Blog Yazıları

Paslanmaz çelik ısıl işlemi, çeliğin kullanım amacına ve gereken özelliklere göre değişir. Bazı yöntemler sertliği artırırken, bazıları gerilimleri giderir veya kimyasal bileşimi etkiler. Uygulamanın gereksinimlerine en uygun ısıl işlemi seçerken her yöntemin avantajlarını ve dezavantajlarını anlamak önemlidir.

Çeliğin amacına bağlı olarak, ısıl işlem yöntemleri paslanmaz çeliği daha dayanıklı, daha dövülebilir, daha sert, daha güçlü veya başka şekilde özelliklerini değiştirebilir. Çelik ısıl işlemi genellikle paslanmaz çelik üretimi sırasında farklı aşamalarda yapılır ve uygulama için uygun performans sergilemesini sağlar. Paslanmaz çeliği ısı ile işlemek, uzay araçları, bıçaklar, baltalar ve testereler gibi kesme aletleri, bilgisayarlar ve uçaklar gibi ürünlerin üretilmesinde önemlidir; ayrıca petrokimya endüstrisi tarafından kullanılan boru hatları ve diğer ekipmanlar da içerir.

İşte paslanmaz çelik için yaygın olarak kullanılan bazı ısıl işlem yöntemleri:

Yaşlandırma

Çökelme sertleşmesi olarak da bilinen yaşlandırma, paslanmaz çeliğin dövülebilirliğini arttırır. Bu süreç, çeliğin tane yapısı içinde parçacıkları homojen bir şekilde dağıtarak özelliklerini değiştirir. Yaşlandırma genellikle çelik zaten başka bir tür ısıl işleme maruz kaldıktan sonra kullanılır. Bu süreçte yaşlandırma yöntemleri genellikle 480-620°C (896-1148°F) arasında orta düzeyde sıcaklıklar kullanır, ancak 550°C (1022°F) üzerindeki sıcaklıklar bazı yaşlanmış paslanmaz çeliklerin stres korozyon çatlamasına karşı daha iyi direnç göstermesini sağlar. Yaşlanmış paslanmaz çelikler, maruz kaldıkları koşullara bağlı olarak orta ila iyi düzeyde bir korozyon direncine sahiptirler.

Sertleştirme

Paslanmaz çelik sertleştirmek için öncelikle ısıtılır ve ardından hızlı bir şekilde soğutulur. Bu işlem, çeliğin sertliğini artırır ancak aynı zamanda onu daha az dövülebilir ve daha kırılgan hale getirir. Sertleştirme genellikle yağda yapılır ve ardından çelik sertleştirildikten sonra temperlenir. Paslanmaz çelik sertleştirme işlemi, çeliğin sıcaklığının hızla 538°C (1000°F) altına düşürülmesini gerektirir. Sertlik, karbon içeriğine bağlıdır ve alaşımlar karbonun etkinliğini artırarak istenen sertliğe ulaşmak için daha yavaş soğuma süreleri sağlar.

Yumuşatma

Çeşitli yumuşatma teknikleri vardır ve bunlar sertleşmenin tersidir. Yumuşatma, paslanmaz çeliği yumuşatır, kırılma olasılığını azaltır, işlenebilirliğini artırır ve çeliğin tane yapısını iyileştirir. Çeliğin maksimum dövülebilirliği için yavaşça kritik sıcaklığın üzerine ısıtılması gerekir, genellikle 1040°C (1900°F) civarındadır. Ancak bazı durumlarda, daha ince tane yapısı için daha düşük sıcaklıklara kadar ısıtılabilir, örneğin 1010°C (1850°F). Isıtıldıktan sonra çelik yavaşça soğutulur, ya fırında kapatılır ya da yalıtım malzemesiyle kaplanır. Bu işlem, çeliğin özelliklerini yeniden kristalleşerek değiştirir.

Yüzey Sertleştirme

Yüzey Sertleştirme, çeliğin dış yüzeyini sertleştirirken iç kısmını yumuşak bırakır. Paslanmaz çelik sertleşince kırılgan hale gelir, bu yüzden yüzey sertleştirme, dayanıklı bir dış tabaka oluştururken belirli bir esneklik sağlar. Genellikle çeliğe karbon veya azot eklenerek yapılır, yüzey reaksiyonlarla sertleşir. Bu, güç ve aşınma direncini artırır, sert yüzeyler ve yumuşak, dövülebilir bir iç tabaka sağlar. Yüzey sertleştirmenin temel yöntemleri, temperleme içerenler ve içermeyenlerdir. Yatakların millere montajı sırasında yüzeyin zarar görmesini önler.

Karbürizasyon

Karburizasyon, paslanmaz çeliği karbon salan bir malzeme ile ısıtarak dış yüzeyi sertleştirirken iç kısmını yumuşak tutmayı içerir. Sertleşmenin derinliği, karbon difüzyonu, sıcaklık ve ısıtma süresine bağlıdır. Gaz ve düşük basınçlı karburizasyon yaygın yöntemlerdir. Gaz karburizasyonu, paslanmaz çelik yüzeylerinde oksidasyonu engellemek için karbon-nötr bir gaz karışımı kullanır. Sıcaklıklar 843-954°C (1550-1750°F) arasında değişir, karburizasyon süreleri ise farklılık gösterir. Düşük basınçlı karburizasyon veya vakum karburizasyonu, hidrokarbon gazını kısmi basınç altında vakum fırınında kullanarak işlemi hızlandırır, özellikle yüksek alaşımlı paslanmaz çelikler için. Ayrıca, 1038°C (1900°F) kadar yüksek sıcaklıklara izin verir.

Karbonitrürleme

Karbonitrürleme, karbonizasyon gibi, paslanmaz çeliğin yüzeyine karbon difüzyonu yaparak sertleşmesini sağlar, ancak aynı zamanda yüzeye azot gazı da difüze eder. Bu işlem genellikle düşük alaşımlı çeliklerde minimal karbon içeriği ile yapılır ve karbonizasyondan daha sığ bir sert kabuk oluşturur. Aşınma ve korozyon direncini artırırken paslanmaz çelik parçanın kırılmadan stresle başa çıkma yeteneğini iyileştirir. Karbonitizasyon genellikle rulmanlar, dişliler, pistonlar, makaralar, miller ve hidrolik, mekanik ve pnömatik sistemlerde kullanılan kollar gibi parçaların üretilmesinde kullanılır. Karbonitizasyon için sıcaklık genellikle 788-871°C (1450-1600°F) aralığında olur. Karbonitizasyon için kullanılan aynı ekipman, atmosfer karbonitizasyonu için de kullanılabilir; bu işlemde fırının atmosferi genellikle endotermik gaz kullanır ve azotu buradan elde edilen amonyum ile ekler. Vakum karbonitizasyonu için ise düşük basınçlı karbonizasyon için kullanılan ekipmana benzer ekipmanlar kullanılır ve hidrokarbonlar ile amonyak eklenir.

Gerilim Giderme

Gerilim Giderme, akümülatörler, hava tankları veya kazan parçaları gibi ürünlerin imalatında kullanılan bir ısıl işlem tekniğidir. Bu, paslanmaz çeliği, önceki imalat işlemleri nedeniyle oluşan gerilimleri gidermek için kritik noktasının hemen altında ısıtmayı içerir. Bu, stres korozyon çatlamasının riskini azaltır ve boyutsal stabilite ile çentik dayanıklılığını artırır. Tam yumuşatma da stresleri gidermek için kullanılabilir ancak karmaşık veya büyük parçalar için pratik değildir. Tipik olarak, austenitik paslanmaz çelikler için stres giderme işlemi, 425-925°C (800-1700°F) arasında ısıtma gerektirir ve 870°C (1600°F) sıcaklıkta bir saatlik işlem, geriye kalan stresin yaklaşık %85'ini giderir. Ancak, bu sıcaklık aralığı, austenitik paslanmaz çelikte duyarlılaşmaya neden olabilir ve korozyon direncini azaltabilir.

Normalizasyon

Normalizasyon, yumuşatma gibi, paslanmaz çeliği kritik sıcaklıklara kadar ısıtarak sertleştirir ve dövülebilirliğini artırır. Bu süreç, çeşitli işlem ve imalat süreçleriyle oluşan iç gerilmeleri giderir. Çelik sertleştirmeden önce genellikle çeliğn başarısız olmasını önlemek için yapılır. Normalizasyon, işleme gibi, yalnızca paslanmaz çelik gibi demirli metaller için yapılabilir ve daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir (750-980°C veya 1320-1796°F). Dönüştükten sonra, metal fırın dışında hava ile soğutulur ve soğuma hızı sertliği etkiler. Normalleştirilmiş paslanmaz çelik, işlenmiş çelikten daha güçlü ve daha dövülebilir olup, daha zorlu uygulamalar için idealdir.

Kaynak: ArthurHarris.com