Karbon çelik parçalar
Karbon çeliği, ağırlıkça yaklaşık yüzde 0,05 ila 3,8 arasında karbon içeriğine sahip bir çeliktir.Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü'nün (AISI) karbon çeliğinin tanımı şöyledir:
1. Krom, kobalt, molibden, nikel, niyobyum, titanyum, tungsten, vanadyum, zirkonyum veya istenen alaşım etkisini elde etmek için eklenecek diğer elementler için minimum içerik belirtilmemiş veya gerekli değildir;
2. Bakır için belirlenen minimum değer yüzde 0,40'ı geçmez;
3. veya aşağıdaki elementlerden herhangi biri için belirlenen maksimum içerik, belirtilen yüzdeleri aşmamaktadır: manganez yüzde 1,65;silikon yüzde 0,60;bakır yüzde 0,60.
Karbon çeliği terimi aynı zamanda paslanmaz çelik olmayan çeliğe atıfta bulunmak için de kullanılabilir;bu kullanımda karbon çeliği alaşımlı çelikleri içerebilir.Yüksek karbonlu çeliğin freze makineleri, kesici aletler (keski gibi) ve yüksek mukavemetli teller gibi birçok farklı kullanım alanı vardır.Bu uygulamalar, dayanıklılığı artıran çok daha ince bir mikro yapı gerektirir.
Karbon yüzdesi içeriği arttıkça çeliğin ısıl işlemle daha sert ve daha güçlü hale gelme özelliği vardır;ancak daha az sünek hale gelir.Isıl işlemden bağımsız olarak, daha yüksek karbon içeriği kaynaklanabilirliği azaltır.Karbon çeliklerinde yüksek karbon içeriği erime noktasını düşürür.
Karbon çeliğine ısıl işlem uygulanmasının amacı çeliğin mekanik özelliklerini (genellikle süneklik, sertlik, akma dayanımı veya darbe direnci) değiştirmektir.Elektriksel ve termal iletkenliğin yalnızca çok az değiştiğini unutmayın.Çelik için çoğu güçlendirme tekniğinde olduğu gibi Young modülü (elastisite) etkilenmez.Çeliğin tüm işlemleri, artan mukavemet için süneklik sağlar ve bunun tersi de geçerlidir.Demirin ostenit fazındaki karbon için çözünürlüğü daha yüksektir;bu nedenle küreselleştirme ve işlem tavlaması dışındaki tüm ısıl işlemler, çeliğin ostenitik fazın var olabileceği bir sıcaklığa ısıtılmasıyla başlar.Çelik daha sonra orta ila düşük bir oranda söndürülür (ısı çekilir), karbonun ostenitten dışarı yayılmasına izin verilerek demir-karbür (sementit) oluşturulur ve ferrit bırakılır veya yüksek bir oranda karbon demirin içinde hapsedilir ve böylece martensit oluşturulur. .Çeliğin ötektoid sıcaklıkta (yaklaşık 727 °C) soğutulma hızı, karbonun ostenitten difüzyon ve sementit oluşturma hızını etkiler.Genel olarak konuşursak, hızlı soğutma, demir karbürün ince bir şekilde dağılmasını sağlayacak ve ince taneli bir perlit üretecek ve yavaş soğutma, daha kaba bir perlit verecektir.Ötektoid altı bir çeliğin soğutulması (ağırlıkça %0,77'den az C), aralarında a-ferrit (neredeyse saf demir) bulunan demir karbür katmanlarından oluşan katmanlı-perlitik bir yapıya neden olur.Ötektoid üstü çelik (ağırlıkça %0,77'den fazla C) ise yapı, tane sınırlarında oluşan sementitin küçük tanecikleri (perlit lamellerinden daha büyük) içeren tam perlittir.Ötektoid çelik (%0,77 karbon), sınırlarda sementit olmaksızın taneler boyunca perlit bir yapıya sahip olacaktır.Bileşenlerin bağıl miktarları kaldıraç kuralı kullanılarak bulunur.Aşağıda olası ısıl işlem türlerinin bir listesi bulunmaktadır.
Alaşımlı çelik, mekanik özelliklerini geliştirmek için ağırlıkça %1,0 ile %50 arasında toplam miktarlarda çeşitli elementlerle alaşımlanan çeliktir.Alaşımlı çelikler iki gruba ayrılır: düşük alaşımlı çelikler ve yüksek alaşımlı çelikler.İkisi arasındaki fark tartışmalıdır.Smith ve Hashemi farkı %4,0 olarak tanımlarken, Degarmo ve diğerleri bunu %8,0 olarak tanımlıyor.En yaygın olarak "alaşımlı çelik" ifadesi düşük alaşımlı çelikleri ifade eder.
Kesin olarak söylemek gerekirse, her çelik bir alaşımdır, ancak tüm çeliklere "alaşımlı çelikler" denmez.En basit çelikler demir (Fe) ile karbon (C) alaşımıdır (tipine bağlı olarak yaklaşık %0,1 ila %1).Ancak "alaşımlı çelik" terimi, karbona ek olarak diğer alaşım elementlerinin kasıtlı olarak eklendiği çeliklere atıfta bulunan standart terimdir.Yaygın alaşımlar arasında manganez (en yaygın olanı), nikel, krom, molibden, vanadyum, silikon ve bor bulunur.Daha az yaygın olan alaşımlar arasında alüminyum, kobalt, bakır, seryum, niyobyum, titanyum, tungsten, kalay, çinko, kurşun ve zirkonyum bulunur.
Aşağıda alaşımlı çeliklerde (karbon çelikleriyle karşılaştırıldığında) geliştirilmiş bir dizi özellik yer almaktadır: mukavemet, sertlik, tokluk, aşınma direnci, korozyon direnci, sertleşebilirlik ve sıcak sertlik.Bu gelişmiş özelliklerden bazılarını elde etmek için metalin ısıl işlem görmesi gerekebilir.
Bunlardan bazıları, jet motorlarının türbin kanatları ve nükleer reaktörler gibi egzotik ve oldukça zorlu uygulamalarda kullanım alanı bulmaktadır.Demirin ferromanyetik özellikleri nedeniyle bazı çelik alaşımları, elektrik motorları ve transformatörler dahil olmak üzere, manyetizmaya tepkilerinin çok önemli olduğu önemli uygulamalar bulur.
Küreselleştirme
Karbon çeliği 30 saatten fazla yaklaşık 700 °C'ye ısıtıldığında sferoidit oluşur.Sferoidit daha düşük sıcaklıklarda oluşabilir, ancak bu difüzyon kontrollü bir süreç olduğundan gereken süre büyük ölçüde artar.Sonuç, birincil yapı (ötektoidin hangi tarafında olduğunuza bağlı olarak ferrit veya perlit) içindeki sementit çubuklarından veya kürelerinden oluşan bir yapıdır.Amaç, yüksek karbonlu çelikleri yumuşatmak ve daha fazla şekillendirilebilirliğe olanak sağlamaktır.Bu, çeliğin en yumuşak ve en sünek şeklidir.
Tam tavlama
Karbon çeliği 1 saat boyunca Ac3 veya Acm'nin yaklaşık 40 °C'sine kadar ısıtılır;bu, tüm ferritin ostenite dönüşmesini sağlar (ancak karbon içeriği ötektoidden daha fazlaysa sementit hala mevcut olabilir).Daha sonra çeliğin saatte 20 °C (36 °F) civarında yavaşça soğutulması gerekir.Genellikle sadece fırın soğutulur, burada çelik hala içerideyken fırın kapatılır.Bu kaba bir perlitik yapıyla sonuçlanır, bu da perlitin "bantlarının" kalın olduğu anlamına gelir.Tamamen tavlanmış çelik, genellikle uygun maliyetli şekillendirme için gerekli olan iç gerilimleri olmayan yumuşak ve sünektir.Yalnızca küreselleştirilmiş çelik daha yumuşak ve daha sünektir.
Proses tavlaması
%0,3'ten daha az C içeren soğuk işlenmiş karbon çeliğinde gerilimi azaltmak için kullanılan bir işlem. Çelik genellikle 1 saat boyunca 550–650 °C'ye ısıtılır, ancak bazen sıcaklıklar 700 °C'ye kadar ısıtılır.Sağdaki görüntü [açıklama gerekli] proses tavlamanın gerçekleştiği alanı göstermektedir.
İzotermal tavlama
Ötektoid altı çeliğin üst kritik sıcaklığın üzerine ısıtıldığı bir işlemdir.Bu sıcaklık bir süre korunur ve daha sonra alt kritik sıcaklığın altına düşürülür ve tekrar korunur.Daha sonra oda sıcaklığına kadar soğutulur.Bu yöntem herhangi bir sıcaklık gradyanını ortadan kaldırır.
Normalleştirme
Karbon çeliği 1 saat boyunca Ac3 veya Acm'nin yaklaşık 55 °C üzerinde ısıtılır;bu çeliğin tamamen ostenite dönüşmesini sağlar.Çelik daha sonra havayla soğutulur; bu, dakikada yaklaşık 38°C (100°F) soğuma hızına karşılık gelir.Bunun sonucunda ince bir perlitik yapı ve daha düzgün bir yapı elde edilir.Normalleştirilmiş çelik, tavlanmış çeliğe göre daha yüksek bir dayanıma sahiptir;nispeten yüksek bir mukavemete ve sertliğe sahiptir.
Söndürme
Ağırlıkça en az %0,4 C içeren karbon çeliği normalleştirme sıcaklıklarına kadar ısıtılır ve daha sonra su, tuzlu su veya yağ içerisinde kritik sıcaklığa kadar hızla soğutulur (söndürülür).Kritik sıcaklık karbon içeriğine bağlıdır ancak genel bir kural olarak karbon içeriği arttıkça daha düşük olur.Bunun sonucunda martensitik bir yapı elde edilir;Deforme olmuş vücut merkezli kübik (BCC) kristal yapıda, çok fazla iç gerilime sahip, uygun şekilde vücut merkezli tetragonal (BCT) olarak adlandırılan, süper doymuş karbon içeriğine sahip bir çelik türü.Bu nedenle su verilmiş çelik son derece sert fakat kırılgandır ve genellikle pratik amaçlar için çok kırılgandır.Bu iç gerilimler yüzeyde gerilim çatlaklarına neden olabilir.Söndürülmüş çelik, normalleştirilmiş çeliğe göre yaklaşık üç kat daha serttir (dördü daha fazla karbon içerir).
Martemperleme (marquenching)
Martemperleme aslında bir temperleme işlemi değildir, dolayısıyla marquenching terimi de vardır.Tipik olarak erimiş tuz banyosunda, "martensit başlangıç sıcaklığının" hemen üzerindeki bir sıcaklıkta ilk söndürmeden sonra uygulanan bir izotermal ısıl işlem şeklidir.Bu sıcaklıkta, malzeme içindeki artık gerilimler giderilir ve başka bir şeye dönüşmeye zamanı olmayan kalan ostenitten bir miktar beynit oluşabilir.Endüstride bu, bir malzemenin sünekliğini ve sertliğini kontrol etmek için kullanılan bir işlemdir.Daha uzun söndürmeyle, mukavemette minimum kayıpla süneklik artar;çelik, parçanın iç ve dış sıcaklıkları eşitlenene kadar bu çözelti içinde tutulur.Daha sonra çelik, sıcaklık gradyanını minimumda tutmak için orta hızda soğutulur.Bu işlem sadece iç gerilimleri ve gerilim çatlaklarını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda darbe direncini de arttırır.
Temperleme
Bu, karşılaşılan en yaygın ısıl işlemdir çünkü nihai özellikler, temperleme sıcaklığı ve süresine göre kesin olarak belirlenebilir.Temperleme, söndürülmüş çeliğin ötektoid sıcaklığın altındaki bir sıcaklığa yeniden ısıtılmasını ve ardından soğutulmasını içerir.Yüksek sıcaklık, çok küçük miktarlarda küreselleşmenin oluşmasına izin verir, bu da sünekliği geri kazandırır, ancak sertliği azaltır.Her bileşim için gerçek sıcaklıklar ve zamanlar dikkatle seçilir.
Östemperleme
Ostemperleme işlemi martemperleme ile aynıdır, ancak su verme işlemine ara verilir ve çeliğin erimiş tuz banyosunda 205 °C ile 540 °C arasındaki sıcaklıklarda tutulması ve ardından orta hızda soğutulması dışında.Beynit olarak adlandırılan sonuçtaki çelik, çelikte büyük bir mukavemete (ancak martensitten daha az), daha fazla sünekliğe, daha yüksek darbe direncine ve martensit çeliğine göre daha az distorsiyona sahip olan iğnemsi bir mikro yapı üretir.Ostemperlemenin dezavantajı sadece birkaç çelik üzerinde kullanılabilmesi ve özel bir tuz banyosu gerektirmesidir.
Karbon çelik cnc
şaft için döndürme burcu
Karbon çelik cnc
siyah eloksal işleme
Bush parçaları ile
kararma tedavisi
Karbon çeliği tornalama
altıgen çubuklu parçalar
Karbon çelik
DIN dişli parçaları
Karbon çelik
işleme parçalarının dövülmesi
Karbon çelik cnc
parçaları fosfatlamayla döndürme
Bush parçaları ile
kararma tedavisi
