|
UYGULAMA ALANLARINA VE MALZEME TİPLERİNE GÖRE YAY ÇEŞİTLERİ
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 Kasım 2013 Cumartesi
UYGULAMA ALANLARINA VE MALZEME TİPLERİNE GÖRE YAY ÇEŞİTLERİ
YAY NASIL İMAL EDİLİR VE ÜRETİLİR?
YAY İMALATI
|
I. Yayın
Prosesleri
|
|
|
Tasarım ve
ihtiyaç duyulan yay çeşitinin belirlenmesi
|
|
|
Yayın
uygulama çeşitine göre seçilen gruba ait imal hammadesinin seçimi
|
|
|
Seçilen Yay
hammaddesinin işleme özelliklerinin belirlenmesi
|
|
|
İhtiyaç
duyulan uygulama alanına ait teknik yay modellemesinin oluşturulması
|
|
|
İmalat
esnasında istenen veya istenmeyen özel bir imalat uygulamasının olup
olmadığının sorgulanması
|
|
|
Bu aşamaya
kadar oluşturulan tüm bilgilerin iş emrine aktarılması ve Teknik Resmin
onaylanması
|
|
|
Onaylanan
yay imalat emrininin teorik test uygulaması ile sağlamasının yapılması
|
|
|
Üretim ve
Teknik Mdr. tarafından operasyon işlem sıralarının belirlenmesi.
|
|
|
Operatör
tarafından işleme alınan yayın imalatı aşamasının kritikleri ;
|
|
|
1. Tedarik
edilen yay hammaddesinin iş emrinde yazılı hammade ile spekt
uygunluğunun doğrulanması
|
|
|
__ Kopma
ve çekme test deneyi
|
|
|
__ Kimyasal
analiz raporlarının doğrulanması
|
|
|
__ Yay Hammaddesinin
yüzey prüzlülüğünün ve sargı düzlemselliğinin kontrolü
|
|
|
__ Sertlik
deneyi ile son kontrol
|
|
|
2. Ön seri
imalat için gerekli donanımın oluşturulması
|
|
|
3. Yayın
imalatı esnasında istenen veya istenmeyen özel operasyonun dikkate
alınarak kurululumun tamamlanması
|
|
|
4. İlk
numunenin alınması
|
|
|
5. Önseri
ilk numunenin Proses Kontrolünün iş emri ve teorik testlerinin
yapılması
|
|
|
6. Önseri
imaltın başlama onayının üretim müdürü tarafından verilmesi
|
|
|
7.
Örnekleme metodu ile seri imalat şartlarının belirlenmesi
|
|
|
8. Proses
kontrol sıklığının operatöre yazıyla bildirilmesi
|
|
|
9. Son
olarak seri imalat ilk proses aralığı çıkan tüm yayların kontrolünün
yapılması
|
|
|
10. Seri
imalat start
|
|
|
11. Seri
imalat esnasında ilk operasyon sonunda oluşan yayların ikinci operasyon
bantına iletimi
|
|
|
12.
Bantlar arasında yarı mamulün iletim şartlarının yerine getirilmesi
|
|
|
__
Operasyon Kartı ile yarı mamul ürünlerin herbir iletim kasasının
etiketlenmesi
|
|
|
__
Operasyon Kartlarının her üretim bantında işlenmesinin sağlanması ve kontrol
altında tutulması
|
|
|
__ Operasyonların
tamamlanması sonucunda oluşan ürün grubunun veya adetsel bütünlüğün korunması
|
|
|
13. Özel
imalat şartlarının operasyonel kontrolünün doğrulanması
|
|
|
14.
Tamamlama Proseslerinin uygulamaya Alınması.
|
|
|
__ Vibrasyon
|
|
|
__ Shotpeening
|
|
|
__ Pah
Kırma
|
|
|
__ Korozif
Koruma
|
|
|
__ Ambalaj
veya kargo şartlarının öngörülmesi
|
|
|
15. İmal
edilen yay grubunun adetsel doğrulamasının yapılması
|
|
|
16. Stoklama
şartlarının yerine getirilmesi ve etiketlenmesi
|
|
|
17.
Ambalaj ve naklinin sağlanması
|
|
YAY NEDİR?
|
Gerildiği zaman enerji depo eden, kendi haline bırakıldığı zaman
kendini germek için sarf edilen enerjiyi, aynı miktarda geri veren bir makine
elemanıdır.
|
|
Bir Yaydan İstenen İlk Özellik Nedir? Her şeyden önce yaylar, deformasyona uğradıklarında mekanik enerji biriktirmek için kullanılan elemanlardır. Bu sebeple iyi bir yay önemli derecede deformasyona uğrayabilmeli ve herhangi bir boyutsal değişime uğramadan denge haline dönebilmelidir. |
|
Kullanım Alanlarına Göre Yay Çeşitlerini Tanıyalım... |
|
Baskı Yayları Baskı yayları sıkıştırma yoluyla enerji depolama, yük (kuvvet) sağlama veya basınca yönelik kuvvetlere karşı koyma amacı ile kullanılır. Sanayide en çok kullanılan tipi ise yuvarlak telden, uçları kapalı olarak sarılmış, iki kenarı birbirine paralel olanıdır. |
|
Çekme Yayları (Kapalı Yaylar) Çalışma şekli çekmeye karşı direnç gösteren bu yaylar, genel olarak sarımları kapalı şekilde üretilir. |
|
Kurma Yaylar Kurma yayları genellikle miller için hareket verici eleman olarak kullanılır, açısal yönde yada kurma yönünde enerjiyi depolayan, yay kollarından birinin yay gövdesi etrafında dönmesi ile çalışır. Kurma yaylar(torsiyon yaylar) dönme ve burulma doğrultusunda uygulanan kuvvetlere direnç gösterirler. Yay uçları birçok formda olabilir. Bunlar kısa kanca, düz ofset, reze, düz torsiyon, duble torsiyon olarak yapılmaktadır. |
|
Form Yaylar Form yayların görevleri bazen parçaları tutma, sabitleme, yönlendirme, kilitleme ve tetikleme olabilir. |
|
Klavuz Yaylar Ankastra Elektrik Tesisatı Kablo Montajlarında ve Makine Ekipmanlarındaki Dişli sistemlerinde hareket ve kuvvet aktarıcı olarak çalışırlar. Bu Yaylardaki en büyük farklılık yay spirlerinin çelik halat veya örgülü sert çubukların üzerine sarılmalarıdır. Bu ürünlerdeki kullanım prensibi yayın eksenden kaçık çalışma durumundaki güç ve hareket aktarımındaki performansı ile ilgilidir. |
|
Koruyucu Yaylar Yay ürün yelpazesinde bu gruptaki ürünler Teleskobik yay olarak da anılmaktadır. Kullanım yerleri talaşlı imalat makine ekipmanlarındadır. Sonsuz vida, piston ve millerin; metal talaşlarından ve korozif ortamdan arındırılması amacı ile imal edilmektedir. |
|
Disk Yaylar Disk yaylar çok kısa çalışma kurslarında yüksek kuvvetlere direnç sağlamak için tasarlanırlar. Çok kısa yay boyuna sahip bu yayların avantajı basıldıklarında az hareketle çok yüksek güç üretmeleridir. Disk yaylar özel bir malzeme olan krom vanadyum çeliği üretilirler. Ayrıca paslanmaz çeliklerinden de üretim yapılmaktadır. |
|
Rezistans Yayları Isıtma amaçlı kullanılan rezistans yayları özel bir malzeme olan rezistans telinden üretilmektedir. Rezistans yayları genellikle kurutma fırınları ve tav fırınlarında seramiklerin üzerine sarılı olarak kullanırlar. |
|
Kelepçe Yayları Ağırlıklı olarak beyaz eşya sektöründe, otomotiv sektöründe, klima cihazlarında, pompalarda ve özel makine sanayi ürünlerinde kullanılırlar. |
|
Pim Yaylar Birbirine geçmeli, basit monte ve de-monte olması istenen sistemler, ekipmanlar için ideal bir mekanizmadır. |
|
Supap Yayları Üretimi en zor yaylar arasındadır. Supap yaylarına hassas ısıl işlem, boy çöktürme, shot peening (celik bilyalı dövme) işlemlerini uygular. |
|
Pil Yayları Genellikle literatürde pil yayları olarak anılan bu yaylar, pil yatak yayları veya pil temas yayları, bazen de pil baskı yayları olarak anılmaktadır. |
|
Trambolin Yayları Çekme yaylarının özel bir üretim ve tasarım şekli ile sadece bir tip ürün yapısında kullanılma amacı ile oluşturulmuş yay şekilleridir. Genel olarak eğlence ve spor hedefli zıplama ekipmanlarında kullanılmaktadır. |
|
Keçe Yayları Keçe yayları otomotiv yedek parça sektöründe sızdırmazlık elemanı olarak kullanılırlar. |
|
Segman Yayları İki demir aksamın birbirine değmesini engellemek, boşlukları doldurmak, bağlantısını sağlamak amacıyla yapılan bir metal parçası olan segman yay burç elamanına yardımcı olarak mekanik mafsal görevi görür. |
|
Kupilya Yayları Kupilya yayları; bağlantı elemanlarını kilitlemek veya titreşim ve benzeri durumlarda gevşemesini önlemek amacıyla kullanılan sabitleme, kilitleme yayı. |
|
Hidrolik Kalın Yaylar Traktör sektöründe tek başına yedek parça olarak kullanılan Hidrolik kalın yayların üretimini yüksek kalitede yapmaktadır. |
|
Volud ( Külah ) ( Volute ) Yaylar Volud (külah) yaylarını yaylık lama malzeme veya yaylık bant malzemeden sıcak sarım yaparak üretir. Volud (külah yaylar) genellikle Demiryolları endüstrisi ve Ağırsanayi endüstrisinde cer sustası olarak kullanılırlar. Volud (külah) yaylarını DIN 17222 standardında CK60 , CK67 , CK75 , 50CrV4 yaylık bantlar ve DIN17221 standardına uygun 50CrV4 yaylık lamadan üretir. Volud (külah) yaylar kullanım amaçları doğrultusunda TAMPON yayları olarak da anılabilirler. |
|
Mandal Yayları Evlerimizde kullandığımız ev tipi mandal yaylarının yanı sıra sanayi tipi özel, hassas mandal yayları da üretilmektedir. |
YAYLARDA ISIL İŞLEM
YAYLARDA ISIL İŞLEM
- Isıl İşlemin Tarifi
- Isıl İşlemin genel Uygulaması
- Isıl İşlemin Uygulamasında
dikkat edilecek Hususlar
- Temel ısıl İşlemler
- Gerilim Giderme Tavı ( Stress
Relieving )
- Normalize Tavı ( Normalizing
)
- Menevişleme ( Tempering )
- Su Verme İşlemi ( Queching )
- Sementasyon ( Yüzey
sertleştirme )
- Tavlama
- Yumuşatma Tavı
- Normalizasyon Normalleştirme
Tavı
- Küreselleştirme Tavı
- Gerilim Giderme Tavı ve Ara
Tavı
- Su verme sertleştirme
- Su verme işlemi sırasında
ısı giderme mekanizması
- Su verme ortamları
- Su verme ortamının sıcaklığı
ile su verme yönteminin soğumaya etkisi
- Su verme sertleştirmesimni
etkileyen faktörler
- 1. Parçanın Yüzey Durumu
- 2. Büyüklük ve Kütle
- Menevişleme
- Parça Büyüklüğünün veya
Kütlesinin su verme sertleştirmesine etkisi
- 1. Martemperleme
- 2. Ostemperleme
- Çeliklere Uygulanan Yüzey
sertleştirme İşlemleri
- 1. Sementasyon (
Karbürleme )
- 2. Nitrüzasyon (
Nitrürleme )
- 3. Alevle Yüzey
sertleştirme
- 4. Endüksiyon sertleştirme
|
ISIL
İŞLEMİN TARİFİ
|
||
|
Genel
anlamda ısıl işlem, metal veya alaşımlara istenilen özellikleri kazandırmak
amacıyla katı halde uygulanan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri olarak
tanımlanır.
Isıl
işlemin Türk Standartlarındaki (TS 1112) tanımı ise; katı haldeki metal veya
alaşımlara belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda,
yerine göre birbiri peşine zamanlanarak uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleri
olarak verilmektedir.
Çeliklere
uygulanan bütün temel ısıl işlemler, iç yapının dönüşümü ile ilgilidir.
Dönüşüm ürünlerinin türü, bileşimi ve metalografik yapısı çeliğin fiziksel ve
mekanik özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Başka bir deyişle; bir çeliğin
fiziksel ve mekanik özellikleri içerdiği dönüşüm ürünlerinin cinsine, miktarına
ve metalografik yapısına bağlıdır.
|
||
|
ISIL
İŞLEMİN GENEL UYGULAMASI
|
|
|
|
•Isıtma
•Isıtılan
Sıcaklıkta bekletme
•Soğutma
Isıl işlem
uygulanacak çelikleri içerdiği karbon oranına göre iki farklı grupta
toplayabiliriz;
1-Ötektoid
altı çelikler (%C <0,8),
2-Ötektoid
üstü çelikler (%C > 0,8)
|
||
|
|
||
|
Şekil 1-
Demir – Karbon denge diyagramı
|
||
|
|
||
|
Çeliğin
ısıl işlemine ostenitleştirme (ostenizasyon) ile başlanır. Ostenitleştirme;
çeliğin uygun bir sıcaklığa kadar yavaşça ısıtılıp, yapısının tamamen
ostenite dönüşmesine kadar (yani iç yapının her bölgede benzer yapı
göstermesine kadar) tavlanması anlamına gelir. Ostenitleştirme için
çelik malzeme, alt kritik sıcaklık çizgisinin (Ac1) üzerindeki bir sıcaklığa
kadar ısıtılır.
Çeliğin iç
yapısının tamamen değiştiği bu sıcaklıklara çıkartılmasında, çelikte
çarpılma, çatlama, oksidasyon, dekarbürizasyon (karbon atomlarının iç yapıdan
kopması) ve tane büyümesi gibi istenmeyen durumlar meydana gelebilir. Bu
nedenle çelikler olabildiğince düşük sıcaklıklarda ostenitleştirilirler.
|
||
|
TEMEL ISIL
İŞLEMLER
|
||
|
|
||
|
Şekil 2-
Alaşımsız çeliklere uygulanan yumuşatma, normalizasyon, küreselleştirme ve
sertleştirme işlemleri için tavlama sıcaklık aralıkları.
|
||
|
1-GERİLİM
GİDERME TAVI (STRESS RELIEVING)
Gerilim
giderme tavı şekil verme, döküm veya kaynak işlemlerinden doğan iç
gerilmeleri azaltmak amacı ile çelik parçaları, genellikle 550-650ºC arasında
ısıtma ve sonra yavaş yavaş soğutma işlemidir.
2-NORMALİZE
TAVI (NORMALIZING)
Normalize
tavı çelik malzemenin kristal yapısını daha homojen, daha ince bir hale
getirmek ve bir sonraki ısıl işleminde karbürün uygun şekilde dağılmasını
sağlamak amacıyla çeliğin kritik sıcaklığının (yeniden kristalleşme
sıcaklığı) 40-60ºC üstünde tavlanıp havada soğutulmasıdır (Şekil 2).
3-SU VERME
İŞLEMİ (QUENCHING)
Belli bir
sıcaklığa kadar (genellikle 850-1100ºC) ısıtılmış çeliğin cinsine göre su,
yağ veya tuz banyolarında soğutularak martensit bir yapı sağlamasına su verme
işlemi denir. Soğutma hızı, parçanın büyüklüğüne, çeliğin sertleşebilme
yeteneğine ve su verme ortamına bağlı olarak değişir. En fazla arzu edilen su
verme hızı, en uygun sertlik sağlamaya yarayan en ağır soğutma hızıdır.
Soğutma hızı çok yüksek olursa parçada çatlaklar oluşur, çok düşük olması
halinde de uygun sertlik elde edilemez (Şekil 2).
4-MENEVİŞLEME
(TEMPERING)
Menevişleme,
ısıl işlem sonucu sertleştirilmiş bir çeliğin su verme sonunda soğutmadan
ileri gelen gerginlikleri gidermek ve çeliğin sahip olduğu martensitik
özlülüğünü ve direncini arttırmak için genellikle 150-450ºC arasında
ısıtılarak ve uygun bir hızla soğutularak gevrekliğini giderme işlemidir.
Çatlamaları en aza indirebilmek için meneviş işleminin su verme işleminden
hemen sonra yapılması gerekir.
5-SEMENTASYON
(YÜZEY SERTLEŞTİRME)
Sementasyon
işlemi, düşük karbonlu çelik parçasının yüzeyine karbon emdirilmesi
işlemidir. Karbon emdirilmesi işlemi, çelik parçasının karbon monoksit (CO)
içeren bir ortamda östenit faz sıcaklığına (850-950ºC) kadar ısıtılmasıyla
gaz-metal tepkimesi sonucu oluşur.
Çelik
parça, sementasyon sıcaklığında yüzeyden çekirdeğe doğru karbon difüzyonunun
istenen derinliğe kadar ilerlemesi için yeterli süre tutulur. Bu süreye
sementasyon zamanı adı verilir. Bu süre içinde çelik parçanın yüzeyinden
içeriye doğru difüz eden karbonun ilerleme derinliğine sementasyon derinliği
adı verilir.
|
||
|
TAVLAMA
|
||
|
İstenilen
yapısal, fiziksel ve mekanik özellikleri elde etmek ve talaş kaldırmayı veya
soğuk şekillendirmeyi kolaylaştırmak amacıyla metal malzemelerin uygun
sıcaklıklara kadar ısıtılıp, gerekli değişikler sağlanıncaya kadar bu
sıcaklıkta tutulması ve sonradan yavaş soğutulması işlemine tavlama denir
(Şekil 3).
Şekil 3-
Tavlama işleminin şematik gösterimi
|
||
|
YUMUŞATMA
TAVI
|
||
|
Yumuşatma
tavı, çelik iç yapısındaki tane boyutunu küçülterek sertliği azaltmak, talaş
kaldırmayı kolaylaştırmak veya döküm ve dövme parçalarındaki iç gerilmeleri
gidermektir. Ötektoid altı çelikleri Ac3, ötektoid üstü çelikleri ise Ac1
çizgilerinin üzerindeki belirli sıcaklıklara kadar ısıtılır, iç yapılarını
ostenite dönüştürdükten sonra fırın içerisinde tutarak çok yavaş soğutulur.
% 0,2 C
içeren iri taneli ötektoid altı bir çelik parçanın tanelerinin tavlama işlemi
sırasında iç yapısında meydana gelen değişimler şu şekildedir;
a)
İlk veya orijinal yapı iri ferrit ve perlit tanelerinden oluşmaktadır (Şekil
4).
Şekil 4-
Düşük karbonlu çeliğin iç yapısı
Şekil 5-
%0,2 C içeren çeliğin iç yapısında tavlama işlemi sırasında meydana gelen
değişimlerin şematik gösterimi
Şekil 6- Ötektoid
üstü çeliklerin iç yapısı
b)
Ac1 çizgisinin hemen üzerindeki bir sıcaklıkta perlit ince taneli ostenite
dönüşürken, ferrit yapıda aynen kalır. Eğer bu sıcaklıktan soğutmaya geçersek
ferrit iri taneleri değişmediğinden tane boyutunda herhangi bir değişme olmaz
(Şekil 5).
c)
Ac3 çizgisinin üzerindeki bir sıcaklıkta yapı tamamen ince taneli ostenite
dönüşür (Şekil 5).
d)
Parça oda sıcaklığına soğutulduğunda, ince ferrit taneleri ile küçük perlit
bölgelerini içeren bir iç yapı oluşur (Şekil 5).
Buradan;
ötektoid altı çeliklerin yumuşatma tavına tabi tutulabilmeleri için Ac3
çizgisinin üzerindeki uygun sıcaklıklarda tavlanmalarının gerekli olduğu
sonucu ortaya çıkmaktadır. Ötektoid altı çeliklerin sağlıklı biçimde ısıl
işleme tabi tutulabilmeleri için, önce homojen bir ostenitik yapıya sahip
olmaları gerekir. Bunun için, ostenitleştirme sıcaklığına kadar ısıtılan
çelik malzemelerin her 25 mm et kalınlığı için 1 saatlik bir süre o
sıcaklıkta tavlanmaları tavsiye edilir.
Ötektoid
üstü çelikler Ac3,1 çizgisinin yaklaşık 50ºC üzerindeki sıcaklıklarda
ostenitleştirme işlemine tabi tutulurlar. Bu sıcaklıklarda tutulan çelikler,
ostenit ve sementit fazlarını içerir. Bu sıcaklıklardan çeliklere su
verildiğinde sementit parçacıkları yapıda aynen kalır. Yapıdaki sementit fazı
sertliği azaltmadığı gibi, çeliklerin aşınma dirençlerini de artırır. Bu
nedenle ötektoid üstü çeliklerin tamamen ostenitleşmesine gerek yoktur. Bu
çelikler Ac3,1 çizgisinin en az 10ºC üzerindeki bir sıcaklıkta tavlanırlar.
Yumuşatma tavına tabi tutulan ötektoid üstü çeliklerin iç yapıları kaba
lamelli perlit alanları ile bunları çevreleyen ötektoid dışı sementit
fazından oluşur (Şekil 6). Bu yapıdaki perliti çevreleyen sementit ağı sert
ve gevrektir. İç yapıda kalın ve sert tane sınırlarının bulunması, çeliklerin
talaşlı yöntemle işlenmelerini zorlaştırır. Bu nedenle yumuşatma tavı,
ötektoid üstü çeliklere son işlem olarak uygulanmaz.
Normalizasyon
(Normalleştirme) Tavı:
Normalizasyon
tavı genelde tane küçültmek, homojen bir iç yapı elde etmek ve çoğunlukla
mekanik özellikleri iyileştirmek amacıyla ötektoid altı çelikleri Ac3 ve
ötektoid üstü çelikleri Acm dönüşüm sıcaklıklarının yaklaşık olarak 40-50oC
üstündeki sıcaklıklara kadar ısıtıp ,tavlandıktan sonra fırın dışında sakin
havada soğutma işlemidir (Şekil 2).
Normalizasyon
tavının belli başlı amaçları;
a)
tane küçültmek,
b)
homojen bir iç yapı elde etmek,
c)
ötektoid üstü çeliklerde tane sınırlarında bulunan karbür ağını dağıtmak,
d)
çeliklerin işlenme özelliklerini iyileştirmek,
e)
mekanik özellikleri iyileştirmek ve
f)
yumuşatma tavına tabi tutulmuş çeliklerin sertlik ve mukavemetlerini artırmak
şeklinde
sıralanabilir. Bu nedenlerle normalizasyon tavı, çeliklere uygulanan son ısıl
işlem olabilir.
Yumuşatma
tavına tabi tutulan ötektoid üstü çeliklerin yapısında oluşan sementit
ağının, bu çeliklerin mukavemetini düşürdüğü bilinmektedir. Normalizasyon
tavı, ötektoid üstü çeliklerdeki sementit ağının parçalanmasını ve bazı
durumlarda da büyük ölçüde giderilmesini sağlar. Bu nedenle, normalize edilen
çeliklerin mukavemetinde artış görülür.
Normalizasyon
tavında, parçanın havada soğutulması nedeniyle nispeten yüksek soğuma hızı
elde edilir. Genelde, soğuma hızı arttıkça ostenitin dönüşüm sıcaklığı düşer
ve daha ince perlit elde edilir.
Ferrit çok
yumuşak, sementit ise çok sert bir fazdır. Normalize edilen çeliğin yapısında
bulunan sementit katmanlarının birbirine yakın veya sık olarak dizilmeleri
nedeniyle çeliğin sertliği artar. Bu nedenle, normalize edilen çeliklerin
sertlik ve mukavemeti, yumuşatma tavına tabi tutulan çeliklerin söz konusu
değerlerinden önemli ölçüde yüksek olur. Tablo 1’de bazı çeliklerin yumuşatma
tavına tabi tutulmuş ve normalize edilmiş durumlardaki mekanik özellikleri
verilmektedir.
Tablo 1-
Çeliklerin yumuşatma tavına tabi tutulmuş ve normalize edilmiş durumlardaki
mekanik özellikleri
Küreselleştirme
Tavı:
Küreselleştirme
tavı, çelikleri Ac1 sıcaklık çizgisi civarında uzun süre tuttuktan ve bu
bölgede salınımlı olarak tavladıktan sonra, yavaş soğutma ile karbürlerin
küresel şekle dönüştürülmesi işlemidir (Şekil 2). Bu işlem,
ostenitleştirmeden sonra kontrollü soğutma ile de yapılabilir.Yumuşatma tavı
işleminde belirtildiği gibi, tavlanmış durumdaki ötektoid üstü çelikler iç
yapılarında sert ve gevrek sementit tanelerinin bulunması nedeniyle işlenmeye
elverişli değildir. Bu tür çeliklerin işlenmesini kolaylaştırmak ve
sünekliğini artırmak amacıyla da küreselleştirme tavı kullanılır.
Küreselleştirme
tavı aşağıdaki yöntemlerden biri ile gerçekleştirilir.
a)
Çelik malzeme Ac1 çizgisinin hemen altındaki bir sıcaklığa (örneğin 700oC)
uzun süre (15-25 saat) tavlanır.
b)
Çelik malzeme, düşük kritik sıcaklık çizgisinin (Ac1) hemen altında ve
üstündeki sıcaklıklar arasında ısıtılıp soğutulur, yani salınımlı olarak
tavlanır.
c)
Malzeme Ac1 kritik sıcaklık çizgisinin üzerindeki bir sıcaklıkta tavlandıktan
sonra ya fırında çok yavaş soğutulur, ya da Ac1 çizgisinin hemen altındaki
bir sıcaklıkta uzunca bir süre tutulur.
Yüksek
sıcaklıtaki tavlama işlemi, çeliğin içerisindeki perlitik yapı ile sementit
ağının parçalanarak dağılmasına neden olur. Küreselleştirme tavı sonucunda,
ferritik bir matris ile bunun içersinde dağılmış durumda bulunan küre
biçimindeki karbürlerden oluşan bir iç yapı elde edilir. Küreselleştirme tavı
sonunda çeliğin sertliği azalır, buna karşılık sünekliliği artar. Bu işlem
sonucunda, ötektoid üstü çelikler işlenmeye elverişli hale gelir.
Küreselleştirme
tavı, daha çok yüksek karbonlu çeliklere uygulanır. Düşük karbonlu çelikler
nadiren küreselleştirme tavına tabi tutulurlar. Çünkü; bu tür çelikler
küreselleştirme tavı sonunda çok yumuşarlar ve bu aşırı yumuşama talaşlı
işlem sırasında bazı zorluklar doğurur. Orta karbonlu çelikler ise yeterli
ölçüde süneklilik kazanmaları için plastik şekil verme işleminden önce, bazen
küreselleştirme tavına tabi tutulurlar. Küreselleştirme tavı sırasında
tavlama süresinin iyi ayarlanması gerekir. Eğer çelik, gereğinden daha uzun
süre tavlanırsa sementit parçacıkları birleşerek uzama gösterirler ve bu
durum çeliğin işlenme kabiliyetini olumsuz etkiler.
Yumuşatma,
küreselleştirme ve normalizasyon işlemleri çelikleri işlenmeye elverişli hale
getirmek amacıyla uygulanır. Ancak, uygulanacak ısıl işlem çeliğin karbon
oranına göre seçilir.
Gerilim
Giderme Tavı ve Ara Tavı:
Gerilim
giderme tavı; döküm, kaynak ve soğuk şekil verme işlemlerinden kaynaklanan iç
gerilmeleri azaltmak amacıyla, metalik malzemeleri dönüşüm sıcaklıklarının
altındaki uygun bir sıcaklığa kadar ısıtma ve sonra yavaş soğutma işlemidir.
Bu işlem, bazen dönüşüm sıcaklığı veya kritik sıcaklık altı tavı olarak da
adlandırılır. Çelik malzemeler 540oC ile 630oC sıcaklıkları arasında gerilme
giderme tavına tabi tutulurlar.
Ara tavı
ise; gerilme giderme tavına çok benzeyen bir işlem olup, ötektoid altı
çeliklerden sac ve tel yapımında soğuk şekillendirmeye devam edebilmek için
çelik malzemelerin Ac1 dönüşüm sıcaklığının hemen altındaki bir sıcaklığa
(550-680oC) kadar ısıtılıp, yeniden kristalleşme sağlandıktan sonra yavaş
soğutulması işlemidir.
Su Verme
Sertleştirmesi:
Tavlama
işleminden sonra, çelikler yavaş ya da orta seviyedeki bir hızla
soğutulduklarında, ostenit içerisinde çözünmüş durumda bulunan karbon
atomları difüzyon ile ostenit yapıdan ayrılırlar. Soğuma hızı
arttırıldığında, karbon atomları difüzyon ile katı çözeltiden ayrılmak için yeterli
zaman bulamazlar. Demir atomları bir miktar hareket etseler bile, karbon
atomlarının çözelti içersinde hapsedilmeleri nedeniyle farklı bir yapı
oluşur. Hızlı soğuma sonucunda oluşan bu yapıya “martenzit” adı verilir.
Martenzitin
sertliğinin yüksek olmasının en önemli nedeni, kafes yapısının çarpıtılmış
olmasıdır. Martenzitik dönüşüm sırasında çelik malzemelerde bir miktar
hacimsel büyüme meydana gelir. Söz konusu hacimsel büyüme, çok yüksek düzeyde
yerel gerilmeler oluşturarak çeliklerin yapısının aşırı ölçüde çarpılmasına
veya plastik şekil değişimine uğramasına neden olur. Kafes yapısının
çapılması, su verilen çeliklerin sertlik ve mukavemetini arttırır.
Su verme
işleminden sonra oluşan martenzit mikroskop altında iğne veya diken biçiminde
gözükür ve bazen saman demetini andıran bir görünüm sergiler. Çeliklerin
çoğunda martenzitik yapı belirsiz ve soluktur, bu nedenle kolayca ayırt
edilemez. Yüksek karbonlu çeliklerde ise kalıntı ostenit arka fonu
oluşturduğundan, martenzitin iğne veya diken biçimindeki yapısı daha belirgin
bir görünüm kazanır.
Martenzitik
dönüşüm yalnız soğuma sırasında meydana gelir. Bu nedenle, söz konusu dönüşüm
zamandan bağımsız olup, yalnız sıcaklığın azalmasına yani soğumaya bağlıdır.
Martenzitin en önemli özelliği, çok sert bir faz olmasıdır. Çeliklerde,
sementitten sonra gelen en sert faz martenzittir. Yüksek sertlik değerleri,
ancak yeterli oranda karbon içeren çeliklerde elde edilir.
|
||
Kaydol:
Yorumlar (Atom)