaştırılması Tekstür oluşturma Aşırı yaşlanma Kaplama Laklama İstenen bir tane yönlenmesinin oluşturulması Çökelti oluşturma tip, boyut, dağılım, uyumluluk Altlık ve katma arasında bağlantı oluşturma Laklanmış yüzeylerin ısıl işlemi Yüzey temizleme - Kalıntı karbon filmi < 7 mg/mm - Tesa testi - Tam rekristalizasyon - Boyutsal olarak homojen bir mikroyapı - Sertleştirilmiş mikroyapı - Çok fazlı mikroyapı - Normalizasyon mikroyapısı - Yüzey sertleştirme - Emayelenbilirlik - Yaşlanmanın engellenmesi - Derin çekilebilirlik - Manyetik özellikler - Oda sıcaklığında yaşlanmama - Bake-hardening - Eşdeğer bir galvanizasyon katmanı - Tane boyutu Derin çekilmiş çelik DIN G=8 Yük. muk. çelik DIN G<8 Mikroalaşımlı çelik DIN G=10 - Tane uzaması Derin çekilmiş çelik: pankek 4:1 küresel <2:1 Yönlenme dağılım fonksiyonu (OVF), Polfigürü r-değeri : derin çekme çeliği: r=1,6 IF çeliği: r=1,8 - Yaşlanma indeksi - BH 0 ve BH 2 değerleri - Faz miktarları, metalografi ya da radyografi ile Soğuk haddelenmiş ince sacların tavlanması sırasında beklenen olaylar 16

17 Çekme mukavemeti, N/mm 2 Çan tipi fırında tavlama (HO) Haddelendiği gibi Sıcak hadde Soğuk hadde deformasyon miktarı, % Soğuk deformasyon miktarı ve tavlama tipine bağlı olarak çekme mukavemeti 17

18 İki tezgahlı temper hadde 18

19 enine boyuna Temper haddeleme def. mik.,% Mekanik özelliklere temper haddeleme miktarının etkisi 19

20 Hazne Elektronlar Dielektrik ortam Hızlanıdırıcı çark Merdane Merdane Kumlama ile tekstür oluşturma Elektriksel yükleme ile tekstür oluşturma Lazer rezonatörü katot karıştırıcı anot Elektron odaklama vakum Koruyucu gaz Merdane Merdane Lazer ile tekstür oluşturma Elektron demeti ile tekstür oluşturma 20 Temper haddelemede yüzey pürüzlendirme çeşitleri

21 Tipik kalınlıklar, tek katman, µm Yöntem Kaplama Kısaltma Ergiyik daldırma Zn Galvaniz Galfan (Zn/% 5 Al) Elektrolitik kaplama Lak kaplama Polyester, akril reçine, epoksi reçine, poliüretan, polivinilden florür, plastisol Ergiyik daldırma katmanı Elektrolitik katman Folyo kaplama Poliakrilat, polivinilklorür, polivinilflorür, polietilen Otomotiv sektöründe kullanılanlar 21 Çelik sacların yüzey işlemleri

22 Galvanizleme hattı 22

23 Yöntem Bir galvanizleme/kaplama hattında in/off-line kaplama Bobin kaplama ünitesinde kaplama Tek katman mm Astar Yaklaşık 25 mm Çok katmanlı ön laklama Yaklaşık 50 mm Çinko katmanı Çinko katmanı Çinko katmanı Çelik Çelik Çelik Amaç Otomobil üreticisinde ikincil korozyondan korunma uygulamasına hazırlık Otomobil üreticisinde katoferez boyamaya hazırlık Otomobil üreticisinde dolgu/boyaya hazırlık 23 Ön laklanmış galvanizli otomobil karoseri sacları

24 Bobin ağırlığı: maks. 36 ton Kalınlıklar*: Soğuk haddelenmiş 0,35-3 mm Sıcak haddelenmiş 1,8-16 mm Çelik türü: Yumuşak çelikten yüksek mukavemetliye kadar Soğuk haddeleme + yüzeyi kaplamalı Sıcak haddelenmiş Soğuk haddelenmiş * Çelik sac ve genişliğine bağlı ** ürüne bağlı Sıcak ve soğuk haddelenmiş ürünlerde boyutlar Kaynak: 24

25 Kaplama yöntemleri 25

26 Kaynak: 26 Derin çekme yöntemi, içecek kutusu

27 Kaynak: 27 Derin çekme yöntemi

28 Derin çekme Uzatma Taban formu verme Ön form Kutu Istampa Çekme ringi Uzatma ringleri Taban kabartma İçecek kutusu üretimi Kaynak: 28

29 İnce çeper Kalın çeper Alumina partikülü İnce çeper Döküm tozu İçecek kutusunda küçük boyutlu metalik olmayan kalıntıların hasar oluşumuna etkisi Kaynak: 29