Söndürme ve ıslıklı ısıl işlemin ayrıntılı bir açıklaması
Söndürme ve Isıl Tedavisi Tesisat: Ayrıntılı bir açıklama
Söndürme ve temperleme (Q&T), ** yüksek mukavemet, iyi tokluk ve arzu edilen süneklik ** bir kombinasyonunu elde etmek için demir metallerde (tipik olarak çelikler) kullanılan iki aşamalı bir ** termomekanik ısı işlemi ** işlemdir. Üretimde en yaygın ve önemli ısı işlem süreçlerinden biridir.
Birincil amaç, tek başına alaşım yoluyla elde edilemeyen mekanik özelliklerin optimal bir dengesi oluşturmak için çeliğin mikro yapısını dönüştürmektir.
---
Aşama 1: Söndürme (Sertleştirme) **
Söndürme aşaması, ** martensit ** adı verilen çok sert, ancak kırılgan bir mikro yapı üretmek için tasarlanmıştır.
** 1. Oustenitizing: **
*** Isıtma: ** Çelik bileşen, ** üst kritik sıcaklığının (AC3 veya ACM hattı üzerindeki AC3 veya ACM çizgisi) ** 'nin üzerindeki bir sıcaklığa eşit olarak ısıtılır **. Bu sıcaklık, çeliğin karbon içeriğine ve tipik olarak 800 ° C ila 950 ° C (1475 ° F ila 1750 ° F) arasında değişen alaşım elemanlarına özgüdür.
*** Mikroyapısal Değişim: ** Bu sıcaklıkta mikroyapı tamamen ** östenit ** (yüz merkezli kübik, FCC, demirin kristal yapısı) içine dönüşür. Östenit, karbon için yüksek çözünürlüğe sahiptir ve karbon atomlarının kristal kafes içinde eşit olarak çözülmesine izin verir.
*** İkma: ** Bileşen, enine kesiti boyunca homojen bir sıcaklık ve homojen östenitik yapı sağlamak için yeterli bir süre (ıslatma süresi) bu sıcaklıkta tutulur. Sıyırma süresi parça boyutlarına ve fırın özelliklerine bağlıdır.
** 2. Hızlı Söndürme: **
*Islandıktan sonra, bileşen bir söndürme ortamına daldırılarak hızla soğutulur (** söndürülmüş **).
*Hızlı soğutma hızı (çeliğin ** kritik soğutma hızını ** aşan), ferrit ve pearlit gibi daha yumuşak fazların difüzyona dayalı oluşumunu bastırır.
*Bunun yerine, östenit ** martensite ** difüzyonsuz, kesme dönüşümüne uğrar.
*** Martensit ** Vücut merkezli bir tetragonal (BCT) yapıdır-demirde yüksek derecede gerilmiş, süpersatüre edilmiş bir karbon çözeltisi. Bu kafes suşu, aşırı sertliği ve gücünün, aynı zamanda kırılganlığı ve içsel streslerinin nedenidir.
** Yaygın söndürme ortamları (artan soğutma oranına göre): **
*** Hava: ** Yüksek sertleşebilirliğe sahip yüksek alaşımlı çelikler için (örn. Hava sertleştirme alet çelikleri).
*** Yağ: ** Sudan daha az şiddetli bir söndürme sunan ve çatlama ve bozulma riskini azaltır.
*** Polimer (örn. PAG Çözümleri): ** Soğutma hızı konsantrasyon ve sıcaklık ile ayarlanabilen çok yönlü ortam.
*** Su: ** Düşük alaşımlı çelikler için kullanılan çok şiddetli bir söndürme.
*** Salamura (tuzlu su): ** En hızlı soğutma oranlarını sağlayan en şiddetli söndürme.
Söndürüldükten sonra, çelik son derece serttir, ancak çoğu mühendislik uygulaması için çok kırılgandır. Yüksek iç gerilimler içerir ve çatlamaya eğilimlidir. Bu ikinci aşamayı gerektirir: temperleme.
---
Aşama 2: Temperleme **
Temperleme, söndürüldükten hemen sonra gerçekleştirilen ** kritik bir ısıl işlem **'dır. Amacı, içsel stresleri hafifletmek, kırılganlığı azaltmak ve sertlik ve sünekliği ** bazı sertlik ve güç pahasına artırmaktır.
**İşlem:**
*Söndürülmüş çelik, düşük kritik sıcaklığının (A1 hattı) **, tipik olarak 150 ° C ile 650 ° C (300 ° F ve 1200 ° F) arasında önemli ölçüde altında yeniden ısıtılır.
* Bu sıcaklıkta önceden belirlenmiş bir süre boyunca (genellikle inç başına 1-2 saat) tutulur ve daha sonra çoğu zaman hareketsiz havada soğutulur.
** Mikroyapısal değişiklikler: **
Temperleme sıcaklığı arttıkça, martensit içinde bir dizi metastabil geçiş meydana gelir:
1. ** Epsilon karbürün (düşük sıcaklık: 150-200 ° C) çökelmesi: ** Karbon, süper doymuş martensitten çökelmeye başlar ve ince karbürler oluşturur. Bu, önemli bir sertlik kaybı olmadan bazı iç stresi hafifletir.
2. ** Temperli martensit oluşumu (200-300 ° C): ** Kalıntı Östenit (varsa) ayrışır.
3. ** Çimentit (Fe₃C) ve yeniden kristalleşmeye (300-450 ° C) dönüşüm: ** Karbürler daha kararlı bir forma (çimentit) dönüşür. İç stresler önemli ölçüde azalır ve tokluk belirgin bir şekilde artmaya başlar.
4. ** Çimento Sferoidizasyon ve Kabalık (450-700 ° C): ** Daha yüksek sıcaklıklarda, çimento parçacıkları birleşir ve sferoidize olur. Matris iyileşir ve ferrite dönüşmeye başlar. Bu yapıya genellikle tamamen yumuşatıldığında ** sferoidit ** denir. Bu, sünekliği ve tokluğu önemli ölçüde arttırır, ancak büyük bir sertlik kaybına neden olur (en yüksek aralıkta yapılırsa ** tavlama ** olarak bilinen bir süreç).
** Anahtar değiş tokuş: **
Nihai özellikler ** doğrudan tavlama sıcaklığı ile kontrol edilir **:
*** Düşük sıcaklık temperlenmesi (150-250 ° C): ** Yüksek sertlik ve mukavemet, iyi aşınma direnci, ancak daha düşük tokluk ve süneklik üretir. Araçlar, rulmanlar ve aşınmaya dayanıklı bileşenler için kullanılır.
*** Orta sıcaklık temperlenmesi (350-450 ° C): ** iyi bir güç ve tokluk dengesi (yay benzeri özellikler) sağlar. Yaylar, dövmeler ve otomotiv bileşenleri için kullanılır.
*** Yüksek sıcaklık temperleme (450-650 ° C): ** Orta mukavemetle yüksek tokluk, süneklik ve darbe direnci üretir. Bu, en sık "** Temperli Martensit **" mikro yapısı olarak adlandırılan durumdur ve yüksek mukavemetli yapısal çeliklerin hedefidir.
---
Avantaj ve Uygulamaların Özeti **
** Avantajlar: **
*Mükemmel bir ** mukavemet-ağırlık oranı ** elde eder.
*Mekanik özelliklerin daha üstün bir kombinasyonu sağlar ** (güç, tokluk, süneklik) sadece sertleşmeye veya normalleştirmeye kıyasla.
* Temperleme sıcaklığını ayarlayarak belirli uygulama gereksinimlerine göre uyarlanabilir.
** Uygulamalar: **
*** Otomotiv: ** Krank milleri, bağlantı çubukları, dişliler, akslar.
*** Havacılık ve Uzay: ** İniş dişlisi bileşenleri, yapısal bağlantı elemanları.
*** Yapı: ** Yüksek mukavemetli cıvatalar, ankraj çubukları, yapısal bileşenler.
*** Takım: ** Çekiçler, eksenler, matkaplar ve kalıplar (genellikle düşük sıcaklık öfkesi ile).
*** Üretim: ** Yüksek performans gerektiren şaftlar, iğler ve makine parçaları.
Sonuç olarak, söndürme ve temperleme, mühendislerin çeliğin özelliklerini belirli servis koşullarına dayanacak şekilde hassas bir şekilde uyarlamalarını sağlayan ve onu modern metalurji ve imalatın temel taşı haline getiren temel bir süreçtir.