Artık Östenit ve Kriyojenik İşlem: Sıfır Altı İşlem Ne Zaman Kazandırır

Yüksek karbonlu ve yüksek alaşımlı çelikler su verme sonrasında bir miktar dönüşmemiş östenit tutar ve bu daha sonra boyutu ve sertliği değiştirebilir. Bu kılavuz artık östeniti, sıfır altı ve kriyojenik işlemlerin onu nasıl giderdiğini ve maliyetin ne zaman haklı olduğunu açıklar.

Artık östenit nedir

Su verme, östeniti martenzit başlangıç (Ms) ve martenzit bitiş (Mf) sıcaklıkları arasında martenzite dönüştürür. Sade düşük karbonlu çeliklerde Mf oda sıcaklığının üzerinde yer alır ve dönüşüm tamamlanır. Yüksek karbonlu ve yüksek alaşımlı çeliklerde — takım çelikleri, sementasyon kaliteleri, rulman çelikleri — karbon ve alaşım içeriği Ms ve Mf'yi düşürür ve östenitin bir kısmı hiç dönüşmez: artık östenit, sertleştirilmiş yapı içine karışmış yumuşak bir faz.

Miktarlar kaliteye ve östenitleme uygulamasına göre geniş ölçüde değişir; sıcaklık aralıklarının üst ucundan sertleştirilmiş yüksek alaşımlı takım çeliklerinde birkaç yüzden yaklaşık 20–30%'ye kadar rakamlar bildirilir.

Neden önemlidir

Sertlik ve aşınma: artık östenit martenzitten daha yumuşaktır, bu nedenle aşırı miktarlar sertliğe ve temas yorulması performansına mal olur (rulman çelikleri bu nedenle sıkı şekilde şartlandırılır).
Boyutsal kararlılık: artık östenit yarı kararlıdır. Daha sonra dönüşebilir — gerilim, taşlama ısısı veya sıcaklık değişimi altında — ve dönüşüm parçayı genişletir. Serviste tolerans dışına çıkan mastarlar, hassas kalıplar ve rulman bileşenleri klasik belirtidir.
Tamamen kötü değildir: küçük, kontrollü bir miktar tokluğa ve yuvarlanma teması davranışına fayda sağlayabilir ve tek başına temperleme bunun çoğunu dönüştürür (aşağıya bakın).

Çözümler, sırasıyla

Temperleme. Uygun seçilmiş bir temperleme (ve takım çelikleri için ikinci bir temperleme) artık östeniti ayrıştırır ve ortaya çıkan taze martenziti temperler. Pek çok takım için bu yeterlidir ve soğuk işleme gerek yoktur.
Sıfır altı işlem — yeni su verilmiş parçayı yaklaşık −70 ila −85 °C'ye (kuru buz veya mekanik soğutma aralığı) soğutmak ve kısaca bekletmek, dönüşümü Mf'ye daha yakın hale getirir. Rulman ve sementasyonlu bileşenler için yaygın olarak kullanılır.
Derin kriyojenik işlem — sıvı azot sıcaklıklarına, yaklaşık −196 °C civarına, yavaş kontrollü soğutma ve ısıtma ile soğutmak, genellikle uzun saatler bekletilir ve her zaman temperleme izler. Östenit dönüşümünü tamamlamanın ötesinde, derin kriyo işleminin takım çeliklerinde çok ince karbür çökelmesini teşvik ettiği iddia edilir; boyutsal kararlılık faydası iyi kanıtlanmıştır, aşınma ömrü faydasının büyüklüğü ise kaliteye ve çalışmaya göre değişir.

Başarıyı belirleyen sıra kuralları

Su verme sonrasında derhal işlem yapın — geciken parçalar östeniti stabilize edebilir ve gerilimli parçalar su verilmiş halde bırakılırsa çatlayabilir.
Kademeli soğutun ve ısıtın; ince kesitler ve karmaşık kalıplar her iki yönde de ısıl şoka karşı çatlamaya duyarlıdır.
Sonrasında her zaman temperleyin. Soğukta oluşan taze martenzit temperlenmemiş ve gevrektir; temperleme olmadan oda sıcaklığında sona eren bir kriyo çevrimi parçayı daha kötü hale getirmiştir.

Ne zaman kazandırır

Sıfır altı veya kriyo işlemi maliyetini şunlarda kazandırır: hassas mastarlar ve ana mastarlar, üst düzey kesme ve şekillendirme takımları, sıkı artık östenit sınırlarına sahip rulman bileşenleri ve toleransları serviste büyümeyi kaldıramayan kalıplar. Başlangıçta az östenit tutan orta karbonlu çeliklerdeki genel makine parçaları için, geri ödeme mekanizması olmadan maliyet ekler.