Metalik Malzemelerin Tavlanması
Tavlama, esas olarak uygun mikro yapılar oluşturarak şekillendirilebilirlik veya işlenebilirlik gibi teknik üretim özelliklerini iyileştirmeye yarayan bir ısıl işlemdir. Sertleştirmenin aksine, tavlama çoğu durumda yavaş soğutma ile karakterize edilir.
- Normal tav / normalleştirme tavı / tane inceltme
- Gerilim giderme tavlaması
- Küresel sementit üzerinde yumuşak tav / tavlama (GKZ tavlama)
- Yeniden kristalleştirme tavlamasıı / iyileştirme tavlaması
- Difüzyon tavlaması / homojenizasyon tavlama
- İri taneli tavlama / yüksek tavlama
- Stabilizasyon tavlaması
- Çözelti tavlama / homojenizasyon
Tüm tavlama işlemleri, bir hava atmosferinde gerçekleştirilmeleri koşuluyla, iş parçalarında tufalleşmeye ve/veya dekarbürizasyona yol açar.
İşlem sıcaklığı, malzeme ve ısıl işlemden sonraki yüzey gereksinimleri, işlem gazlarının seçimini belirler.
|
Malzeme |
Kullanılan koruyucu gazlar |
|
Dekarburizasyon / oksidasyon / |
Azot |
|
Yüzey oksitlerinin giderilmesi |
Azot, Hidrojen (%100'e Kadar Hidrojen) |
|
Karbonsuzlaştırma ile ilgili kritik davranış |
Azot, Karbon donörü |
|
Dekarburizasyon ve oksidasyon ile ilgili kritik davranış |
Azot, Karbon donörü |
|
Nakışla ilgili kritik davranış |
Argon (Hidrojen) |
Normalleştirme / normalleştirme tavlama / tane inceltme
Normalleştirme tercihen, dövme, haddeleme, döküm veya kaynaklama gibi imalat süreçlerinden yapısı olumsuz etkilenen ötektoid altı çelikler için kullanılır.
Normalizasyon sırasında çelik, dönüşüm sıcaklığının hemen üstüne ısıtılır, böylece ferrit-perlit yapısı ostenite dönüşür.Yapı tamamen östenitlendikten sonra çelik yavaşça havada soğutulur.
Östenitin ferrite dönüşmesi sırasında bu ısıl işlem sırasında taneler yeniden şekillendirildiği için tane inceltmesi meydana gelir. Bu nedenle düzensiz ve kaba yapıyı ortadan kaldırmak için normalizasyon tavlaması uygulanır. Tavlamadan sonra soğutma yavaş olmalıdır. Soğutma çok hızlı olursa, özellikle yüksek alaşımlı çeliklerde martensit veya bir ara yapı oluşabilir.
| Özellikler | Tanım |
| Sıcaklıklar |
|
| Bekleme süresi |
Ferrit tamamen ve karbürler neredeyse tamamen çözülmüş olmalıdır. |
| Kullanılan koruyucu gazlar |
|
|
Gaz kaynakları |
|
Gerilim Giderme Tavı
Gerilim giderme tavlaması, yapısal değişiklikler olmaksızın iç gerilimleri azaltır. Bileşendeki gerilimlerin nedenleri, örneğin:
- Ham malzeme imalatında
- Soğuk işlemde
- Dengeli olmayan ısıtma ve soğutmada (örn. kaynakla)
| Özellikler | Tanım |
| Sıcaklıklar | Ac1'in altında; çok yavaş ısıtma ve soğutma |
| Bekleme süresi | 1 - 2 saat |
| Kullanılan koruyucu gazlar |
|
| Gaz kaynakları | Azot ve argon kaynağı |
Yuvarlak Sementit Üzerinde Yumuşak Tavlama / Tavlama (GKZ Tavlama)
Sonraki işlemler için yüksek şekillendirilebilirlik veya işlenebilirlik gerektiğinde yumuşak tavlama kullanılır.
Ötektik altı çelikler söz konusu olduğunda, katmanlı sementit, difüzyon süreçleri vasıtasıyla termodinamik olarak daha uygun, daha yuvarlak bir forma dönüştürülür. Yuvarlak sementite karşılık gelen perlit, şerit sementitinden oluşur.
GKZ tavlama (yuvarlak sementit üzerinde tavlama), karbon içeriği > %0,8 olan çelikler için kullanılır ve genellikle yumuşak tavlama ile eşanlamlı olarak kullanılır.
Yumuşatma tavlaması, önemli ölçüde azaltılmış kuvvetler nedeniyle sonraki işlemlerde – haddeleme, bükme veya derin çekme gibi – şekillendirmeyi çok daha kolaylaşır. Daha iyi işlenebilirlik, takımların hizmet ömrünü uzatır.
| Özellikler | Tanım |
| Sıcaklıklar |
|
| Bekleme süresi | 100 saate kadar |
| Kullanılan koruyucu gazlar | Azot |
| Gaz kaynakları | Azot ve argon kaynağı |
Yeniden Kristalleştirme / İyileştirme Tavlaması
Yeniden kristalleştirme tavlama veya İyileştirme tavlaması, yapıda önemli bir değişiklik olmaksızın soğuk iş çelilklerinde sertleşmeyi ortadan kaldırır.Orijinal yapı, yeni bir dönüşüme hazır olarak yeniden oluşturulur.
İyileşme alanında, elektrik direnci gibi fiziksel özellikler başlangıçta keskin bir şekilde iyileşirken, mekanik özellikler neredeyse hiç değişmez. Yeniden kristalleşme alanında, yapıdaki deforme olmuş alanlardan başlayarak yeni tane oluşumu gerçekleşir.
Yeniden kristalleştirme tavlama veya İyileştirme geri kazanma tavlaması, yapıda önemli bir değişiklik olmaksızın soğuk iş lenmiş çelilklerinde ğindeikte sertleşmeyi ortadan kaldırır.Orijinal yapı, yeni bir dönüşüme hazırlık olarak yeniden oluşturulur.
İyileşme alanında, elektrik direnci gibi fiziksel özellikler başlangıçta keskin bir şekilde iyileşirken, mekanik özellikler neredeyse hiç değişmez. Yeniden kristalleşme alanında, yapıdaki deforme olmuş alanlardan başlayarak yeni tane oluşumu gerçekleşir.
| Özellik | Tanım |
| Sıcaklık |
Ac1'in altında ve yeniden kristalleşme sıcaklığının üstünde (referans değer: 04*TS [K]) |
| Bekleme süresi | sıcaklığa bağlı; dakikadan birkaç saate kadar |
| Kullanılan koruyucu gazlar | Azot |
|
Gaz kaynakları |
Azot ve argon kaynağı |
Difüzyon Tavı
Yüksek alaşımlı çelikler katılaştığında, alaşım elementleri yapıda veya tek tek kristallerde homojen olarak dağılmayabilir. bireysel kristaller içindeki bu tür konsantrasyon farklılıklarına kristal segregasyonları da denir ve difüzyon tavlaması ile telafi edilir. Çeliğin katılaşması sırasında segregasyonlar zaten meydana geldiğinden, bunlar genellikle çelik fabrikalarında doğrudan külçeden çıkarılır.Özellikle yüksek sıcaklıklar ve uzun tavlama süreleri nedeniyle süreç zorlu ve çok enerji yoğun olduğundan. Bunu,Tane inceltmek amacıyla için normalleştirme operasyonu takip eder.
| Özellik | Tanım |
| Sıcaklık | 1.050 – 1.300°C |
| Bekleme süresi | 50 saate kadar |
| Kullanılan koruyucu gazlar | Azot |
| Gaz kaynakları | Azot ve argon kaynağı |
İri Taneli Tavlama / Yüksek Tavlama
İri taneli tavlama, daha iri taneli bir parça elde etmek için yüksek sıcaklıkta normalleşir (dolayısıyla yüksek tavlama da denebilir) Çoğunlukla akma eğilimi gösteren düşük karbonlu çeliklerde sürünme direncini artırmak veya işlenebilirliği geliştirmek için kullanılır.İşleme, iri taneli tavlamadan sonra gerçekleşir, ardından normalleştirme ile tane inceltilir.
| Özellik | Tanım |
| Sıcaklık | Ac3'ün üstünde |
| Bekleme süresi | Birkaç saat |
| Kullanılan koruyucu gazlar | Azot |
| Gaz kaynakları | Azot ve argon kaynağı |
Stabilizasyon Tavlaması
Stabilizasyon tavlaması, yüksek karbon içeriğine sahip yüksek alaşımlı çeliklerden yapılmış kaynaklı bağlantıları taneler arası korozyon nedeniyle tane bozulmasından etkili bir şekilde korumak için kaynaktan sonra kullanılır. Kaynakta operasyonu ile oluşan krom karbür yapılar yeniden çözülür.Yapıda titanyum, niyobyum veya tantal gibi alaşım elementleri varsa, tavlanmış malzeme fırında yavaş yavaş soğutulabilir.Bu genellikle bozulmaya duyarlı bileşen geometrileri için daha yumuşak bir türdür.
Soğutma koşullarına ve bileşen geometrisine bağlı olarak, ani soğutmadan dolayı oluşan iç gerilimi azaltmak için sonradan gerilim giderme tavlaması yapmak mümkündür.
| Özellik | Tanım |
| Sıcaklık | 850°C ila 1.050°C, hızlı soğutma |
| Bekleme süresi | Birkaç saat |
| Kullanılan koruyucu gazlar | Azot |
| Gaz kaynakları | Azot ve argon kaynağı |
Çözelti Tavlama / Homojenleştirme
Sertleşebilir alaşım sistemleri, çökelme sertleştirmesinden sorumlu alaşım elementlerinin tamamen çözüldüğü çözelti tavına tabi tutulur. Su verme işleminden sonra, seçilen yaşlandırma parametrelerine (soğuk ve yapay yaşlandırma) bağlı olarak malzemede çökelmeler oluşur ve bu da sertlikte bir artışa neden olur.
Östenitik çelikler için, daha sonra çökeltme sertleştirmesi olmaksızın yalnızca çözelti tavlaması (veya homojenleştirme) kullanılır. Çözelti tavlaması, özellikle deformasyon süreçleri sırasında, alaşım elementlerinin eşit dağılımı yoluyla paslanmaz çeliklerin korozyon direncini artırdığından, yeniden kristalleştirme tavlamasının yerini alır.
Kullanılan parametreler ve koruyucu gazlar, alaşım sistemine ve sonraki kullanım koşullarına bağlıdır.
