Isıl İşlemde Risk Analizi
Tam Isıl İşlem Çevrimi
Isıl işlem öncesi operasyonlar
Isıl işlem operasyonları
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
Isıl İşlemde Risk Analizi
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
Isıl İşlemde Hacim Değişimi (ısıtma ve su vermede)
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
Çeşitli su verme ortamlarının ısı transfer hızları Su verme ortamı Isı transfer hızı, W/m 2 K Sakin hava 50-80 Azot (1 bar) 100-150 Tuz banyosu veya akışkan yatak 350-500 Azot (10 bar) 400-500 Helyum (10 bar) 550-600 Helyum (20 bar) 900-1000 Sakin yağ 1000-1500 Hidrojen (20 bar) 1250-1350 Karıştırılmış yağ 1800-2200 Hidrojen (40 bar) 2100-2300 Karıştırılmış su 3000-3500
Isıl İşlem Ortamlarının Karakteristikleri
Isıtma İş parçasının dışı ve içi arasındaki sıcaklık farkı α γ faz dönüşümü sırasında büzülme Karbür fazının varlığı (metal+seramik karışımı, termal genleşme farklılığı)
Ostenitleme Sıcaklık A3 + 50 o C Süre 1 saat/inch kalınlık Yanma Tane büyümesi Aşırı karbür çözünmesi Yetersiz karbür çözünmesi Uzun işlem süresi
Su Verme Uygun malzeme Uygun ortam Uygun hız 60-70 o C lere kadar Stabilizasyon Temperleme Büzülme Ms Mf Genleşme Çatlama riski Kalıntı ostenit
Temperleme (Meneviş) Düşük sertlik Yüksek sertlik Çoklu temperleme İkincil sertleşme Temper gevrekliği
1.2343 Sıcak iş
1.2379 Soğuk iş
Yüksek Hız çelikleri Yapı Ferrit Perlit Alaşım Karbürü (Primer karbürler) (Şekilsiz kütleler halinde ve uniform olmayan dağılımlı)
Isıtma İki veya üç ısıtma adımı 1150-1250 o C ye kadar
Ostenitleme Ostenit Alaşım karbürü (kısmen çözünmüş, karbon katı çözeltide) Karbür miktarı ısıtma öncesine nazaran azalmış, ancak halen kararlı 1150-1250 o C (yüksek sıcaklıklara dikkat) Aşırı ısıtma (tane büyümesi, çözünen karbon miktarında artış) Yanma
Ostenitleme Süre 1 saat/inch (30 dak/cm) Vanadyumlu çeliklere dikkat (yüksek sıcaklık veya uzun süre)
Su Verme Tuz banyosu Havada sertleşebilirler Sertleştirme sıcaklığı 60-70 o C lerde tutulmalı Martensit Alaşım karbürü Ostenit (kalıntı)
Stabilizasyon Ostenit çok yüksek ise Sıfıraltı işlem
Temperleme (1.) 550-650 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)
Temperleme (2. adım) 550-650 o C Amaç: 1. temperleme adımında oluşan martensiti temperlemek Yapı: temperlenmiş martensit + kaba alaşım karbürleri + ince alaşım karbürleri + az kalıntı ostenit
Temperleme (3. adım) Amaç, eğer 2. adımda sertlik istenen değerden yüksek ise, sertlik ayarlamak Sıcaklığa dikkat
BOHLER K340 ISODUR Steel 1.10% C, 0.90% Si, 0.40% Mn, 8.30% Cr,
8630 çeliği
İzotermal tavlamaküreselleştirme
Sıfıraltı işlem
Karbon miktarı-sertlik
Karbon miktarı ile Ms ve Mf değişimi
Karbon miktarı ile kalıntı ostenit değişimi
Cr un ostenit faz alanına etkisi
Mo in ostenit faz alanına etkisi
Martensitic transformation (contd.) Problem 3.1 BCT unit cell of (austenite) c a 2 1.414 Expand ~ 12% Contract ~ 20% BCT unit cell of (martensite) c a 1.00 1.08 0% C (BCC) 1.2 % C Fig. 9.12