Isıl İşlem Nedir? Neden ve Nasıl Yapılır?

0

Isıl işlem nedir? Isıl işlemin faydaları, yapılma nedenleri, önemi, Isıl işlem nasıl yapılır, çeşitleri hakkında bilgi.

isil-islemIsıl İşlem; metallere sertlik, süneklik gibi istenilen mekanik özellikleri kazandırmak yada bu özelliklerini artırmak amacıyla sıcak halde uygulanan işlemlerin ortak adıdır. Demir ve demirdışı bütün metaller ısıl işlemden geçirilebilir. Çoğunlukla metal gerilimleri azaltmak ya da yok etmek amacıyla uygulanmakla birlikte, ısıl işlemle metalin yapısı, biçimi, boyutu ya da yapısını oluşturan bileşenlerin dağılımı değiştirilebilir.

Advertisement

Isıl işlem sırasında metaller belirli bir zaman-sıcaklık çevriminden geçirilir. Bu çevrim ısıtma, belirli sıcaklıkta tutma ve soğutma olmak üzere başlıca üç aşamadan oluşur. Isıtma işleminin yürütüldüğü ortam da önemlidir çünkü bu ortam metalin ısınma hızını etkiler ve çeşitli kimyasal değişimlere, örneğin metalin yüzeyinden içine doğru işleyen oksitlenme sürecine neden olur ya da bu tür değişimleri engeller. Bazı katışıksız metaller ve alaşımlar için soğutma hızı önemli olmayabilir, ama eğer ısıl işlem gören malzemenin yapısı yüksek sıcaklıkta ve düşük sıcaklıkta birbirinden farklı özellikler kazanıyorsa soğutma hızı önem kazanır. Soğutma sonucunda kristal yapısı değişen demir-karbon alaşımlarında (örn. gamma demirin alfa demire dönüşmesi), dönüşüm aralığı soğutma hızına çok bağlıdır.

Isıl işlemde sanayi açısından önem taşıyan üç tür tepkime vardır ve çoğu ısıl işlem tekniğinin temelini oluşturur. Bunlar yaşlanma ya da çökelme tepkimesi, ayrı biçimlenme tepkimesi (alotropik tepkime) ve ayrışma tepkimesidir.

Çökelme, ana malzeme (matris) içindeki bir bileşenin yüksek sıcaklıktaki çözünürlüğü, düşük sıcaklıktakine göre daha yüksek olduğunda ortaya çıkar. Bu süreçte alaşımlar, matris içindeki bir bileşenin daha çok çözünebileceği yükseklikteki bir sıcaklığa kadar ısıtılır ve bileşenin çökelerek yapıyı değiştirmesini engelleyecek bir hızda suya daldırılarak oda sıcaklığına kadar soğutulur. Bu biçimde soğutulan malzeme uygun bir sıcaklık aralığında yeniden ısıtıldığında çökelme oluşur. Çökelme koşullan denetlenerek çökelen parçacıklar kritik bir boyutta tutulabilir ve alaşımların mekanik ve başka özellikleri istenilen biçimde değiştirilebilir. Çökelen parçacıkların boyutunu ve dağılımını belirleyen çökelme tepkimesine ve alaşımların bileşimine uygun bir sıcaklık ve zaman kombinasyonu kurularak istenen maksimum özellik değişimi elde edilir. Bazı bakır, alüminyum, magnezyum alaşımlarının mekanik özellikleri, çökelterek sertleştirme işlemiyle önemli ölçüde artırılır.

Bir malzemenin değişik kristal biçimlerinde bulunabilme yetisine ayrı biçimlenme (alotropi) ve bu tür yetiye sahip bir malzemeye de ayrı biçimli (alotropik) denilir. Bazı metallerin ısınması ve soğuması sırasında bir kristal biçiminden bir başkasına geçiş ortaya çıkar. Isıl işlem sırasında çelikte ortaya çıkan değişikliklerin temelinde bu olay yatar. Örneğin yüksek sıcaklıkta, östenit çeliği gamma demir olarak bilinen kristal yapısındadır. Katı çözelti, soğutulduğunda, ferrit olarak anılan alfa demir ve sementit olarak anılan demir karbürün mekanik bir karışımına dönüşür. Soğutmanın hızı östenitin dönüşmesini etkiler ve çeliğin yapısını ve fiziksel ve mekanik özelliklerini belirler.

Advertisement

Ayrışma tepkimesinde ise, bazı bileşenler daha üstün özelliklere sahip bir ya da birden çok başka bileşene ayrışır. Bu işlem, beyaz dökme demir olarak bilinen sert, kırılgan dökme demirden dövülgen dökme demir üretilmesinde özel bir önem taşır. Beyaz demirdeki demir karbür ya da sementit, 750°C ile 955°C arasında uzun süre ısıtıldığında ferrite ve sferoit biçimindeki grafite ayrışır. Grafitleşen bu malzeme başlangıç malzemesine göre daha sünektir ve daha kolay işlenebilir.


Yorum yapılmamış

  1. cehennemlik bölgesinde azot ve metanol ün yanması sırasında pıropan vermeden oluşan % carbon oranı nekadardır

Leave A Reply