Çelik sertleşebilirliği ve sertleşebilirliği
- Sertleşebilirlik
Sertleşebilirlik, bir çelik kalitesinin, belirtilen koşullar altında su verme sırasında sertleşmiş tabakanın (martensit tabakası) derinliğini elde etme özelliğini ifade eder.
Bir çelik parçanın tamamen sertleşip sertleşemeyeceği, su verme sırasında çeliğin kritik soğuma hızı (vk) ile ilgilidir.
Ölçüm Göstergesi: Standart bir test parçasının belirli koşullar altında su verilmesiyle elde edilebilen etkili sertleşmiş tabaka derinliği ile ifade edilir.
Sertleşmiş Tabaka Derinliği: Bir çelik parçasının yüzeyinden, martensitik yapının iç kısımda %50'sini oluşturduğu konuma olan mesafeyi ifade eder. Sertleşmiş tabaka derinliği ne kadar büyükse, sertleşebilirlik o kadar yüksektir; sertleşmiş tabaka derinliği çekirdeğe ulaştığında, iş parçası tamamen sertleşir.
2. Sertleşebilirliğin Çeliğin Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkisi
Sertleşebilirlik, çeliğin mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bir iş parçası tamamen sertleşirse, yüzey özellikleri homojen ve tutarlıdır, bu da çeliğin mekanik özelliklerinin tam potansiyelinin ortaya çıkmasını sağlar. Tamamen sertleşmezse, yüzey özelliklerinde farklılıklar olacaktır; özellikle yüksek sıcaklıkta temperlemeden sonra, çekirdeğin tokluğu yüzey katmanından daha düşük olacaktır.
Aynı östenitleme koşulları altında, aynı çelik türünün sertleşebilirliği aynıdır.
Sertleşmiş tabaka derinliği için: su verme > yağ verme; küçük iş parçaları > büyük iş parçaları.
3. Sertleşebilirliği Etkileyen Faktörler
Sertleşebilirlik, çeliğin içsel bir özelliğidir, çeliğin dış koşullarından (şekil, boyut, yüzey alanı ve soğutma ortamı gibi) bağımsızdır, ancak kritik soğuma hızıyla yakından ilişkilidir. Kritik soğuma hızı ne kadar küçükse, çeliğin sertleşebilirliği o kadar yüksektir.
Kritik soğuma hızını (veya C-eğrisinin konumunu) etkileyen tüm faktörler — kimyasal bileşim, su verme sıcaklığı ve tutma süresi gibi — sertleşebilirliği etkileyecektir.
1）Kimyasal Bileşim
- Karbon İçeriği: Hipötektoid çelik, ötektoid çelik ve hipereutektoid çelik arasında, ötektoid çelik, karbon çelikleri arasında en küçük kritik soğuma hızına ve en yüksek sertleşebilirliğe sahiptir. Hipötektoid çeliğin sertleşebilirliği, karbon içeriğinin artmasıyla artar. Normal su verme ısıtma sıcaklık aralığında, hipereutektoid çeliğin sertleşebilirliği, karbon içeriği arttıkça azalır.
- Alaşım Elementleri: Kobalt hariç tüm alaşım elementleri, C-eğrisini sağa kaydırır, kritik soğuma hızını azaltır ve sertleşebilirliği iyileştirir.
2）Su Verme Sıcaklığı ve Tutma Süresi
Isıtma sıcaklığını artırmak ve tutma süresini uzatmak, çeliğin sertleşebilirliğini uygun şekilde iyileştirebilir. Ancak, bu yöntem tane irileşmesine neden olur, bu nedenle genellikle kabul edilmez.
4. Sertleşebilirliğin Belirlenmesi: Uç Su Verme Testi (Jominy Uç Su Verme Testi)
5. Sertleşebilirliğin Uygulamaları
1）Sertleşmiş Tabaka Derinliğinin Tahmini
Parça tasarımı sırasında, bilinen sertleşebilirlik eğrisi, parçanın etkili sertleşmiş tabaka derinliğini tahmin etmek için kullanılabilir.
2）Sertleşmiş Tabaka Derinliğine Göre Malzeme Seçimi
Etkili sertleşmiş tabaka derinliği, iş parçasının mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
İş parçası tamamen sertleştiğinde, temperlemeden sonra tüm kesit boyunca homojen bir şekilde dağılmış bir yapı elde edilebilir ve mekanik özellikleri de tutarlıdır.
Tamamen sertleşmediğinde, iş parçasının çekirdeğinin mekanik özellikleri, yüzey sertleşmiş tabakasından daha düşüktür.
İş parçasının gerilimi kesit boyunca eşit olarak dağıtıldığında ve kesitteki mekanik özellikler tutarlı olduğunda, yüksek sertleşebilirliğe sahip çelik seçilmelidir.
Bükülme veya burulma yüklerine maruz kalan parçalar (miller gibi) için, yüzey gerilimi en yüksekken çekirdek gerilimi çok düşüktür, bu nedenle zayıf sertleşebilirliğe sahip çelik seçilmelidir.
Aynı östenitleme koşulları altında, aynı çelik türünün sertleşebilirliği aynıdır.
*Su Verme Sonrası Sertlik (Maksimum Sertlik İçin Sertleşebilirlik)
Normal su verme koşullarında, martensitik bir yapı elde ederek elde edilebilen maksimum sertliği ifade eder. Bunun ana etkileyen faktörü, martensit içindeki karbon içeriğine bağlıdır ve alaşım elementleriyle pek ilgisi yoktur. Karbon içeriği ne kadar yüksekse, su verme sonrası sertlik o kadar yüksektir.
Örneğin, düşük karbonlu alaşımlı çelik oldukça iyi sertleşebilirliğe ancak su verme sonrası düşük sertliğe sahiptir. Başka bir örnek, zayıf sertleşebilirliğe ancak su verme sonrası yüksek sertliğe sahip yüksek karbonlu takım çeliğidir.
Tipik olarak, orta karbonlu alaşımlı çelik 40Cr ve karbon çeliği 45 karşılaştırma için kullanılır. Birincisi, alaşım elementi krom içerir, bu nedenle sertleşebilirliği ikincisinden daha yüksektir; ancak, karbon içeriği ikincisinden daha düşüktür, bu da su verme sonrası biraz daha düşük sertlikle sonuçlanır.
Not: Yüksek sertleşebilirliğe sahip çelik, mutlaka su verme sonrası yüksek sertliğe sahip olmak zorunda değildir ve tersi de geçerlidir.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!