Isıl işlemden sonra dövmede bozulmanın nedeni

Tavlama, normalizasyon, söndürme, temperleme ve yüzey modifikasyon ısıl işlemlerinden sonra dövme işleminde ısıl işlem bozulması meydana gelebilir.

Çarpılmanın temel nedeni, ısıl işlem sırasında dövmenin iç gerilmesidir, yani ısıl işlemden sonra dövmenin iç gerilmesi, iç ve dış arasındaki sıcaklık farkından ve yapı dönüşümü farkından dolayı kalır.

Bu gerilim, ısıl işlem sırasında belirli bir anda çeliğin akma sınırını aştığında dövmede bozulmalara neden olur.

Isıl işlem sürecinde oluşan iç gerilimler, ısıl gerilim ve faz değişim gerilimini kapsar.

1

1. Termal stres
Dövme ısıtılıp soğutulduğunda, buna termal genleşme ve soğuk büzülme olayı eşlik eder. Dövmenin yüzeyi ve çekirdeği farklı hızlarda ısıtılıp soğutulduğunda, sıcaklık farkı oluştuğunda, hacmin genleşmesi veya büzülmesi de yüzey ve çekirdeğin genleşmesinden veya büzülmesinden farklıdır. Sıcaklık farkından kaynaklanan farklı hacim değişimlerinin neden olduğu iç gerilime termal gerilim denir.
Isıl işlem sürecinde dövmenin termal gerilimi esas olarak şu şekilde ortaya çıkar: dövme ısıtıldığında, yüzey sıcaklığı çekirdekten daha hızlı yükselir, yüzey sıcaklığı yüksek olur ve genişler, çekirdek sıcaklığı düşük olur ve genişlemez, bu sırada yüzey basınç gerilimi ve çekirdek çekme gerilimi artar.
Diatermiden sonra çekirdek sıcaklığı yükselir ve dövme genişler. Bu noktada dövme hacim genişlemesi gösterir.
İş parçasının soğuması, yüzeyin çekirdekten daha hızlı soğuması, yüzeyin büzülmesi, çekirdeğin büzülmesini önlemek için yüksek sıcaklık, yüzeyde çekme gerilimi, çekirdek basınç gerilimi üretir, belirli bir sıcaklığa soğutulduğunda, yüzey artık büzülmez ve çekirdek soğuması sürekli büzülme nedeniyle meydana gelir, yüzey basınç gerilimidir, çekirdek çekme gerilimi ise, soğumanın sonunda dövme parçaların içinde hala var olan ve artık gerilim olarak adlandırılan gerilimdir.

1

2. Faz değişim stresi

Isıl işlem sürecinde dövme parçaların kütlesi ve hacmi değişmelidir çünkü farklı yapıların kütlesi ve hacmi farklıdır.
Dövme yüzeyi ile çekirdeği arasındaki sıcaklık farkından dolayı, yüzey ile çekirdek arasındaki doku dönüşümü zamanında gerçekleşmez, dolayısıyla iç ve dış kütle ve hacim değişimi farklı olduğunda iç gerilim oluşur.
Doku dönüşümündeki farklılığın neden olduğu bu tür içsel strese faz değişim stresi denir.

Çelikteki temel yapıların kütle hacimleri sırasıyla ostenitik, perlit, sostenitik, troostit, hipobainit, temperlenmiş martensit ve martensit şeklinde artmaktadır.
Örneğin, dövme söndürülüp hızla soğutulduğunda, yüzey tabakası ostenitten martensite dönüşür ve hacim genişler, ancak kalp hala ostenit halindedir ve bu da yüzey tabakasının genişlemesini engeller. Sonuç olarak, dövmenin kalbi çekme gerilimine maruz kalırken, yüzey tabakası basınç gerilimine maruz kalır.
Soğumaya devam ettikçe yüzey sıcaklığı düşer ve artık genleşmez, ancak kalbin hacmi martenzite dönüşerek şişmeye devam eder, bu nedenle yüzey tarafından engellenir, dolayısıyla kalp basınç gerilimine, yüzey ise çekme gerilimine maruz kalır.
Düğüm soğutulduktan sonra bu gerilim dövmenin içinde kalacak ve artık gerilime dönüşecektir.

Dolayısıyla söndürme ve soğutma işlemi sırasında ısıl gerilim ile faz değişim gerilimi birbirine zıttır ve dövme içerisinde kalan iki gerilim de birbirine zıttır.
Isıl gerilim ile faz değişimi geriliminin birleşmesiyle oluşan gerilime söndürme iç gerilimi denir.
Dövmedeki kalıntı iç gerilim çeliğin akma noktasını aştığında, iş parçası plastik deformasyona uğrar ve bu da dövme bozulmasına neden olur.

(kaynak:168 dövme net)


Yayın zamanı: 29-Mayıs-2020

  • Öncesi:
  • Sonraki: