Sertleşme sırasında soğutma. Çeliğin çeşitli ortamlarda sertleştirilmesi

Sertleşme sırasında soğutma modu her şeyden önce gerekli sertleşebilirlik derinliğini sağlamalıdır. Öte yandan, soğutma rejimi, ürünün bükülmesine ve söndürme çatlaklarının oluşmasına yol açacak şekilde güçlü bir söndürmenin meydana gelmeyeceği şekilde olmalıdır.

Söndürme gerilmeleri termal ve yapısal gerilmelerden oluşur. Sertleşme sırasında ürünün kesiti boyunca daima bir sıcaklık farkı oluşur. Soğutma periyodu sırasında dış ve iç katmanların farklı büyüklükteki termal sıkıştırması, termal gerilimlerin oluşmasına neden olur.

Martensitik dönüşüm hacimde yüzde birkaç artışla ilişkilidir. Yüzey katmanları martensitik noktaya ürünün çekirdeğinden daha erken ulaşır. Martensitik dönüşüm ve buna bağlı hacim artışı, ürünün kesitindeki farklı noktalarda aynı anda meydana gelmez, bu da yapısal gerilmelerin oluşmasına yol açar.

Toplam söndürme gerilmeleri, söndürme için ısıtma sıcaklığının artmasıyla ve soğutma hızının artmasıyla artar, çünkü her iki durumda da ürünün kesiti boyunca sıcaklık farkı artar. Sıcaklık farkının artması termal ve yapısal gerilmelerin artmasına neden olur.

Çelikler için, yapısal gerilimler ortaya çıktığında ve kırılgan bir faz (martenzit) oluştuğunda, martensit noktasının altındaki sıcaklık aralığında söndürme gerilimlerinin meydana gelmesi muhtemeldir. Martensitik noktanın üzerinde yalnızca termal gerilmeler meydana gelir ve çelik ostenitik durumdadır ve ostenit sünektir.

C diyagramının gösterdiği gibi, aşırı soğutulmuş östenitin en az kararlı olduğu bölgede hızlı soğutma gereklidir. Çoğu çelik için bu bölge 660 – 400 °C aralığındadır. Bu sıcaklık aralığının üstünde ve altında, ostenit çürümeye karşı C eğrisinin kıvrımına göre çok daha dirençlidir ve iş parçası nispeten yavaş soğutulabilir.

Çoğu çelikte martensitin oluştuğu 300 - 400 °C sıcaklıklardan başlayarak yavaş soğutma özellikle önemlidir. C eğrisinin kıvrımının üzerinde yavaş soğuma ile yalnızca termal gerilimler azalırken, martensitik aralıkta hem termal hem de yapısal gerilimler azalır.

En yaygın kullanılan söndürme ortamı soğuk su, %10'luk sulu NaOH veya NaCl çözeltisi ve yağlardır.

Çeşitli ortamlarda çeliğin soğuma hızı

Tablo, farklı ortamlar için iki sıcaklık aralığında küçük çelik numunelerin soğuma hızlarını göstermektedir. Şu ana kadar perlit sıcaklık aralığında hızlı, martensitik sıcaklık aralığında ise yavaş soğuyacak bir söndürme sıvısı bulunamadı.

Soğuk su- en ucuz ve en enerjik soğutucu. Hem perlit hem de martenzit sıcaklık aralıklarında çabuk soğur. Suyun yüksek soğutma kapasitesi, düşük sıcaklığı ve muazzam kaynama ısısı, düşük viskozitesi ve nispeten yüksek ısı kapasitesi ile açıklanmaktadır.

Tuz veya alkali ilavesi perlit aralığında suyun soğutma kapasitesini arttırır.

Suyun ana dezavantajı— martensitik aralıkta yüksek soğutma hızı.

Mineral yağ, martensitik aralıkta yavaş soğur (bu, ana avantajıdır), fakat aynı zamanda perlit aralığında da yavaş soğur (bu, ana dezavantajıdır). Bu nedenle yağ, sertleşebilme özelliği iyi olan çeliklerin sertleştirilmesinde kullanılır.

Isıtılmış su, yağın yerini alamaz, çünkü ısıtma, perlit aralığında soğutma hızını keskin bir şekilde azaltır, ancak martensitik aralıkta neredeyse hiç değişmez.

"Metallerin ısıl işlem teorisi",
I.I.Novikov

650 - 400 °C sıcaklık aralığında hızlı soğutma, bu aralığın üstünde ve çoğunlukla altında yavaş soğutma sağlayacak bir sertleştirme ortamı bulunmadığından gerekli soğutma rejimini sağlamak için çeşitli sertleştirme yöntemleri kullanılır. Su yoluyla yağa söndürme Su yoluyla yağa söndürme (iki ortamda söndürme): 1 - normal mod;...

Birçok çelikte martensitik aralık (Mn - Mk) negatif sıcaklıklara kadar uzanır (bkz. Şekil Sıcaklığa bağlılık). Bu durumda sertleştirilmiş çelik, ürünün oda sıcaklığının altındaki sıcaklıklara soğutulmasıyla martenzite dönüştürülebilen tutulan ostenit içerir. Temel olarak, bu soğuk işlem (1937'de A.P. Gulyaev tarafından önerildi), oda sıcaklığında kesintiye uğrayan söndürme soğutmasını devam ettiriyor...

Birçok ürünün yüksek yüzey sertliğine, yüksek yüzey katmanı mukavemetine ve tok bir çekirdeğe sahip olması gerekir. Ürünün yüzeyindeki ve içindeki bu özelliklerin birleşimi yüzey sertleştirmesi ile elde edilir. Bir çelik ürünün yüzeyini sertleştirmek için yalnızca belirli bir kalınlıktaki yüzey tabakasının Ac3 noktasının üzerine ısıtılması gerekir. Bu ısıtmanın hızlı ve yoğun bir şekilde yapılması gerekir, böylece ısıl iletkenlik nedeniyle çekirdek de ısınmaz...

Güçlendirilmiş çelikçelik parçaların kritik sıcaklığın biraz üzerinde bir sıcaklığa kadar ısıtılıp bu sıcaklıkta tutulduğu ve daha sonra su veya yağ içerisinde hızla soğutulduğu bir ısıl işlem operasyonudur.

Temel bilgiler sertleştirmenin amacı- Yüksek sertlik, mukavemet, aşınma direnci ve diğer özelliklere sahip çelik elde etmek. Sertleşme kalitesi sıcaklığa ve ısıtma hızına, bekletme süresine ve soğutma hızına bağlıdır.

Alaşımlı olanlar da dahil olmak üzere çoğu çelik için sertleşmeye yönelik ısıtma sıcaklığı, A c1 ve A c3 kritik noktalarının konumuna göre belirlenir. Karbon çelikleri için söndürme sıcaklığı demir-karbon diyagramından kolaylıkla belirlenebilir.

Yüksek hız, paslanmaz ve diğer özel çelikler, karbon ve düşük alaşımlı yapı ve takım çeliklerine göre daha yüksek ısıtma sıcaklıklarında sertleştirilir. Örneğin 4X13 kalite paslanmaz çelik için sertleşme sıcaklığı 1050 - 1100°C olarak alınır.

Isıtma hızı

Ortamın söndürülmesi.

Söndürme ortamına bağlı olarak çelik soğutma hızı

Tablo, %10'luk sulu kostik soda veya sofra tuzu çözeltisinde, troostit dönüşümleri bölgesindeki (600-600°C) çeliğin soğuma hızının, tatlı sudaki soğuma hızının iki katı olduğunu göstermektedir. Martenzitik dönüşüm bölgesinde (300-200°C), tuz ve tatlı su çeliği neredeyse eşit derecede soğutur. Sulu tuz çözeltilerinin bu avantajı ısıl işlem uygulamasında kullanılır. Bununla birlikte, termal uzmanlar çoğu zaman% 5-10'luk bir sofra tuzu çözeltisi kullanırlar, çünkü çeliği aşındırmaz ve kostik sodanın (kostik soda) yağdan arındırılması gibi işçilerin ellerine etki etmez.

U10 ve U12 çeliklerinden yapılmış takımları sertleştirmek için, çelik parçaların bükülmesini azaltmak amacıyla sulu çözeltiler genellikle 30°C'ye ısıtılır.

Sudan farklı olarak yağın sertleşme yeteneği sıcaklığa çok az bağlıdır ve yağın soğuma hızı suya göre çok daha azdır. Bu nedenle stresi azaltmak ve su verme çatlaklarının oluşumunu önlemek için, karbon çeliklerine göre daha düşük ısı iletkenliğine sahip alaşımlı çelikleri sertleştirmek için madeni yağ - mil No. 2 ve 3 kullanılır.Yağ olmadığında sıcak kullanılması tavsiye edilir. su (80 ° C).

Sertleşirken stabil sonuçlar elde etmek için, bir tür yağın kullanılması, periyodik olarak değiştirilmesi veya yenilenmesi gerekir.

Suda söndürme sırasında soğutma işlemi sırasında parçaların çevresinde bir ısı iletkeninin oluştuğunu ve çeliğin soğuma hızının keskin bir şekilde azaldığını belirtmek gerekir. Ayrıca buhar ceketi çeliğin sertleşebilirliğini bozarak sertleşmiş parçaların yüzeyinde yumuşak noktaların oluşmasına ve bazen de çatlaklara neden olur. Bu nedenle deneyimli termistler genellikle dolaşımdaki sudaki parçaları sertleştirir ve bunları sürekli olarak dikey veya yatay yönlerde hareket ettirir.

İç gerilimler.

Isıl işlem prosesi sırasında dönüşümlerin eş zamanlı olmaması ve ısıl genleşme ve sıkışma nedeniyle iş parçasının farklı noktalarında iç gerilmeler ortaya çıkar. Gerilmeler sadece elastik sınırı veya akma sınırını değil aynı zamanda kırılma direncini de aşabilir. İkinci durumda, iç gerilimler çatlaklar oluşturur ve hatta parçayı tahrip eder.

İç gerilimler iki tipte olabilir: termal ve yapısal. Parçanın yüzeyinin ve iç katmanlarının düzgünsüzlüğü ve soğuması nedeniyle termal iç gerilimler ortaya çıkar.

Parçanın katı bir kesiti varsa, herhangi bir soğutma sırasında yüzey daha hızlı soğur ve çekirdek daha yavaş soğur. Sonuç olarak, soğuma sırasında parça, kesit boyunca farklı noktalarda farklı sıcaklıklara ve farklı spesifik hacimlere sahip olacaktır. Yüzeydeki soğuma hızı parçanın merkezindeki soğuma hızından ne kadar farklıysa bu sıcaklık farkı da o kadar büyük olacaktır.

Krom, molibden ve tungsten alaşımlı çeliklerin ısıl iletkenliği karbon çeliklerine göre daha düşüktür ve sertleşme sırasında parçanın yüzeyinde ve merkezindeki soğuma hızları çok yüksek olacaktır.

Sertleşme sırasında soğuma hızını azaltmak ve içlerindeki gerilimi azaltmak için, bu tür alaşımlı çelik parçalar yalnızca yağda veya hava akımında yavaş soğumaya tabi tutulur.

Isıl gerilmeler gibi yapısal iç gerilmeler de metalin soğuması sırasındaki dönüşümlerin eşzamanlı olmaması ve parçanın kesitindeki farklı noktalardaki çeşitli yapısal dönüşümler nedeniyle ortaya çıkar.

Böylece kritik noktanın üzerinde ısıtılan yüksek karbonlu çelik soğutulduğunda östenit martensite dönüşür ve bu dönüşümlere hacim değişikliği de eşlik eder (martensit oluşumu her zaman hacmi artırır). Dönüşümlerin erken sona erdiği yüzey katmanları, soğuma sırasında, dönüşümlerin devam ettiği ara bölgeden çekme gerilmelerine maruz kalır. Zamanla dönüşümler parçadaki giderek daha derin katmanları kaplar ve çekirdeğe ulaşır. Ancak çekirdekteki bu dönüşümler dıştaki soğutulmuş katmanlar tarafından engelleniyor. Sonuç olarak, çekirdekte basınç gerilmeleri artar ve yüzeyden bakıldığında en büyük gerilme farkının çekme momenti her zaman tehlikelidir, çünkü çoğu zaman metalde çatlakların oluşmasına neden olur. Çatlakların basınç gerilmelerinden değil, çekme gerilmelerinden kaynaklandığı tespit edilmiştir.

Artık gerilmelerin büyüklüğü bir dizi faktörden etkilenir. Bunlardan en önemlileri şunlardır: çeliğin özellikleri (sertleşebilirlik, martensitik dönüşüm sıcaklığı, doğrusal genleşme katsayısı), soğutma ortamı ve koşulları ile parçanın şekli ve boyutu.

Sertleştirme yöntemleri.

Söndürme yöntemleri, bir söndürme tankındaki parçaların soğutulması yöntemlerini ve belirli bir metal yapıyı elde etmek için söndürme soğutmasının seçimini ifade eder. Parçanın şekli ne kadar karmaşıksa, soğutma seçimine o kadar ciddiyetle yaklaşmalısınız. Parça bölümlerindeki keskin geçişler, çeşitli sertleştirme yöntemlerine ve iç gerilimlerin yoğunlaşmasına katkıda bulunur. Bu nedenle parçaların iyi sertlikte, istenilen yapıda ve çatlaksız olarak elde edilmesini sağlayacak bir sertleştirme yönteminin seçilmesi gerekmektedir.

Çeliği sertleştirmenin ana yöntemleri şunlardır: tek soğutucuda, iki ortamda sertleştirme, jet sertleştirme, kendiliğinden temperleme, kademeli sertleştirme ve izotermal sertleştirme.

Bir soğutucuda söndürme- en basit ve en yaygın yöntem. Söndürme sıcaklığına kadar ısıtılan parça, söndürme sıvısına daldırılır ve tamamen soğuyuncaya kadar burada kalır. Bu yöntem, karbon ve alaşımlı çeliklerden yapılmış basit parçaların sertleştirilmesinde kullanılır. Karbon çeliklerinden yapılmış parçalar suda soğutulur (çapı 3-5 mm'yi geçmeyen parçalar hariç) mm); ve alaşımlı çeliklerden yapılmış parçalar yağ içindedir. Bu yöntem aynı zamanda parçaların üniteden sertleştirme sıvısına otomatik olarak aktığı mekanize sertleştirme için de kullanılabilir.

Yüksek karbonlu çelikler için bu sertleştirme yöntemi kabul edilemez çünkü sertleştirme işlemi sırasında büyük iç gerilimler oluşur. Yüksek karbonlu çelikler soğutma ile sertleştirilir, yani ısıtılan kısım soğumadan önce bir süre havada tutulur. Bu, parçalardaki iç gerilimleri azaltır ve çatlamalarını önler.

Sertleşmeiki ortamda veya aralıklı sertleşmede Parçanın önce hızlı soğuyan bir söndürme ortamında (su) soğutulduğu ve ardından yavaş soğuyan bir söndürme ortamına (yağ) aktarıldığı bir yöntemdir. . Yüksek karbonlu çelikten yapılmış takımların sertleştirilmesinde kullanılır.

Aralıklı sertleşmenin dezavantajı, parçanın ilk soğutucuda kalma süresinin çok önemsiz olduğundan (her 5-6 saniyede 1 saniye) belirlenmesinin zor olmasıdır. mm parçanın çapı veya kalınlığı). Aşırı suya maruz kalma, deformasyonun ve çatlamanın artmasına neden olur.

Aralıklı sertleştirmenin kullanılması termistten yüksek nitelik ve deneyim gerektirir.

Çizgilisertleşme sertleşme sıcaklığına kadar ısıtılan parçaların su akışıyla soğutulmasıyla gerçekleştirilir. Bu yöntem, çalışma yüzeyi martenzit yapıya sahip olması gereken iç yüzeylerin sertleştirilmesi, kalıpların, kalıpların ve diğer damgalama aletlerinin sertleştirilmesi için kullanılır.

Jet söndürmede buhar ceketi oluşmaz, bu da suda basit söndürmeye göre daha derin sertleşme sağlar. Soğutma hızı sıcaklığa, su basıncına, spreydeki deliklerin çapına ve sayısına ve su jetinin parçanın soğutulmuş yüzeyi ile oluşturduğu açıya bağlıdır.

Sertleşmekendi kendine tatil ile- bu, parçaların tamamen soğuyana kadar bir soğutma ortamında tutulmasını içeren bir yöntemdir; yani belirli bir noktada, parçanın çekirdeğinde kendi kendine tavlama için gerekli ısıyı korumak amacıyla soğutma durdurulur. Bu nokta deneysel olarak belirlendiğinden, ısıl işlemin kalitesi büyük ölçüde ısıl işlem uzmanının becerisine bağlı olacaktır.

Bu sertleştirme yöntemi ile meneviş sıcaklığının kontrolü, parçanın açık renkli yüzeyinde oluşan mat renkler ile gerçekleştirilir. 200-300°C sıcaklıklarda mat renklerin ortaya çıkması, çeliğin yüzeyinde rengi kalınlığına bağlı olan ince bir oksit filminin oluşmasıyla açıklanmaktadır. Örneğin 220°C'de kısa bir süre içerisinde çelik, yüzeye açık sarı rengini veren 400-450 angstrom kalınlığında bir oksit tabakasıyla kaplanır.

Kendiliğinden temperleme ile sertleştirme yalnızca darbeli aletlerin (keskiler, uçlar, göbekler vb.) sertleştirilmesi için kullanılır, çünkü böyle bir aletin sertliği eşit ve kademeli olarak azalmalıdır (çalışma kısmından kuyruk kısmına kadar).

Kademelisertleşme- Bu, belirli bir çelik için martensitik noktanın üzerinde bir sıcaklığa sahip olan, ısıtılan parçaların yavaş yavaş soğuyan bir söndürme ortamında (örneğin, erimiş tuz, kızgın yağ) soğutulduğu bir yöntemdir. Mn. Sıcak bir ortama (yağ) kısa süreli maruz kalma sırasında sıcaklık eşitlenir ve bu, martensitik dönüşüm başlamadan önce gerçekleşir. Bundan sonra, parçanın sertleştirildiği son, genellikle yavaş bir soğutma gerçekleşir.

Kademeli sertleştirme, düşük soğuma hızı nedeniyle oluşan iç gerilimlerin azaltılmasına yardımcı olur. Sonuç olarak parçaların deformasyonu azalır ve çatlakların sertleşme olasılığı neredeyse tamamen ortadan kalkar.

Kademeli sertleştirme, seri üretimde, özellikle takım imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Dönüşüm anında çeliğin büyük bir sünekliğe sahip olması nedeniyle parçaları sıcak halde düzeltmenize ve düzeltmenize olanak tanır.

Kademeli sertleştirme için, derin sertleşen karbon ve 9ХС, ХГ, ХВГ vb. kalite alaşımlı çeliklerin kullanılması en çok tavsiye edilir.

İzotermalsertleşme- bu, parçaların belirli bir sıcaklığa ısıtılmasından ve izotermal bir ortamda martensitik dönüşümün başladığı sıcaklıktan biraz daha yüksek olan 220-350 ° C'ye soğutulmasından oluşan bir yöntemdir.

Bu tür bir söndürme sırasında parçaların bir söndürme ortamında tutulması, ostenitin iğnemsi troostite tamamen dönüşmesi için yeterli olmalıdır. Bundan sonra hava soğutması meydana gelir. İzotermal sertleştirmede, adım sıcaklığında tutma süresi, adım sertleştirmeye göre önemli ölçüde daha uzundur.

İzotermal sertleştirme için söndürme ortamı, kademeli sertleştirme ile aynıdır. İzotermal sertleştirmeden sonra çelik, yüksek sertlik ve daha yüksek tokluk kazanır.

İzotermal sertleştirme sırasında, yoğun bir şekilde karıştırılan söndürme ortamına sahip banyolar kullanılarak elde edilen, yeterince yüksek ve eşit bir soğutma hızı gereklidir.

Maksimum mukavemet, yeterli süneklik ve tokluğa sahip parçaların elde edilmesi gerektiğinde ısıl işlemde izotermal sertleştirme kullanılır. İzotermal tutma bölgesinde düşük östenit stabilitesine sahip çelikler için izotermal sertleştirmenin kullanılması en çok tavsiye edilir.

Sertleşme sırasında meydana gelen kusurlar. Sertleşme sürecinde çelik soğuduğunda yapısal dönüşümler ve metalin hacmindeki değişiklikler sonucu iç gerilmeler ortaya çıkar. Bu gerilimler şu kusurlara yol açar: çatlama, deformasyon ve eğrilme, çelik hacminde değişiklikler, dekarbürizasyon ve oksidasyon, yumuşak noktalar, düşük sertlik ve aşırı ısınma.

Sertleşmeçatlaklar- Isıl işlem sırasında oluşan onarılamaz bir kusurdur. Kalıplar ve dövme kalıpları gibi büyük parçalarda, yağda söndürüldüğünde bile söndürme çatlakları görünebilir. Bu nedenle, bu tür parçaların 150-200°C'ye soğutulması ve ardından hızlı bir şekilde temperlenmesi tavsiye edilir.

Çatlaklar, uygunsuz ısıtma (aşırı ısınma), yüksek soğuma hızları ve çeliğin uygun olmayan kimyasal bileşimi nedeniyle oluşur.

Sertleşme çatlakları ayrıca parçaların uygunsuz tasarımı, keskin geçişler, işleme sonrası kalan kaba izler, keskin köşeler, ince duvarlar vb. nedeniyle de meydana gelir.

Sertleşme çatlakları çoğunlukla parçalarda meydana gelen iç gerilimlerin bir sonucu olarak parçalar çok hızlı soğutulduğunda veya ısıtıldığında oluşur. Bu genellikle alaşımlı çeliklerin sertleştirilmesinde görülür. Bu nedenle bu çeliklerden yapılan parçalar, karbon çeliklerinden yapılanlara göre daha yavaş ve daha eşit şekilde ısınır.

Sertleşme çatlakları genellikle parçaların köşelerinde bulunur ve kavisli veya kıvrımlı bir görünüme sahiptir.

Fabrika uygulamasında, genellikle sürekli veya kırık ağ şeklinde yer alan yüzey çatlaklarına sıklıkla rastlanır. Bu tür çatlaklar, yüksek frekanslı akımlarla ısıtma veya gaz aleviyle sertleştirme sırasında yüzey sertleştirme işlemi sırasında, soğutma çok soğuk suyla yapıldığında ve ayrıca metal aşırı ısındığında meydana gelir.

Yüzey çatlakları sadece ısıl işlem sırasında değil, sertleşmiş parçaların taşlanması sırasında da doğru şekilde temperlenmemişse meydana gelebilir.

Sertleştirme sonrası düzgün temperleme ve doğru taşlama koşulları, çatlak oluşumunu tamamen ortadan kaldırır.

Hasarı önlemek için, parçaların genellikle çatlakların göründüğü alanları (bölümleri) asbest kordonu ile sarılır ve yanmaz kil ile kaplanır. Teknolojik sertleştirme rejimlerinin sıkı bir şekilde uygulanması, kusurlu parça sayısını en aza indirebilir.

Deformasyonve eğrilme parçalar, düzensiz yapısal ve buna bağlı hacimsel dönüşümlerin ve soğuma sırasında iç gerilimlerin ortaya çıkmasının bir sonucu olarak meydana gelir.

Çeliği sertleştirirken çoğu durumda, parçaların eşit olmayan ısınması ve soğuması nedeniyle önemli hacimsel değişiklikler olmadan eğrilme meydana gelir. Örneğin kesiti küçük ve uzunluğu büyük olan bir parça sadece bir taraftan ısıtılırsa bükülür, ısıtılan taraf termal genleşme nedeniyle uzar ve dışbükey olur, karşı taraf ise içbükey olur. Söndürme işlemi sırasında (özellikle suda) tek taraflı soğutma ile parçanın hızla soğuyan tarafı termal sıkıştırma nedeniyle içbükey, arka tarafı ise dışbükey hale gelecektir. Bu nedenle sertleşme sırasında parçaların eşit şekilde ısıtılıp soğutulması gerekir.

Soğutma yönteminin deformasyon üzerinde özellikle büyük etkisi vardır. Bu nedenle, parçaları ve aletleri bir söndürme ortamına batırırken bunların şekli ve boyutları dikkate alınmalıdır. Örneğin, kalın ve ince parçalara sahip parçalar, önce kalın kısım, uzun eksenel parçalar (kurşun vidalar, çubuklar, broşlar, matkaplar, kılavuzlar vb.) - kesinlikle dikey konumda ve ince düz parçalarla söndürme ortamına daldırılır. (diskler), kesici takımlar, plakalar vb.) - kenar.

Parçaların deformasyonunu ve eğrilmesini azaltmak için doğru seçilmiş ve üretilmiş fikstürler çok önemlidir.

Dişlilerin, spline ve dişli makaralarının, piston pimlerinin, çaprazların ve basit ve karmaşık konfigürasyonların diğer parçalarının gazla karbürlenmesi ve nitrokarbürlenmesi sırasında, özel ve üniversal cihazlar kullanılır.

Yaylı pimleri yapıştırmak için delikli cihazlar kullanılır.

Dişli makaraları genellikle üniversal armatürlerde kimyasal-termal işleme tabi tutulur.

Seri üretimde her parçaya özel fikstürler yapılmaktadır. Üretimlerinin maliyeti hızla karşılığını verir. Seri üretimde, çeşitli parçalardan oluşan büyük partiler işlendiğinde, evrensel fikstürlere sahip olmak daha ekonomiktir.

Cihazlar ısıya dayanıklı X18N25S2 alaşımından dökülüp kaynaklanmıştır.

Dişliler, diskler, plakalar gibi birçok parça, eğrilmeyi önlemek için kalıplardaki özel preslerde sertleştirilir.

Dekarbonizasyon esas olarak elektrikli fırınlarda ve sıvı ortamlarda (tuz banyoları) ısıtıldığında meydana gelir. Bir takımın dekarbürizasyonu, takım ömrünü birkaç kez azalttığı için sertleştirme sırasındaki en ciddi kusurdur. Ancak bitmiş cihazda böyle bir kusuru fark etmek zordur.

Yapısal çeliklerden yapılmış parçalarda mikro kesitler yapılırken oksidasyon ve dekarbürizasyon kolaylıkla tespit edilir.

Yumuşaknoktalar- bunlar bir parçanın veya aletin yüzeyinde sertliği azaltılmış alanlardır. Böyle bir kusurun nedenleri, söndürme ortamında soğutma işlemi sırasında parçaların birbirleriyle temasından kaynaklanan parçaların yüzeyinde kireç ve kirletici maddelerin varlığı, dekarbürize yüzeye sahip alanlar veya yeterince hızlı hareket edemeyen parçalar olabilir. söndürme ortamındaki parçalar (buhar ceketi). Yumuşak noktalar jet söndürme ve tuzlu su ile tamamen ortadan kaldırılır.

Düşüksertlik en sık takım sertleştirme sırasında gözlemlenir. Sertliğin düşük olmasının nedenleri, su verme ortamında yeterince hızlı soğuma, düşük su verme sıcaklığı ve su verme için ısıtıldığında maruz kalma süresinin kısa olmasıdır. Bu kusuru düzeltmek için parçalar veya aletler önce 600-625°C sıcaklıkta yüksek tavlamaya, ardından normal sertleştirmeye tabi tutulur.

Aşırı ısınma söndürüldüğünde parlak kırılmaya sahip iri taneli bir yapıya neden olur ve dolayısıyla çeliğin mekanik özellikleri bozulur. Taneyi inceltmek ve yapıyı yeniden sertleşmeye hazırlamak için aşırı ısıtılmış çeliğin tavlanması gerekir.

Aşırı ısınma söndürme sıcaklığı kritik noktanın altındaysa elde edilir bir C3- ötektoid altı çelikler için ve Ve birlikte- ötektoid üstü çelikler.

Aşırı ısıtıldığında sertleştirilmiş çeliğin yapısı, düşük sertliğe sahip olduğu bilinen martensit ve ferrit tanelerinden oluşur.

Aşırı ısınma, tavlama ve ardından normal sertleştirme ile düzeltilebilir.

Yüksek hız, paslanmaz ve diğer özel çelikler, karbon ve düşük alaşımlı yapı ve takım çeliklerine göre daha yüksek ısıtma sıcaklıklarında sertleştirilir. Örneğin 4X13 kalite paslanmaz çelik için sertleşme sıcaklığı 1050 - 1100°C olarak alınır.

Yüksek hız çeliği P18, 1260 - 1280 ° C (10 - 15 mm çapındaki aletler için - matkaplar, raybalar vb. için) ve 1280 - 1300 ° C (basit şekilli aletler için - kesiciler) sıcaklıkta sertleştirilir ). Yüksek hız çeliğini sertleştirmek için bu kadar yüksek bir ısıtma sıcaklığı, aşırı karbürlerin daha tamamen çözülmesi ve bunları çeliği oluşturan krom, tungsten, vanadyum ve diğer alaşım elementlerinin katı bir çözeltisine daha fazla dönüştürmek için gereklidir.

Isıtma hızı. Çeliğin ısıtılması yalnızca izin verilen değere göre değil aynı zamanda olası ısıtma hızına göre de belirlenir. İzin verilen hız, ısıtmanın parçalarda çatlak oluşumuna yol açacak büyük gerilimlere neden olmayacağı şekilde olmalıdır.

Isıtma hızı parçaların şekline, ısıtma fırınının tipine ve ısıtma ortamına bağlıdır. Örneğin, top üç kez ısınır ve silindir plakadan iki kat daha yavaş ısınır. Isıtma hızı arttıkça ısıtma fırınlarının ve ünitelerinin performansı da artar.

Isıtma hızı aynı zamanda parçaların fırın içindeki konumuna da bağlıdır. Parçalar yan yana sıkıca yerleştirilirse ve gerekli ısı erişimini engellerse, onları ısıtmak daha fazla zaman alacaktır.

Parçaların ısınma süresini hesaplamak için termistler genellikle teknolojik çizelgeleri kullanır.

Teknolojik harita, bir parçanın veya parça grubunun tüm işleme işlemlerinin bir listesini içerir ve bu işlemlere ilişkin ayrıntılı verileri (sıcaklık, tutma süresi, soğutma ortamı ve sıcaklığı ve kullanılan cihazlar) gösterir.

Çeşitli ortamlarda sertleşme için karbonlu çelik parçaların ortalama ısıtma süresi.

Çeşitli ortamlarda sertleşme için parçaların ısınma süresi

Herhangi bir termal ısıl işlem işlemini gerçekleştirmek için, yalnızca metali belirli bir sıcaklığa ısıtmak değil, aynı zamanda yapısal dönüşümlerin tamamlanmasına (karbürlerin çözünmesi, ostenitin homojenleşmesi) ve parçaların tamamen ısıtılmasına kadar bu sıcaklıkta tutulması da gereklidir. . Böylece parçaların ısıtma ortamındaki toplam kalış süresi, ısıtma süresi ve bekletme süresinden oluşur.

Ortamın söndürülmesi. Söndürme sırasında çelik parçaları soğutmak için genellikle çeşitli söndürme ortamları kullanılır: su, sulu tuz çözeltileri, erimiş tuzlar, mineral yağlar vb. sertleşme için.

En iyi söndürme ortamının, çeliği 650-500°C (östenitin en az kararlı olduğu bölge) sıcaklık aralığında hızlı bir şekilde ve 300-200°C'nin altında (martensitik dönüşüm bölgesi) yavaş yavaş soğutan ortam olduğu kabul edilir. Ancak henüz tek ve evrensel bir söndürme ortamı mevcut olmadığından pratikte farklı ortamlar kullanılmaktadır.

Metallerin ısıl işleminin en yaygın yöntemlerinden biri çeliğin sertleştirilmesidir. Bitmiş ürünün gerekli özelliklerinin oluşması sertleşmenin yardımıyla gerçekleşir ve yanlış uygulanması metalin aşırı yumuşaklığına (sertleşmemesine) veya aşırı kırılganlığına (aşırı ısınmaya) yol açabilir. Makalemizde doğru sertleşmenin ne olduğu ve bunu başarmak için ne yapılması gerektiği anlatılacaktır.

Metalin sertleşmesi nedir?

Eski demirciler, yüksek sıcaklığın metal üzerindeki etkisinin metalin yapısını ve özelliklerini değiştirebileceğini biliyorlardı ve bunu pratikte aktif olarak kullandılar. Daha sonra, metalin ısıtılmasını ve ardından soğutulmasını içeren çelikten yapılmış ürünlerin sertleştirilmesinin, bitmiş ürünlerin mekanik özelliklerini önemli ölçüde artırabileceği, hizmet ömrünü önemli ölçüde artırabileceği ve hatta sonuçta mukavemetini artırarak ağırlıklarını azaltabileceği bilimsel olarak tespit edildi. parça. Dikkate değer olan şey, ucuz çelikten yapılan sertleştirme parçalarının, onlara gerekli özelliklerin verilmesini ve daha pahalı alaşımlar yerine başarıyla kullanılmasını mümkün kılmasıdır.

Çelik alaşımlı ürünlerin sertleştirilmesi olarak adlandırılan işlemin anlamı, metalin kritik sıcaklığa kadar ısıtılması ve daha sonra soğutulmasıdır. Bu ısıl işlem teknolojisinin izlediği temel amaç, metalin sertliğini ve mukavemetini arttırırken aynı zamanda sünekliğini azaltmaktır.

Nihai sonucu belirleyen, uygulama modlarına göre farklılık gösteren çeşitli sertleştirme ve müteakip temperleme türleri vardır. Sertleştirme modları, ısıtma sıcaklığını, uygulama süresini ve hızını, parçanın belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılan durumda tutulduğu süreyi ve soğutmanın gerçekleştirilme hızını içerir.

En önemli parametre, atomik kafesin yeniden düzenlendiği ısıtma sıcaklığıdır. Doğal olarak, farklı çelik kaliteleri için kritik sıcaklık değeri farklıdır; bu, her şeyden önce karbon içeriği seviyesine ve bileşimlerindeki çeşitli safsızlıklara bağlıdır.

Sertleştikten sonra çeliğin hem sertliği hem de kırılganlığı artar ve yüzeyinde önemli miktarda karbon kaybetmiş bir kireç tabakası belirir. Parçanın daha fazla işlenmesi için ödenek hesaplanırken bu katmanın kalınlığı dikkate alınmalıdır.

Çelik alaşımlarından yapılmış ürünleri sertleştirirken, parçanın belirli bir soğuma hızının sağlanması çok önemlidir, aksi takdirde metalin halihazırda yeniden düzenlenmiş atomik yapısı bir ara duruma geçebilir. Bu arada, parçada çatlakların ortaya çıkmasına veya deformasyonuna yol açabileceğinden çok hızlı soğutma da istenmez. Bu tür kusurların oluşmasını önlemek için, ısıtılan metalin sıcaklığı 200 santigrat dereceye düştükten sonra soğuma hızı bir miktar yavaşlatılır.

Karbon çeliğinden yapılmış parçaları ısıtmak için 800 santigrat dereceye kadar ısıtabilen hazneli fırınlar kullanılır. Belirli çelik sınıflarının sertleştirilmesi için kritik sıcaklık 1250-1300 santigrat derece olabilir, bu nedenle bunlardan yapılan parçalar farklı tipte fırınlarda ısıtılır. Bu kalitelerdeki çeliğin sertleştirilmesinin rahatlığı, onlardan yapılan ürünlerin soğutulduğunda çatlamaya maruz kalmaması, bu da ön ısıtma ihtiyacını ortadan kaldırmasıdır.

İnce kenarları ve keskin geçişleri olan karmaşık konfigürasyonların parçalarını sertleştirme konusunda çok sorumlu bir yaklaşım izlemelisiniz. Isıtma işlemi sırasında bu tür parçaların çatlamasını ve eğrilmesini önlemek için iki aşamada gerçekleştirilmelidir. İlk aşamada böyle bir parça 500 santigrat dereceye kadar önceden ısıtılır ve ancak o zaman sıcaklık kritik bir değere getirilir.

Çeliklerin yüksek kalitede sertleştirilmesi için sadece ısıtma seviyesinin değil aynı zamanda homojenliğinin de sağlanması önemlidir. Parça büyükse veya karmaşık bir konfigürasyona sahipse, yalnızca birkaç yaklaşımla eşit ısıtma sağlamak mümkündür. Bu gibi durumlarda ısıtma, elde edilen sıcaklığın parçanın tüm hacmi boyunca eşit bir şekilde dağılması için gerekli olan iki gecikmeyle gerçekleştirilir. Aynı anda birden fazla parça fırına konursa toplam ısıtma süresi de artar.

Söndürme sırasında kireç oluşumu ve dekarbürizasyon nasıl önlenir?

Pek çok çelik parça tamamlandıktan sonra sertleştirilir. Bu gibi durumlarda parça yüzeyinin dekarbonize olması veya üzerinde tufal oluşması kabul edilemez. Bu tür sorunları önleyen çelik ürünleri sertleştirmeye yönelik yöntemler vardır. Isıtma fırınının boşluğuna enjekte edilen koruyucu gaz ortamında gerçekleştirilen sertleştirme, bu yöntemlerin en gelişmişi olarak sınıflandırılabilir. Bu yöntemin yalnızca ısıtma fırını tamamen kapatıldığında kullanıldığı unutulmamalıdır.

Fotoğraf, sıcak haddehanede suyla dövülme - tufal giderme anını göstermektedir

Sertleştirme sırasında metal yüzeyin karbonsuzlaşmasını önlemenin daha basit bir yolu, dökme demir talaşı ve kullanılmış karbüratör kullanmaktır. Parçanın yüzeyini ısıtıldığında korumak için önceden bu bileşenlerin döküldüğü özel bir kaba yerleştirilir. Oksidasyon işlemlerine neden olabilecek böyle bir kabın içine ortam havasının girmesini önlemek için dış kısmı tamamen kil ile kaplanır.

Metal sertleştirildikten sonra yağda değil tuz banyosunda soğutulursa, parçanın yüzeyinin dekarbürizasyonunu ve üzerinde oksit görünümünü önlemek için düzenli olarak (vardiya başına en az iki kez) deokside edilmelidir. Tuz banyolarını deoksidize etmek için borik asit, kahverengi tuz veya odun kömürü kullanılabilir. İkincisi genellikle duvarlarında çok sayıda delik bulunan kapaklı özel bir bardağa yerleştirilir. Böyle bir cam tuz banyosuna çok dikkatli bir şekilde indirilmelidir, çünkü şu anda yüzeyinde bir alev parlıyor ve bir süre sonra sönüyor.

Tuz banyosunun deoksidasyon kalitesini kontrol etmenin basit bir yolu vardır. Bunu yapmak için, sıradan bir paslanmaz çelik bıçak böyle bir banyoda birkaç dakika (3-5) ısıtılır. Tuz banyosundan sonra bıçak soğuması için suya yerleştirilir. Böyle bir işlemden sonra bıçak bükülmez ancak kırılırsa, banyonun deoksidasyonu başarılı olmuştur.

Sertleşme sırasında çeliğin soğutulması

Çelik ürünlerin sertleştirilmesinde kullanılan soğutucuların çoğunun temeli sudur. Bu tür suyun, soğutma hızını önemli ölçüde etkileyebilecek tuz ve deterjan safsızlıklarını içermemesi önemlidir. Diğer amaçlar için metal ürünleri sertleştirmek için su içeren bir kap tavsiye edilmez. Sertleştirme işlemi sırasında metali soğutmak için akan suyun kullanılamayacağını da dikkate almak önemlidir. Soğutma sıvısı için optimum sıcaklık 30 santigrat derecedir.

Çelik ürünleri soğutmak için sıradan su kullanarak sertleştirmenin bir takım önemli dezavantajları vardır. Bunlardan en önemlisi parçaların soğuduktan sonra çatlaması ve eğrilmesidir. Kural olarak, bu soğutma yöntemi, metalin çimentolanması, çeliğin yüzey sertleştirilmesi veya daha sonra bitirme işlemine tabi tutulacak basit konfigürasyondaki parçaların ısıl işleminde kullanılır.

Yapısal çeliklerden yapılan karmaşık şekilli ürünler için başka bir tür soğutucu kullanılır - 60 santigrat dereceye kadar ısıtılan% 50 kostik soda çözeltisi. Böyle bir çözelti içinde soğutulduktan sonra sertleştirilmiş çelik hafif bir renk alır.

Kostik soda ile çalışırken güvenlik önlemlerine uymak çok önemlidir; küvetin üzerine yerleştirilmiş bir başlık kullandığınızdan emin olun. Sıcak bir parça bir çözelti içerisine indirildiğinde insan sağlığına oldukça zararlı buharlar oluşur.

Karbon çeliklerinden yapılmış ince duvarlı parçalar ve alaşımlardan yapılmış ürünler için en iyi soğutucu, çevre koşullarından bağımsız olarak sabit (izotermal) soğutma sıcaklığı sağlayan mineral yağlardır. Böyle bir teknik sıvı kullanırken kaçınılması gereken en önemli şey, içine su girmesidir, bu da soğutma işlemi sırasında parçaların çatlamasına neden olabilir. Bununla birlikte, böyle bir soğutucunun içine su girerse, yağın suyun kaynama noktasının üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılmasıyla su, buradan kolayca çıkarılabilir.

Soğutucu olarak yağ kullanarak çeliğin temperlenmesinin kesinlikle bilmeniz gereken bir takım önemli dezavantajları vardır. Yağ sıcak bir parça ile temas ettiğinde insan sağlığına zararlı buharlar açığa çıkar, ayrıca bu anda yağ alev alabilir. Yağ banyosu ayrıca şu özelliğe sahiptir: Kullanıldıktan sonra parçalar üzerinde bir kalıntı kalır ve soğutucunun kendisi zamanla etkinliğini kaybeder.

Metallerin yağlı ortamda sertleştirilmesinde tüm bu faktörler dikkate alınmalı ve aşağıdaki güvenlik önlemleri alınmalıdır:

• uzun saplı maşa kullanarak parçaları yağ banyosuna batırın;
• tüm işleri temperli camdan yapılmış özel bir maske ve yangına dayanıklı kalın kumaştan veya sert deriden yapılmış eldivenler takarak gerçekleştirin;
• Ateşe dayanıklı kalın kumaştan yapılmış iş kıyafetleriyle omuzlarınızı, boynunuzu, göğsünüzü güvenilir bir şekilde koruyun.

Belirli çelik sınıflarını sertleştirmek için soğutma, özel bir kompresör tarafından oluşturulan hava akışı kullanılarak gerçekleştirilir. İçerdiği nem metal yüzeyin çatlamasına neden olabileceğinden soğutma havasının tamamen kuru olması çok önemlidir.

Kombine soğutmayı kullanan çeliği sertleştirme yöntemleri vardır. Karmaşık bir kimyasal bileşime sahip karbon çeliklerinden yapılmış parçaları soğutmak için kullanılırlar. Bu tür sertleştirme yöntemlerinin özü, ısıtılan parçanın ilk önce suya yerleştirilmesi, kısa sürede (birkaç saniye) sıcaklığının 200 dereceye düşmesi, parçanın daha fazla soğutulması gereken yerde bir yağ banyosunda gerçekleştirilmesidir. çok hızlı bir şekilde hareket ettirilebilir.

Evde çelik parçaların sertleştirilmesi ve temperlenmesinin yapılması

Çeliğin yüzey sertleştirilmesi de dahil olmak üzere metal ürünlerin ısıl işlemi, yalnızca alaşımın sertliğini ve mukavemetini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda yapısındaki iç gerilimleri de önemli ölçüde artırır. Çalışma sırasında parçanın kırılmasına yol açabilecek bu gerilimleri azaltmak için çelik ürünün serbest bırakılması gerekir.

Böyle bir teknolojik işlemin çeliğin sertliğinde bir miktar azalmaya yol açtığı ancak sünekliğini arttırdığı unutulmamalıdır. Özü, ısıtılan parçanın sıcaklığını kademeli olarak düşürmek ve belirli bir sıcaklıkta tutmak olan temperlemeyi gerçekleştirmek için fırınlar, tuz ve yağ banyoları kullanılır.

Temperlemenin gerçekleştirildiği sıcaklıklar farklı çelik sınıfları için farklılık gösterir. Böylece yüksek hızlı alaşımların temperlenmesi 540 santigrat derece sıcaklıkta gerçekleştirilir ve sertliği HRC 59-60 olan çelikler için 150 derece yeterlidir. Tipik olan, yüksek hızlı alaşımlar temperlendiğinde sertliğinin bile artması ve ikinci durumda seviyesinin düşmesi, ancak süneklik indeksinin önemli ölçüde artmasıdır.

Paslanmaz çelik çeşitleri de dahil olmak üzere çelik ürünlerin sertleştirilmesi ve temperlenmesi, ihtiyaç duyulması halinde evde oldukça kabul edilebilir (ve ayrıca sıklıkla uygulanır). Bu gibi durumlarda çelik ürünleri ısıtmak için elektrikli sobalar, fırınlar ve hatta sıcak kum kullanılabilir. Bu gibi durumlarda çelik ürünlerin ısıtılması gereken sıcaklıklar özel tablolar kullanılarak seçilebilir. Çelik ürünleri sertleştirmeden veya temperlemeden önce iyice temizlenmeli, yüzeyleri kir, yağ ve pastan arındırılmalıdır.

Temizlendikten sonra çelik ürün eşit şekilde kırmızı-sıcak hale gelecek şekilde ısıtılmalıdır. Böyle bir duruma ısıtmak için ısıtmanın birkaç yaklaşımla yapılması gerekir. İstenilen duruma ulaşıldıktan sonra ısıtılan ürün yağda soğutulmalı ve ardından hemen önceden 200 santigrat dereceye ısıtılmış fırına konulmalıdır. Daha sonra fırındaki sıcaklığı kademeli olarak düşürerek 80 santigrat dereceye getirmeniz gerekir.

Bu işlem genellikle bir saat sürer. Sıcaklığı azaltmak için yağ banyolarının kullanıldığı krom-nikel çeliklerden yapılmış ürünler dışında, açık havada daha fazla soğutma yapılmalıdır. Bunun nedeni, bu tür kalitelerdeki çeliğin yavaş soğutulduğunda temper kırılganlığı olarak adlandırılan özelliği kazanabilmesidir.

(oy: 5 , Ortalama puanı: 4,20 5 üzerinden)

Çeliklerin ısıl işlemi, makine mühendisliğinin en önemli operasyonlarından biridir ve doğru uygulanması ürünlerin kalitesini belirler. Çeliklerin söndürülmesi ve temperlenmesi, metallerin çeşitli ısıl işlemlerinden biridir.

Metal üzerindeki termal etkiler, özelliklerini ve yapısını değiştirir. Bu, malzemenin mekanik özelliklerini, ürünlerin dayanıklılığını ve güvenilirliğini artırmanın yanı sıra mekanizmaların ve makinelerin boyutunu ve ağırlığını azaltmayı mümkün kılar. Ayrıca ısıl işlem sayesinde çeşitli parçaların imalatında daha ucuz alaşımlar kullanılabilmektedir.

Çelik Temperlenirken

Çeliğin ısıl işlemi, yapısını ve özelliklerini değiştirmek için belirli koşullar altında metale ısı uygulanmasını içerir.

Isıl işlem operasyonları şunları içerir:

• tavlama;
• normalleştirme;
• yaşlanma;
• çelik sertleştirme ve çelik tavlama (vb.).

Çeliğin ısıl işlemi: sertleştirme, temperleme - aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

• ısıtma sıcaklıkları;
• ısıtma süresi (hız);
• belirli bir sıcaklıkta maruz kalma süresi;
• soğutma hızı.

Sertleşme

Çelik sertleştirme, esası çeliğin kritik sıcaklığın üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılması ve ardından hızlı bir şekilde soğutulması olan bir ısıl işlem prosesidir. Bu işlem sonucunda çeliğin sertliği ve mukavemeti artar, sünekliği azalır.

Çelikler ısıtılıp soğutulduğunda atomik kafes yeniden düzenlenir. Farklı çelik kaliteleri için kritik sıcaklık değerleri aynı değildir: bunlar karbon içeriğine ve alaşım safsızlıklarının yanı sıra ısıtma ve soğutma hızına da bağlıdır.

Sertleştikten sonra çelik kırılgan ve sert hale gelir. Termik fırınlarda ısıtıldığında, ısıtma sıcaklığı ve fırında bekleme süresi ne kadar yüksek olursa, ürünlerin yüzey tabakası kireçle kaplanır ve karbondan arındırılır. Parçaların daha sonraki işlemler için küçük bir payı varsa, bu kusur onarılamaz. Çeliğin sertleştirilmesine yönelik sertleştirme modları, bileşimine ve ürünün teknik gereksinimlerine bağlıdır.

Sertleşme sırasında östenitin ara yapılara (sorbitol veya troostit) dönüşme zamanı kalmaması için parçalar hızlı bir şekilde soğutulmalıdır. Soğutma ortamı seçilerek gerekli soğutma hızı sağlanır. Bu durumda aşırı hızlı soğutma, ürünün çatlamasına veya eğrilmesine neden olur. Bunu önlemek için 300 ila 200 derece arasındaki sıcaklık aralığında, kombine sertleştirme yöntemleri kullanılarak soğuma hızının yavaşlatılması gerekir. Parçanın bir soğutma ortamına batırılması yöntemi, ürünün bükülmesini azaltmak için büyük önem taşımaktadır.

Metalin ısıtılması

Tüm çelik sertleştirme yöntemleri aşağıdakilerden oluşur:

• çeliğin ısıtılması;
• ürünün tamamen ısıtılmasını ve yapısal dönüşümlerin tamamlanmasını sağlamak için daha sonra tutma;
• Belirli bir hızda soğutma.

Karbon çeliği ürünleri oda fırınlarında ısıtılır. Bu durumda, bu çelik kaliteleri çatlamaya veya bükülmeye maruz kalmadığından ön ısıtmaya gerek yoktur.

Karmaşık ürünler (örneğin, çıkıntılı ince kenarlara veya keskin geçişlere sahip bir alet) önceden ısıtılır:

• tuz banyolarına iki veya üç kez 2 - 4 saniye daldırılarak;
• 400 - 500 santigrat dereceye kadar ayrı fırınlarda.

Ürünün tüm parçalarının ısıtılması eşit şekilde ilerlemelidir. Eğer bu bir adımda elde edilemiyorsa (büyük dövmeler), o zaman tam ısıtma için iki bekletme süresi yapılır.

Fırına tek parça konursa ısıtma süresi kısalır. Örneğin, 24 mm kalınlığındaki bir disk kesici 13 dakika içinde ısınır ve bu türden on ürün 18 dakika içinde ısınır.

Kireçten ve dekarburizasyondan ürün koruması

Isıl işlem sonrası yüzeyleri taşlanmayan ürünlerde karbon yanması ve tufal oluşumu kabul edilemez. Elektrikli fırının boşluğuna verilen suyu kullanarak yüzeyleri bu tür kusurlardan koruyun. Elbette bu teknik yalnızca özel sızdırmaz fırınlarda mümkündür. Isıtma bölgesine sağlanan gazın kaynağı koruyucu gaz jeneratörleridir. Metan, amonyak ve diğer hidrokarbon gazlarıyla çalışabilirler.

Koruyucu atmosfer yoksa, ürünler ısıtılmadan önce kaplara paketlenir ve kullanılmış karbüratör ve talaşlarla doldurulur (ısı mühendisi, kömürün takım çeliklerini dekarbürizasyondan korumadığını bilmelidir). Kabın içine hava girmesini önlemek için kil ile kaplanmıştır.

Tuz banyoları ısıtıldığında metalin oksitlenmesini önler, ancak dekarbonizasyona karşı koruma sağlamaz. Bu nedenle üretim sırasında vardiya başına en az iki kez kahverengi tuz, kan tuzu veya borik asit ile deokside edilirler. 760 – 1000 santigrat derece sıcaklıkta çalışan tuz banyoları, kömürle çok etkili bir şekilde oksitten arındırılır. Bunu yapmak için, tüm yüzeyi üzerinde çok sayıda delik bulunan bir bardak, kurutulmuş odun kömürü ile doldurulur, bir kapakla kapatılır (kömürün yüzmemesi için) ve ısıtıldıktan sonra tuz banyosunun dibine indirilir. Önce önemli miktarda alev çıkar, sonra azalır. Banyoyu vardiya sırasında üç kez bu şekilde deokside ederseniz, ısıtılan ürünler dekarbonizasyondan tamamen korunacaktır.

Tuz banyolarının deoksidasyon derecesi çok basit bir şekilde kontrol edilir: yüksek kaliteli bir deoksidasyon banyosunda bir banyoda 5-7 dakika ısıtılan ve suda sertleştirilen sıradan bir bıçak bükülmez, kırılır.

Soğutma sıvıları

Çelik için ana soğutucu sudur. Suya az miktarda tuz veya sabun eklerseniz soğuma hızı değişecektir. Bu nedenle söndürme tankı hiçbir durumda başka amaçlarla (örneğin el yıkama) kullanılmamalıdır. Sertleşmiş yüzeyde aynı sertliği elde etmek için soğutucu sıcaklığının 20 – 30 derecede tutulması gerekir. Tanktaki suyu sık sık değiştirmemelisiniz. Ürünün akan suda soğutulması kesinlikle kabul edilemez.

Suyla sertleşmenin dezavantajı çatlak ve eğrilme oluşmasıdır. Bu nedenle, bu yöntem kullanılarak yalnızca basit şekilli veya çimentolu ürünler sertleştirilir.

• Yapısal çelikten yapılmış karmaşık konfigürasyonların ürünlerini sertleştirirken yüzde elli kostik soda çözeltisi kullanılır (soğuk veya 50 - 60 dereceye kadar ısıtılmış). Tuz banyosunda ısıtılan ve bu çözeltide sertleştirilen parçalar ışık verir. Çözelti sıcaklığının 60 dereceyi aşmasına izin verilmemelidir.

Modlar

Kostik çözeltide söndürme sırasında oluşan buharlar insanlara zararlıdır, bu nedenle söndürme banyosu egzoz havalandırması ile donatılmalıdır.

• Alaşımlı çelik mineral yağlarda sertleştirilir. Bu arada, ince karbonlu çelik ürünler de yağda gerçekleştiriliyor. Yağ banyolarının temel avantajı soğutma hızının yağ sıcaklığına bağlı olmamasıdır: 20 derece ve 150 derece sıcaklıkta ürün aynı oranda soğuyacaktır.

Yağ banyosuna su girmemesine dikkat edin çünkü bu ürünün çatlamasına neden olabilir. İlginç olan: 100 derecenin üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılan yağda, suyun girişi metalde çatlakların oluşmasına yol açmaz.

Yağ banyosunun dezavantajı:

1. sertleşme sırasında zararlı gazların salınması;
2. ürün üzerinde plak oluşumu;
3. yağın yanıcılık eğilimi;
4. sertleşme yeteneğinin kademeli olarak bozulması.

• Stabil ostenit içeren çelikler (örneğin X12M), bir kompresör veya fan tarafından sağlanan hava ile soğutulabilir. Aynı zamanda hava kanalına su girmesini önlemek de önemlidir: bu, üründe çatlak oluşumuna yol açabilir.
• Kademeli sertleştirme kızgın yağda, erimiş alkalilerde ve düşük erime noktalı tuzlarda gerçekleştirilir.
• Çeliklerin iki soğutma ortamında aralıklı sertleştirilmesi, karbon çeliklerinden yapılmış karmaşık parçaların işlenmesi için kullanılır. Önce suda 250 - 200 dereceye kadar, sonra da yağda soğutulurlar. Ürün her 5 - 6 mm kalınlık için 1 - 2 saniyeyi geçmeyecek şekilde suda bekletilir. Suda kalma süresi arttırılırsa üründe kaçınılmaz olarak çatlaklar oluşacaktır. Parçanın sudan yağa aktarılması çok hızlı bir şekilde yapılmalıdır.

Gerekli sıcaklığa bağlı olarak temperleme gerçekleştirilir:

• yağ banyolarında;
• güherçile banyolarında;
• cebri hava sirkülasyonu olan fırınlarda;
• erimiş alkali içeren banyolarda.

Temperleme sıcaklığı çeliğin kalitesine ve ürünün gerekli sertliğine bağlıdır; örneğin HRC 59 - 60 sertlik gerektiren bir aletin 150 - 200 derece sıcaklıkta temperlenmesi gerekir. Bu durumda iç gerilmeler azalır ve sertlik bir miktar azalır.

Yüksek hız çeliği 540 - 580 derece sıcaklıkta temperlenir. Bu temperlemeye ikincil sertleşme adı verilir, çünkü bunun sonucunda ürünün sertliği artar.

Ürünler elektrikli sobalarda, fırınlarda, hatta sıcak kumda ısıtıldığında kararabilir. Isıtma sonucu ortaya çıkan oksit filmi sıcaklığa bağlı olarak farklı mat renkler kazanır. Kararmış renklerden birini temperlemeye başlamadan önce, ürünün yüzeyini kireçten, yağ birikintilerinden vb. temizlemeniz gerekir.

Genellikle temperlemeden sonra metal havada soğutulur. Ancak krom-nikel çelikleri su veya yağda soğutulmalıdır çünkü bu kalitelerin yavaş soğutulması temper kırılganlığına yol açar.