Çelik dökümlerin ısıl işlemi, gerekli performansı elde etmek amacıyla çelik dökümlerin mikro yapısını kontrol etmek için Fe-Fe3C faz diyagramına dayanmaktadır. Çelik döküm üretiminde ısıl işlem önemli proseslerden biridir. Isıl işlemin kalitesi ve etkisi çelik dökümlerin nihai performansıyla doğrudan ilgilidir.
Çelik dökümlerin döküm yapısı kimyasal bileşime ve katılaşma sürecine bağlıdır. Genel olarak nispeten ciddi dendrit ayrışması, çok düzensiz yapı ve kaba taneler vardır. Bu nedenle, çelik dökümlerin mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla yukarıdaki sorunların etkisini ortadan kaldırmak veya azaltmak için genellikle çelik dökümlerin ısıl işleme tabi tutulması gerekir. Ek olarak, çelik dökümlerin yapısındaki ve et kalınlıklarındaki farklılık nedeniyle, aynı dökümün çeşitli parçaları farklı organizasyonel formlara sahiptir ve önemli miktarda artık iç gerilim oluşturur. Bu nedenle çelik dökümler (özellikle alaşımlı çelik dökümler) genellikle ısıl işlem görmüş halde teslim edilmelidir.
1. Çelik Dökümlerin Isıl İşleminin Özellikleri
1) Çelik dökümlerin döküm yapısında genellikle kaba dendritler ve segregasyonlar bulunur. Isıl işlem sırasında ısıtma süresi, aynı bileşimdeki dövme çelik parçalarınkinden biraz daha yüksek olmalıdır. Aynı zamanda östenitlemenin bekletme süresinin de uygun şekilde uzatılması gerekir.
2) Bazı alaşımlı çelik dökümlerin döküm yapısındaki ciddi ayrışma nedeniyle, bunun dökümlerin nihai özellikleri üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak amacıyla, ısıl işlem sırasında homojenleştirmeye yönelik önlemler alınmalıdır.
3) Karmaşık şekilli ve büyük et kalınlığı farklılıklarına sahip çelik dökümler için ısıl işlem sırasında kesit etkileri ve döküm gerilme faktörleri dikkate alınmalıdır.
4) Çelik dökümlere ısıl işlem uygulandığında yapısal özelliklerine göre makul olmalı ve dökümlerin deformasyonundan kaçınılmalıdır.
2. Çelik Dökümlerin Isıl İşleminin Ana Proses Faktörleri
Çelik dökümlerin ısıl işlemi üç aşamadan oluşur: ısıtma, ısıl koruma ve soğutma. Proses parametrelerinin belirlenmesi, ürün kalitesinin sağlanması ve maliyetten tasarruf sağlanması amacına dayanmalıdır.
1) Isıtma
Isıl işlem prosesinde ısıtma en fazla enerji tüketen prosestir. Isıtma işleminin ana teknik parametreleri uygun ısıtma yönteminin, ısıtma hızının ve şarj yönteminin seçilmesidir.
(1) Isıtma yöntemi. Çelik dökümlerin ısıtma yöntemleri temel olarak radyant ısıtma, tuz banyosu ısıtması ve indüksiyonla ısıtmayı içerir. Isıtma yönteminin seçim prensibi hızlı ve tekdüze, kontrolü kolay, yüksek verimlilik ve düşük maliyetlidir. Dökümhane ısıtma sırasında genellikle dökümün yapısal boyutunu, kimyasal bileşimini, ısıl işlem sürecini ve kalite gereksinimlerini dikkate alır.
(2) Isıtma hızı. Genel çelik dökümler için ısıtma hızı sınırlandırılamaz ve ısıtma için fırının maksimum gücü kullanılır. Sıcak fırın şarjının kullanılması, ısıtma süresini ve üretim döngüsünü büyük ölçüde kısaltabilir. Gerçekte hızlı ısıtma koşullarında döküm yüzeyi ile çekirdek arasında bariz bir sıcaklık histerezisi yoktur. Yavaş ısıtma, üretim verimliliğinin azalmasına, enerji tüketiminin artmasına ve döküm yüzeyinde ciddi oksidasyon ve dekarbürizasyona neden olacaktır. Bununla birlikte, karmaşık şekil ve yapıya sahip, büyük duvar kalınlıklarına sahip ve ısıtma işlemi sırasında büyük termal gerilimlere sahip bazı dökümler için ısıtma hızının kontrol edilmesi gerekir. Genellikle düşük sıcaklık ve yavaş ısıtma (600 °C'nin altında) veya düşük veya orta sıcaklıkta kalma, daha sonra yüksek sıcaklıktaki alanlarda hızlı ısıtma kullanılabilir.
(3) Yükleme yöntemi. Çelik dökümlerin fırına yerleştirilmesindeki prensip, etkin alanın tam olarak kullanılması, üniform ısıtmanın sağlanması ve dökümlerin deforme olacak şekilde yerleştirilmesidir.
2) Yalıtım
Çelik dökümlerin östenitizasyonu için tutma sıcaklığı, döküm çeliğin kimyasal bileşimine ve gerekli özelliklere göre seçilmelidir. Tutma sıcaklığı genellikle aynı bileşimdeki çelik parçaların dövülmesinden biraz daha yüksektir (yaklaşık 20 °C). Ötektoid çelik dökümler için, karbürlerin östenit içerisine hızlı bir şekilde dahil edilebilmesi ve östenitin ince taneleri koruyabilmesi sağlanmalıdır.
Çelik dökümlerin ısı koruma süresi için iki faktör dikkate alınmalıdır: Birinci faktör, döküm yüzeyinin ve çekirdeğin sıcaklığının üniform hale getirilmesi, ikinci faktör ise yapının üniformitesinin sağlanmasıdır. Bu nedenle bekletme süresi esas olarak dökümün ısıl iletkenliğine, kesitin duvar kalınlığına ve alaşım elemanlarına bağlıdır. Genel olarak alaşımlı çelik dökümler, karbon çeliği dökümlere göre daha uzun tutma süresi gerektirir. Dökümün duvar kalınlığı genellikle bekletme süresinin hesaplanmasında temel esastır. Temperleme işlemi ve yaşlandırma işleminin bekleme süresi için ısıl işlemin amacı, bekletme sıcaklığı ve element difüzyon hızı gibi faktörlerin dikkate alınması gerekir.
3) Soğutma
Metalografik dönüşümü tamamlamak, gerekli metalografik yapıyı elde etmek ve belirlenen performans göstergelerine ulaşmak için çelik dökümler ısıl koruma sonrasında farklı hızlarda soğutulabilir. Genel olarak konuşursak, soğutma hızının arttırılması, iyi bir yapının elde edilmesine ve tanelerin incelmesine yardımcı olabilir, böylece dökümün mekanik özellikleri iyileştirilebilir. Ancak soğuma hızı çok hızlıysa dökümde daha fazla gerilime neden olmak kolaydır. Bu durum karmaşık yapıya sahip dökümlerin deformasyonuna veya çatlamasına neden olabilir.
Çelik dökümlerin ısıl işlemine yönelik soğutma ortamı genellikle hava, yağ, su, tuzlu su ve erimiş tuz içerir.
3. Çelik Dökümlerin Isıl İşlem Yöntemi
Farklı ısıtma yöntemlerine, bekletme süresine ve soğutma koşullarına göre, çelik dökümlerin ısıl işlem yöntemleri esas olarak tavlama, normalleştirme, su verme, temperleme, çözelti işlemi, çökeltme sertleştirmesi, gerilim giderme işlemi ve hidrojen giderme işlemini içerir.
1) Tavlama.
Tavlama, yapısı denge durumundan sapan çeliğin, işlemle önceden belirlenen belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılması ve daha sonra ısıl koruma (genellikle fırınla soğutma veya kireç içine gömme) sonrasında yavaş yavaş soğutularak sıcaklığa yakın bir ısıl işlem işlemi elde edilmesidir. Yapının denge durumu. Çeliğin bileşimine ve tavlamanın amacına ve gereksinimlerine göre tavlama, tam tavlama, izotermal tavlama, küreselleştirme tavlaması, yeniden kristalleştirme tavlaması, gerilim giderme tavlaması vb. olarak ayrılabilir.
(1) Tavlamayı tamamlayın. Tam tavlamanın genel işlemi şu şekildedir: çelik dökümün Ac3'ün üzerindeki 20 °C-30 °C'ye ısıtılması, bir süre tutulması, böylece çelikteki yapının tamamen ostenite dönüşmesi ve ardından yavaş yavaş soğutulması (genellikle Fırınla soğutma) 500 ⁰ - 600 ⁰'de ve son olarak havada soğutuldu. Tam olarak adlandırılan, ısıtıldığında tam bir ostenit yapısının elde edildiği anlamına gelir.
Tam tavlamanın amacı temel olarak şunları içerir: Birincisi, sıcak işlemenin neden olduğu kaba ve düzensiz yapıyı iyileştirmek; ikincisi, karbon çeliği ve alaşımlı çelik dökümlerin sertliğini orta karbonun üzerine düşürerek kesme performanslarını arttırmaktır (genel olarak iş parçasının sertliği 170 HBW-230 HBW arasında olduğunda kesilmesi kolaydır. Sertlik arttığında kesme performansı artar). bu aralığın üstünde veya altında olması kesmeyi zorlaştıracaktır); üçüncüsü çelik dökümün iç gerilimini ortadan kaldırmaktır.
Tam tavlamanın kullanım aralığı. Tam tavlama esas olarak, karbon içeriği %0,25 ile %0,77 arasında değişen ötektoid altı bileşime sahip karbon çeliği ve alaşımlı çelik dökümler için uygundur. Ötektoid üstü çelik tamamen tavlanmamalıdır, çünkü ötektoid üstü çelik Accm'nin üzerine ısıtıldığında ve yavaşça soğutulduğunda, ikincil sementit ostenit tane sınırı boyunca bir ağ şeklinde çökelecektir, bu da çeliğin mukavemetini, plastisitesini ve darbe dayanıklılığını önemli hale getirir. reddetmek.
(2) İzotermal Tavlama. İzotermal tavlama, çelik dökümlerin Ac3'ün (veya Ac1'in) 20 °C - 30 °C üzerine kadar ısıtılması, bir süre tutulduktan sonra, aşırı soğutulmuş ostenit izotermal dönüşüm eğrisinin tepe sıcaklığına hızla soğutulması ve ardından bir süre tutulması anlamına gelir. zamanın (Perlit dönüşüm bölgesi). Ostenit perlite dönüştükten sonra yavaş yavaş soğur.
(3) Küreselleştirme Tavlaması. Küreselleştirme tavlaması, çelik dökümlerin Ac1'den biraz daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılması ve daha sonra uzun bir süre ısı korumasının ardından çelikteki ikincil sementitin kendiliğinden granüler (veya küresel) sementite dönüşmesi ve ardından yavaş bir hızda Isıl işlem yapılmasıdır. Oda sıcaklığına kadar soğutma işlemi.
Tavlamanın küreselleştirilmesinin amacı şunları içerir: sertliğin azaltılması; metalografik yapının tek biçimli hale getirilmesi; kesme performansının iyileştirilmesi ve söndürmeye hazırlık.
Küreselleştirme tavlaması esas olarak karbon takım çeliği, alaşımlı yay çeliği, rulman çeliği ve alaşımlı takım çeliği gibi ötektoid çeliklere ve ötektoid üstü çeliklere (%0,77'den fazla karbon içeriği) uygulanabilir.
(4) Gerilim giderme tavlaması ve yeniden kristalleştirme tavlaması. Gerilim giderme tavlamasına aynı zamanda düşük sıcaklıkta tavlama da denir. Çelik dökümlerin Ac1 sıcaklığının (400 °C - 500 °C) altına kadar ısıtılıp, bir süre bekletildiği ve daha sonra yavaş yavaş oda sıcaklığına kadar soğutulduğu bir işlemdir. Gerilim giderme tavlamasının amacı dökümün iç gerilimini ortadan kaldırmaktır. Gerilim giderme tavlama işlemi sırasında çeliğin metalografik yapısı değişmeyecektir. Yeniden kristalleştirme tavlaması esas olarak soğuk deformasyon işleminin neden olduğu bozuk yapıyı ortadan kaldırmak ve iş sertleşmesini ortadan kaldırmak için kullanılır. Yeniden kristalleşme tavlaması için ısıtma sıcaklığı, yeniden kristalleşme sıcaklığının 150 °C - 250 °C üzerindedir. Yeniden kristalleştirme tavlaması, soğuk deformasyondan sonra uzatılmış kristal tanelerini tekdüze eş eksenli kristallere yeniden oluşturabilir, böylece iş sertleşmesinin etkisini ortadan kaldırabilir.
2) Normalleştirme
Normalizasyon, çeliğin Ac3 (ötektoid altı çelik) ve Acm (ötektoid üstü çelik) üzerinde 30 °C - 50 °C'ye kadar ısıtıldığı ve bir süre ısıl korumanın ardından hava veya ortamda oda sıcaklığına kadar soğutulduğu bir ısıl işlemdir. zorla hava. yöntem. Normalleştirme tavlamaya göre daha hızlı soğuma hızına sahiptir, dolayısıyla normalleştirilmiş yapı tavlanmış yapıdan daha incedir ve mukavemeti ve sertliği de tavlanmış yapınınkinden daha yüksektir. Kısa üretim döngüsü ve normalleştirmenin yüksek ekipman kullanımı nedeniyle normalleştirme, çeşitli çelik dökümlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Normalleştirmenin amacı aşağıdaki üç kategoriye ayrılır:
(1) Son ısıl işlem olarak normalleştirme
Düşük mukavemet gereksinimleri olan metal dökümler için, son ısıl işlem olarak normalizasyon kullanılabilir. Normalleştirme, taneleri inceltebilir, yapıyı homojenleştirebilir, ötektoid altı çelikteki ferrit içeriğini azaltabilir, perlit içeriğini artırabilir ve rafine edebilir, böylece çeliğin mukavemetini, sertliğini ve tokluğunu geliştirebilir.
(2) Ön ısıl işlem olarak normalleştirme
Daha büyük kesitli çelik dökümler için, su verme veya su verme ve temperleme (su verme ve yüksek sıcaklıkta temperleme) öncesi normalleştirme, Widmanstatten yapısını ve bantlı yapıyı ortadan kaldırabilir ve ince ve düzgün bir yapı elde edebilir. Karbon çelikleri ve %0,77'den daha fazla karbon içeriğine sahip alaşımlı takım çeliklerinde bulunan ağ sementit için normalleştirme, ikincil sementit içeriğini azaltabilir ve sürekli bir ağ oluşturmasını önleyerek organizasyonu küreselleştirme tavlaması için hazırlayabilir.
(3) Kesme performansını artırın
Normalleştirme, düşük karbonlu çeliğin kesme performansını artırabilir. Düşük karbonlu çelik dökümlerin tavlama sonrası sertliği çok düşüktür ve kesme sırasında bıçağa yapışması kolaydır, bu da aşırı yüzey pürüzlülüğüne neden olur. Normalleştirici ısıl işlem sayesinde düşük karbonlu çelik dökümlerin sertliği, optimum kesme sertliğine yakın olan 140 HBW - 190 HBW'ye yükseltilebilir ve böylece kesme performansı iyileştirilebilir.
3) Söndürme
Su verme, çelik dökümlerin Ac3 veya Ac1'in üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtıldığı ve daha sonra tam bir martenzitik yapı elde etmek için bir süre bekletildikten sonra hızla soğutulduğu bir ısıl işlem prosesidir. Su verme stresini ortadan kaldırmak ve gerekli kapsamlı mekanik özellikleri elde etmek için çelik dökümler en sıcaktan sonra zamanında temperlenmelidir.
(1) Söndürme sıcaklığı
Ötektoid altı çeliğin söndürme ısıtma sıcaklığı Ac3'ün üzerinde 30°C-50°C'dir; ötektoid çeliğin ve ötektoid üstü çeliğin söndürme ısıtma sıcaklığı Ac1'in 30 † -50 ″ üzerindedir. Ötektoid altı karbon çeliği, ince taneli ostenit elde etmek için yukarıda belirtilen su verme sıcaklığında ısıtılır ve su verme sonrasında ince martensit yapısı elde edilebilir. Ötektoid çelik ve hiperötektoid çelik, söndürme ve ısıtmadan önce küreselleştirildi ve tavlandı, bu nedenle Ac1'in üzerinde 30 ° C -50 ° C'ye ısıtıldıktan ve tamamen östenitlendikten sonra yapı ostenittir ve kısmen çözünmemiş ince taneli infiltrasyon Karbon gövdesi parçacıklarıdır. Söndürmeden sonra ostenit martensite dönüştürülür ve çözünmemiş sementit parçacıkları tutulur. Sementitin yüksek sertliği nedeniyle çeliğin sertliğini azaltmadığı gibi aşınma direncini de artırır. Ötektoid üstü çeliğin normal söndürülmüş yapısı ince pul pul martensittir ve ince taneli sementit ve az miktarda tutulan ostenit matris üzerinde eşit olarak dağılmıştır. Bu yapı yüksek mukavemete ve aşınma direncine sahiptir, ancak aynı zamanda belirli bir derecede tokluğa da sahiptir.
(2) Isıl işlem prosesini söndürmek için soğutma ortamı
Söndürmenin amacı tam martenzit elde etmektir. Bu nedenle su verme sırasında dökme çeliğin soğuma hızının dökme çeliğin kritik soğuma hızından daha büyük olması gerekir, aksi takdirde martenzit yapı ve buna karşılık gelen özellikler elde edilemez. Bununla birlikte, çok yüksek bir soğutma hızı, dökümün kolayca deformasyonuna veya çatlamasına yol açabilir. Yukarıdaki gereksinimleri aynı anda karşılamak için, döküm malzemesine göre uygun soğutma ortamı seçilmeli veya kademeli soğutma yöntemi benimsenmelidir. 650°C -400°C sıcaklık aralığında, aşırı soğutulmuş çelik ostenitinin izotermal dönüşüm oranı en yüksektir. Bu nedenle döküme su verildiğinde bu sıcaklık aralığında hızlı soğuma sağlanmalıdır. Ms noktasının altında deformasyon veya çatlamayı önlemek için soğutma hızı daha yavaş olmalıdır. Söndürme ortamı genellikle su, sulu çözelti veya yağı kullanır. Su verme veya ostemperleme aşamasında yaygın olarak kullanılan ortamlar arasında sıcak yağ, erimiş metal, erimiş tuz veya erimiş alkali bulunur.
650°C-550°C'lik yüksek sıcaklık bölgesindeki suyun soğutma kapasitesi güçlüdür ve 300°C-200°C'lik düşük sıcaklık bölgesindeki suyun soğutma kapasitesi çok güçlüdür. Basit şekillere ve büyük kesitlere sahip karbonlu çelik dökümlerin söndürülmesi ve soğutulması için su daha uygundur. Söndürme ve soğutma için kullanıldığında su sıcaklığı genellikle 30°C'den yüksek değildir. Bu nedenle, su sıcaklığını makul bir aralıkta tutmak için su dolaşımını güçlendirmek genellikle benimsenir. Ayrıca sudaki tuzun (NaCl) veya alkalinin (NaOH) ısıtılması çözeltinin soğutma kapasitesini büyük ölçüde artıracaktır.
Bir soğutma ortamı olarak yağın temel avantajı, 300°C-200°C'lik düşük sıcaklık bölgesindeki soğutma hızının sudan çok daha düşük olmasıdır; bu, söndürülmüş iş parçasının iç gerilimini büyük ölçüde azaltabilir ve deformasyon olasılığını azaltabilir. ve dökümün çatlaması. Aynı zamanda, 650°C-550°C yüksek sıcaklık aralığında yağın soğutma kapasitesi nispeten düşüktür; bu aynı zamanda bir söndürme ortamı olarak yağın ana dezavantajıdır. Söndürme yağının sıcaklığı genellikle 60°C-80°C'de kontrol edilir. Yağ esas olarak karmaşık şekilli alaşımlı çelik dökümlerin söndürülmesinde ve küçük kesitli ve karmaşık şekilli karbon çeliği dökümlerinin söndürülmesinde kullanılır.
Ek olarak, erimiş tuz da yaygın olarak söndürme ortamı olarak kullanılır ve bu, şu anda bir tuz banyosu haline gelir. Tuz banyosu yüksek kaynama noktasına sahiptir ve soğutma kapasitesi su ile yağ arasındadır. Tuz banyosu sıklıkla östemperleme ve kademeli su vermenin yanı sıra karmaşık şekillere, küçük boyutlara ve sıkı deformasyon gereksinimlerine sahip dökümlerin işlenmesinde kullanılır.
4) Temperleme
Temperleme, su verilmiş veya normalize edilmiş çelik dökümlerin, Ac1 kritik noktasından daha düşük seçilen bir sıcaklığa kadar ısıtıldığı ve bir süre tutulduktan sonra uygun bir hızda soğutulduğu bir ısıl işlem prosesini ifade eder. Temperleme ısıl işlemi, su verme veya normalleştirme sonrasında elde edilen dengesiz yapıyı, stresi ortadan kaldırmak ve çelik dökümlerin plastisitesini ve tokluğunu iyileştirmek için stabil bir yapıya dönüştürebilir. Genel olarak su verme ve yüksek sıcaklıkta temperleme işleminin ısıl işlemine su verme ve temperleme işlemi denir. Su verilmiş çelik dökümler zamanla temperlenmeli, normalize edilmiş çelik dökümler ise gerektiğinde temperlenmelidir. Çelik dökümlerin temperleme sonrası performansı, temperleme sıcaklığına, süresine ve sayısına bağlıdır. Herhangi bir zamanda tavlama sıcaklığının arttırılması ve bekletme süresinin uzatılması, yalnızca çelik dökümlerin su verme stresini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda kararsız su verilmiş martensiti temperlenmiş martenzit, troostit veya sorbite dönüştürür. Çelik dökümlerin mukavemeti ve sertliği azalır ve plastisite önemli ölçüde iyileşir. Güçlü karbür oluşturan alaşım elementlerine sahip bazı orta alaşımlı çelikler için (krom, molibden, vanadyum ve tungsten vb.), 400°C -500°C'de temperleme sırasında sertlik artar ve tokluk azalır. Bu olaya ikincil sertleşme denir, yani dökme çeliğin temperlenmiş durumdaki sertliği maksimuma ulaşır. Gerçek üretimde, ikincil sertleşme özelliklerine sahip orta alaşımlı dökme çeliğin birçok kez temperlenmesi gerekir.
(1) Düşük sıcaklıkta tavlama
Düşük sıcaklıkta temperlemenin sıcaklık aralığı 150°C-250°C'dir. Düşük sıcaklıkta temperleme, esas olarak yüksek karbonlu çeliği söndürmek ve yüksek alaşımlı çeliği söndürmek için kullanılan temperlenmiş martensit yapısını elde edebilir. Temperlenmiş martensit, kriptokristalin martensit artı ince granüler karbürlerin yapısını ifade eder. Düşük sıcaklıkta temperlemeden sonra ötektoid altı çeliğin yapısı temperlenmiş martensittir; Düşük sıcaklıkta temperlemeden sonra ötektoid üstü çeliğin yapısı temperlenmiş martensit + karbürler + tutulan ostenittir. Düşük sıcaklıkta temperlemenin amacı, yüksek sertliği (58HRC-64HRC), yüksek mukavemeti ve aşınma direncini korurken su verilmiş çeliğin tokluğunu uygun şekilde geliştirmek ve aynı zamanda çelik dökümlerin su verme stresini ve kırılganlığını önemli ölçüde azaltmaktır.
(2) Orta sıcaklıkta tavlama
Orta sıcaklığın tavlama sıcaklığı genellikle 350 † -500 ″ arasındadır. Orta sıcaklıkta temperleme sonrası oluşan yapı, ferrit matris üzerine dağılmış ve dağılmış büyük miktarda ince taneli sementit yani temperlenmiş troostit yapısıdır. Temperlenmiş troostit yapısındaki ferrit hala martenzit şeklini korur. Çelik dökümlerin temperleme sonrası iç gerilimi temel olarak ortadan kaldırılır ve daha yüksek elastik limit ve akma limitine, daha yüksek mukavemet ve sertliğe ve iyi plastiklik ve tokluğa sahiptirler.
(3) Yüksek sıcaklıkta tavlama
Yüksek sıcaklıkta tavlama sıcaklığı genellikle 500°C-650°C'dir ve söndürme ve ardından gelen yüksek sıcaklıkta temperlemeyi birleştiren ısıl işlem işlemine genellikle söndürme ve temperleme işlemi denir. Yüksek sıcaklıkta temperleme sonrasında oluşan yapı, temperlenmiş sorbit yani ince taneli sementit ve ferrittir. Temperlenmiş sorbitteki ferrit, yeniden kristalleşmeye uğrayan çokgen ferrittir. Yüksek sıcaklıkta temperlemeden sonra çelik dökümler mukavemet, plastisite ve tokluk açısından iyi kapsamlı mekanik özelliklere sahiptir. Yüksek sıcaklıkta temperleme, orta karbonlu çelik, düşük alaşımlı çelik ve karmaşık kuvvetlere sahip çeşitli önemli yapısal parçalarda yaygın olarak kullanılır.
5) Katı Çözelti Tedavisi
Çözelti işleminin temel amacı, aşırı doymuş tek fazlı bir yapı elde etmek için karbürleri veya diğer çökelmiş fazları katı çözelti içinde çözmektir. Östenitik paslanmaz çelik, östenitik manganez çelik ve çökeltme sertleştirmeli paslanmaz çelik dökümleri genellikle katı çözelti işlemine tabi tutulmalıdır. Çözelti sıcaklığının seçimi, dökme çeliğin kimyasal bileşimine ve faz diyagramına bağlıdır. Östenitik manganezli çelik dökümlerin sıcaklığı genellikle 1000 1000 1100 ℉'dir; östenitik krom-nikel paslanmaz çelik dökümlerin sıcaklığı genellikle 1000°C -1250°C'dir.
Dökme çeliğin karbon içeriği ne kadar yüksekse ve çözünmeyen alaşım elementleri ne kadar fazlaysa, katı çözelti sıcaklığı da o kadar yüksek olmalıdır. Bakır içeren çökeltme sertleştirmeli çelik dökümler için, çelik dökümlerin sertliği, soğutma sırasında döküm halindeki bakır açısından zengin sert fazların çökelmesi nedeniyle artar. Yapıyı yumuşatmak ve işleme performansını artırmak için çelik dökümlerin katı çözelti işlemine tabi tutulması gerekir. Katı çözelti sıcaklığı 900°C-950°C'dir.
6) Yağış Sertleştirme Tedavisi
Çökeltme sertleştirme işlemi, yapay yaşlandırma olarak da bilinen meneviş sıcaklığı aralığında gerçekleştirilen bir dispersiyon güçlendirme işlemidir. Çökeltme sertleştirme işleminin özü, daha yüksek sıcaklıklarda karbürlerin, nitritlerin, metallerarası bileşiklerin ve diğer kararsız ara fazların aşırı doymuş katı çözeltiden çökeltilmesi ve matris içinde dağılması, böylece dökme çeliğin kapsamlı hale getirilmesidir. Geliştirilmiş mekanik özellikler ve sertlik.
Yaşlandırma işleminin sıcaklığı, çelik dökümlerin nihai performansını doğrudan etkiler. Yaşlandırma sıcaklığı çok düşükse çökelme sertleşmesi aşaması yavaş yavaş çökecektir; yaşlandırma sıcaklığının çok yüksek olması durumunda çöken fazın birikmesi fazla yaşlanmaya neden olacak ve en iyi performans alınamayacaktır. Bu nedenle dökümhane, çelik döküm kalitesine ve çelik dökümün belirtilen performansına göre uygun yaşlandırma sıcaklığını seçmelidir. Östenitik ısıya dayanıklı dökme çeliğin eskime sıcaklığı genellikle 550°C-850°C'dir; Yüksek mukavemetli çökeltme sertleştirmeli dökme çeliğin yaşlanma sıcaklığı genellikle 500 ° C'dir.
7) Stres Giderici Tedavi
Gerilme giderme ısıl işleminin amacı, döküm boyutunu stabilize etmek için döküm stresini, söndürme stresini ve talaşlı imalatla oluşan stresi ortadan kaldırmaktır. Gerilim giderme ısıl işlemi genellikle Ac1'in altındaki 100°C-200°C'ye ısıtılır, daha sonra bir süre bekletilir ve son olarak fırınla soğutulur. Gerilim giderme işlemi sırasında çelik dökümün yapısı değişmedi. Karbon çeliği dökümler, düşük alaşımlı çelik dökümler ve yüksek alaşımlı çelik dökümlerin tümü gerilim giderme işlemine tabi tutulabilir.
4. Isıl İşlemin Çelik Dökümlerin Özelliklerine Etkisi
Çelik dökümlerin kimyasal bileşime ve döküm prosesine bağlı olarak gösterdiği performansa ek olarak, mükemmel kapsamlı mekanik özelliklere sahip olması için farklı ısıl işlem yöntemleri de kullanılabilir. Isıl işlem prosesinin genel amacı dökümlerin kalitesini arttırmak, dökümlerin ağırlığını azaltmak, servis ömrünü uzatmak ve maliyetleri azaltmaktır. Isıl işlem, dökümlerin mekanik özelliklerini iyileştirmenin önemli bir yoludur; Dökümlerin mekanik özellikleri ısıl işlemin etkisini değerlendirmek için önemli bir göstergedir. Dökümhanenin, çelik dökümlere ısıl işlem uygularken aşağıdaki özelliklere ek olarak işleme prosedürleri, kesme performansı ve dökümlerin kullanım gereksinimleri gibi faktörleri de dikkate alması gerekir.
1) Isıl İşlemin Dökümlerin Dayanımına Etkisi
Aynı çelik döküm bileşimi koşulu altında, farklı ısıl işlem proseslerinden sonra çelik dökümlerin mukavemeti artma eğilimindedir. Genel olarak konuşursak, karbonlu çelik dökümlerin ve düşük alaşımlı çelik dökümlerin çekme mukavemeti ısıl işlemden sonra 414 Mpa-1724 MPa'ya ulaşabilir.
2) Isıl İşlemin Çelik Dökümlerin Plastisitesine Etkisi
Çelik dökümlerin döküm yapısı kaba ve plastisite düşüktür. Isıl işlemden sonra mikro yapısı ve plastisite buna göre geliştirilecektir. Özellikle su verme ve temperleme işleminden (su verme + yüksek sıcaklıkta temperleme) sonra çelik dökümlerin plastisitesi önemli ölçüde artacaktır.
3) Çelik Dökümlerin Tokluğu
Çelik dökümlerin tokluk indeksi genellikle darbe testleri ile değerlendirilir. Çelik dökümlerin mukavemeti ve tokluğu birbiriyle çelişen bir çift gösterge olduğundan, dökümhanenin müşterilerin ihtiyaç duyduğu kapsamlı mekanik özellikleri elde etmek amacıyla uygun bir ısıl işlem prosesi seçmek için kapsamlı değerlendirmeler yapması gerekir.
4) Isıl İşlemin Dökümlerin Sertliğine Etkisi
Dökme çeliğin sertleşebilirliği aynı olduğunda, ısıl işlemden sonra dökme çeliğin sertliği, dökme çeliğin mukavemetini kabaca yansıtabilir. Bu nedenle sertlik, ısıl işlemden sonra çelik dökümün performansını tahmin etmek için sezgisel bir indeks olarak kullanılabilir. Genel olarak karbonlu çelik dökümlerin sertliği ısıl işlem sonrasında 120 HBW - 280 HBW'ye ulaşabilmektedir.




Gönderim zamanı: Temmuz-12-2021