Aşırı ısınma ve aşırı yanma, metal malzemelerin işlenmesinde yaygın olarak görülen iki kusurdur ve malzemenin performansı ve hizmet ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
I. Aşırı ısınma ve aşırı pişirmenin tanımı
1. Aşırı ısınma
Aşırı ısınma, sıcaklığın çok yüksek olması veya tutma süresinin çok uzun olması nedeniyle ısıtma işlemindeki metal malzemeyi ifade eder ve anormal tane büyümesi olgusuna neden olur. Aşırı ısınma, metal organizasyonunun kabalaşmasına, tane sınırlarının zayıflamasına, mukavemet, tokluk gibi mekanik özelliklerde ve diğer önemli düşüşlere neden olur. Aşırı ısınma genellikle ısıl işlem, kaynak veya döküm sürecinde meydana gelir, metal malzemelerin işlenmesinde sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gereken bir kusurdur.
2. aşırı pişirme
Aşırı pişirme, ısıtma işleminde metal bir malzemedir, çünkü sıcaklık çok yüksektir ve bekletme süresi çok uzundur, bu da tane sınırlarının erimesine veya oksidasyonuna, kırılgan fazların veya deliklerin oluşmasına ve diğer kusurlara neden olur. Aşırı pişme metal organizasyonunun ciddi şekilde zarar görmesine, mekanik özelliklerinde keskin bir düşüşe, hatta kullanım değerini tamamen kaybetmesine neden olur. Aşırı pişirme son derece ciddi bir ısınma kusurudur; bir kez meydana geldiğinde, sonraki işlemlerle malzemenin orijinal özelliklerini tamamen geri kazandırmak genellikle zordur.
İkincisi, aşırı ısınma ve aşırı pişirmenin nedenleri
1. Aşırı ısınmanın nedenleri
- Isıtma sıcaklığı çok yüksek: metal malzemelerin ısıtılması işleminde, sıcaklık malzemenin normal ısıtma aralığını aşarsa, tanecik anormal şekilde büyümeye başlayacaktır.
- Tutma süresi çok uzun: Yüksek sıcaklıklarda izolasyonun uzun sürmesi, tahılın büyümesi için yeterli enerjiye ve zamana sahip olması, aşırı ısınmaya neden olur.
- Isıtma ekipmanının hatalı kontrolü: ısıtma ekipmanının sıcaklık kontrolü doğru değil veya sıcaklık sensörü arızası, gerçek ısıtma sıcaklığının ayarlanan sıcaklıktan daha yüksek olmasına neden oluyor.
2. Aşırı ısınmanın nedenleri
- Isıtma sıcaklığı çok yüksek ve tutma süresi çok uzun: Isıtma sıcaklığı malzemenin erime noktasından veya kritik sıcaklığından çok daha yüksek olduğunda ve tutma süresi çok uzun olduğunda tane sınırı eriyecek veya oksitlenecektir.
- Isıtma ortamının etkisi: Oksitleyici gazlar içeren atmosfer gibi bazı ısıtma ortamlarında metal malzemeler aşırı pişmeye daha yatkındır.
- Malzemenin kendisi faktörleri: Yüksek karbon içeriğine veya alaşım elementlerine sahip malzemeler gibi belirli metal malzemeler aşırı ısınmaya ve aşırı ateşlemeye karşı daha hassastır.
III. Aşırı ısınma ve aşırı pişirmenin etkileri
1. Mekanik özellikler üzerindeki etkisi
- Aşırı ısınma: metal malzemelerin aşırı ısınması, iri taneler, tane sınırlarının zayıflaması, bunun sonucunda mukavemet, tokluk ve diğer mekanik özelliklerin azalması. Aynı zamanda aşırı ısınma malzemenin plastisitesinin bozulmasına neden olabilir, işlem performansı düşer.
- Aşırı pişirme: aşırı pişmiş metal malzeme organizasyonu ciddi şekilde hasar görür, kırılgan faz veya delikler oluşur ve diğer kusurlar mekanik özelliklerde keskin bir düşüşe neden olur. Aşırı pişirilen malzemeler çoğu zaman normal işleme ve yük kullanımına dayanamaz ve hatta gevrek kırılma meydana gelebilir.
2. İşleme performansı üzerindeki etkiler
- Aşırı ısınma: kaba tanecik nedeniyle metal malzemelerin aşırı ısınması, işlemenin çatlamaya, deformasyona ve diğer kusurlara yatkın olması, işleme zorlukları.
- Aşırı pişirme: Aşırı pişmiş metal malzemelerin işleme performansı çok zayıftır ve etkili bir şekilde kesilemez, dövülemez ve diğer işleme işlemleri gerçekleştirilemez.
3. Hizmet ömrüne etkisi
- Aşırı ısınma: Metal malzemelerin aşırı ısınması nedeniyle mekanik özelliklerinde bozulma, servis ömrü kısalır. Yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve diğer zorlu ortamlarda aşırı ısınan malzemelerin arızalanma olasılığı daha yüksektir.
- Aşırı pişirme: Aşırı pişirilen metal malzemeler kullanım değerini neredeyse tamamen kaybeder, normal yük kullanımına dayanamaz, servis ömrü son derece kısadır.
Dört, aşırı ısınma ve aşırı pişirme düzeltme yöntemi
1. Aşırı ısınmayı düzeltme yöntemi
- Normalleştirme işlemi: Aşırı ısınmış metal malzemeler için, taneyi inceltmek amacıyla normalleştirme işlemi kullanılabilir. Normalleştirme işlemi, malzemeyi kritik sıcaklığın üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtmak, havayla soğutmanın ardından bir süre tutmaktır. Normalleştirme işlemi sayesinde aşırı ısınan organizasyonu ortadan kaldırabilir ve malzemenin normal tane yapısını ve mekanik özelliklerini eski haline getirebilir.
- Tavlama işlemi: Tavlama işlemi aynı zamanda aşırı ısınmanın düzeltilmesinde de etkili bir yöntemdir. Tavlama işlemi, malzemenin belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılması, fırın ile soğutulduktan sonra bir süre tutulmasıdır. Tavlama işlemi iç gerilimleri ortadan kaldırabilir, sertliği azaltabilir ve işlenebilirliği geliştirebilir. Tavlama, yüksek performans gerektirmeyen bazı malzemeler için aşırı ısınmayı düzeltmenin basit bir yöntemi olabilir.
- Yeniden ısıtma ve su verme: Takım çeliği ve rulman çeliği gibi yüksek sertlik ve dayanıklılık gerektiren metal malzemelerde, aşırı ısınmayı düzeltmek için yeniden ısıtma ve su verme kullanılabilir. Yeniden ısıtmalı söndürme, malzemenin söndürme sıcaklığına kadar ısıtılmasını, bir süre tutulmasını ve ardından hızla soğutulmasını içerir. Yeniden ısıtma ve su verme yoluyla ince martensitik organizasyon elde edilebilir ve malzemenin sertliği ve mukavemeti geliştirilebilir.
2. Aşırı ısınmanın düzeltilmesi
- Aşırı pişirme genellikle tamamen düzeltilemez: Aşırı pişirme, metal malzemelerin ısıtılma işleminde çok ciddi bir kusurdur; bir kez meydana geldiğinde, sonraki işlemlerle malzemenin orijinal özelliklerini tamamen geri yüklemek genellikle zordur. Aşırı pişmiş malzemeler genellikle yalnızca hurdaya veya başka amaçlarla ve başka önlemlerle alınabilir.
- Önleyici tedbirler: Aşırı ısınma tamamen düzeltilemeyeceğinden, aşırı ısınmanın meydana gelmesini önlemek çok önemlidir. Metal malzemelerin işlenmesinde, çok yüksek bir sıcaklığın veya bekletme süresinin çok uzun olmasını önlemek için ısıtma sıcaklığı ve bekletme süresi sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Aynı zamanda sıcaklık kontrolünün doğruluğunu ve stabilitesini sağlamak için ısıtma ekipmanının bakım ve onarımı güçlendirilmelidir. Ayrıca aşırı ateşleme oluşumunu azaltmak için koruyucu atmosfer ısıtması veya vakumlu ısıtma gibi yöntemler de kullanılabilir.
