Bu yazıda (9)
Islah, çeliği önce su verip sertleştirmek, ardından menevişle biraz geri yumuşatmaktır. Böylece mukavemeti yüksek tutarken tokluğu da kaybetmezsiniz. Bunu C45 gibi orta karbonlu çeliklerde ve 42CrMo4 (4140) gibi krom-molibdenli çeliklerde yaparız. Düşük karbonlu yapı çelikleri su verince fazla sertleşmediği için ıslaha uygun değildir.
Islah işlemi iki adımdır
Su verme (sertleştirme). Çelik, yapısı östenite dönene kadar ısıtılır; bu cinslerde genelde 820-860 °C bandında. Sonra hızla soğutulur. Soğutma ortamı çeliğe göre değişir: alaşımsız çeliklerde su ya da polimer, alaşımlı çeliklerde çoğunlukla yağ ya da polimer. Sonuç martensit yapıdır: çok sert, ama gevrek ve gerilmeli.
Meneviş (temperleme). Su verilmiş parça hemen kullanılmaz. Genelde 540-680 °C aralığında bir sıcaklığa tekrar ısıtılıp bekletilir. Sıcaklık yükseldikçe sertlik ve mukavemet düşer, tokluk ve uzama artar. Hangi sıcaklığın seçileceği, parçadan beklenen mukavemete göre belirlenir; ıslahın esnekliği buradan gelir.
Tipik aralıklar aşağıda (EN 10083). Kesin değer için standarda ve çelik veri sayfasına bakılır; ısıl işlemi yapan tesis de fırınına göre ince ayar yapar.
| Kalite | Su verme ortamı | Sertleştirme sıcaklığı | Meneviş |
|---|---|---|---|
| C45 (1.0503) | Su veya polimer | yaklaşık 820-860 °C | yaklaşık 550-660 °C |
| 42CrMo4 / 4140 (1.7225) | Yağ veya polimer | yaklaşık 820-860 °C | yaklaşık 540-680 °C |
Neden su verip bırakmıyoruz
Su verilmiş çelik cam gibidir: sert ama darbede kırılır, bazen rafta beklerken bile çatlar. Meneviş bu iç gerilmeyi alır. Kısaca: su verme mukavemeti kazandırır, meneviş bunun bir kısmını geri verip karşılığında tokluk alır. Dişli mili, bağlantı cıvatası ya da aks gibi hem yük taşıyan hem darbe gören parçalar ancak bu dengeyle uzun yaşar.
Hangi çelikler ıslah edilir
Islah çeliği ayrı bir marka değil, ıslaha uygun bir çelik grubudur. İki şey aranır: yeterli karbon (kabaca %0,25-0,60 aralığı) ve gerekiyorsa sertleşebilirliği artıran alaşım.
- Alaşımsız ıslah çelikleri: C35, C45, C60 gibi. Yaygındır ve ince-orta çaplı millerde iş görür. Sertleşme derinliği sınırlıdır.
- Alaşımlı ıslah çelikleri: 42CrMo4 (4140), 34CrNiMo6, 25CrMo4 gibi. Krom ve molibden sertleşebilirliği artırır; kalın kesitte bile çekirdek sertleşir. Büyük çaplı aks, dişli ve pres parçalarında bu yüzden bunlar kullanılır.
C45 ve 42CrMo4’ün +QT (ıslahlı) teslim koşulunda, standart tablolarındaki asgari değerler çapa göre şöyle düşer:
| Çap | C45: Re min / Rm | 42CrMo4: Re min / Rm |
|---|---|---|
| d ≤ 16 mm | 490 / 700-850 MPa | 900 / 1100-1300 MPa |
| 16 < d ≤ 40 mm | 430 / 650-800 MPa | 750 / 1000-1200 MPa |
| 40 < d ≤ 100 mm | 370 / 630-780 MPa | 650 / 900-1100 MPa |
Tabloya bakınca iki şey görürsünüz. Aynı kalitede çap büyüdükçe değer düşüyor; buna kütle etkisi denir. Ayrıca 42CrMo4 her çapta C45’in epeyce üstünde. “Islah çeliği 1000 MPa verir” gibi tek rakamlı cümleler bu yüzden eksiktir; hangi kalite, hangi çap, hangi teslim koşulu söylenmeden bir anlamı yok.
Islah edilmiş çelik ile normal çelik farkı
Normal çelikten kastedilen çoğunlukla sıcak haddelenmiş (+AR) ya da normalize (+N) durumdur. Aynı çelik, aynı kimyada, ısıl işleme göre farklı davranır.
| Özellik | Haddelenmiş / normalize | Islahlı (+QT) |
|---|---|---|
| Mukavemet | Kimyaya bağlı, orta | Aynı kimyada belirgin yüksek |
| Tokluk | İyi | Yüksek mukavemette bile iyi |
| Talaşlı işleme | Kolay | Daha zor, takım aşınması fazla |
| Kaynak | Çoğunlukla sorunsuz | Dikkat ister, ön ısıtma gerekir |
| Çarpılma | Beklenmez | Ham parçaya sonradan ısıl işlem yapılırsa çarpılabilir |
Bir parçaya iki yoldan ulaşabilirsiniz. Ya ıslahlı teslim çubuğu alıp doğrudan işlersiniz; ya da normal çubuğu kaba işler, ısıl işleme gönderir, sonra finiş yaparsınız. İlkinde çarpılma ve ek sevkiyat derdi olmaz, ama malzeme zor işlenir ve çap büyüdükçe teslim koşulunun değerleri düşer. İkincisinde mukavemeti istediğiniz noktaya ayarlarsınız, ama finiş payı bırakmak zorundasınız.
Teslim koşulu işaretleri: +N, +QT, +A
EN 10083 çubuğun hangi halde teslim edildiğini ek işaretle yazar. Siparişte ve sertifikada bunu görürsünüz:
- +AR / +U: Haddelenmiş, ısıl işlem yapılmamış. Kimyası doğru, mukavemeti düşük.
- +N: Normalize. Yapı homojenleştirilmiş, tane inceltilmiştir; ıslah değildir.
- +A: Yumuşak tavlı. Talaşlı işlemeyi kolaylaştırmak için, sertleştirme öncesi tercih edilir.
- +QT: Su verilmiş ve menevişlenmiş, yani ıslahlı. Tablodaki mekanik değerler bu durum için geçerlidir.
Siparişte sadece “C45” yazılır ve teslim koşulu belirtilmezse çoğu zaman haddelenmiş ya da normalize çubuk anlaşılır. Tablodaki 650-800 MPa gibi değerlere ulaşmak istiyorsanız ya +QT çubuk istersiniz ya da ısıl işlemi kendiniz yaptırırsınız.
Islah sonrası işleme ve ölçü
Ham çubuğu ıslah ettirecekseniz sıralama genellikle şöyledir: kaba tornalama, ısıl işlem, finiş tornalama, gerekiyorsa taşlama. Kaba işlemede 2-3 mm gibi bir pay bırakmak yaygın uygulamadır; gerçek pay parçanın boyuna, çapına ve geometrisine göre tesisle konuşularak belirlenir. Uzun ve ince millerde su verme sırasında eğilme olur, düzeltme payı da bu yüzden gerekir.
Bir ayrıntı daha var: su verilen parçanın dışı hızlı, içi yavaş soğur. Kalın bir mili ortadan kestiğinizde çekirdeğin yüzeyden daha yumuşak olduğunu görebilirsiniz. Bu normaldir. C45 yerine 42CrMo4 seçmenin nedeni de bu farkı kapatmaktır.
Sık yapılan hatalar
- Çapı hesaba katmamak. 100 mm’lik C45 milden 20 mm’lik C45 mil değerlerini beklemek. Kalın kesitte alaşımlı kaliteye geçin.
- Islahı sementasyonla karıştırmak. Islah tüm kesiti etkiler, mukavemet ve tokluk verir. Sementasyon yalnızca yüzeyi sertleştirir, çekirdek yumuşak kalır; dişli dişi gibi yüzey aşınmasında işe yarar. İkisi farklı problemin cevabıdır.
- Su verilecek parçada keskin köşe bırakmak. Kama yuvası, ani çap farkı, keskin pah çatlak başlatır. Radyus verin.
- Kaynak planlamamak. Islahlı mile sonradan flanş ya da destek kaynatmak, kaynak bölgesinde sert ve gevrek bir bant oluşturur.
- Sertliği tek ölçüt almak. Brinell sertliği mukavemetle yaklaşık orantılıdır ama tokluğu söylemez. Kritik parçada çekme ve darbe değerini sertifikadan isteyin.
Hangisi ne zaman
Orta yüklü, çapı çok kalın olmayan mil, kama ve pim için C45 (CK45) iyi bir başlangıçtır. Kalın kesitli, yüksek yüklü aks, dişli ve bağlantı parçalarında 4140 (42CrMo4) gerekir. Genel liste için ıslah çelikleri sayfasına, yüzey sertliği arıyorsanız sementasyon çeliklerine bakın. Mil boyunu ve ağırlığını önceden görmek için yuvarlak demir ağırlık hesaplayıcıyı kullanabilirsiniz. Kalın dolu malzemeyi ölçüye kestirmek isterseniz testere kesim hizmetimiz var.
En yaygın alaşımsız ıslah çeliği için C45 (CK45) çeliğinin özellikleri, sert yüzey ve tok çekirdek isteyen parçalar için sementasyon çeliği (16MnCr5) yazısı işinize yarar.
Sipariş verirken ne yazmalı
Kalite (C45, 42CrMo4 vb.), teslim koşulu (+QT ıslahlı mı, ham mı), çap ve boy, adet ve gerekiyorsa sertifika (3.1) isteği. “Islah çeliği lazım” demek yetmez, çünkü bu bir kalite değil, bir durum tarifidir.
Ölçünüzü, kalitenizi ve adedinizi yazın, size özel teklif hazırlayalım. Hangi kalitenin uyacağından emin değilseniz parçanın nerede ve nasıl çalışacağını anlatmanız yeter, birlikte karar veririz.
Kaynaklar ve standartlar
- TS EN 10083-1, -2, -3: Islah çelikleri (teknik teslim koşulları, alaşımsız ve alaşımlı çelikler)
- EN 10083-2 ve EN 10083-3 +QT mekanik özellik tabloları (C45, 42CrMo4)
Metesan Metalurji teknik içerik
Yazıları standartlara ve haddehane kataloglarına bakarak hazırlıyoruz. Kalite, ölçü ve toleransı teklif verirken sizinle ayrıca netleştiririz.
