Isıl İşlemde Risk Analizi

Transkript

1 Isıl İşlemde Risk Analizi

2 Tam Isıl İşlem Çevrimi

3 Isıl işlem öncesi operasyonlar

4 Isıl işlem operasyonları

5 Isıl İşlemde Temel Riskler Isıl işlemde en çok karşılaşılan problemler şunlardır: Su verme çatlaması Aşırı gerilme Kalıntı ostenit ve Distorsiyon Bunlardan kalıntı ostenit hariç diğerleri malzemedeki gerilme düzeyi ile ilgilidir. Malzemedeki gerilme düzeyi lokal olarak çekme gerilme düzeyini aşarsa çatlak oluşur Malzemedeki gerilme düzeyi akma gerilmesinden yüksek olursa distorsiyon oluşur

6 Isıl İşlemde Risk Analizi

7 Ostenitin farklı fazlara dönüşümü sırasında hacim değişimleri. Dönüşüm türü Küresel perlit ostenit Ostenit martensit Küresel perlit martensit Ostenit alt beynit Küresel perlit alt beynit Ostenit üst beynit Küresel perlit üst beynit %C un fonksiyonu olarak hacim değişimi -4,64+2,21 x (%C) 4,64 0,53 x (%C) 1,68 x (%C) 4,64-1,43 x (%C) 0,78 x (%C) 4,64-2,21x (%C) 0

8 Isıl İşlemde Hacim Değişimi (ısıtma ve su vermede)

9 Çeşitli mümkün su verme ortamlarının su verme güçleri (Grossman H değerleri) Su verme ortamı Grossman H değeri Kötü/yavaş yağ, karıştırma yok 0,20 İyi yağ, orta derecede karıştırma 0,35 Çok iyi yağ, iyi karıştırma 0,50 Kuvvetli yağ, şiddetli karıştırma 0,70 Kötü/yavaş su- karıştırma yok 1,0 Çok iyi su, kuvvetli karıştırma 1,50 Tuzlu su, karıştırma yok 2,0 Tuzlu su, şiddetli karıştırma 5,0 İdeal su verme

10 Çeşitli su verme ortamlarının ısı transfer hızları Su verme ortamı Isı transfer hızı, W/m 2 K Sakin hava Azot (1 bar) Tuz banyosu veya akışkan yatak Azot (10 bar) Helyum (10 bar) Helyum (20 bar) Sakin yağ Hidrojen (20 bar) Karıştırılmış yağ Hidrojen (40 bar) Karıştırılmış su

11 Isıl İşlem Ortamlarının Karakteristikleri

12 Isıtma İş parçasının dışı ve içi arasındaki sıcaklık farkı α γ faz dönüşümü sırasında büzülme Karbür fazının varlığı (metal+seramik karışımı, termal genleşme farklılığı)

13 Ostenitleme Sıcaklık A o C Süre 1 saat/inch kalınlık Yanma Tane büyümesi Aşırı karbür çözünmesi Yetersiz karbür çözünmesi Uzun işlem süresi

14 Su Verme Uygun malzeme Uygun ortam Uygun hız o C lere kadar Stabilizasyon Temperleme Büzülme Ms Mf Genleşme Çatlama riski Kalıntı ostenit

15 Temperleme (Meneviş) Düşük sertlik Yüksek sertlik Çoklu temperleme İkincil sertleşme Temper gevrekliği

16 Sıcak iş

17

18

19

20 Soğuk iş

21 Yüksek Hız çelikleri Yapı Ferrit Perlit Alaşım Karbürü (Primer karbürler) (Şekilsiz kütleler halinde ve uniform olmayan dağılımlı)

22 Isıtma İki veya üç ısıtma adımı o C ye kadar

23 Ostenitleme Ostenit Alaşım karbürü (kısmen çözünmüş, karbon katı çözeltide) Karbür miktarı ısıtma öncesine nazaran azalmış, ancak halen kararlı o C (yüksek sıcaklıklara dikkat) Aşırı ısıtma (tane büyümesi, çözünen karbon miktarında artış) Yanma

24 Ostenitleme Süre 1 saat/inch (30 dak/cm) Vanadyumlu çeliklere dikkat (yüksek sıcaklık veya uzun süre)

25 Su Verme Tuz banyosu Havada sertleşebilirler Sertleştirme sıcaklığı o C lerde tutulmalı Martensit Alaşım karbürü Ostenit (kalıntı)

26 Stabilizasyon Ostenit çok yüksek ise Sıfıraltı işlem

27 Temperleme (1.) o C Amaç: oluşmuş martensiti temperlemek Ancak bu sırada kalıntı ostenitin bir kısmı martensite dönüşür Temperleme sonrası yapı: temperlenmiş martensit + martensit + alaşım karbürü (su vermede var olan-kaba) + alaşım karbürü (temperlemede çökelen, ikincil, ince)

28

29 Temperleme (2. adım) o C Amaç: 1. temperleme adımında oluşan martensiti temperlemek Yapı: temperlenmiş martensit + kaba alaşım karbürleri + ince alaşım karbürleri + az kalıntı ostenit

30 Temperleme (3. adım) Amaç, eğer 2. adımda sertlik istenen değerden yüksek ise, sertlik ayarlamak Sıcaklığa dikkat

31 BOHLER K340 ISODUR Steel 1.10% C, 0.90% Si, 0.40% Mn, 8.30% Cr,

32

33 8630 çeliği

34

35 İzotermal tavlamaküreselleştirme

36 Sıfıraltı işlem

37 Karbon miktarı-sertlik

38

39 Karbon miktarı ile Ms ve Mf değişimi

40

41

42 Karbon miktarı ile kalıntı ostenit değişimi

43

44

45

46 Cr un ostenit faz alanına etkisi

47 Mo in ostenit faz alanına etkisi

48 Martensitic transformation (contd.) Problem 3.1 BCT unit cell of (austenite) c a Expand ~ 12% Contract ~ 20% BCT unit cell of (martensite) c a % C (BCC) 1.2 % C Fig. 9.12

49